DE102013008212A1

DE102013008212A1 - Direkteinspritzungsgasmotor und -verfahren

Info

Publication number: DE102013008212A1
Application number: DE102013008212A
Authority: DE
Inventors: Alan R. Stockner; Frank J. Lombardi
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2013-11-21
Also published as: US20130311067A1; CN103422998A; US9234452B2; CN103422998B

Abstract

Die Offenbarung beschreibt ein Motorsystem mit Flüssigkraftstoff- und Gaskraftstoffsystemen, von denen jedes Kraftstoff direkt in einen Motorzylinder einspritzt. Eine Steuerung überwacht und steuert den Motorbetrieb in einen Normalmodus, während dem der Motor eine Nennleistung erzeugt, und in einem Notlaufmodus, der verwendet wird, wenn eine abnormale Betriebsbedingung des Gaskraftstoffsystems vorhanden ist. Während dem Notlaufmodusbetrieb verwendet der Motor mehr Flüssigkraftstoff und weniger oder keinen Gaskraftstoff relativ zum Normalmodus und erzeugt Leistung, die kleiner als die Nennleistung ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Verbrennungskraftmaschinen und insbesondere einen Notlauf- oder Notbetriebsmodus von Motoren mit Dieseldirekteinspritzung oder Gasdirekteinspritzung.
Hintergrund
Es gibt verschiedene unterschiedliche Motortypen, die mehr als einen Kraftstoff verwenden. Ein Typ ist als Direkteinspritzungsgas(DIG)-Motor bekannt, bei dem gasförmiger Kraftstoff, beispielsweise LPG, in die Zylinder unter Hochdruck eingespritzt wird, während eine Verbrennung im Zylinder durch einen Dieselzündkraftstoff bereits im Gange ist. DIG-Motoren arbeiten mit Gaskraftstoff und der Dieselzündkraftstoff stellt eine Zündung des Gaskraftstoffs bereit. Ein anderer Motortyp, der mehr als einen Kraftstoff verwendet, wird typischerweise als Zweikraftstoffmotor bezeichnet, der Niederdruckgaskraftstoff, wie beispielsweise Erdgas, das mit einem relativ niedrigen Druck zusammen mit in die Motorzylinder zugegebener Luft gemischt wird. Zweikraftstoffmotoren sind typischerweise dazu ausgebildet, mit Flüssigkraftstoff, beispielsweise Diesel oder Benzin, bei Volllast zu arbeiten. Der Gaskraftstoff wird zum Ersetzten einer Flüssigkraftstoffmenge während einem stationären Betriebszustand zugeführt. Das Luft/Gaskraftstoffgemisch, das den Zylindern unter bestimmten Betriebsbedingungen zugeführt wird, wird verdichtet und dann unter Verwendung eines Funkens, ähnlich wie bei Gasmotoren, oder unter Verwendung eines Kompressionszündungskraftstoffs, beispielsweise Diesel, der in das im Zylinder vorhandene Luft/Gaskraftstoffgemisch eingespritzt wird, gezündet.
Wenn eines der Kraftstofffördersysteme in einem Zweikraftstoffmotor versagt, beispielsweise wenn die Gaskraftstoffversorgung nicht mehr in der Lage ist, eine ausreichenden Gaskraftstoffmenge zuzuführen, passt der Motor seinen Betrieb in Abhängigkeit vom Motortyp mit verschiedenen Schwierigkeitsgraden an. Beispielsweise ist eine Anpassung des Motorbetriebs bei Zweikraftstoffmotoren, bei denen die Gaskraftstoffversorgung unter Niederdruck geschieht, relativ einfach, weil diese Motoren bereits ohne Gaskraftstoff normal arbeiten. Folglich, wenn eine Motorfehlfunktion die Gaskraftstoffversorgung davor hindert, den Zylinder zu erreichen, arbeitet der Motor lediglich mit dem Flüssigkraftstoff weiter.
Ein Beispiel einer solchen Motorkonfiguration kann in dem US-Patent 6,694,242 gefunden werden, das am 17. Februar 2004 ausgestellt wurde. In diesem Beispiel weist der Motor zwei Steuerungen auf, bei der eine den Motorbetrieb in einem Zweikraftstoffmodus steuert und die andere ist zum Steuern des Betriebs in einem einzigen Flüssigkraftstoffmodus ausgebildet. Der Motor ist dazu ausgebildet, bei Befehl der Einzelkraftstoffsteuerung in einem Nur-Dieselmodus zu arbeiten. Der Betrieb im Zweikraftstoffmodus erfolgt unter Steuerung der zweiten Steuerung. Wenn in diesem Modus gearbeitet wird, wird Gaskraftstoff unter Niederdruck in einer Mischbeziehung mit Luft, die in den Motorzylinder eintritt, zugeführt, wo es verdichtet wird, bevor in den Kraftstoff eingespritzter Diesel die Verbrennung startet. Wie zu erkennen ist, ermöglicht es die Fähigkeit des Motors, im Nur-Dieselmodus zu arbeiten, dem Motor, in diesen Betriebsmodus zu schalten, wenn beispielsweise ein Fehler im Gaskraftstoffversorgungssystem ermittelt worden ist.
Ein anderes Beispiel eines Zweikraftstoffmotors mit einer Kraftstoffversorgung, die Flüssigkraftstoff während dem Motorbetrieb ersetzt, kann in der internationalen Veröffentlichungsnummer WO 2007/056845 A1 gesehen werden, die am 24 Mai 2007 veröffentlicht wurde. In diesem Beispiel ist ein Gaskraftstoffversorgungssystem dazu ausgebildet, an einem bestehenden Dieselmotor nachgerüstet zu werden und weist einen in eine bestehende Glühkerzenöffnung des Motors eingesetzten Gaskraftstoffinjektor auf. Gaskraftstoff wird direkt in die Motorzylinder eingespritzt, wie es der bestehende Dieselinjektor macht. Die Verbrennung wird durch Vorbehandlung der in den Zylinder eintretenden Luft durch Verwendung einer Heizung erreicht, die die Temperatur der eintretenden Luft erhöht, um für die Gaskraftstoffverbrennung günstige Bedingungen zu schaffen. Der Motor kann mit beiden Kraftstoffen oder, mit Unterstützung der Heizung, entweder in einem Nur-Gaskraftstoff- oder Nur-Dieselkraftstoffbetrieb arbeiten.
Obwohl Motoren bekannt sind, die mehr als einen Kraftstoff verwenden, verwenden diese Motoren unter bestimmten Betriebsbedingungen den Gaskraftstoff zum Ersetzen einer Flüssigkraftstoffmenge, wie beispielsweise Diesel. Folglich sind diese Motoren dazu fähig, ohne jeglichen Gaskraftstoff zu arbeiten, wenn eine Fehlfunktion des Gaskraftstoffs ermittelt wird.
Jedoch ist dies bei DIG-Motoren nicht der Fall, bei denen der Hauptkraftstoff der Gaskraftstoff ist und der sekundäre Flüssigkraftstoff, wie beispielsweise Diesel, wird, wie vorher beschrieben, zum Initiieren der Verbrennung verwendet. In diesen Motoren wird ein Fehler des Gaskraftstoffsystems den Motor stilllegen und folglich auch das Fahrzeug, in dem dieser installiert ist, da der Gaskraftstoff die Hauptkraftstoffversorgung für den Motor ist und der Flüssigkraftstoff lediglich als Zündquelle verwendet wird. Eine solche Stilllegung ist besonders unerwünscht, wenn der Motor in großen Maschinen verbaut ist, wie beispielsweise Bergbautrucks, da ein einzelner stillgelegter gelegter Truck einer Flotte den gesamten Bergbaubetrieb stoppen kann. Zum Beispiel in Minen, wo die Strecken zu und von einer Grabstelle in Stein gehauen sind, wenn sich die Grabungsstätte bewegt, wird eine einzelne Bahn für den Verkehr typischerweise gefräst, häufig mit nennenswerten Steigung. Ein vollbeladener, auf einer dieser steilen Strecken liegengebliebener Truck ruft Verzögerungen für andere in die Grabstelle einfahrende oder herausfahrende Trucks hervor und erzeugt lange Verzögerungen und erhöhte Kosten bei den Gewinnungsarbeiten der Mine.
Zusammenfassung der Offenbarung
Die Offenbarung beschreibt in einem Aspekt ein Direkteinspritzungsgas(DIG)-Motorsystem. Das DIG-Motorsystem weist einen Motor mit wenigstens einem Zylinder auf, der ein variables Volumen zwischen einem sich hin – und her bewegenden Kolben, einer Bohrung und einem Flammdeck bildet. Ein Flüssigkraftstoffsystem weist ein Flüssigkraftstoffverteilerrohr auf, das mit einem Flüssigkraftstoffinjektor fluidverbunden ist, der dazu ausgebildet ist, Flüssigkraftstoff direkt in das variable Volumen als Zündquelle einzuspritzen. Ein Gaskraftstoffsystem weist ein Gaskraftstoffverteilerrohr auf, das mit einem Gaskraftstoffinjektor fluidverbunden ist, der dazu ausgebildet ist, den Gaskraftstoff direkt in das variable Volumen als Leistungsquelle einzuspritzen. Eine Steuerung ist zum Überwachen und Steuern des Motorbetriebs in einem Normalmodus oder einem Notlaufmodus angeordnet.
In einer Ausführungsform liegt der Normalmodus vor, wenn abnormale Betriebsbedingungen des Systems abwesend sind, und der Notlaufmodus liegt vor, wenn die Steuerung bestimmt, dass abnormale Betriebsbedingungen vorhanden sind. Wenn im Normalmodus gearbeitet wird, werden eine normale Flüssigkraftstoffmenge und eine normale Gaskraftstoffmenge in den Zylinder zum Erzeugen einer Motornennleistung eingespritzt. Wenn im Notlaufmodus gearbeitet wird, werden eine Flüssigkraftstoffmenge, die größer als die normale Flüssigkraftstoffmenge ist, und eine Gaskraftstoffmenge, die kleiner als die normale Gaskraftstoffmenge ist, in den Zylinder zum Erzeugen einer Notlaufmotorleistung, die kleiner als die Motornennleistung, aber ausreichend zum Fortführen des Motorbetriebs bei einer nützlichen Leistungsabgabe ist, eingespritzt.
Gemäß einem anderen Aspekt beschreibt die Offenbarung ein Fehlerabschwächungssystem für einen Direkteinspritzungsgas(DIG)-Motor, der eine Dieselzündkraftstoff zum Zünden des direkt eingespritzten Gaskraftstoffs verwendet, beispielsweise Flüssiggas oder Erdgas, das in einem Tieftemperaturtank aufbewahrt und zur Verwendung in einem Motor erhitzt wird. Das System weist wenigstens einen Motorzylinder auf, der ein variables Volumen zwischen einem Kolben, einer Bohrung und einem Flammdeck bildet. Ein Dieselkraftstoffsystem weist ein Dieselkraftstoffverteilerrohr auf, das mit einem Dieselkraftstoffinjektor fluidverbunden ist, der dazu ausgebildet ist, Dieselkraftstoff direkt in das variable Volumen als Zündquelle einzuspritzen. Ein Gaskraftstoffsystem weist ein Gaskraftstoffverteilerrohr auf, das mit einem Gaskraftstoffinjektor fluidverbunden ist, der dazu ausgebildet ist, Gaskraftstoff direkt in das variable Volumen als Leistungsquelle einzuspritzen. Die Steuerung ist zum Überwachen und Steuern des Motorbetriebs in einem Normalmodus oder einem Notlaufmodus angeordnet.
In einer Ausführungsform liegt der Normalmodus vor, wenn abnormale Betriebsbedingungen abwesend sind, und der Notlaufmodus liegt vor, wenn die Steuerung bestimmt, dass abnormale Betriebsbedingungen vorhanden sind. Wenn im Normalmodus gearbeitet wird, werden eine normale Dieselkraftstoffmenge und eine normale Gaskraftstoffmenge in den Zylinder zum Erzeugen einer Motornennleistung eingespritzt. Wenn im Notlaufmodus gearbeitet wird, werden eine Dieselkraftstoffmenge, die größer als die normale Dieselkraftstoffmenge ist, und eine Gaskraftstoffmenge, die kleiner als die normale Gaskraftstoffmenge ist, in den Zylinder zum Erzeugen einer Notlaufmotorleistung, die kleiner als die Nennleistung ist, eingespritzt.
Gemäß einem anderen Aspekt beschreibt die Offenbarung ein Verfahren zum Abschwächen von Gaskraftstoffsystemfehlern oder abnormalen Betriebsbedingungen in einem Direkteinspritzungsgas(DIG)-Motor. Das Verfahren weist ein Betreiben eines Gaskraftstoffversorgungssystems auf, das einen zum Speichern eines Gaskraftstoffs in einem Tieftemperaturflüssigzustand ausgebildeten Speichertank, eine Gaspumpe, die zum Ansaugen von Gaskraftstoff aus dem Speichertank und zum Verdichten von diesem zum Erzeugen von verdichtetem Gaskraftstoff angepasst ist, eine Heizung, die zum Erhöhen der Enthalpie des verdichteten Gaskraftstoffs angepasst ist, und ein Gaskraftstoffverteilerrohr aufweist, das zum Sammeln des verdichteten Gaskraftstoffs angepasst ist. Eine Steuerung überwacht Sensorsignale, die Betriebsbedingungen der Gaskraftstoffversorgung anzeigen. Die Sensorsignale weisen ein Verteilerrohrzustandssignal, das den Zustand des verdichteten Kraftstoffs im Gaskraftstoffverteilerrohr anzeigt, ein Heizungszustandssignal, das den Gaskraftstoffzustand am Auslass der Heizung anzeigt, ein Flüssigzustandssignal, das den Gaskraftstoffzustand am Einlass der Heizung angezeigt, und/oder ein Füllstandsignal auf, das einen Füllstand des Gaskraftstoffs im Tieftemperaturflüssigzustand im Speichertank anzeigt. Wenn die Steuerung auf Grundlage der Überwachung des Verteilerrohrzustandssignals, des Heizungszustandssignals, des Flüssigzustandssignals und des Füllstandsignals bestimmt, dass eine abnormale Betriebsbedingung vorhanden ist, schaltet sie den Motorbetrieb vom Normalmodus in den Notlaufmodus, solange die abnormalen Betriebsbedingungen vorhanden sind. Wenn im Normalmodus gearbeitet wird, werden eine normale Flüssigkraftstoffmenge und eine normale Gaskraftstoffmenge in einen Motorzylinder zum Erzeugen einen Motornennleistung eingespritzt. Wenn im Notlaufmodus gearbeitet wird, werden eine Flüssigkraftstoffmenge, die größer als die normale Flüssigkraftstoffmenge ist, und eine Gaskraftstoffmenge, die kleiner als die normale Gaskraftstoffmenge ist, in den Zylinder zum Erzeugen einer Notlaufmotorleistung, die kleiner als die Nennleistung ist, eingespritzt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Direkteinspritzungsgas(DIG)- und Flüssigkraftstoffsystems für einen Motor gemäß der Offenbarung;
2 ist eine Schnitteinsicht eines DIG-Motorzylinders gemäß der Offenbarung;
3 ist eine Schnittansicht eines DIG- und Direkteinspritzungsflüssigkraftstoffinjektors gemäß der Offenbarung;
4 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung gemäß der Offenbarung;
5 ist ein Flussdiagramm einer Zweimodus-Systemsteuerung gemäß der Offenbarung;
6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen abnormaler Betriebsbedingungen gemäß der Offenbarung; und
7 ist ein Flussdiagramm eines Zweimodus-Betriebs gemäß der Offenbarung.
Detaillierte Beschreibung
Diese Offenbarung betrifft Dieselzündung verwendende Direkteinspritzungsgas(DIG)-Motoren und insbesondere eine Motorsteuerungsstrategie und -system zum Abschwächen von Fehlern im Gasversorgungssystem, so dass der Motor in einem Notlaufmodus arbeiten kann, sogar wenn ein Fahrzeug, in dem er installiert ist, voll beladen ist, so dass das Fahrzeug unterwegs seine Mobilität behalten kann, bis es zu einer Wartungs- oder Reparaturstelle gelangt. Ein Blockdiagramm eines DIG-Motorsystems 100 ist in der 1 gezeigt. Das Motorsystem 100 weist einen Motor 102 (in der 1 generisch gezeigt) mit einem Kraftstoffinjektor 104 auf, der mit jedem Motorzylinder verbunden ist (am besten in der 2 gezeigt). Der Kraftstoffinjektor 104 ist ein Dualinjektor, der dazu ausgebildet ist, vorbestimmte Mengen von zwei separaten Kraftstoffen unabhängig einzuspritzen.
Der Injektor 104 ist mit einer Hochdruckgaskraftstoffversorgungsleitung 108 und über eine Flüssigkraftstoffversorgungsleitung 112 mit einem Hochdruckflüssigkraftstoffverteilerrohr 100 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform ist der Gaskraftstoff Erd- oder Erdölgas, das durch die Gaskraftstoffversorgungsleitung 108 unter einem Druck von ungefähr 25 bis 50 MPa bereitgestellt wird, und der Flüssigkraftstoff ist Diesel, der innerhalb des Flüssigkraftstoffverteilerrohrs 110 bei ungefähr 25 bis 50 MPa gehalten wird, wobei aber jegliche andere Drücke oder Kraftstofftypen in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen von jeder Motorapplikation verwendet werden kann. Obwohl auf die in der Versorgungsleitung 108 und dem Kraftstoffverteilerrohr 110 vorhandenen Kraftstoffe unter Verwendung der Wörter „Gas-” oder „Flüssig-”Bezug genommen wird, wird darauf hingewiesen, dass diese Benennungen nicht dazu bedacht sind, die Phase, in der der Kraftstoff in dem entsprechenden Verteilerrohr vorhanden ist, zu begrenzen und werden vielmehr allein zum Zweck der Beschreibung verwendet. Zum Beispiel kann der unter einem gesteuerten Druck innerhalb der Gaskraftstoffversorgungsleitung 108 bereitgestellte Kraftstoff in Abhängigkeit vom Druck, bei dem er gehalten wird, in einem flüssigen, gasförmigen oder überkritischen Zustand sein. Zusätzlich kann der Flüssigkraftstoff jeder kohlenwasserstoffbasierte Kraftstoff sein, beispielsweise DME (Dimethylether), Biokraftstoff, MDO (Marinedieselöl) oder HFO (Schweröl).
Egal ob das System 100 in einer mobilen oder stationären Anwendung installiert ist, ist bei beidem angedacht, dass der Gaskraftstoff im flüssigen Zustand in einem Tieftemperaturtank 114 gespeichert werden kann, der unter einen relativ niedrigen Druck, beispielsweise atmosphärischem Druck, oder unter höheren Drücken gesetzt werden kann. In der dargestellten Ausführungsform ist der Tank 114 zum Speichern von flüssigem Erdgas (LNG) bei einer Temperatur von ungefähr –160°C (–256°F) und einem Druck zwischen ungefähr 100 und 1750 kPa isoliert, wobei aber andere Speicherbedingungen verwendet werden können. Der Tank 114 weist ferner ein Druckentlastungsventil 116 auf.
Während des Betriebs wird das LNG aus dem Tank, immer noch in einer flüssigen Phase, in einer Pumpe 118 komprimiert, die den Druck des LNG erhöht, während es das LNG im flüssigen Zustand hält. Die Pumpe 118 ist dazu ausgebildet, den Druck des LNG wahlweise auf einen Druck zu erhöhen, der in Erwiderung auf ein Druckbefehlssignal, das der Pumpe 118 von einer elektronischen Steuerung 120 bereitgestellt werden kann, variieren kann.
Das komprimierte LNG wird in einem Wärmetauscher 122 erwärmt. Der Wärmetauscher 122 stellt dem komprimierten LNG Wärme zum Reduzieren der Dichte und Viskosität bereit, während sie seine Enthalpie und Temperatur erhöht. In einer beispielhaften Anwendung kann das LNG den Wärmetauscher 122 bei einer Temperatur von ungefähr –160°C, einer Dichte von ungefähr 430 kg/m³, einer Enthalpie von ungefähr 70 kJ/kg und einer Viskosität von ungefähr 169 μPa s als Flüssigkeit eintreten, und den Wärmetauscher bei einer Temperatur von ungefähr 50°C, einer Dichte von ungefähr 220 kg/m³, einer Enthalpie von ungefähr 760 kJ/kg und einer Viskosität von ungefähr 28 μPa s verlassen. Es sollte beachtet werden, dass die Werte von solchen repräsentativen Zustandsparametern unterschiedlich sein können, abhängig von der speziellen Zusammensetzung des verwendeten Kraftstoffs. Im Allgemeinen ist zu erwarten, dass der Kraftstoff in den Wärmetauscher in einem tiefgekühlten, flüssigen Zustand eintritt und den Wärmetauscher in einem überkritischen Gaszustand verlässt, der hierin zum Beschreiben eines Zustands verwendet wird, in dem der Kraftstoff gasförmig ist, aber eine Dichte aufweist, die zwischen seiner Dampf- und Flüssigkeitsphase liegt. Der Wärmetauscher 122 kann ein bekannter Typ von Wärmetauscher oder eine Heizung zur Verwendung mit LNG sein. In der dargestellten Ausführungsform ist der Wärmetauscher 122 ein Außenwandwassererhitzer, der Wärme aus der Kühlflüssigkeit des Motors zieht. Ein Temperatursensor 121 ist zum Messen der Temperatur der den Wärmetauscher 122 verlassenden Kühlflüssigkeit des Motors und zum Bereitstellen eines Temperatursignals 123 an die Steuerung 120 angeordnet.
Das aus dem Wärmetauscher 122 austretende Gas wird im Filter 124 gefiltert. Ein Teil des gefiltert Gases kann in einem unter Druck gesetzten Speicher 126 gespeichert werden und das verbleibende Gas wird einem Drucksteuerungsmodul 28 zugeführt. Druckgesteuertes Gas wird der Gaskraftstoffversorgungsleitung 108 zugeführt. Das Drucksteuerungsmodul 128 reagiert auf ein Steuerungssignal von der elektronischen Steuerung 120 und/oder ist zum Steuern des Drucks des dem Kraftstoffinjektor 104 zugeführten Gases ausgebildet. Das Drucksteuerungsmodul 128 kann eine mechanische Vorrichtung sein, beispielsweise eine kuppelgeladene Steuerung, oder kann alternativ eine elektromechanisch gesteuerte Vorrichtung sein, die auf ein Befehlssignal von der Steuerung 120 reagiert.
Flüssigkraftstoff, oder in der dargestellten Ausführungsform Dieselkraftstoff, wird in einem Kraftstoffreservoir 136 gespeichert. Von dort aus wird der Kraftstoff in eine Pumpe 138 mit variabler Verdrängung durch einen Filter 140 und bei einer variablen Rate angesaugt, abhängig vom Betriebsmodus des Motors. Die von der Pumpe 138 bereitgestellte Kraftstoffmenge wird durch die Fähigkeit der variablen Verdrängung der Pumpe in Erwiderung auf ein Befehlssignal von der elektronischen Steuerung 120 gesteuert. Von der Pumpe 138 unter Druck gesetzter Kraftstoff wird dem Flüssigkraftstoffverteilerrohr 110 zugeführt.
Das System 100 kann verschiedene andere Sensoren aufweisen, die der Steuerung 120 hinsichtlich des Betriebszustands und des Gesamtbefindens des Systems Informationen bereitstellen. Hinsichtlich der Gassystemversorgung weist das Motorsystem 100 eine Füllstandanzeige 142 auf, die mit dem Tank 114 verbunden und zum Messen des im Tank vorhandenen LNG-Füllstands angeordnet ist. Die Füllstandanzeige 142 stellt der Steuerung 120 ein Füllstandsignal 143 bereit, das den Füllstand des LNG anzeigt, der im Tank 114 verbleibt.
Das System 100 kann verschiedene andere Sensoren aufweisen, die den Zustand des Gaskraftstoffs an verschiedenen Stellen im System anzeigen. Wie hierin verwendet, soll der Gaszustand einen Parameter beschreiben, der den thermodynamischen Zustand des Gaskraftstoffs anzeigt, beispielsweise den Druck und/oder gegebenenfalls die Temperatur des Kraftstoffs. Wenn der Zustand des Gases bestimmt wird, hängt der interessante Parameter für Diagnosezwecke des Systembefindens von Veränderungen ab, die im Zustand des Gases auftreten können. Dementsprechend, obwohl der Druck des Gases für die Diagnose des Pumpenbetriebs relevant sein kann, kann die Temperatur des Gases für die Diagnose des Betriebszustands eines das Gas erwärmenden Wärmetauschers relevanter sein. In der folgenden Beschreibung wird Bezug auf „Zustands”-Sensoren genommen, die dazu verstanden werden sollen, jeglicher Sensortyp zu sein, die einen oder mehrere Zustandsparameter des Gases messen, die den Druck, die Temperatur, die Dichte und dergleichen aufweisen, wobei diese nicht darauf begrenzt sind.
Dementsprechend ist ein Gaszustandssensor 144 zum Messen und Bereitstellen eines Verteilerrohrzustandssignals 146 angeordnet, das einen Fluidzustand in der Gaskraftstoffversorgungsleitung 108 anzeigt. Das Verteilerrohrzustandssignal 146 kann den Druck und/oder die Temperatur des Gases anzeigen. Ein Zustandssensor 148 ist zum Messen und Bereitstellen eines Filterzustandssignals 150 angeordnet, das den Gaszustand zwischen dem (stromabwärts vom) Gasfilter 124 und dem (stromaufwärts dem) Drucksteuerungsmodul 128 anzeigt. Das Filterzustandssignal 150 kann den Gasdruck anzeigen. Ein zusätzlicher Zustandssensor 152 ist zum Messen und Bereitstellen eines Heizungszustandssignals 154 angeordnet, das den Gaszustand zwischen dem Wärmetauscher 122 und dem Gasfilter 124 anzeigt. Das Heizungszustandssignal 154 kann die Gastemperatur an diesem Ort anzeigen. Ein zusätzlicher Zustandssensor 156 ist dazu angeordnet, ein Flüssigzustandssignal 158 am Auslass der Pumpe 118 zu messen und bereitzustellen. Das Flüssigzustandssignal 158 am Auslass der Pumpe 118 kann für Diagnosezwecke des Pumpenbetriebs den Gasdruck und/oder für Vergleichszwecke des Heizungszustandssignals 154 stromabwärts des Wärmetauschers 122 zur Diagnose des Betriebszustand des Wärmetauschers 122 die Gastemperatur anzeigen. Das Verteilerrohrzustandssignal 146, das Filterzustandssignal 150, das Heizungszustandssignal 154, das Flüssigzustandssignal 158 und/oder andere Zustandssignale, die den Flüssigzustand des Flüssig-/Gaskraftstoffs anzeigen, werden der elektronischen Steuerung 120 während des Betriebs kontinuierlich bereitgestellt.
Die elektronische Steuerung 120 weist Funktionalitäten und andere Algorithmen auf, die zum Überwachen der verschiedenen von den Systemsensoren bereitgestellten Signale und zum Ermitteln verschiedener Fehler oder abnormaler Betriebsmodi des Systems 100 arbeiten, so dass Abschwächungsaktionen gemacht werden können, wenn eine abnormale Betriebsbedingung vorliegt. Mit anderen Worten weist die Steuerung 120 für das DIG-Motorsystem 100 ein Fehlerabschwächungssystem auf, das Fehler des Kraftstoffsystems oder abnormale Betriebsmodi im Kraftstoffsystem, insbesondere abnormale Betriebsmodi im Gaskraftstoffsystem, ermitteln und ansprechen kann. Beispiele von abnormalen Betriebsmodi des Systems können eine Erschöpfung des LNGs im Tank 114, eine Fehlfunktion der Gaspumpe 118 oder seiner Steuerung, ein Verstopfen von einem Filter, ein Einfrieren und/oder Verstopfen des Wärmetauschers 122, eine Fehlfunktion des Drucksteuerungsmoduls 128 und/oder andere Fehlfunktionen sein, die besonders die Versorgung des komprimierten Gases zu und von der Gaskraftstoffversorgungsleitung 108 betreffen.
Während dem Normalbetrieb wird Gas- und Flüssigkraftstoff unter Hochdruck in die Motorzylinder durch den Kraftstoffinjektor 104 unabhängig eingespritzt. Ein Querschnitt einer Ausführungsform eines in einem Motorzylinder 204 eingebauten Kraftstoffinjektors 104 ist in der 2 und vom Motor entfernt in der 3 gezeigt. Obwohl der in diesen Figuren gezeigte Kraftstoffinjektor 104 zwei nebeneinander angeordnete Rückschlagventile aufweist, kann jedes andere Kraftstoffinjektordesign geeignet sein, beispielsweise Dualinjektoren mit konzentrischen Rückschlagventilen oder Nadelventile. Unter jetziger Bezugnahme auf die Figuren weist jeder Motorzylinder 204 eine Bohrung 206 auf, die innerhalb eines Motorblocks gebildet und darin gleitend einen Kolben 208 aufnimmt. Wie es von typischen Motoranwendungen bekannt ist, können Kolben mit einer Motorkurbelwelle (nicht gezeigt) verbunden werden, die zum Bereitstellen einer Kraft arbeitet, die jeden Kolben dazu bringt, sich innerhalb der Bohrung, beispielsweise während dem Verdichtungstakt, zu bewegen, als auch durch eine vom Kolben aufgebrachte Kraft zum Drehen der Kurbelwelle, beispielsweise während einem Verbrennungs- oder Arbeitstakt, bewegt zu werden.
Der Zylinder 204 definiert ein variables Volumen 210, das seitlich durch die Wände der Bohrung 206 begrenzt ist und an seinen Enden durch einen oberen Bereich oder einem Boden des Kolbens 208 und durch eine Fläche 212 des Zylinderkopfes 213 geschlossen ist, der typischerweise als Flammdeck bezeichnet wird. Das variable Volumen 210 verändert sich zwischen einer maximalen und minimalen Kapazität, wenn sich der Kolben 208 innerhalb der Bohrung 206 jeweils zwischen einer unteren Totpunkt(BDC)- und einer oberen Totpunkt(TDC)-Position hin und her bewegt.
Unter Bezugnahme auf die 2 weist jeder Zylinder 204 wenigstens ein Einlassventil 214 und wenigstens ein Auslassventil 216 auf. Obwohl der Zylinder 204 einheitlich mit einem Motor dargestellt ist, der wenigstens in einem Vier-Takt-Zyklus arbeitet und folglich Zylindereinlass- und -auslassventile aufweist, ist zu beachten, dass auch andere Motortypen, beispielsweise Zwei-Takt-Motoren, angedacht sind, die aber aus Gründen der Knappheit nicht gesondert dargestellt werden. Bei dem in der 2 speziell dargestellten Motor werden die Einlass- und Auslassventile 214 und 216 wahlweise zum Fluidverbinden des variablen Volumens 210 mit Fluidsenken und -quellen während des Betriebs des Motors 102 betätigt. Insbesondere blockiert das Einlassventil 214 wahlweise einen Einlasskanal 220, der das variable Volumen 210 mit einem Einlasssammelrohr 222 fluidverbindet. In ähnlicher Weise blockiert das Auslassventil 216 wahlweise ein einen Auslasskanal 224, der das variable Volumen 210 mit einem Auslasssammelrohr 226 fluidverbindet. In der dargestellten Ausführungsform ist der Kraftstoffinjektor 104 zum wahlweise direkten Einspritzen von Diesel- und verdichtetem Erdgas(CNG)-Kraftstoff in das variable Volumen 210 jedes Motorzylinders 204 angeordnet.
Ein Querschnitt des Injektors 104 ist in der 3 genauer dargestellt. Obwohl hierin ein einzelner Injektor gezeigt ist, der zum unabhängigen Einspritzen von zwei Kraftstoffen ausgebildet ist, ist zu beachten, dass es angedacht es, dass auch zwei Injektoren, für jeden der zwei Kraftstoffe einer, anstelle des einzelnen Injektors verwendet werden können. Alternativ kann ein Kraftstoffinjektor mit konzentrischen Nadeln verwendet werden. Folglich stellt der Injektor 104 einen aus einer Vielzahl verschiedener Ausführungsformen von Injektoren dar, die zum unabhängigen Einspritzen von zwei Kraftstofftypen ausgebildet sind. Die spezifische Ausführungsform des Injektors 104 verwendet den Dieselkraftstoffdruck zum Betätigen des Rückschlagventils zum Einspritzen von Gaskraftstoff, sogar wenn dem Injektor beide Kraftstoffe unter ungefähr dem gleichen Druck bereitgestellt werden, der bei der dargestellten Ausführungsform zwischen 25 und 50 MPa liegt.
Unter besonderer Bezugnahme auf den in der 3 gezeigten Querschnitt weist der Injektor 104 einen Injektorkörper 302 auf, der ein Aktuatorgehäuse 304 und ein Nadelgehäuse 306 umfasst. Das Aktuatorgehäuse 304 bildet einen inneren Hohlraum, in dem zwei elektronische Aktuatoren 308 untergebracht sind. Jeder Aktuator 308 betätigt jeweils ein Zweiwegeventil 310, das Fluid wahlweise in einer entsprechenden Hydraulikschließkammer 312 unter Druck setzt oder entspannt. Der Injektor 104 weist ferner zwei Kraftstoffeinlässe auf, von dem jeder mit einer entsprechenden Einspritzkammer verbunden ist. Genauer gesagt wird Dieselkraftstoff aus dem Flüssigkraftstoffverteilerrohr 110 (1) einer Dieseleinspritzkammer 314 bereitgestellt, während Gaskraftstoff aus der Gaskraftstoffversorgungsleitung 108 (1) einer Gaseinspritzkammer 316 bereitgestellt wird. Eine Gaskraftstoffnadel 318 ist durch eine Gasschließfeder 320 und durch Fluiddruck an der entsprechenden Schließkammer 312 in Richtung einer geschlossenen Position vorgespannt, in der es dem in der Dieseleinspritzkammer 14 vorhandenem Diesel nicht ermöglicht ist, den Injektor 104 zu verlassen und in das variable Volumen 210 (2) einzutreten. In ähnlicher Weise ist eine Gaskraftstoffnadel 322 durch eine Schließfeder 324 und durch eine hydraulische Kraft, die aus dem in der entsprechenden Schließkammer 312 vorhandenen Fluiddruck resultiert, in Richtung einer Schließposition vorgespannt.
Wenn Diesel oder Gas aus dem Injektor 104 eingespritzt wird, wird jeweils Kraftstoff über zugehörige Düsenöffnungen 326 und 328 eingespritzt, die geöffnet werden, wenn die entsprechenden Nadeln 318 oder 322 angehoben wird. Genauer gesagt, wenn Diesel eingespritzt wird, wird dem entsprechenden Aktuator 308 ein Signal von der elektronischen Steuerung 120 (1) bereitgestellt, der das entsprechende Zweiwegeventil 310 aktiviert und es dazu veranlasst, seine Position zu ändern und den Fluiddruck in der entsprechenden Hydraulikschließkammer 312 zu ändern. Wenn dieser Druck entlastet wird, überwindet ein auf die Nadel 322 wirkender Hydraulikdruck die Kraft der Schließfeder 324 und ermöglicht ein Anheben der Nadel 322 und ermöglicht eine Einspritzung des Diesels in das variable Volumen 210 (1) durch die Dieseldüsenöffnungen 328. In ähnlicher Weise wird dem der Gaskraftstoffseite des Injektors 104 entsprechender Aktuator 308 ein separates Befehlssignal von der Steuerung 120 bereitgestellt. Eine Betätigung dieses Aktuators 308 veranlasst das entsprechende Zweiwegeventil 310 (auf der linken Seite der Darstellung der 3) dazu, seine Position zu ändern und den Dieselfluiddruck in der Hydraulikschließkammer 312 zu entlasten, die der Gaseinspritzkammer 314 entspricht. Wenn dieser Druck entlastet wird, überwindet ein auf die Gasnadel 326 wirkender hydraulischer/pneumatischer Druck die Kraft der Schließfeder 320 und ermöglicht ein Anheben der Gasnadel 318 und eine direkte Einspritzung des Gases unter Hochdruck in das variable Volumen 210 (1) durch die zugehörigen Gasdüsenöffnungen 326 des Injektors 104.
Auf diese Weise ist der Injektor 104 dazu ausgebildet, wahlweise Diesel oder Gas während dem Motorbetrieb einzuspritzen. In der dargestellten Ausführungsform wird die Gesamtkraftstoffversorgung des Motors während dem Normalbetrieb durch ungefähr 5% von der Dieselmasse und die verbleibenden 95% der Gesamtkraftstoffversorgung von der Gasmasse ausgemacht. Diese Kraftstoffe werden an unterschiedlichen Zeitpunkten während dem Motorbetrieb eingespritzt. Zum Beispiel kann zuerst Diesel eingespritzt werden, während sich der Kolben 208 in Richtung der TDC-Position bewegt, wenn der Zylinder 204 einem Verdichtungstakt unterliegt. Wenn die Verbrennung des Dieselkraftstoffs im variablen Volumen gestartet ist oder dabei ist, gestartet zu werden, bringt der Injektor 104 die Gasnadel 318 zum Öffnen, so dass Gas unter Hochdruck direkt in den Zylinder 204 eingespritzt und verbrannt wird, wenn es durch den verbrennenden Dieselkraftstoff gezündet wird.
Wenn eine abnormale Betriebsbedingung vorliegt, die die Fähigkeit des Systems 100 (1) zum Bereitstellen einer ausreichenden Gaskraftstoffmenge zum Betreiben des Motors herabsetzt, aktiviert die Steuerung 120 einen Notlaufmodus. Während dem Notlaufbetriebsmodus werden verschiedene Motorparameter angepasst, um einen Motorbetrieb mit Flüssigkraftstoff unter Bedingungen zu ermöglichen, die ausreichende Leistung bereitstellen, um das Fahrzeug, in dem der Motor eingebaut ist, zu einer Wartungsstelle zu bewegen. In der dargestellten Ausführungsform ist beispielsweise die Motorleistung während des Betriebs im Notlaufmodus ungefähr 50% der Gesamtmotorleistung, so dass sogar ein voll beladenes Fahrzeug, das auf einer Schräge fährt, dazu in der Lage ist, eine ausreichende Leistung zum Abladen der Ladung und zum Bewegen des Fahrzeugs an einen sicheren Ort zu behalten.
Im Gegensatz zu traditionellen Zweikraftstoffmotoren, die normalerweise in der Lage sind, bei voller Leistung unter Verwendung von einem der beiden vorhanden Kraftstoffen zu arbeiten, benötigt der Betrieb von bestimmten DIG-Motorsystemen eine Anpassung zum Ermöglichen eines Einzelkraftstoffmotorbetriebs. Im Allgemeinen ist das Diesel- oder Flüssigkraftstoffsystem eines DIG-Motors, das typischerweise nur zum Bereitstellen einer den Gaskraftstoff zündenden Zündkraftstofffähigkeit aufgefordert wird, dazu ausgebildet, einen Motorbetrieb bei einer Leistung, die durch die Verbrennung des Dieselkraftstoff bereitgestellt wird, zu ermöglichen. In Abhängigkeit vom Fehlertyp und -ausmaß des Gaskraftstofffördersystems kann der Notlaufbetriebsmodus dazu ausgebildet sein, eine Gaskraftstoffmenge zu verwenden, die kleiner als diejenige ist, die normalerweise benötigt wird. In Beispielen, wo Sicherheits- oder andere Überlegungen ein vollständiges Ausschalten des Gaskraftstoffsystems erfordern, oder in Fällen, wo die Versorgung des Gaskraftstoffs am Fahrzeug erschöpft ist, ist der Motor vorteilhafterweise dazu in der Lage, eine vorbestimmte Notlaufleistung bereitzustellen, wenn er vollständig mit Flüssigkraftstoff betrieben wird. Diese Funktionalität wird sowohl durch Softwarealgorithmen, die innerhalb einer Motorsteuerung ablaufen, als auch durch verschiedene Hardwareressourcen verschiedener Motorkomponenten und -systemen bewerkstelligt.
Gemäß einem Aspekt ist eine Ausführungsform einer Notlaufsteuerung 400 in der 4 gezeigt. Die Steuerung 400 kann als Teil eines Computers ausgebildet sein, der auf Speichermedien zugreifen kann, die darauf vom Computer ausführbare Befehle gespeichert haben, die in einem Computerprozessor ablaufen. Die Steuerung 400 kann alternativ als eine Hardwaresteuerung oder jeglicher anderer angemessener Typ einer Steuervorrichtung ausgebildet sein, die am Fahrzeug oder vom Fahrzeug entfernt arbeitet.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Steuerung 400 zum Empfangen von Signalen von verschiedenen mit dem System 100 (1) verbundenen Sensoren, zum Verarbeiten der auf den Sensorsignalen basierten Informationen und zum Bereitstellen von Befehlen angeordnet, um entsprechend den Betrieb verschiedener Komponenten und Systeme des Motors 102 (1) zu steuern. Zum Beispiel ist die in der 4 gezeigte Steuerung 400 zum Empfangen des Motorgeschwindigkeits- bzw. Ladesignals 402 und 404 angeordnet, die gewünschte Motorbetriebsbedingungen anzeigen. Das Geschwindigkeits- bzw. Ladesignal 402 und 404 kann auf Bedienerbefehlen basieren oder kann alternativ durch eine Motorsteuerung bereitgestellt werden, die den Motorbetrieb steuert. Die Steuerung 400 empfängt ferner ein beispielsweise von einem Kurbelwellen- oder Nockenwellensensor (nicht gezeigt) des Motors 102 in bekannter Weise bereitgestelltes Motortimingsignal 406, das ein separates Signal oder alternativ ein Teil des bereits beschriebenen Motorgeschwindigkeitssignals 402 sein kann.
Während des Betriebs empfängt die Steuerung 400 Signale, die den Betriebszustand der zum Motorsystem 100 gehörenden Gas- und Flüssigkraftstoffversorgungssysteme anzeigen, um das Betriebsbefinden von diesen Systemen zu bewerten und jegliche auftretende Probleme anzusprechen. Genauer gesagt, und in gleichzeitiger Bezugnahme auf die 1, empfängt die Steuerung 400 das Dieseldrucksignal 134, das Füllstandsignal 143, das Gasverteilerrohrzustandssignal 146, das Filterzustandssignal 150, das Heizungszustandssignal 154, das Flüssigzustandssignal 158 und/oder andere Zustandssignale, die den Betriebszustand von verschiedenen kraftstoffbezogenen Komponenten und Systemen des Motorsystems 100 anzeigen.
Zusätzlich zum Empfangen von Informationen über den Betriebszustand des Motorsystems 100 ist die Steuerung 400 zum Bereitstellen von Befehlssignalen ausgebildet, die den Betrieb von verschiedenen kraftstoffbezogenen Komponenten und Systemen des Motorsystems 100 steuern. Genauer gesagt stellt die Steuerung 400 dem Kraftstoffinjektor 104 Diesel- bzw. Gaskraftstoffbefehle 408 und 410 (siehe auch 1) bereit. Jeder Kraftstoffbefehl 408 und 410 stellt dem entsprechende n Injektoraktuator 308 (3) ein elektrisches Signal bereit, das eine vorbestimmte Dauer hat, während der der jeweilige Kraftstoff vom Injektor 104 eingespritzt wird.
Die Steuerung 400 stellt ferner Signale bereit, die den Ausgangsdruck der Dieselpumpe 138 und der LNG-Pumpe 118 steuern und stellen einen gewünschten Druck des Gaskraftstoff durch das Drucksteuerungsmodul 128 ein. Genauer gesagt wird in der Steuerung 400 ein Dieselpumpensteuerungssignal 412 und ein Gaskraftstoffpumpensteuerungssignal 414 bestimmt und den jeweiligen Pumpen zum Steuern des Drucks des von jeder Pumpe 118 und 138 während des Betriebs geförderten Kraftstoffs bereitgestellt. Die Bestimmungen innerhalb der Steuerung 400 zum Befehlen einer Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffbefehle 408 und 410 und Pumpenbefehle 412 und 414 basieren in einer Ausführungsform auf dem Füllstandsignal 143 und/oder den zuvor beschriebenen, verschiedenen anderen Zustandssignalen 134, 146, 150, 154 und 158 und können ferner auf dem Motorgeschwindigkeits- und Ladesignal 402 und 404 zum Bereitstellen eines Betriebspunkts basieren, so dass der Notlaufmotorbetrieb bereitgestellt werden kann.
Ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Steuerung 400 ist in der 5 gezeigt. Das Verfahren startet mit einer Bestimmung bei 502 auf Grundlage einer Anzeige des Füllstands des im Speichertank vorhandenen flüssigen Gaskraftstoffs, ob genügend Gaskraftstoff für den Motorverbrauch verfügbar ist. Wenn bestimmt wird, dass der Tank leer ist, d. h. dass ein Null-Level des Kraftstoffs vorhanden ist, wird ein Befehl des Motorkraftstoffsystems an eine Notlauffunktion bei 504 übergegeben. Wenn bei 502 bestimmt wird, dass immer noch flüssiger Gaskraftstoff im Tank vorhanden ist, wird bei 506 eine Bestimmung durchgeführt, ob das Flüssiggaskraftstoffmotorsystem mit akzeptablen Parametern arbeitet.
Die Bestimmung bei 506 kann das Überwachen und den Vergleich von zahlreichen Betriebsparametern mit vorbestimmten Werten oder Wertebereichen aufweisen, um zu bestimmen, dass alle Systemkomponenten ordnungsgemäß arbeiten. Ein Flussdiagramm für die Bestimmung 506 ist genauer in der 6 gezeigt und kann bei 508 einen Vergleich des Gaszustands 146 in der Gaskraftstoffversorgungsleitung mit einem Parameter aufweisen, der den gewünschten oder befohlenen Gaskraftstoffverteilerrohrzustand, P_GAS_R, anzeigt. In ähnlicher Weise kann die Funktion des Kraftstofffilters 124 (1), wenn vorhanden, beispielsweise durch Vergleichen einer erwarteten Druckdifferenz über den Filter, P_FILT_DIFF, mit der vorhandenen Druckdifferenz über den Filter bei 510 bestimmt werden, was in der dargestellten Ausführungsform (1) aus der Differenz zwischen dem Heizungszustandssignal 154 stromaufwärts des Filters mit dem Filterzustandssignal 150 stromabwärts des Filters gefolgert werden kann. Der Betrieb der Heizung kann bei 512 durch Vergleichen des Gaszustands, in diesem Fall der Temperatur, stromaufwärts und stromabwärts der Heizung auf Grundlage von beispielsweise dem Flüssigzustand 158 stromaufwärts der Heizung oder des Wärmetauschers 122 und des Gaszustands 154 stromabwärts der Heizung mit einem vorbestimmten heizungsbezogenen Leistungsparameter, beispielsweise einem Temperaturanstieg, P_EVAP, bestimmt werden. Der Betrieb der Flüssiggaspumpe, beispielsweise der Pumpe 118 (1), kann bei 514 durch Vergleichen eines Pumpenauslassdrucks, beispielsweise dem Flüssigdruck 158, mit einem gewünschten oder erwarteten Druck, P_LIQ, überwacht werden. Zusätzliche Überprüfungen können zwischen jedem überwachten Zustand und einem entsprechenden erwarteten Wert durchgeführt werden, so dass auf einen Gasleckage- oder Komponentenfehler, wenn vorhanden, an jedem Punkt des Systems geschlossen werden kann. Jede der Bestimmungen 508, 510, 512 und/oder 514, die in der gezeigten Reihenfolge auftreten, können in jeder Reihenfolge durchgeführt werden und, wenn jede Bestimmung 508, 510, 512 und 45 anzeigt, dass die jeweilige Komponente oder das System normal oder wie erwartet arbeitet, erzeugen ein Signal 516, das es, wie in der 5 zeigt, dem Motor ermöglicht, bei 518 normal zu arbeiten.
Wenn eine oder mehrere abnormale Betriebsbedingungen bei 508, 510, 512 und/oder 514 bestimmt wurde/wurden, beispielsweise wenn wenigstens eine Anzeige anzeigt, dass bei 508 der Gaskraftstoffverteilerrohrdruck niedrig ist, bei 510 der Gasfilter verstopft ist, bei 512 die Heizung eingefroren ist, die Flüssiggaspumpe 514 unterdurchschnittlich arbeitet und/oder eine Gasleckage vorhanden sein kann, wird durch die Bestimmung bei 506 eine abnormale Betriebsbedingung 520 zum Aktivieren der Notlauffunktion 504 bereitgestellt. Die abnormale Betriebsbedingungsanzeige 520 kann eine einzelne Variable oder alternativ eine von mehreren Variablen sein, von der jede einem bestimmten detektierten abnormalen Modus zugeordnet ist. Beispielsweise kann eine auf einem verstopften Filter basierte Anzeige von einer Anzeige, dass die Heizung eingefroren ist, verschieden sein, das eine Bedingung – der verstopfte Filter – eine Wartung oder einen Austausch des Filters erfordert, während die andere Bedingung – die eingefrorene Heizung – während des Betriebs korrigiert werden kann, beispielsweise durch Reduzieren oder Eliminieren eines Gasstroms, der die Heizung aufwärmt.
Die Notlauffunktion 504, von der ein Flussdiagramm in der 7 gezeigt ist, ist zum Bereitstellen von verschiedenen Notlaufgraden oder abnormalen Betriebsbedingungsfunktionalitäten ausgebildet, abhängig vom Typ der ermittelten abnormalen Betriebsbedingungen. Beispielsweise wird eine Anzeige, dass die am Fahrzeug vorhandene Versorgung von Flüssigkraftstoff erschöpft ist, durch Abschalten des Gaskraftstoffversorgungssystems und Betreiben des Motors vollständig mit Flüssigkraftstoff abgeschwächt. In ähnlicher Weise kann eine Anzeige, dass das Gaskraftstoffversorgungssystem, beispielsweise aufgrund verschiedener eingefrorener Komponenten, unterdurchschnittlich arbeitet, die Gasversorgung verringern, bis die Situation korrigiert werden kann, beispielsweise nachdem der Motor aufgewärmt ist. In einer solchen Zwischenbedingung kann eine vom Motor verwendete Gaskraftstoffmenge reduziert werden, um weiteres Einfrieren zu vermeiden, und die Flüssigkraftstoffversorgung kann, wenn möglich, bis die abnormale Bedingung behoben ist, vorübergehend erhöht werden, um die Gaskraftstoffreduktion auszugleichen.
Unter jetziger Bezugnahme auf die 7 weist die Notlauffunktion 504 verschiedene Wertetabellen oder andere Funktionen auf, die die Motorbetriebspunktbedingungen mit verschiedenen Motorsteuerungsparametern auf Grundlage des implementierten Notlaufmodustyps in Beziehung setzen. Zum Beispiel, wenn ein die Erschöpfung der Flüssigkraftstoffversorgung anzeigendes Signal empfangen wird, wird ein Not- oder Notlaufmotormodus vollständig mit Dieselkraftstoff ausgeführt. Alternativ, wenn eine Anzeige gegeben ist, dass eine verringerte Gaskraftstoffversorgung möglich ist, wird ein Notmotormodus unter Verwendung einer erhöhten Dieselversorgung ausgeführt, während weiterhin etwas Gaskraftstoff beibehalten wird.
Dementsprechend weist die Notlauffunktion 504 einen Nur-Dieselbetriebsmodus auf, der bei 521 aktiviert wird, wenn Bedingungen vorliegen, die ein Ausschalten des Gaskraftstoffversorgungssystems erfordern. Solche Bedingungen weisen, wie vorher beschrieben, eine Erschöpfung des Gaskraftstoffsystems, eine Fehlfunktion der Gaskraftstoffpumpe, eine Fehlfunktion der Gaskraftstoffdrucksteuerung sowie andere Typen von Fehlfunktionen, beispielsweise eine Fehlfunktion von einem oder mehrerer der Kraftstoffinjektoren, und dergleichen auf, sind aber nicht darauf begrenzt. Wenn ein Betrieb im Notbetriebsmodus vorliegt, wird dem Bediener eine visuelle, hörbare und/oder haptische Anzeige bereitgestellt, um den Bediener über die abnormale Betriebsbedingung und dem Bedarf einer Wartung zu informieren. Während der Motor im Nur-Dieselmodus arbeitet, können die verschiedenen Befehlssignale 408, 410, 412 und 414 (4) dementsprechend angepasst werden, um die Gaskraftstoffversorgung zu deaktivieren, und können die Motorbetriebsparameter zum Ermöglichen des Nur-Dieselbetriebs anpassen.
Beispielsweise, wenn im Nur-Diesel- oder Nur-Flüssigkraftstoffmodus gearbeitet wird, kann der Druck im Flüssigkraftstoffverteilerrohr 110 des Motors erhöht werden, um eine in den Zylinder eingespritzte größere Kraftstoffmenge zu ermöglichen, und/oder die Einspritzdauer kann für den gleichen Grund erhöht werden. In der dargestellten Ausführungsform kann der Druck im Kraftstoffverteilerrohr 110 von ungefähr 35 MPa, der während dem Normalbetrieb vorliegt, auf ungefähr 100 MPa während dem Notbetrieb erhöht werden. In ähnlicher Weise kann die Einspritzdauer des Diesel- oder Flüssigkraftstoffanteils des Injektors entsprechend der Kraftstoffmenge, die zum Bereitstellen der gewünschten Notmotorleistung benötigt wird, erhöht werden, um einen Kurbelwellenwinkelbereich von 40° oder mehr abzudecken. Wenn im Nur-Dieselmodus betrieben wird, kann der Motor dazu ausgebildet sein, ausreichende Leistung zum Bewegen des Fahrzeugs unter den denkbar schlechtesten Bedingungen bereitzustellen. Zum Beispiel kann ein auf einer geneigten Straße fahrender voll beladener Bergbautruck ungefähr 50% der normalen Motorleistungsabgabekapazität zum Betreiben im Not- oder Notlaufmodus erfordern. Ein solcher Betrieb kann eine begrenzte Funktionalität bereitstellen, um der Maschine die Fähigkeit zu verleihen, zu einem bestimmten Ausmaß kontinuierlich zu funktionieren, bis sie gewartet werden kann. Die Notlaufmodusmotorleistung kann auf Grundlage der Anforderung von bestimmten Motorapplikationen ausgewählt werden. In der Steuerung 400 kann beispielsweise der Prozentwert der Motornennleistung, die während dem Notlaufmodus verfügbar gemacht werden kann, durch eine angemessene Variable festgelegt werden, die in Abhängigkeit von der Motorapplikation bis zu einem maximalen Notlaufmotorleistungsniveau angepasst werden kann.
Wenn in einem Not- oder Notlaufmodus gearbeitet wird, während immer noch eine reduzierte Gaskraftstoffversorgung zum Motor beibehalten wird, weist die Notlauffunktion 504 ferner einen Diesel-/reduzierten Gasnotlaufbetriebsmodus auf, der bei 526 aktiviert wird. Wenn im Notbetriebsmodus gearbeitet wird, fährt die Überwachung des Systemzustands fort und, abhängig vom Typ der vorhandenen abnormalen Betriebsbedingungen, wird eine Bestimmung bei 528 gemacht, ob der Motor zum Normalbetrieb zurückgeschalten werden kann, wenn die den Notbetrieb aktivierenden Bedingungen nicht mehr vorhanden sind. In ähnlicher Weise wird eine Bestimmung bei 530 gemacht, ob der Notbetrieb in den Nur-Dieselbetriebsmodus 521 ausgeweitet wird, beispielsweise wenn zusätzliche Aktivierungsbedingungen vorhanden sind und/oder die ursprünglichen Aktivierungsbedingungen nach einer vorbestimmten Zeitspanne nicht behoben worden sind.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Offenbarung ist auf DIG-Motoren anwendbar, die ein Gaskraftstoffsystem aufweisen, das mit einem Flüssigkraftstoffsystem arbeitet, das zum Bereitstellen von Flüssigkraftstoff verwendet wird, der den Gaskraftstoff zündet. In der dargestellten Ausführungsform werden beide Kraftstoffe direkt in jeden Motorzylinder unter Verwendung eines Kraftstoffinjektors mit zwei Rückschlagventilen eingespritzt. Verschiedene Sensoren sind zum Überwachen von Komponenten und Systemen des Motors für einen ordnungsgemäßen Betrieb angeordnet und es werden Anzeigen von abnormalen Betriebsbedingungen innerhalb einer Steuerung erzeugt, die mit dem System verbunden ist. Wenn ab normalen Betriebsbedingungen vorliegen, bestimmt die Steuerung das Ausmaß der abnormalen Betriebsbedingungen und passt den Betrieb des Motors an, um das Verhältnis zu ändern, bei dem die beiden Kraftstoffe zugeführt werden. Zum Beispiel wird während dem Normalbetrieb der Flüssigkraftstoff primär dazu verwendet, den Gaskraftstoff zu zünden, wobei in einem Not- oder Notlaufbetriebsmodus der Flüssigkraftstoff dazu verwendet wird, eine Motorleistung bereitzustellen, die die vom Gaskraftstoff normalerweise bereitgestellte Leistung verdrängt oder ersetzt.
Es ist offensichtlich, dass die voranstehende Beschreibung Beispiele des offenbarten Systems und der Technik bereitstellt. Jedoch ist es angedacht, dass sich andere Umsetzungen der Offenbarung im Detail von den voranstehenden Beispielen unterscheiden können. Alle Bezugnahmen auf die Offenbarung oder deren Beispiele sind dazu gedacht, auf die bestimmten Beispiele Bezug zu nehmen, die an dem Punkt beschrieben worden sind, und sind nicht dazu gedacht, etwaige Begrenzungen auf den Schutzbereich der Offenbarung einzubringen. Alle Sprachunterschiede und Verunglimpfungen mit Bezug auf bestimmte Merkmale sind dazu gedacht, ein Fehlen von Vorzügen für diese Merkmale anzuzeigen, aber nicht dazu, solche vom Schutzbereich der Offenbarung Gesamt auszunehmen, soweit es nicht anderweitig angezeigt ist.
Alle Angaben von Wertebereichen hierin sind lediglich dazu bedacht, als knappes Verfahren zu dienen, um einzeln auf jeden separaten Wert, der in den Bereich fällt, Bezug zu nehmen, soweit nicht anderweitig angezeigt, und jeder separate Wert ist in die Beschreibung integriert, als wäre er einzeln genannt worden. Alle hierin beschriebenen Verfahren können in einer geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, soweit nicht anderweitig hierin angezeigt oder es nicht anderweitig klar im Widerspruch zum Kontext steht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6694242 [0004]
WO 2007/056845 A1 [0005]

Claims

Direkteinspritzungsgasmotorsystem mit: einem Motor, der wenigstens einen Zylinder aufweist, der ein variables Volumen zwischen einem sich hin und her bewegenden Kolben, einer Bohrung und einem Flammendeck bildet, einem Flüssigkraftstoffsystem, das ein mit einem Flüssigkraftstoffinjektor fluidverbundenes Flüssigkraftstoffverteilerrohr aufweist, wobei der Flüssigkraftstoffinjektor zum direkten Einspritzen von Flüssigkraftstoff in das variable Volumen als Zündquelle ausgebildet ist, einem Gaskraftstoffsystem, das einen Gaskraftstoffinjektor aufweist, wobei der Gastkraftstoffinjektor zum direkten Einspritzen von Gaskraftstoff in das variable Volumen als Leistungsquelle ausgebildet ist, einer zum Überwachen und Steuern des Motorbetriebs in einem Normalmodus oder in einem Notlaufmodus angeordneten Steuerung, wobei der Normalmodus vorliegt, wenn abnormale Betriebsbedingungen abwesend sind, und der Notlaufmodus vorliegt, wenn die Steuerung bestimmt, dass abnormale Betriebsbedingungen vorhanden sind, so dass: wenn im Normalmodus gearbeitet wird, eine normale Flüssigkraftstoffmenge und eine normale Gaskraftstoffmenge in den Zylinder zum Erzeugen einer Motornennleistung eingespritzt werden, und wenn im Notlaufmodus gearbeitet wird, eine Flüssigkraftstoffmenge, die größer als die normale Flüssigkraftstoffmenge ist, und eine Gaskraftstoffmenge, die kleiner als die normale Gaskraftstoffmenge ist, in den Zylinder zum Erzeugen einer Notlaufmotorleistung, die kleiner als die Nennleistung ist, eingespritzt werden.
Motorsystem nach Anspruch 1, wobei der Flüssigkraftstoff und der Gastkraftstoff sequenziell in den Zylinder eingespritzt werden.
Motorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Flüssigkraftstoffsystem eine Flüssigkraftstoffpumpe aufweist, die zum Ansaugen von Flüssigkraftstoff aus einem Flüssigkraftstoffreservoir und zum Bereitstellen von unter Druck gesetztem Flüssigkraftstoff an ein Flüssigkraftstoffverteilerrohr, das mit dem Flüssigkraftstoffinjektor fluidverbunden ist, ausgebildet ist, wobei der unter Druck gesetzte Flüssigkraftstoff auf einen Verteilerrohrdruck unter Druck gesetzt ist.
Motorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gaskraftstoffsystem einen zum Speichern des Gaskraftstoffs in einem flüssigen Zustand ausgebildeten Tieftemperaturtank und eine mit dem Gaskraftstoffinjektor fluidverbundene Gaskraftstoffversorgungsleitung aufweist.
Motorsystem nach Anspruch 4, wobei das Gaskraftstoffsystem eine Gaskraftstoffpumpe aufweist, die zum Ansaugen des flüssigen Gaskraftstoffs aus dem Tieftemperaturtank und zum Bereitstellen von unter Druck gesetztem flüssigen Gaskraftstoff an eine Heizung ausgebildet ist, wobei die Heizung zum Erhöhen der Temperatur des flüssigen Gaskraftstoffs ausgebildet ist.
Motorsystem nach Anspruch 5, ferner mit einem Drucksteuerungsmodul, das zwischen der Heizung und der Gaskraftstoffversorgungsleitung angeordnet ist, wobei das Drucksteuerungsmodul zum Steuern des Drucks des Gaskraftstoffs ausgebildet ist.
Motorsystem nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei der Druck des Gaskraftstoffs und der Verteilerrohrdruck des unter Druck gesetzten Flüssigkraftstoffs ungefähr gleich sind, wenn das Motorsystem im Normalmodus arbeitet.
Motorsystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7, ferner mit wenigstens: einem zwischen der Gaskraftstoffversorgungsleitung und dem Drucksteuerungsmodul angeordneten Gaszustandssensor, wobei der Gaszustandssensor zum Bereitstellen eines Verteilerrohrzustandssignals, das einen Zustand des unter Druck gesetzten Flüssigkraftstoffs anzeigt, an die Steuerung ausgebildet ist, einem zwischen dem Kraftstofffilter und dem Drucksteuerungsmodul angeordneten Kraftstofffilterzustandssensor, wobei der Kraftstofffilterzustandssensor zum Bereitstellen eines Filterzustandssignals, das einen Zustand des gefilterten Gaskraftstoffs anzeigt, an die Steuerung ausgebildet ist, einem zwischen dem Kraftstofffilter und der Heizung angeordneten Heizungszustandssensor, wobei der Heizungszustandssensor zum Bereitstellen eines Heizungszustandssignals, das einen Gaskraftstoffzustand anzeigt, zu der Steuerung ausgebildet ist, einem Flüssigzustandssensor, der an einem Auslass der Gaskraftstoffpumpe angeordnet und zum Bereitstellen eines Flüssigzustandssignals, das einen Zustand des unter Druck gesetzten Gaskraftstoffs anzeigt, an die Steuerung ausgebildet ist, und einem Füllstandsensor, der mit dem Tieftemperaturtank verbunden und zum Bereitstellen eines Füllstandsignals, das einen Füllstand des Gaskraftstoffs im flüssigen Zustand innerhalb des Tieftemperaturtanks anzeigt, an die Steuerung ausgebildet ist.
Motorsystem nach Anspruch 8, wobei die Steuerung dazu ausgebildet ist, ein oder mehrere von dem Verteilerrohrzustandssignal, dem Filterzustandssignal, dem Heizungszustandssignal, dem Flüssigzustands- und dem Füllstandssignal zum Bestimmen des Vorliegens abnormaler Betriebsbedingungen zu überwachen und den Motorbetrieb aus dem Normalmodus in den Notlaufmodus zu schalten, wenn abnormale Betriebsbedingen vorliegen.
Fehlerabschwächungssystem für einen Direkteinspritzungsgasmotor, der einen Dieselzündkraftstoff zum Zünden von direkt eingespritztem Gaskraftstoff, beispielsweise Flüssiggas oder Erdgas, verwendet, der in einen Tieftemperaturtank gespeichert und in einer Heizung zur Verwendung in einem Motor aufgewärmt wird, wobei das Fehlerabschwächungssystem, das in einer mit dem DIG-Motor verbundener Steuerung arbeitet, aufweist: wenigstens einen Motorzylinder, der ein variables Volumen zwischen einem innerhalb einer Bohrung angeordneten Kolbens, einem Teil der Bohrung und einem Flammdeck bildet, einem Dieselkraftstoffsystem, das ein Dieselkraftstoffverteilerrohr aufweist, das mit einem Dieselkraftstoffinjektor in Fluidverbindung steht, wobei der Dieselkraftstoffinjektor zum direkten Einspritzen von Dieselkraftstoff in das variable Volumen als Zündquelle ausgebildet ist, einem Gaskraftstoffsystem, das einen Gaskraftstoffinjektor aufweist, wobei der Gaskraftstoffinjektor zum direkten Einspritzen von Gaskraftstoff in das variable Volumen als Leistungsquelle ausgebildet ist, wobei die Steuerung zum Überwachen und Steuern des Motorbetriebs in einem Normalmodus oder einem Notlaufmodus ausgebildet ist, wobei der Normalmodus vorliegt, wenn abnormale Betriebsbedingungen abwesend sind, und der Notlaufmodus vorliegt, wenn die Steuerung ermittelt, dass abnormale Betriebsbedingungen vorhanden sind, so dass: wenn im Normalmodus gearbeitet wird, eine normale Dieselkraftstoffmenge und eine normale Gaskraftstoffmenge in den Zylinder zum Erzeugen einer Motornennleistung eingespritzt werden, und wenn im Notlaufmodus gearbeitet wird, eine Dieselkraftstoffmenge, die größer als die normale Dieselkraftstoffmenge ist, und eine Gaskraftstoffmenge, die kleiner als die normale Gaskraftstoffmenge ist, in den Zylinder zum Erzeugen einer Notlaufmotorleistung, die kleiner als die Nennleistung ist, eingespritzt werden.
Fehlerabschwächungssystem nach Anspruch 10, wobei das Dieselkraftstoffsystem eine Dieselkraftstoffpumpe aufweist, die zum Ansaugen von Dieselkraftstoff aus einem Reservoir und zum Bereitstellen von unter Druck gesetztem Dieselkraftstoff an das mit dem Dieselkraftstoffinjektor fluidverbundenen Dieselkraftstoffverteilerrohr ausgebildet ist, wobei der unter Druck gesetzte Dieselkraftstoff auf einen Verteilerrohrdruck unter Druck gesetzt ist.
Fehlerabschwächungssystem nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei das Gaskraftstoffsystem ferner eine Gaskraftstoffpumpe, die zum Ansaugen von flüssigem Gaskraftstoff aus dem Tieftemperaturtank und zum Bereitstellen von unter Druck gesetztem flüssigen Gaskraftstoff an eine Heizung ausgebildet ist, wobei die Heizung zum Erhöhen der Temperatur des flüssigen Gaskraftstoff ausgebildet ist, so dass der flüssige Gaskraftstoff einen überkritischen Zustand erreicht, und einen Kraftstofffilter aufweist, der zum Filtern des Gaskraftstoffs im überkritischen Gaszustand angeordnet ist.
Fehlerabschwächungssystem nach Anspruch 12, ferner mit einer mit dem Gaskraftstoffinjektor fluidverbunden Gaskraftstoffversorgungsleitung und einem zwischen der Heizung und der Gaskraftstoffversorgungsleitung angeordneten Drucksteuerungsmodul, wobei das Drucksteuerungsmodul zum Steuern des Drucks des dem Gaskraftstoffinjektor bereitgestellten Gaskraftstoffs ausgebildet ist.
Fehlerabschwächungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei der Gaskraftstoffdruck und der Verteilerrohrdruck des Dieselkraftstoffs ungefähr gleich sind, wenn das Motorsystem im Normalmodus arbeitet.
Motorsystem nach einem der Ansprüche 13 oder 14, ferner mit wenigstens: einem zwischen der Gaskraftstoffversorgungsleitung und dem Drucksteuerungsmodul angeordneten Gaszustandssensor, wobei der Gaszustandssensor zum Bereitstellen eines Zustandssignals, das einen Kraftstoffzustand anzeigt, an die Steuerung ausgebildet ist, einem zwischen dem Kraftstofffilter und dem Drucksteuerungsmodul angeordneten Kraftstofffilterzustandssensor, wobei der Kraftstofffilterzustandssensor zum Bereitstellen eines Filterzustandssignals, das einen Zustand des gefilterten Gaskraftstoffs anzeigt, an die Steuerung ausgebildet ist, einem zwischen dem Kraftstofffilter und der Heizung angeordneten Heizungszustandssensor, wobei der Heizungszustandssensor zum Bereitstellen eines Heizungszustandssignals, das einen Gaskraftstoffzustandsdruck anzeigt, zu der Steuerung ausgebildet ist, einem Flüssigzustandssensor, der an einem Auslass der Gaskraftstoffpumpe angeordnet und zum Bereitstellen eines Flüssigzustandssignals, das einen Zustand des unter Druck gesetzten Gaskraftstoffs anzeigt, an die Steuerung ausgebildet ist, und einem Füllstandsensor, der mit dem Tieftemperaturtank verbunden und zum Bereitstellen eines Füllstandsignals, das einen Füllstand des Gaskraftstoffs im flüssigen Zustand innerhalb des Tieftemperaturtanks anzeigt, an die Steuerung ausgebildet ist.
Fehlerabschwächungssystem nach Anspruch 15, wobei die Steuerung zum Überwachen von einem oder mehrerer der an der Versorgungsleitung vorhandenen Zustands-, dem Filterzustands-, dem Heizungszustands-, dem Flüssigzustands und dem Füllstandsignals zum Bestimmen der Präsenz einer abnormalen Betriebsbedingung und zum Schalten des Motorbetriebs vom Normalmodus in den Notlaufmodus ausgebildet ist, wenn eine oder mehrere abnormale Betriebsbedingungen vorhanden sind.
Fehlerabschwächungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei der Dieselkraftstoffinjektor und der Gaskraftstoffinjektor in einem einzelnen Injektor integriert sind, der ein erstes und ein zweites Rückschlagventil aufweist, von dem sich jedes auf einen jeweiligen Aktuator bezieht, die unabhängig betätigbar sind, wobei der erste Aktuator und der zweite Aktuator mit einem Ventil verbunden sind, das, wenn es betätigt wird, das dem ersten Aktuator entsprechende erste Rückschlagventil oder das dem zweiten Aktuator entsprechende zweite Rückschlagventil dazu veranlasst, sich zu öffnen, so dass der Dieselkraftstoff eingespritzt wird, wenn das erste Rückschlagventil offen ist, und der Gaskraftstoff eingespritzt wird, wenn das zweite Rückschlagventil offen ist.
Verfahren zum Abschwächen von Fehlern eines Gaskraftstoffsystems oder abnormaler Betriebsbedingungen in einem Direkteinspritzungsgasmotor, mit: Betreiben eines Gaskraftstoffversorgungssystems, das einen zum Speichern eines Gaskraftstoffs in einem tieftemperierten flüssigen Zustand angepassten Speichertank, eine Gaspumpe, die dazu angepasst ist, den Gaskraftstoff aus dem Speichertank anzusaugen und ihn zu verdichten, um verdichteten Gaskraftstoff zu erzeugen, eine zum Erhöhen der Enthalpie des verdichteten Gaskraftstoff angepasste Heizung und eine zum Bereitstellen des verdichteten Gaskraftstoffs angepasste Gaskraftstoffversorgungsleitung aufweist, Überwachen von die Betriebszustände der Gaskraftstoffversorgung anzeigenden Sensorsignalen in einer Steuerung, wobei die Sensorsignale ein Zustandssignal, das einen Zustand des verdichteten Gaskraftstoffs in der Gaskraftstoffversorgungsleitung anzeigt, ein Heizungszustandssignal, das einen Gaskraftstoffzustand am Auslass der Heizung anzeigt, ein Flüssigzustandssignal, das einen Gaskraftstoffzustand am Einlass der Heizung anzeigt, und/oder ein Füllstandsignal aufweist, das den Füllstand des Gaskraftstoffs im tieftemperierten flüssigen Zustand innerhalb des Speichertanks anzeigt, Bestimmen in der Steuerung, dass eine abnormale Betriebsbedingungen vorliegt, auf Grundlage der Überwachung des Verteilerrohrzustandssignals, des Heizungszustandssignals, des Flüssigzustandssignals und/oder des Füllstandsignals, und Schalten des Motorbetriebs unter Verwendung der Steuerung von einem Normalmodus in einen Notlaufmodus, wenn die abnormale Betriebsbedingung vorhanden ist, wobei, wenn im Normalmodus gearbeitet wird, eine normale Flüssigkraftstoffmenge und eine normale Gaskraftstoffmenge in einen Motorzylinder zum Erzeugen einer Motornennleistung eingespritzt werden, und wenn im Notlaufmodus gearbeitet wird, eine Flüssigkraftstoffmenge, die größer als die normale Flüssigkraftstoffmenge ist, und eine Gaskraftstoffmenge, die kleiner als die normale Gaskraftstoffmenge ist, in den Moderzylinder zum Erzeugen einer Notlaufmotorleistung, die kleiner als die Nennleistung ist, eingespritzt werden.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner mit einem Steuern des Drucks des verdichteten Gaskraftstoffs am Auslass der Heizung, so dass ein gesteuerter Druck des Gaskraftstoffs an der Gaskraftstoffversorgungsleitung bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, wobei das Schalten des Motorbetriebs vom Normalmodus in den Notlaufmodus ein Erhöhen des Drucks des Flüssigkraftstoffs und ein Erhöhen der Einspritzzeit eines Flüssigkraftstoffinjektors aufweist, um die Reduktion der in den Motorzylinder eingespritzten Gaskraftstoffmenge auszugleichen.