識別接受到燃料系統的燃料的製作方法

2023-05-08 11:42:41 1

專利名稱：識別接受到燃料系統的燃料的製作方法
技術領域：
本申請涉及機動車輛領域，更具體地涉及機動車輛燃料系統。
背景技術：
為了各種利益，機動車輛的燃料系統可以被構造成單獨地或作為混合物儲存多種 不同的燃料。在一個示例中，如此構造的燃料系統可以安裝在這樣的機動車輛中，該機動車 輛的發動機構造成消耗燃料A或者燃料B，或者燃料A和B的混合物。在這個示例中，發動 機可以自動地適應所提供的燃料，或者發動機可能需要根據燃料進行一些調節。在另一個示例中，車輛可以至少部分地組裝自部件模塊，其中一些部件模塊能夠 適於不同的機動車輛。例如，兩種機動車輛，其中一種構造成消耗燃料A，而另一種構造成消 耗燃料B，這兩種燃料中的每種燃料均可以包括基本相同構造的燃料系統。為了簡化機動車 輛的製造可以採用這種途徑。在上面提到的示例中，有益的是燃料系統檢測燃料補給並進一步檢測在燃料補給 期間所加燃料的類型。因此，美國專利號5，542，386提供了用於機動車輛的燃料補給檢測 系統和方法。這種方法將基於壓力的燃料補給檢測與燃料性質(例如揮發性)判斷相結 合。燃料性質判斷依賴於提供給機動車輛發動機的燃料噴射量的變化以及檢測一個或更多 個發動機參數(例如燃燒壓力)的響應。但是，在這裡發明人已經發現這種方法的各種不 足之處。例如，只有當已經確定燃料箱中的燃料在現有的發動機條件下適合於由該發動機 消耗時，所描述的確定燃料性質的方法才可能是可被接受的。但是，在一些情況下，燃料箱 中的燃料可能在任何情況下都不適合該發動機，或該發動機可能需要對其當前運行狀態進 行一些調節或適應，以便安全使用該燃料。如果，為了任何原因，燃料箱中的燃料不適合發 動機，那麼所描述的確定燃料性質的方法可能給出不可靠的結果，或可以引起發動機部件 的損壞。

發明內容
因此，在一個實施例中，本發明提供一種用於記錄(register)機動車輛的燃料系 統中的內容物變化的方法。在這個實施例中，燃料系統構造成將第一燃料和第二燃料接收 在共用空間中。第一條件與接受第一燃料關聯，而第二條件與接收第二燃料關聯。該方法 包括接受燃料進入燃料系統並且如果響應於接受燃料的條件與第一條件相匹配並且與第 二條件不匹配，則指示第一燃料已經被接受。在另一個實施例中，公開了一種用於記錄(register)機動車輛的燃料系統中的 內容物變化的方法，該方法包括接受燃料進入燃料系統，該燃料系統構造成將氫氣和壓縮 的天然氣接收在共用空間中；如果當燃料被接受時在共用空間中的溫度增加大於閾值量， 則指示壓縮的天然氣已經被接受，如果所述指示發生，則發生在壓縮的天然氣被機動車輛 的發動機消耗之前；如果當該燃料被接受時在共用空間中的溫度增加小於閾值量，則指示氫氣已被接受，如果所述指示發生，則發生在氫氣被機動車輛的發動機消耗之前；以及響應 於已經被指示接受的所述燃料來調節機動車輛的起動操作參數。另一個實施例提供了用於記錄燃料系統中的內容物變化和用於基於燃料系統中 的內容物來調節機動車輛的一個或更多個起動操作參數的更具體的方法。在這裡所公開的方法中，可以調節各種起動操作參數，例如燃料噴射量、噴射正 時、點火正時等。以這種方式，在為發動機提供任何燃料之前，機動車輛的電子控制系統可 以確定哪一種燃料或哪幾種燃料存在於燃料系統中，因而能夠可靠地調節起動操作參數， 並且避免向發動機傳輸不適宜的燃料。而且，電子控制系統還可以提供兩種氣態燃料之間 的識別並且為發動機起動提供補償，包括用於該起動的第一燃燒事件(例如，從發動機靜 止)的補償。將會理解，提供上述概要從而以簡單的方式介紹選擇的概念，這些概念在隨後的具體實施方式
中進一步描述。這不意味著表徵要求保護的主題的關鍵或實質特徵、要求保 護的主題的範圍由權利要求限定。而且，要求保護的主題不限於解決上述或本公開中任何 部分中提到的任何缺點的實施方式。


圖1示意地示出了根據本發明構造成記錄響應於燃料補給的內容物變化的第一 示例性燃料系統。圖2示意地示出了根據本發明構造成記錄響應於燃料補給的內容物變化的第二 示例性燃料系統。圖3示出了根據本發明用於記錄機動車輛的燃料系統中的內容物變化的示例性 方法。圖4-圖8示出了根據本發明用於識別哪種燃料已被接受機動車輛的燃料系統的 示例性方法。圖9示出了根據本發明用於基於被接受燃料系統的燃料來調節機動車輛的起動 操作參數的示例性方法。
具體實施例方式圖1示意地示出了構造成記錄響應於燃料補給的內容物變化的第一示例性燃料 系統10的各個方面。該燃料系統可以安裝在機動車輛(附圖中未示出)中。該燃料系統 包括燃料箱12，該燃料箱可以構造成儲存壓縮的氣體形式的多種不同燃料。在一個實施例 中，燃料箱可以適於儲存壓力超過5000磅/平方英寸(p. s. i)的氫氣。在這個和其他實施 例中，燃料箱還可以適於儲存壓力超過3600p. s. i的壓縮的天然氣(CNG)。燃料箱可以構造 成同時或順序地儲存多種不同燃料在相同的內部空腔中。而且，一個或更多個傳感器可以 設置在燃料箱中或燃料箱上，從而至少能夠估算包含在其中的燃料量。因此，圖1示出了燃 料箱壓力傳感器14和燃料箱溫度傳感器16，每個傳感器連接於所述燃料箱。燃料箱壓力傳 感器可以是響應於包含在所述燃料箱內的氣體壓力的任何傳感器，所述壓力為相對於大氣 測量的相對壓力或相對於真空測量的絕對壓力。燃料箱溫度傳感器可以是響應於燃料箱內 部氣體溫度的任何傳感器。
如圖1所示，燃料箱壓力傳感器14和燃料箱溫度傳感器16可操作地連接於電子 控制系統18，該電子控制系統18可以是燃料系統或安裝該燃料系統的機動車輛中的任何 電子控制系統。該電子控制系統可以構造成在第一組運行條件期間以低水平作用，並且在 第二組運行條件期間以高水平作用。例如，低水平作用可以提供對輸入到電子控制系統的 一個或多個傳感器輸入的基本監控和閾值比較。高水平作用除了提供各種高水平計算、與 其他系統部件的相互作用以及進行決策之外，還可以提供低水平作用。在一些實施例中，低 水平作用可以比高水平作用消耗更少的機動車輛電池(未示出)的電力。在一些實施例 中，當發動機啟動時，電子控制系統18可以保持在高水平作用，而當發動機關閉時，電子控 制系統18可以返回到低水平作用。而且，當一個或更多個傳感器輸入指示機動車輛正在燃 料補給時，電子控制系統可以激勵至高水平作用。為了提供低水平和高水平作用，電子控制 系統可以包括多個子系統，其中一個或更多個子系統在低水平作用期間保持停止，但是在 高水平作用期間變為運行。如圖1所示，電子控制系統18包括存儲器20。存儲器20可以是任何非易失性電 子存儲器。該存儲器可以適於有效地存儲與電子控制系統操作有關的任何數據。這些數據 可以包括，例如燃料箱12中存在的燃料計數(tally)。該計數可以基於在電子控制系統中 進行的計算和判斷由該電子控制系統寫入該存儲器中，這將在下面詳細描述。圖1還示出第一燃料口 22和第二燃料口 24。該第一和第二燃料口中的每一個可 以構造成接受燃料進入燃料系統10中。因此，第一和第二燃料口中的每個可以包括可切換 地連接於燃料系統外部的燃料供給管路的一個或更多個定位器和/或配件。行業標準可以 確定定位器或配件的類型(即，構造、尺寸和/或其材料)，通過所述定位器/配件可以向機 動車輛燃料系統供給特定類型的燃料。因此，第一燃料口 22可以構造成與提供第一類型燃 料的行業標準第一供給管路22』相匹配，而第二燃料口 24可以構造成與提供第二類型燃料 的行業標準第二供給管路24』相匹配。而且，在一些示例中，第一燃料口的定位器和/或配 件可以與提供第二類型燃料和/或其他燃料的供給管路不相容，而第二燃料口的定位器/ 配件可以與提供第一燃料和/或其他燃料的供給管路不相容。以這種方式，可以減少意外 地經由第一和第二燃料口接受不合適的燃料進入燃料系統的風險。行業標準可以進一步確定分別由第一供給管路22』和第二供給管路24』供給的第 一和第二燃料的可接受的壓力範圍。在一個實施例中，氫氣可以大約5000p. s. i的壓力由 第一供給管路供給，而CNG可以大約3600p. s. i的壓力由第二供給管路供給。但是，應當理 解這裡所述的壓力僅僅是示例性的，其他合適的壓力和壓力範圍也是可以預期的。繼續參考圖1，第一燃料口 22和第二燃料口 24中的每一個均可以包括開啟以接受 一種或更多種燃料進入的擋板和提供該燃料的供給管路。而且，每個擋板可以包括響應於 該擋板是否處於打開(breeched)狀態的打開傳感器。在一個示例中，打開傳感器可以包括 開關，當擋板被打開時所述開關開啟電路或光路，並且當擋板不被打開時所述開關關閉該 電路。因此，圖1示出了第一擋板26和第一打開傳感器28，它們中的每一個均連接於第一 燃料口 22。圖1還示出了第二擋板30和第二打開傳感器32，它們中的每一個均連接於第 二燃料口 24。所述第一和第二打開傳感器可以經由合適的電纜和/或光纜而可操作地連接 於電子控制系統18。圖1示出了連接在第一燃料口 22和第一擋板26之間的第一燃料溫度傳感器34以及連接在第二燃料口 24和第二擋板30之間的第二燃料溫度傳感器36。第一和第二燃料 溫度傳感器中的每一個可以是響應於燃料系統10的燃料口和其相應的擋板之間流動的氣 體溫度的任何傳感器。如圖1所示，第一和第二燃料溫度傳感器中的每一個可操作地連接 於電子控制系統18。上述示例性構造能夠實現用於記錄機動車輛的燃料系統中的內容物變化的多種 方法，所述方法將在本公開之後的內容中說明。但是，當某些其他機動車輛傳感器也連接於 電子控制系統18時，這些方法可以是精選的。因此，圖1示出了可操作地連接於電子控制 系統18的一組機動車輛傳感器38。該組機動車輛傳感器可以包括響應於機動車輛發動機 或排氣系統(附圖中未示出)的操作條件的任何傳感器。該組機動車輛傳感器可以包括， 例如冷卻劑溫度傳感器、進氣質量流率傳感器、排氣流氧氣或空氣燃料比傳感器、或其任意 組合。在一個實施例中，存在於燃料箱12中的每種燃料量的計數在機動車輛的特定操作 條件期間可以是精確的。例如，給定由電子控制系統已知的或者由已知為響應於進氣質量 流率傳感器的節氣門位置確定的進氣速率，該電子控制系統可以構造成連續地調節燃料噴 射速率，以使得排氣流空氣燃料比傳感器的輸出保持接近化學計量比。根據這樣提供的進 氣速率和燃料噴射速率的比率，電子控制系統可以評估和再評估燃料的每單位體積還原能 力，並且因此識別供給到發動機的燃料混合物，如果該混合物最多包含兩種組分的話。圖1示出了將燃料箱12連接於燃料壓力調節器42的燃料導管40。燃料壓力調節 器經由燃料管道46連接於燃料噴嘴44。燃料壓力調節器可以是構造成調節供給到燃料管 道和一個或更多個燃料噴嘴的燃料壓力的任意裝置。在所示的實施例中，從燃料導管40到 燃料噴嘴44的燃料系統10的區段構造成響應於來自電子控制系統18的控制信號是可燃 料取代的(purgable)。正如在後面進一步描述的，在燃料補給期間接受的燃料使燃料箱中 的成分改變得非常明顯以致一個或更多個操作參數的變化被許可(例如成分的變化大於 閾值量)的情況下，這個特徵可以用來掃除來自燃料系統的所示區段的未知的燃料或未充 分獲知的燃料成分。由於氣體燃料的受壓性質，通過打開通道使氣體燃料能夠流動到儲罐， 未知的或未充分獲知的燃料的成分可以被導向吸附劑儲罐，包括在發動機關機狀態期間， 例如在燃料補給期間。當燃料系統的所示區段的燃料取代進行時，燃料被接受吸附劑儲罐 48，在吸附劑儲罐中燃料被吸附在高表面積吸附材料內。在電子控制系統的指令下，由於新 鮮空氣通過該吸附劑儲罐被吸入，燃料隨後可以被取代(例如在發動機啟動之後，例如在 高載荷狀態期間)並從該吸附劑儲罐進入進氣歧管50中。根據儲存在吸附劑儲罐48中的 燃料的量，該燃料取代可以在多個燃料取代循環上實施，或可以在單個燃料取代操作中完 成。圖2示意性地示出了構造成記錄響應於燃料補給的內容物變化的另一個示例性 燃料系統52的各方面。可以與燃料系統10的各部件基本相同的燃料系統52的各部件以 相同的方式標識並且不再描述。但是，應當指出，在本發明的不同實施例中以相同方式標識 的各部件可以至少部分地不同。圖2示出了可滑動地連接於軸承56的燃料門54。該燃料門可以構造成在軸承上 的至少兩個位置之間滑動與第一燃料口 22對準的第一位置和與第二燃料口 24對準的第 二位置。圖2示出了可操作地連接於電子控制系統18的位置傳感器58。該位置傳感器可 以是響應於燃料門的位置的任何傳感器。該位置傳感器可以包括例如電開關或光開關。
顯然上面所示的構造使各種方法能記錄機動車輛的燃料系統中的內容物的變化。 一些這樣的方法在下面以示例的方式進行描述。但是，應當理解，示例性的方法也可以通過 其他構造實現。圖3示出了用於記錄機動車輛的燃料系統中的內容物變化的示例性方法60，其中 燃料系統構造成將第一和第二燃料接收在諸如燃料箱等共用空間中。在該示例性方法和相 關方法中，第一條件與接收第一燃料相關聯，而第二條件與接收第二燃料相關聯。所示的方法包括各種計算、比較和進行決策的動作，這些動作可以通過燃料系統 (例如上面所述的燃料系統10或52)的電子控制裝置執行，或通過其中安裝有燃料系統的 機動車輛的電子控制裝置執行。該方法還包括各種測量和/或感測動作，這些動作可以通 過設置在燃料系統中的一個或更多個傳感器(例如，壓力傳感器、溫度傳感器、打開傳感器 等)執行，正如在上面的示例性結構中所描述的，這些傳感器可操作地連接於電子控制系 統。方法60開始於步驟62，在步驟62，燃料經由燃料口被接受燃料系統。被接受的燃 料可以由電子控制系統檢測，電子控制系統詢問可操作地連接於該電子控制系統的一個或 更多個傳感器。示例性的一系列詢問步驟在步驟64開始，在步驟64，測量燃料箱壓力(P)， 並前進到步驟66，在步驟66計算燃料箱壓力變化率(dP/dt)。燃料箱壓力可以經由如上 述構造中所示的燃料箱壓力傳感器測量，並且燃料箱壓力變化率可以經由電子控制系統計 算。任何適合的模擬微分電路或數字算法可以用在電子控制系統中，以用於計算燃料箱壓 力變化率。方法60前進到步驟68，在步驟68計算在燃料系統中的一個或更多個位置處的溫 度變化率(dlVdt)。溫度變化率可以經由設置在燃料系統中的一個或更多個溫度傳感器計 算，如上面的示例性構造所示，這些溫度傳感器可操作地連接於電子控制系統。任何合適的 模擬微分電路或數字算法均可以用在電子控制系統中，以用於計算一個或更多個溫度變化率。方法60前進到步驟70，在步驟70判斷該燃料系統中的一個或更多個燃料口擋板 是否被打開(breeched)。一個或更多個燃料口擋板的打開可以通過電子控制系統來確定， 該電子控制系統詢問如上面示例性構造所示設置在燃料系統的燃料口處的一個或更多個 打開傳感器。方法60前進到步驟72，在步驟72判斷燃料箱壓力變化率是否超過預定的閾值。 如果燃料箱壓力變化率未超過預定的閾值，則方法前進到步驟74，在步驟74判斷在燃料系 統中的一個或更多個位置處的溫度變化率是否已超過對應的預定閾值。如果溫度變化率未 超過在燃料系統中一個或更多個位置中的任意位置處的對應的預定閾值，則方法前進到步 驟76，在步驟76判斷燃料系統中的一個或更多個燃料口擋板中的任何一個是否被打開。在 這個示例中，步驟72、74或76處肯定的評價可以向電子控制系統發出燃料已被接受燃料系 統的報警。因此，如果一個或更多個燃料口擋板中的任何一個被打開，或者如果在燃料系統 中的一個或更多個位置處的溫度變化率已超過對應的預定閾值，或者如果燃料箱壓力變化 率超過預定的閾值，則所述方法前進到步驟78，在步驟78指示燃料系統正在補給燃料，並 且前進到步驟80，在步驟80，電子控制系統在高水平作用下運行。根據電子控制系統預先存在的狀態，在步驟80發生的動作可以包括保持該電子控制系統處於預先存在的高水平作用，或激發電子控制系統進入高水平作用。在這個示例 中，高水平作用可以使電子控制系統能監控(或更加主動的監控)響應於接受燃料進入燃 料系統中的一個或更多個條件，例如溫度或壓力變化，並且因而確定哪種燃料被接受。以這 種方式，響應於燃料的接受的一個或更多個條件可以響應於燃料被接受燃料系統中的指示 而被監控。然後方法60前進到步驟82，在步驟82，從兩種或更多種不同燃料中識別被接受燃 料系統的燃料。燃料的識別可以基於響應於接受的燃料的一個或更多個條件與和接收第一 燃料相關聯的條件的匹配，或基於響應於接受的燃料的一個或更多個條件與和接收第二燃 料相關聯的條件的匹配。例如，如果響應於接受的燃料的條件與和接收第一燃料相關聯的 第一條件相匹配並且不與接收諸如壓縮天然氣等第二燃料相關聯的第二條件相匹配，則可 以指示例如氫氣等第一燃料已被接受燃料系統。在一些實施例中，所述方法可以進一步包 括如果響應於接受的燃料的條件和第二條件相匹配並且不與第一條件相匹配，則指示第 二燃料已被接受。圖4一8提供用於識別接受燃料系統中的燃料的更具體的示例性方法。圖4示出了用於識別已被接受機動車輛的燃料系統的燃料的第一示例性方法84。 在這個示例中，響應於接受燃料進入的條件是燃料已進入後在燃料系統中產生的最大燃料 壓力。該方法開始於步驟86，在步驟86燃料箱中的壓力P與第一燃料的行業標準供給壓 力P1進行比較，在一個示例中，所述第一燃料是氫氣。如果壓力大於或等於第一燃料的行 業標準供給壓力，則在步驟88，指示第一燃料被接受。否則，所述方法前進到步驟90，在步 驟90，壓力與第二燃料的行業標準供給壓力P2進行比較，在一個示例中，所述第二燃料是 CNG。如果壓力大於或等於第二燃料的行業標準供給壓力，則在步驟92確定第二燃料被接 受燃料系統。否則，該方法前進到步驟94，在步驟94電子控制系統指示故障。該故障可以 意味著，例如燃料補給未完成，或者未識別出接受燃料系統的燃料特徵。這個動作之後，或 者在步驟88或92的指示之後，該方法返回。圖5示出了用於識別哪種燃料已被接受機動車輛的燃料系統的第二示例性方法 96。這個方法基於各種預期的氣體燃料的熱容量比(cp/c )的差異例如在開氏絕對溫度 298度下甲烷的熱容量比為1.299，雙原子氫的熱容量比為1.409。在這個示例中，響應於 接受的燃料的條件包括在燃料系統的第一燃料口處的溫度變化和在燃料系統的第二燃料 口處的溫度變化中的一者或兩者。該方法開始於步驟98，在步驟98判斷第一燃料口處的 溫度變化率dT/dt是否超過預定的閾值禮。如果溫度變化率超過預定的閾值，則所述方法 前進到步驟100，在步驟100判斷第二燃料口處的溫度變化率dT2/dt是否超過預定的閾值 R2。如果溫度變化率超過預定的閾值，則在步驟102指示故障。該故障可以意味著，例如未 識別出接受燃料系統的燃料特徵。但是，如果溫度變化率僅僅超過第一燃料口的預定的閾 值，則在步驟104指示第一燃料被接受燃料系統。如果在步驟98判斷出在第一補給口的溫度變化率未超過預定的閾值，則方法前 進到步驟106，在步驟106判斷第二燃料口的溫度變化率dT2/dt是否超過預定的閾值R2。 如果該溫度變化率超過預定的閾值，則在步驟108指示第二燃料被接受燃料系統。在步驟 102、104或108的指示之後，該方法返回。在這個示例和其他示例中，可以基於接受燃料箱 的燃料的初始溫度和最初存在於燃料箱中的燃料的初始溫度計算預定的閾值R1和R2。圖6示出了用於識別哪種燃料已被接受機動車輛的燃料系統的第三示例性方法110。在這個示例中，響應於接受的燃料的條件包括燃料系統的第一燃料口或第二燃料口是 否被打開。該方法開始於步驟112，在步驟112判斷第一燃料口的擋板是否被打開。如果確 定第一燃料口的擋板被打開，則在步驟114，指示第一燃料被接受燃料系統。否則，該方法前 進到步驟116，在步驟116判斷第二燃料口的擋板是否被打開。如果確定第二燃料口的擋板 被打開，則在步驟118，指示第二燃料被接受燃料系統。否則，該方法前進到步驟120，在步 驟120電子控制系統指示故障。所述故障可能意味著例如未識別出接受燃料系統的燃料。 這個動作之後，或者在步驟114或118的指示之後，該方法返回。圖7示出了用於識別哪種燃料已被接受機動車輛的燃料系統的第四示例性方法 122。在這個示例中，響應於接受的燃料的條件是燃料門的位置。該方法開始於步驟124，在 步驟124判斷該燃料系統的燃料門是否與第一燃料口對準。如果確定該燃料門與第一燃料 口對準，則在步驟126，指示第一燃料被接受燃料系統。否則，所述方法前進到步驟128，在 步驟128判斷該燃料系統的燃料門是否與第二燃料口對準。如果確定該燃料門與第二燃料 口對準，則在步驟130，判斷出第二燃料被接受燃料系統。否則，所述方法前進到步驟132。 在步驟132電子控制系統指示故障。所述故障可能意味著例如未識別出接受燃料系統的燃 料。這個動作之後，或者在步驟126或130的指示之後，該方法返回。圖8示出了用於識別哪種燃料已被接受機動車輛的燃料系統的第五示例性方法 134。在這個示例中，響應於接受的燃料的條件包括作為在燃料系統中的例如燃料箱等任何 可充填空間中壓力變化的函數的溫度變化。該方法開始於步驟136，在步驟136記錄作為 壓力的函數的燃料箱溫度的進展記錄T(P)。通過以規則間距的時間間隔反覆地讀取燃料 箱壓力傳感器和燃料箱溫度傳感器，機動車輛的電子控制系統可以記錄作為壓力函數的燃 料箱溫度進展記錄並且將進展記錄寫入存儲器中。然後該方法前進到步驟138，在步驟138 判斷作為壓力函數的燃料箱溫度的進展記錄是否與被接受燃料系統中的第一燃料一致。該 判斷可以基於燃料箱中預測的溫度增量，該預測的溫度增量是由於添加的燃料和在燃料補 給之前已存在於燃料箱中的成分的絕熱壓縮引起的。如果確定T(P)與被接受燃料系統中 的第一燃料一致，則在步驟140指示第一燃料被接受該燃料系統。否則，該方法前進到步驟 142，在步驟142判斷作為壓力函數的燃料箱溫度的進展記錄是否與被接受燃料系統中的 第二燃料一致。該判斷可以基於燃料箱中預測的溫度增量，如上所述該預測的溫度增量是 由於絕熱的壓縮引起的。如果確定作為壓力函數的燃料箱溫度的進展記錄與被接受燃料系 統中的第二燃料一致，則在步驟144指示第二燃料被接受該燃料系統。否則，該方法前進到 步驟146，在步驟146電子控制系統指示故障。該故障可能意味著，例如未識別出接受燃料 系統的燃料。這個動作之後，或者在步驟138或142的指示之後，該方法返回。當特定的燃料被接受燃料系統時，上面所示的方法可以參考對應於給定的壓力增 量的閾值溫度增量來執行。例如，在構造成接受氫氣和壓縮的天然氣進入的燃料系統中，該 壓縮的天然氣可以比相同壓力增量的氫氣釋放更多的熱量。因此，一個特定的實施例可以 包括(在步驟136)在燃料壓力增加IOOp. s. i之後測量燃料箱中的溫度增量，並且如果燃 料箱中的溫度增加大於閾值量，則指示(在步驟140)壓縮的天然氣已被接受。在諸如這個 示例的示例中，閾值不必是固定的閾值，而是可以根據各種系統參數來調節，即根據燃料補 給前燃料箱中的壓力和溫度、環境溫度等。圖4-8中所示的任意方法可以與其他方法無關地單獨執行，以提供燃料種類的指示。但是，在其他實施例中，為了增加可靠性，任何這種方法均可以與另一個方法結合併配 合。例如對於方法84，存在這樣的可能性，即如果氫氣以小於預期的5000p. s. i的供給壓力 供給，則氫氣將會被誤認為是壓縮天然氣(CNG)。因此，方法84可以與一種或更多種例如方 法134等其他方法配合。在這樣的實施例中，各種組成方法的指示可以經由簡單的或模糊 邏輯處理以得到合成的指示，這種合成的指示具有比任何單個的組成方法更高的可靠性。現在回到圖3，方法60前進到步驟148，在步驟148，反應儲存在燃料箱中的各種燃 料量的燃料計數被更新。該計數可以基於設置在燃料系統中的一個或更多個傳感器的響應 以及在步驟82提供的指示而被更新。例如，在燃料系統中的第一燃料量的計數可以基於在 燃料補給期間記錄的燃料壓力的增量以及第一燃料已被接受的指示而更新。然後方法60前進到步驟150，在步驟150機動車輛的起動操作參數可以基於哪種 燃料被接受燃料系統而調節。在與本發明一致的各種實施例中，被調節的具體的操作參數 可以變化。例如，起動操作參數可以包括燃料噴射量、燃料噴射壓力、燃料噴射正時和/或 機動車輛發動機的點火正時。由於根據燃料系統中的燃料的成分，這些和其他操作參數的 合適的起動值可以不同，因此電子控制單元可以構造成基於儲存的計數來提供合適的起動 值。在一個示例中，當燃料包括氫氣時，燃料噴射正時可以提前，並且當燃料包括壓縮天然 氣時，燃料噴射正時可以延遲。在內燃發動機中，CNG可以進行化學計量比。由於用於部件保護的燃料富集對氣體 燃料的有效性可能比對液體燃料的有效性低，火花點火正時可以相對於汽油提前以應對較 低的火焰速度。相反，氫氣可以變稀薄以經由降低的燃燒溫度控制氮氧化物(NOx)排放物。 在這裡，由於氫氣的快速火焰速度和反應性，火花點火正時可以相對於汽油延遲。而且，與 汽油或CNG相比，在渦輪增壓發動機系統或機械增壓(supercharged)發動機系統中氫氣可 能需要更高水平的助力，以補償它的低能量密度。圖9示出了用於基於哪種燃料被接受燃料系統來調節機動車輛的起動操作參數 的一種具體的示例性方法152。該方法開始於步驟154，在步驟154，判斷第一燃料是否被接 受燃料系統。如果確定第一燃料被允許進入燃料系統，則所述方法前進到步驟156，在步驟 156燃料噴射正時對於第一燃料是合適的。但是，如果確定第一燃料不被接受燃料系統，則 所述方法前進到步驟158，在步驟158判斷第二燃料是否被接受燃料系統。如果確定第二燃 料被允許進入燃料系統，則所述方法前進到步驟160，在步驟160燃料噴射正時對於第二燃 料是合適的。但是，如果確定第二燃料不被接受燃料系統，則生成故障，該故障可以指示，例 如電子控制系統不能基於被接受燃料系統的燃料的特徵來設置燃料噴射正時。在這個動作 之後，或在步驟156或160的燃料噴射設置之後，該方法返回。在方法150或其他方法返回以信號表示燃料箱中的燃料成分不被充分獲知的故 障條件的情況下，可以執行各種補救模式。在一個示例中，電子控制系統可以系統地不同的 比率為發動機提供燃料和空氣以認識燃料成分。現在返回到圖3，方法60之後前進到步驟163，在步驟163判斷在步驟78指示的 燃料補給事件對燃料系統中的燃料成分的改變是否已大於閾值量，從而能夠產生一個或更 多個瞬態控制問題。如果確定該成分的變化已大於閾值量，則在步驟164，在電子控制系統 中設置燃料取代標識，該燃料取代標識將命令電子控制系統進行從壓力調節器到燃料噴嘴 的燃料系統的燃料取代，這將在下面進一步描述。
在步驟164之後，或者如果在步驟163確定燃料補給事件對燃料系統中的燃料成 分的改變未大於閾值量，或者如果在步驟76判斷燃料系統的燃料口擋板未被打開，則所述 方法60前進到步驟166，在步驟166判斷機動車輛的發動機是否處於起動。如果機動車輛 的發動機已經起動，則所述方法前進到步驟168，在步驟168，燃料計數被改進(refined)。 電子控制系統可以基於已知的進氣量、已知的燃料噴射量和排氣流空氣燃料比傳感器的響 應以閉環方式改進燃料計數。例如，通過節氣門位置確定的給定的一些進氣速率，電子控 制系統可以構造成連續地調節燃料噴射速率，使得排氣流空氣燃料比保持為接近化學計量 比。如果該混合物包括至少兩種組分，根據如此提供的進氣速率和燃料噴射速率的比率，電 子控制系統可以評估並再評估燃料的每單位體積還原能力，並且因此識別提供給發動機的 燃料混合物。以這種方式，計數可以基於機動車輛的發動機系統的化學計量比條件下的燃 料噴射量和空氣流動量來改進。之後方法60前進到步驟170，在步驟170，如果設置了前面提到的燃料取代標識， 則從壓力調節器到燃料系統的燃料噴嘴中預先存在的燃料被取代到燃料系統吸附劑中。燃 料取代的部件可以包括燃料供給導管、燃料壓力調節器、燃料管道以及一個或更多個燃料 噴嘴。這種動作可以限制燃料成分不確定性以及當燃料成分改變出現在燃料噴嘴時的相關 控制困難。這種補救在氣體燃料系統中可以是更加有利的並且更加實用，與液體燃料系統 相反，在氣體燃料系統中在從燃料箱到噴嘴的轉移中儲存能量是很小的能量。而且，在氣體 燃料系統中，在燃料箱中成分變化和在噴嘴處的對應變化之間的時間延滯比較短。在一些 實施例中，在這個期間另一種燃料(例如，液體燃料)可以供給到發動機。應當理解，前面的示例僅僅提供許多可預期的實施例中的一個，其中接受燃料系 統的燃料在該燃料被機動車輛的發動機消耗之前並且在燃料系統中的燃料的任何燃燒性 質被顯示之前被識別。在這樣的示例中，在除了接受的燃料已被獨立地識別後的時間以外 的時間內，存在於燃料系統中的燃料的一種或更多種燃燒性質均可以用來改進燃料計數。 同樣，在任何燃料被發動機消耗之前或燃料的任何燃燒性質顯示之前，前述示例提供對起 動操作參數的調節。現在返回到圖3，如果在步驟166確定發動機已關閉，則在步驟172，該電子控制系 統以低水平作用運行。根據電子控制系統的預先存在的狀態，在步驟172採取的動作可以 包括將該電子控制系統保持在預先存在的低水平作用或將該電子控制系統穩定為低水平 作用。在步驟168或172之後，方法60返回。應當理解，這裡所公開的示例性控制和估算程序可以與各種系統構造一起使用。 這些程序可以表示一個或更多個不同的處理策略，例如勻速驅動、中斷驅動、多任務、多攻 絲等。因此，公開的處理步驟(操作、作用和/或動作)可以表示在電子控制系統中編程為 計算機可讀存儲介質的代碼。應當理解，這裡所描述的和/或所示出的一些處理步驟可以 在一些實施例中被省去而不脫離本發明的範圍。同樣，並非總是需要所示的處理步驟的順 序來實現預期的結果，所述順序是為了容易說明和描述而提供。一個或更多個所示動作、作 用或操作可以根據所用的具體策略被重複執行。最後，應當理解，這裡描述的物件、系統和方法本質上是說明性的，並且這些具體 的實施例或示例不被視為限制意味，因為許多變化是預期的。因此，本發明包括這裡所公開 的各種系統和方法的所有的新穎的和非顯而易見的組合以及子組合，及其任意和全部的等價物。
權利要求
一種用於記錄機動車輛的燃料系統中的內容物變化的方法，該方法包括接受燃料進入所述燃料系統，該燃料系統構造成將第一燃料和第二燃料接受在共用空間中，其中第一條件與接受所述第一燃料相關聯，並且第二條件與接收所述第二燃料相關聯；以及如果響應於接受所述燃料進入的條件與所述第一條件相匹配並且與所述第二條件不匹配，則指示所述第一燃料已被接受。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括如果響應於接受所述燃料的條件與所述第二條 件相匹配並且與所述第一條件不匹配，則指示所述第二燃料已被接受。
3.根據權利要求1所述的方法，其中響應於接受所述燃料的條件被監控以響應於所述 燃料的接受。
4.根據權利要求1所述的方法，其中響應於接受所述燃料的條件包括作為所述共用空 間中壓力變化的函數的溫度變化，其中所述第一條件包括第一溫度變化，並且所述第二條 件包括第二溫度變化，並且其中對於相同的壓力變化，所述第二溫度變化大於所述第一溫度變化。
5.根據權利要求1所述的方法，其中響應於接受所述燃料的條件包括燃料門的位置， 其中在所述第一條件下該燃料門與第一燃料口對準，而在所述第二條件下該燃料門與第二 燃料口對準。
6.根據權利要求1所述的方法，其中響應於接受所述燃料的條件包括所述燃料系統的 第一燃料口或第二燃料口是否被打開，其中在所述第一條件下所述第一燃料口被打開，而 在所述第二條件下所述第二燃料口被打開。
7.根據權利要求1所述的方法，其中響應於接受所述燃料的條件包括在所述燃料系統 的第一燃料口的溫度變化和在所述燃料系統的第二燃料口的溫度變化中的一者或兩者，其 中所述第一條件包括在所述第一燃料口的超閾值溫度變化，而所述第二條件包括在所述第 二燃料口的超閾值溫度變化。
8.根據權利要求1所述的方法，其中響應於接受所述燃料的條件包括在共用空間中的 燃料壓力，其中所述第一條件包括在該共用空間中的第一供給壓力，而所述第二條件包括 在該共用空間中的高於所述第一供給壓力的第二供給壓力。
9.根據權利要求1所述的方法，還包括響應於接受所述燃料進入而測量在所述共用空 間中的燃料壓力增量，基於該燃料壓力增量和所述第一燃料已被接受的指示來更新所述燃 料系統中的所述第一燃料量的計數，並且基於在機動車輛的發動機系統的化學計量比條件 下的燃料噴射量和空氣流動量來改進所述計數。
10.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一燃料包括氫氣，並且所述第二燃料包括 壓縮天然氣。
11.根據權利要求1所述的方法，還包括響應於指示所述第一燃料已被接受，調節所述 機動車輛的起動操作參數，其中所述起動操作參數是燃料噴射量、燃料噴射壓力、燃料噴射 正時以及機動車輛的發動機點火正時中的一個或更多個；和顯示接受所述燃料系統中的所 述燃料的燃燒性質，其中所述起動操作參數在所述燃燒性質被顯示之前調節。
12.根據權利要求1所述的方法，其中指示所述第一燃料已被接受發生在該燃料被機 動車輛的發動機消耗之前。
13. —種記錄機動車輛的燃料系統中的內容物變化的方法，該方法包括接受燃料進入所述燃料系統，該燃料系統構造成將第一燃料和第二燃料接受在共用 空間中，其中第一條件與接受所述第一燃料相關聯，而第二條件與接受所述第二燃料相關 聯；如果響應於接受所述燃料的條件與所述第一條件相匹配而與所述第二條件不匹配，則 指示所述第一燃料已被接受；並且響應於所述第一燃料已被接受的指示，調節該機動車輛的起動操作參數。
14.根據權利要求13所述的方法，其中所述起動操作參數是燃料噴射量、燃料噴射壓 力、燃料噴射正時以及機動車輛的發動機點火正時中的一個或更多個，所述方法還包括顯 示接受所述燃料系統的燃料的燃燒性質，其中所述起動操作參數在所述燃燒性質被顯示之 前被調節，並且響應於所述燃料系統中的燃料的變化成分，將來自燃料供給導管、燃料壓力 調節器、燃料管道和燃料噴嘴中的一個或更多個預先存在的燃料被取代到燃料系統吸附劑 中。
15.一種用於記錄機動車輛的燃料系統中的內容物變化的方法，該方法包括接受燃料進入所述燃料系統，該燃料系統構造成將氫氣和壓縮天然氣接受在共用空間中；當所述燃料被接受時，如果在所述共用空間中的溫度的增量大於閾值量，則指示壓縮 天然氣已被接受，如果所述指示產生，則所述指示產生在壓縮天然氣被機動車輛的發動機 消耗之前；當所述燃料被接受時，如果在所述共用空間中的溫度增量小於閾值量，則指示氫氣已 被接受，如果所述指示產生，則所述指示產生在氫氣被機動車輛的發動機消耗之前；以及響應於被指示已接受的所述燃料，調節機動車輛的起動操作參數。
全文摘要
本發明公開了一種用於記錄機動車輛的燃料系統中的內容物變化的方法，其中該燃料系統構造成將第一燃料和第二燃料接受在共用空間中。第一條件與接受第一燃料相關聯，並且第二條件與接受第二燃料相關聯。該方法包括接受燃料進入燃料系統，並且如果響應於接受燃料的條件與第一條件相匹配而與第二條件不匹配，則指示第一燃料已被接受。
文檔編號F02D29/02GK101886579SQ20101017847
公開日2010年11月17日 申請日期2010年5月12日 優先權日2009年5月13日
發明者R·D·珀西富爾 申請人:福特環球技術公司