壓縮天然氣燃料量的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提出了一種壓縮天然氣燃料量的控制系統(tǒng)。公開了一種用于控制通過發(fā)動機接收的CNG的燃料量的系統(tǒng)、相關方法和計算機程序產(chǎn)品。該系統(tǒng)包括被配置為接收CLNG和供應冷卻劑并且被配置為輸出CNG和返回冷卻劑的熱交換器，被配置為噴射CNG至發(fā)動機的噴射器、在噴射器和熱交換器之間的氣體管線，被配置為從熱交換器接收返回冷卻劑和改變流過控制閥的返回冷卻劑的量的控制閥，以及連接到控制閥的控制器?？刂乒芫€可以被配置為從熱交換器運載CNG到噴射器?？刂破骺梢员慌渲脼橹辽俨糠值鼗跉怏w管線溫度和目標返回冷卻劑溫度，通過調節(jié)流過控制閥的返回冷卻劑的量，維持氣體管線溫度在工作范圍內。
【專利說明】壓縮天然氣燃料量的控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明公開一般涉及車輛上的壓縮天然氣系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種在推土、建筑、材料處理、采礦應用等中使用的車輛上的壓縮天然氣系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]使用壓縮天然氣系統(tǒng)的車輛應用通常工作在可變的環(huán)境條件中以及變化的工作模式下。環(huán)境溫度的變化和工作模式(空閑、移動、裝載等)的變化可能影響通過高壓直接注入輸送到發(fā)動機的燃料的密度。穩(wěn)定和一致的發(fā)動機功率輸出可以通過控制輸送到發(fā)動機的壓縮天然氣的燃料的質量得到改善。一致的燃料質量傳輸提供了無論環(huán)境或者工作條件如何變化都允許穩(wěn)定發(fā)電的燃燒環(huán)境。
[0003]2007年2月27日頒布的第7182073號美國專利(’073專利)公開了車輛上的液化石油氣噴射發(fā)動機系統(tǒng)。所公開的系統(tǒng)試圖在發(fā)動機處于關閉狀態(tài)后，通過減小進入到發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的燃料的泄漏，來降低排放?！?073專利公開了根據(jù)車輛的行駛狀況控制通過噴射器噴射的液化石油氣的噴射時間和噴射率的發(fā)動機控制管理系統(tǒng)電子控制單元，更具體地，當車輛正在移動時燃料系統(tǒng)是否通過外部空氣接受自然冷卻，或者車輛是否停止以及空氣的自然冷卻是不可用的。因為燃料輸送的溫度可能變化很大，這種類型的系統(tǒng)是有缺點的。需要有更好的系統(tǒng)。

【發(fā)明內容】

[0004]根據(jù)本公開的一個方面，公開了一種控制通過發(fā)動機接收的壓縮天然氣的燃料量的方法。該方法可以包括接收針對放置在氣體管線中的壓縮天然氣的氣體管線溫度，以及通過可操作地連接到控制閥的控制器，至少部分地基于氣體管線溫度和目標返回冷卻劑溫度，通過調節(jié)允許流過控制閥的返回冷卻劑的量，以維持氣體管線溫度在工作范圍內。在一個實施例中，氣體管線可以放置在熱交換器與發(fā)動機之間，并且熱交換器可以被配置為接收壓縮液體天然氣和供應冷卻劑，并且被配置為輸出壓縮天然氣至氣體管線和輸出返回冷卻劑?？刂崎y可以被配置為從熱交換器接收返回冷卻劑。
[0005]根據(jù)本公開的另一個方面，公開了一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括被配置為接收壓縮液體天然氣和供應冷卻劑，并且被配置為輸出壓縮天然氣和返回冷卻劑的熱交換器，可操作地連接到發(fā)動機和被配置為噴射壓縮天然氣至發(fā)動機的噴射器，配置在噴射器和熱交換器之間的氣體管線，被配置為從熱交換器接收返回冷卻劑和改變流過控制閥的返回冷卻劑的量的控制閥，以及可操作地連接到控制閥的控制器?？刂乒芫€可以被配置為從熱交換器運載壓縮天然氣到噴射器。氣體管線中的壓縮天然氣可以為氣體管線溫度?？刂破骺梢员慌渲脼橹辽俨糠值鼗跉怏w管線溫度和目標返回冷卻劑溫度，通過調節(jié)允許流過控制閥的返回冷卻劑的量，來維持氣體管線溫度在工作范圍內。
[0006]根據(jù)本公開的又一個方面，公開了一種計算機程序產(chǎn)品。計算機程序產(chǎn)品可以包括在其中嵌入有計算機可讀程序代碼的非臨時性計算機可用介質。計算機可讀程序代碼可以被適配為執(zhí)行用于控制通過發(fā)動機接收的壓縮天然氣的燃料量的實施方式和方法，該方法包括接收針對放置在氣體管線中的壓縮天然氣的氣體管線溫度，以及通過可操作地連接到控制閥的控制器，至少部分地基于氣體管線溫度和目標返回冷卻劑溫度，通過調節(jié)允許流過控制閥的返回冷卻劑的量，來維持氣體管線溫度在工作范圍內。在一個實施例中，氣體管線可以放置在熱交換器與發(fā)動機之間，并且熱交換器可以被配置為接收壓縮液體天然氣和供應冷卻劑，并且被配置為輸出壓縮天然氣至氣體管線和輸出返回冷卻劑。控制閥可以被配置為從熱交換器接收返回冷卻劑。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是根據(jù)本公開的教導構造的系統(tǒng)的一個示例性實施例的一般原理圖；
[0008]圖2是根據(jù)本公開的教導構造的系統(tǒng)的另一個示例性實施例的一般原理圖；
[0009]圖3是使用圖1或者圖2的系統(tǒng)中的一個示例性車輛的透視圖；
[0010]圖4是圖示根據(jù)本公開的教導控制通過發(fā)動機接收的壓縮天然氣的燃料量的一種方法的示例性步驟的流程圖；
[0011]圖5是圖示根據(jù)本公開的教導控制通過發(fā)動機接收的壓縮天然氣的燃料量的一種方法的示例性步驟的流程圖；
[0012]圖6是圖示根據(jù)本公開的教導控制通過發(fā)動機接收的壓縮天然氣的燃料量的另一種方法的示例性步驟的流程圖；
[0013]圖7是圖示根據(jù)本公開的教導控制通過發(fā)動機接收的壓縮天然氣的燃料量的一種方法的示例性步驟的流程圖；以及
[0014]圖8是圖示根據(jù)本公開的教導控制通過發(fā)動機接收的壓縮天然氣的燃料量的一種方法的示例性步驟的流程圖；
【具體實施方式】
[0015]參照附圖，具體參照圖1，示出了系統(tǒng)的一個實施例，一般由附圖標記100指代，用于根據(jù)本公開控制通過發(fā)動機102接收的壓縮天然氣(CNG)的燃料量。系統(tǒng)100可以包括熱交換器104、包括一個或多個噴射器106的組105、CNG氣體管線108、控制閥110、控制器112、供應通道146和返回通道148。該系統(tǒng)也可以包括氣體管線傳感器124和返回冷卻劑傳感器126。一些實施例也可以包括氣體軌道入口傳感器125、前溫度傳感器127和后溫度傳感器129。另外，一些實施例可以包括流出口 131。
[0016]雖然下面的詳細描述和附圖是參照安裝在運輸卡車上的系統(tǒng)100作出的，本公開的教導可以應用在采礦、推土、建筑、材料處理等其它車輛中。這種車輛可以是自動地，半自動地或手動地操作。
[0017]圖3圖示了包含有本公開的特征的車輛200的一個示例。該車輛可以是自動的，即遠程控制或具有程序化的運動，或者可以是半自動的(具有部分遠程控制或程序化的功能)，或者可以是手動地操作。車輛200 —般包括主框架202、樞軸安裝在主框架202上的可傾卸的車身204、以及安裝在發(fā)動機罩208上方的主框架202前面的駕駛室206。車輛200由前輪胎210 (示出了一個)和后輪胎214 (示出一個)支撐在地面上，每個前輪胎安裝在兩個前輪組件212的其中一個前輪組件上，每個后輪胎安裝在兩個后(驅動)輪組件216的其中一個后輪組件上。一個或多個發(fā)動機(未示出)可以被容納在發(fā)動機罩208內，以經(jīng)由機械或電氣驅動系供應功率至驅動輪組件216。
[0018]回到圖1，熱交換器104包括第一入口 114、第一出口 116、第二入口 118和第二出口 120。熱交換器104被配置為通過第一入口 114從放置在車輛200上的燃料源122接收壓縮液體天然氣(CLNG)。熱交換器104進一步被配置為通過第二入口 118接收供應冷卻劑。供應冷卻劑可以通過供應通道146行進到熱交換器104。在一個實施例中，供應冷卻劑可以包括發(fā)動機冷卻劑。在另一個實施例中，供應冷卻劑可以僅僅是通過供應通道146從發(fā)動機102接收的發(fā)動機冷卻劑。熱交換器104也被配置為通過第一出口 116發(fā)射CNG至氣體管線108中，以及發(fā)射返回冷卻劑通過第二出口 120至返回通道148中。返回通道148可以在熱交換器104和發(fā)動機102之間延伸。熱交換器104可以是現(xiàn)有技術已知的熱交換器/蒸發(fā)器的任何合適類型，用于在冷的液體(CLNG)和較暖的液體(供應冷卻劑)之間的熱傳遞。
[0019]組105包括多個噴射器106。每個噴射器106可以可操作地連接至發(fā)動機102和被配置為噴射CNG至發(fā)動機102中，更具體地，發(fā)動機102的燃燒室(未示出)中。
[0020]氣體管線108可以被配置在噴射器106和熱交換器104之間，并且被配置為運載從熱交換器104接收的CNG至噴射器106。(CNG)氣體管線108可以包括主管線109部分和氣體軌道111部分。主管線109可以在熱交換器104和氣體軌道111之間延伸，并且氣體軌道111可以在主管線109和噴射器106之間延伸。氣體管線108也可以包括放置在主管線109和氣體軌道111接口處的氣體軌道入口 113。
[0021]控制閥110包括第一輸入端口 128和第一輸出端口 130。
[0022]氣體管線傳感器124被配置為測量在氣體管線108中的CNG的溫度(“氣體管線溫度”)。返回冷卻劑傳感器126被配置為測量返回冷卻劑的溫度(“返回冷卻劑溫度”)。返回冷卻劑傳感器126可以被放置在相對接近熱交換器104的第二出口 120的位置，以更好地反映在熱交換器104中的冷卻劑的溫度。
[0023]在那些實施例中的系統(tǒng)100也包括氣體軌道入口傳感器125，氣體軌道入口傳感器125被配置為測量從主管線109流入氣體軌道111的CNG的溫度(“氣體軌道入口溫度”)。在那些實施例中的系統(tǒng)100也包括前和后溫度傳感器127、129，前溫度傳感器127可以被放置在靠近組105中的多個噴射器106的第一個噴射器的位置，并且可以被配置為測量在鄰近或靠近這種第一噴射器106a的氣體軌道111中流動的CNG的溫度。后溫度傳感器129可以被配置在靠近組105中的多個噴射器106的最后一個噴射器的位置，并且可以被配置為測量在鄰近或靠近這種最后一個噴射器106z的氣體軌道111中流動的CNG的溫度。
[0024]氣體管線傳感器124、氣體軌道入口傳感器125、返回冷卻劑傳感器126、前溫度傳感器127和后溫度傳感器129的每一個可以是能夠捕捉溫度數(shù)據(jù)和通過通信通道132傳輸該數(shù)據(jù)至控制器112用于處理的任何合適的傳感器。通信通道132可以是光學通道、或者任何其它有線、無線或無線電通道或者任何其它類型的能夠在兩點之間傳輸數(shù)據(jù)的通道。
[0025]在一些實施例中，系統(tǒng)100也可以包括放置在返回通道148中的流出口。如現(xiàn)有技術中已知的，流出口 131可以被配置為調節(jié)系統(tǒng)流速和壓力。
[0026]控制器112可以包括處理器134和存儲器部件136。控制器112可以可操作地連接至噴射器106、控制閥110、氣體管線傳感器124和返回冷卻劑溫度傳感器126。在包括氣體軌道入口傳感器125和/或前溫度傳感器127和后溫度傳感器129的實施例中，控制器也可以可操作地連接至這類元件。
[0027]處理器134可以是微處理器或者現(xiàn)有技術中已知的其它處理器。處理器134可以執(zhí)行指令和產(chǎn)生控制信號用于處理氣體管線溫度數(shù)據(jù)、返回冷卻劑溫度數(shù)據(jù)，確定氣體管線溫度是否在工作范圍內，確定目標返回冷卻劑溫度，以及啟動控制閥以控制返回流體的流，等等。在包括泵的實施例中，處理器也可以啟動/停用泵。在一些實施例中，處理器134可以執(zhí)行指令并且產(chǎn)生控制信號用于控制通過噴射器噴射的持續(xù)時間。這種指令可以被讀入或結合至計算機可讀介質中，例如存儲器部件136或外部提供至處理器134。在替代實施例中，硬線電路可以代替或結合軟件指令使用以實現(xiàn)控制方法。
[0028]本文使用的術語“計算機可讀介質”指代參與提供指令給處理器134用于執(zhí)行的任何非臨時性介質或介質的組合。這種介質可以包括除臨時的傳播信號外的所有計算機可讀介質。計算機可讀介質的常見形式包括，例如，軟盤、軟磁盤、硬盤、磁帶或任何其他磁性介質、CD-ROM、任何其它光學介質或計算機處理器134可以從其讀取的任何其它介質。
[0029]控制器112不限于一個處理器134和存儲器部件136?？刂破?12可以是若干處理器112和存儲器部件114。
[0030]在圖2圖示的系統(tǒng)100的一個實施例中，控制閥110可以是三通閥，并且系統(tǒng)100也可以包括泵140。
[0031]控制閥110可以是三通控制閥，并且可以包括第一輸入端口 128、第一輸出端口130和第二輸出端口 142。第二輸出端口 142可以被配置為發(fā)射返回冷卻劑到管道144，管道144連接第二輸出端口 142和饋送泵140的供應通道146。
[0032]泵140可以放置在發(fā)動機102和熱交換器104之間的供應通道146上，并且可以被可操作地連接至控制器112。泵140可以被配置為從發(fā)動機102接收發(fā)動機冷卻劑并且從控制閥110接收返回冷卻劑。在一個實施例中，泵140可以輸出包括發(fā)動機冷卻劑和返回冷卻劑的供應冷卻劑。在這種實施例中，通過泵140接收的返回冷卻劑可以通過管道144從控制閥110接收。在另一個實施例中，從泵輸出的供應冷卻劑可以僅僅包括發(fā)動機冷卻齊U。在一些實施例中，泵140可以是可變流量泵。在其它實施例中，泵140可以是恒定輸出栗。
[0033]工業(yè)實用性
[0034]參照圖4，圖示了一個示例性流程圖，其顯示了可以在控制圖1中圖示的系統(tǒng)100的實施例中的發(fā)動機102接收的CNG的燃料量的跟隨的示例步驟。該方法可以被實施多于或少于所顯示的步驟的數(shù)量，并且不限于所顯示的順序。
[0035]該方法的步驟300包括通過控制器112從氣體管線傳感器124接收指示放置在(CNG)氣體管線108中的CNG的溫度的氣體管線溫度。
[0036]在步驟302中包括通過控制器112從返回冷卻劑傳感器126接收指示測量的靠近熱交換器104的返回冷卻劑的溫度的返回冷卻劑溫度數(shù)據(jù)。在圖1圖示的系統(tǒng)的實施例中，返回冷卻劑溫度數(shù)據(jù)可以在返回冷卻劑流出控制閥110的第一輸出端口 130后，更精確地指示返回冷卻劑(來自熱交換器104)的溫度。
[0037]在步驟304中，通過控制器112處理氣體管線溫度數(shù)據(jù)以確定(CNG的)氣體管線溫度是否在工作范圍內。在一些實施例中，氣體管線溫度可以通過從氣體管線傳感器124接收的氣體管線溫度數(shù)據(jù)確定。在其它實施例中，氣體管線溫度可以被確定為返回冷卻劑溫度的函數(shù)或氣體管線溫度數(shù)據(jù)和返回冷卻劑溫度數(shù)據(jù)的函數(shù)。工作范圍可以跨越約10°c至約90 V之間的范圍內的任何預定數(shù)量的度數(shù)。例如，在一個實施例中，工作范圍可以跨越約40°C至約45°C之間的范圍內的約5°C。在另一個實施例中，工作范圍可以跨越約80°C至約90°C之間的范圍內的約10°C。在又一個實施例中，工作范圍可以是目標氣體管線溫度，力口或減百分之十。在又一個實施例中，工作范圍可以是目標氣體管線溫度，加或減百分之五。在又一個實施例中，工作范圍可以是目標氣體管線溫度，加或減百分之一。在又一個實施例中，工作范圍可以大約是目標氣體管線溫度。在一個實施例中，目標氣體管線溫度可以是約10°C至約90°C之間的溫度。
[0038]如果氣體管線溫度不在工作范圍內，在步驟306中，通過處理器確定目標返回冷卻劑溫度(“目標返回冷卻劑溫度”)。在一個實施例中，可以基于一個或多個系統(tǒng)參數(shù)確定目標返回冷卻劑溫度。例如，在一個實施例中，可以基于系統(tǒng)參數(shù)、或如發(fā)動機速度、液體天然氣(LNG)泵流量需求、供應溫度等這種參數(shù)的組合，確定目標返回冷卻劑溫度。該供應溫度是放置在供應通道146中的供應冷卻劑的溫度。通過控制器112完成的以確定目標返回冷卻劑溫度的處理可以使用算法、查找表、映射、哈希表等等來完成。
[0039]在步驟308中，控制器112確定(測量的)返回冷卻劑溫度是否大于或等于目標返回冷卻劑溫度。如果是，該方法前進到步驟310，如果不是，該方法前進到步驟312。
[0040]在步驟310中，控制器112傳輸信號，該信號根據(jù)(測量的)返回冷卻劑溫度和目標返回冷卻劑溫度之間的差值使控制閥110關閉或限制通過控制閥110中的返回流體的路徑。
[0041]在步驟312中，控制器112傳輸信號，該信號根據(jù)(測量的)返回冷卻劑溫度和目標返回冷卻劑溫度之間的差值使控制閥110打開或增加通過控制閥110的返回冷卻劑的流量。被打開的控制閥110的數(shù)量取決于該差值。
[0042]在一個替代實施例中，可以省略圖4中的流程圖的步驟306和308。在這種實施例中，如果在步驟304中，氣體管線溫度不在工作范圍內，過程可以根據(jù)測量的氣體管線溫度前進到步驟310或者312。如果測量的氣體管線溫度高于期望，過程可以前進到步驟310。如果測量的氣體管線溫度低于期望，過程可以前進到步驟312。在此替代實施例的變形中，該過程可以根據(jù)測量的氣體管溫度和測量的返回冷卻劑溫度兩者前進到步驟310和312。如果測量的氣體管線溫度和返回冷卻劑溫度都高于期望，則過程可以前進到步驟310。如果測量的氣體管線溫度和返回冷卻劑溫度都低于期望，過程可以前進到步驟312。
[0043]參照圖5,圖示了一個示例性流程圖,其顯示了控制通過圖2中圖示的系統(tǒng)100的實施例中的發(fā)動機102接收的CNG的燃料量的示例步驟，該系統(tǒng)100包括三通控制閥110和泵140。該方法可以被實施多于或少于所顯示的步驟的數(shù)量，并且不限于所顯示的順序。
[0044]該方法的步驟400包括通過控制器112從氣體管線傳感器124接收氣體管線溫度數(shù)據(jù)，該氣體管線溫度數(shù)據(jù)指示放置在CNG氣體管線108中的CNG (在氣體管線傳感器126處)的測量的溫度。
[0045]在步驟402中包括通過控制器112從返回冷卻劑傳感器126接收指示從熱交換器104流出的返回冷卻劑的溫度的返回冷卻劑溫度數(shù)據(jù)。
[0046]類似于圖4中的步驟304，在圖5的步驟404中，通過控制器112處理氣體管線溫度數(shù)據(jù)以確定氣體管線溫度(CNG的溫度)是否在工作范圍內。類似于圖4中的步驟304，工作范圍可以橫跨約10°C至約90°C之間的范圍內的預定數(shù)量的度數(shù)。在一些實施例中，氣體管線溫度可以通過從氣體管線傳感器124接收的氣體管線溫度數(shù)據(jù)確定。在其它實施例中，氣體管線溫度可以被確定為返回冷卻劑溫度的函數(shù)或氣體管線溫度數(shù)據(jù)和返回冷卻劑溫度數(shù)據(jù)的函數(shù)。
[0047]如果氣體管線溫度不在工作范圍內，在步驟406中，通過處理器確定目標返回冷卻劑溫度。在一個實施例中，可以基于一個或多個系統(tǒng)參數(shù)確定目標返回冷卻劑溫度。例如，在一個實施例中，可以基于系統(tǒng)參數(shù)、或如發(fā)動機速度、LNG泵流量需求、供應溫度等這種參數(shù)的組合，確定目標返回冷卻劑溫度。通過控制器112完成的以確定目標返回冷卻劑溫度的處理可以使用算法、查找表、映射、哈希表等等來完成。
[0048]在步驟408中，控制器112確定(測量的)返回冷卻劑溫度是否大于或等于預定的最大目標返回冷卻劑溫度。如果是，該方法前進到步驟410，如果不是，該方法前進到步驟412。
[0049]在步驟410中，控制器112傳輸信號，該信號使三通控制閥110路由通過控制閥110的返回流體的路徑，使得返回流體流出輸出端口 142而不流出第一輸出端口 130。換言之，輸入端口 128和第二輸出端口 142在流動路徑中連接。在這種情況下，當返回流體流出輸出端口 142而不流出第一輸出端口 130時，認為三通閥是“關閉”的?？刂破?12也可以傳輸停止泵140工作的信號。
[0050]在步驟412中，控制器112確定(測量的)返回冷卻劑溫度是否大于或等于目標返回冷卻劑溫度。如果是，該方法前進到步驟414，如果不是，該方法前進到步驟416。
[0051]在步驟414中，控制器112傳輸信號，該信號使三通控制閥110允許返回冷卻劑的一部分流過控制閥Iio以流出第一輸出端口 130，并且剩余的部分流出第二輸出端口 142進入管道144。在泵140是可變流量泵而不是恒定輸出泵的實施例中，控制器112也可以傳輸如下信號，該信號使泵140增加流出泵的供應冷卻劑的流量。這增加了流入熱交換器104的發(fā)動機冷卻劑和返回冷卻劑的組合的流量。
[0052]在步驟416中，控制器112確定發(fā)動機負載是否小于發(fā)動機負載閾值。如果是，該方法前進到步驟418。如果不是，該方法前進到步驟420。
[0053]在步驟418中，控制器112傳輸信號，該信號使三通控制閥110阻擋返回冷卻劑通過第二輸出端口 142的路徑，但允許返回冷卻劑流過第一輸出端口 130。在這種情況下，認為三通控制閥是“打開”的。在泵140是可變流量泵而不是恒定輸出泵的實施例中，控制器112也可以傳輸信號，該信號使泵140增加流出泵140的供應冷卻劑的流量。
[0054]在步驟420中，控制器傳輸信號，該信號使三通控制閥110阻擋返回冷卻劑通過第二輸出端口 142的路徑，但允許返回冷卻劑流過第一輸出端口 130。控制器112也傳輸停止泵140的信號。
[0055]參照圖6,示出了一個示例性流程圖,其顯示了控制通過圖2中圖示的系統(tǒng)100的實施例的發(fā)動機102接收的CNG的燃料量的示例步驟，該系統(tǒng)100包括三通控制閥110和泵140。該方法可以被實施多于或少于所顯示的步驟的數(shù)量，并且不限于所顯示的順序。圖6的方法與圖5的方法相同，其區(qū)別在于省略了步驟406以及步驟411被步驟412代替。因此只有步驟411將在下面討論。[0056]在步驟411中，控制器112確定氣體管線溫度是否低于工作范圍。如果是，該方法前進到步驟414，如果氣體管線溫度高于工作范圍，該方法前進到步驟416。
[0057]圖4至圖6都可以被修改為包括圖7或者可替換地圖8中示出的步驟。當CNG的溫度在工作范圍內或工作范圍外變化的情況下，這些步驟通過調節(jié)進入發(fā)動機的燃燒室的CNG的噴射的持續(xù)時間，來維持通過發(fā)動機100接收的CNG的燃料量。
[0058]參照圖7,圖示了一個示例性流程圖,其顯示了控制通過圖1或圖2中圖示的系統(tǒng)100的實施例的發(fā)動機102接收的CNG的燃料量的示例步驟。該方法可以被實施多于或少于所顯示的步驟的數(shù)量，并且不限于所顯示的順序。
[0059]步驟500包括通過控制器112從前和后傳感器127、129接收氣體軌道溫度信息。在一個實施例中，在噴射器106的組105的前面的氣體軌道中CNG的溫度可以通過靠近噴射器的組105中的第一噴射器106a的前溫度傳感器127測量(“前氣體軌道溫度”)，以及在組105的后面的氣體軌道中CNG的溫度可以通過靠近組105中的最后一個噴射器106z的后溫度傳感器129測量(“后氣體軌道溫度”)。
[0060]在步驟502中，控制器112確定組105中的噴射器106中的每一個的氣體軌道溫度為發(fā)動機速度、CNG需求、組中的噴射器(第一、第二、第三等)的相對位置、測量的前和后氣體軌道溫度的函數(shù)。
[0061]在步驟504中，對于每一個噴射器106，控制器112從映射中選擇CNG波形持續(xù)時間縮放因子為噴射器106處的CNG氣體軌道溫度函數(shù)。
[0062]在步驟508中，控制器112基于用于噴射器106的CNG波形持續(xù)時間縮放因子調節(jié)每一個噴射器106噴射的持續(xù)時間。
[0063]可替換地，通過發(fā)動機102接收的CNG的燃料量可以通過圖8中示出的過程步驟控制，在圖8中，CNG的溫度在CNG氣體軌道入口 113處測得(而不是在噴射器組105的前面和后面)，并且在每一個噴射器處的溫度可被估計。
[0064]步驟600包括通過控制器112從氣體軌道入口傳感器125接收CNG氣體軌道入口
溫度信息。
[0065]在步驟602中，控制器112從映射中選擇在噴射器組105后面的(估計的)CNG氣體軌道溫度為發(fā)動機速度、發(fā)動機冷卻劑溫度、CNG需求、柴油軌道壓力需求和CNG氣體軌道入口溫度的函數(shù)。
[0066]在步驟604中，控制器112確定在每一個噴射器106處的CNG氣體軌道溫度為發(fā)動機速度、CNG需求、氣缸的組中的噴射器氣缸的相對位置、測量的CNG氣體軌道入口溫度、以及選擇的(估計的)在噴射器組105后面的CNG氣體軌道溫度的函數(shù)。
[0067]在步驟606中，控制器112從映射中選擇用于每一個噴射器106的CNG波形持續(xù)時間縮放因子為噴射器106處的CNG氣體軌道溫度函數(shù)。
[0068]在步驟608中，控制器112基于CNG波形持續(xù)時間縮放因子調節(jié)每一個噴射器106的持續(xù)時間。
[0069]還公開了一種控制通過發(fā)動機接收的壓縮天然氣的燃料量的方法。該方法可以包括接收放置在氣體管線中的壓縮天然氣的氣體管線溫度，以及通過可操作地連接到控制閥的控制器，至少部分地基于氣體管線溫度和目標返回冷卻劑溫度，通過調節(jié)允許流過控制閥的返回冷卻劑的量，維持氣體管線溫度在工作范圍內。在一個實施例中，氣體管線可以放置在熱交換器與發(fā)動機之間，以及熱交換器可以被配置為接收壓縮液體天然氣和供應冷卻齊U，以及被配置為輸出壓縮天然氣至氣體管線和輸出返回冷卻劑?？刂崎y可以被配置為從熱交換器接收返回冷卻劑。
[0070]還公開了 一種計算機程序產(chǎn)品。計算機程序產(chǎn)品可以包括在其中嵌入有計算機可讀程序代碼的非臨時性計算機可用介質。計算機可讀程序代碼可以被適配為執(zhí)行用于控制通過發(fā)動機接收的壓縮天然氣的燃料量的實施方式和方法，該方法包括接收放置在氣體管線中的壓縮天然氣的氣體管線溫度，以及通過可操作地連接到控制閥的控制器，至少部分地基于氣體管線溫度和目標返回冷卻劑溫度，通過調節(jié)允許流過控制閥的返回冷卻劑的量，來維持氣體管線溫度在工作范圍內。在一個實施例中，氣體管線可以放置在熱交換器與發(fā)動機之間，并且熱交換器可以被配置為接收壓縮液體天然氣和供應冷卻劑，并且被配置輸出壓縮天然氣至氣體管線和輸出返回冷卻劑?？刂崎y可以被配置為從熱交換器接收返回冷卻劑。
[0071]本文公開的特征對采礦、推土、建筑或材料處理的車輛的使用特別有益。
【權利要求】
1.一種用于控制通過發(fā)動機接收的CNG的燃料量的方法，所述方法包括: 接收放置在氣體管線中的CNG的氣體管線溫度，所述氣體管線放置在熱交換器和所述發(fā)動機之間，所述熱交換器被配置為接收CLNG和供應冷卻劑，并且被配置為輸出所述CNG進入所述氣體管線和輸出返回冷卻劑；以及 通過可操作地連接至控制閥的控制器，至少部分地基于所述氣體管線溫度和目標返回冷卻劑溫度，通過調節(jié)允許流過所述控制閥的返回冷卻劑的量，來維持所述氣體管線溫度在工作范圍內， 其中，所述控制閥被配置為從所述熱交換器接收所述返回冷卻劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括: 抽取供應冷卻劑和所述返回冷卻劑的一部分至所述熱交換器，其中所述控制閥是三通閥，所述三通閥被配置為轉移流過所述控制閥的所述返回冷卻劑的一部分至泵。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中當測量的返回冷卻劑溫度大于或等于所述目標返回冷卻劑溫度時，所述抽取步驟發(fā)生。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括通過所述控制器改變由噴射器噴射的持續(xù)時間，以維持通過所述發(fā)動機接收的大致一致的燃料量，所述控制器可操作地連接至所述噴射器。
5.一種用于控制通過發(fā)動機接收的CNG的燃料量的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 熱交換器，被配置為接收CLNG和供應冷卻劑，并且被配置為輸出所述CNG和返回冷卻劑； 噴射器，可操作地連接至所述發(fā)動機并且被配置為將所述CNG噴射進入所述發(fā)動機； 氣體管線，放置在所述噴射器和所述熱交換器之間，所述氣體管線被配置為從所述熱交換器運載CNG至所述噴射器，在所述氣體管線中的所述CNG在氣體管線溫度； 控制閥，被配置為從所述熱交換器接收返回冷卻劑，并且被配置為改變流過控制閥的返回冷卻劑的量；以及 控制器，可操作地連接至所述控制閥，所述控制器被配置為至少部分地基于所述氣體管線溫度和目標返回冷卻劑溫度，通過調節(jié)允許流過所述控制閥的所述返回冷卻劑的量來維持所述氣體管線溫度在工作范圍內。
6.根據(jù)權利要求5所述的控制系統(tǒng)，其中所述控制器進一步被配置為至少部分地基于所述氣體管線溫度、目標返回冷卻劑溫度和測量的返回冷卻劑溫度，通過調節(jié)允許流過所述控制閥的所述返回冷卻劑的量，來維持所述氣體管線溫度在工作范圍內。
7.根據(jù)權利要求5所述的控制系統(tǒng)，其中所述熱交換器包括第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，并且所述熱交換器被配置為通過所述第一入口接收CLNG和通過所述第二入口接收供應冷卻劑，所述熱交換器進一步被配置為從所述第一出口輸出CNG，并且從所述第二出口輸出返回冷卻劑。
8.根據(jù)權利要求5所述的控制系統(tǒng)，進一步包括: 管道，在所述控制閥和泵之間延伸，其中所述控制閥是三通閥，所述三通閥被配置為轉移流過所述控制閥的所述返回冷卻劑的一部分至所述泵；以及 所述泵，被配置為抽取供應冷卻劑和所述返回冷卻劑的一部分至所述熱交換器。
9.根據(jù)權利要求8所述的控制系統(tǒng)，其中，如果測量的返回冷卻劑溫度大于或等于所述目標返回冷卻劑溫度，所述控制器進一步被配置為調節(jié)所述控制閥以轉移流入所述控制閥的所述返回冷卻劑的所述部分至所述泵。
10.根據(jù) 權利要求9所述的控制系統(tǒng)，其中，如果所述測量的返回冷卻劑溫度大于或等于所述目標返回冷卻劑溫度，所述控制器進一步被配置為增加所述泵的再循環(huán)。
【文檔編號】F02D19/02GK103967627SQ201410032800
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權日:2013年1月24日
【發(fā)明者】S·T·格蘭特, F·羅姆巴迪, D·R·帕克特, C·A·布朗, J·W·史蒂芬, P·J·德西德里奧 申請人:卡特彼勒公司