DE102014220006A1 - Verwendungsstrategie für Fahrzeuge, die sowohl mit Benzin als auch mit CNG betankt werden - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren für einen Motor, das Folgendes umfasst: als Reaktion darauf, dass ein Druck in einem Kraftstofftank unter einem Druckschwellenwert liegt, Einspritzen lediglich eines flüssigen Kraftstoffs in einen Motorzylinder, wobei in dem Kraftstofftank der flüssige Kraftstoff und ein mit Druck beaufschlagter gasförmiger Kraftstoff, der teilweise in dem flüssigen Kraftstoff gelöst ist, gespeichert sind. So kann der mit Druck beaufschlagte gasförmige Kraftstoff eingespart werden, wodurch ein Druckgradient in dem Kraftstoffsystem aufrecht erhalten und eine zweckmäßige Verwendung des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs, beispielsweise bei Kaltstartbedingungen, gestattet wird.

Description

  • Bei verdichtetem Erdgas (CNG – Compressed Natural Gas) handelt es sich um einen Kraftstoff mit einer hohen Oktanzahl, der zur Reduzierung von Motorklopfen, zur Reduzierung des Kohlenwasserstoffausstoßes bei Kaltstartereignissen und zur Reduzierung des Kohlendioxidausstoßes während des Motorbetriebs vorteilhaft ist. Im Vergleich zu flüssigen Kraftstoffen, wie z. B. Dieselkraftstoff oder Benzin, weist CNG jedoch eine geringe Energiedichte auf. Dadurch ist in der Regel eine Aufbewahrung von CNG in hochwertigen kryogenen Zylindern (wie bei verflüssigtem Erdgas (LNG – Liquified Natural Gas)) oder in Hochdrucktanks (ungefähr 200–250 Atmosphären) erforderlich.
  • Zur Erhöhung der Reichweite und der Gesamtmenge an in einem Fahrzeug gespeichertem Kraftstoff kann CNG in Verbindung mit Benzin oder Dieselkraftstoff verwendet werden, wobei das Fahrzeug für eine optimale Leistung zwischen Kraftstoffen wechseln muss. Platzbeschränkungen gestatten jedoch nicht bei allen Fahrzeugen das Vorsehen separater Kraftstofftanks. Bei einem bevorzugten System kann es sich um ein System handeln, das flüssigen Kraftstoff und mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoff zusammen in einem einzigen Tank speichert. Insbesondere kann sich CNG teilweise in Benzin oder Dieselkraftstoff lösen, wenn sie zusammen bei relativ niedrigem Druck (~100 Atm) gespeichert werden.
  • Das Speichern einer Mischung aus mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff und flüssigem Kraftstoff in einem einzigen Tank ist mit Herausforderungen bei einer solchen Verwendung des Kraftstoffs, dass die Vorteile, die eine Verfügbarkeit von sowohl mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff als auch flüssigem Kraftstoff zur Verbrennung bietet, erzielt werden, verbunden. Es sind zwar Kraftstoffnutzungsstrategien für Fahrzeuge mit mehreren Kraftstofftanks entwickelt worden, diese Lösungen sind jedoch nicht ausreichend, um die Kraftstoffverwendung bei einem Fahrzeug mit einem einzigen Kraftstofftank für verschiedene Kraftstoffe zu steuern. In einigen Beispielen kann Betrieb mit flüssigem Kraftstoff davon abhängen, dass ein Kraftstofftankdruck über einem Schwellenwert liegt, um einer Kraftstoff-Verteilerleitung flüssigen Kraftstoff zuzuführen. Des Weiteren kann die Flüssigphasenkomponente beispielsweise eine Mischung aus CNG und Benzin oder Dieselkraftstoff enthalten. Diese Mischung weist verschiedene Eigenschaften zu entweder lediglich CNG oder lediglich Benzin/Dieselkraftstoff auf, und diesen muss bei der Kraftstoffverwendungsstrategie für das Fahrzeug Rechnung getragen werden.
  • Die vorliegenden Erfinder haben die oben erwähnten Probleme erkannt und Systeme und Verfahren entwickelt, um diese Probleme zumindest teilweise in Angriff zu nehmen. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren für einen Motor: als Reaktion darauf, dass ein Druck in einem Kraftstofftank unter einem Druckschwellenwert liegt, Einspritzen lediglich eines flüssigen Kraftstoffs in einen Motorzylinder, wobei in dem Kraftstofftank der flüssige Kraftstoff und ein mit Druck beaufschlagter gasförmiger Kraftstoff, der teilweise in dem flüssigen Kraftstoff gelöst ist, gespeichert sind. So kann der mit Druck beaufschlagte gasförmige Kraftstoff eingespart werden, wodurch ein Druckgradient in dem Kraftstoffsystem aufrecht erhalten und eine zweckmäßige Verwendung des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs, beispielsweise bei Kaltstartbedingungen, gestattet wird.
  • In einem anderen Beispiel umfasst ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor: einen Kraftstofftank, der dazu konfiguriert ist, einen flüssigen Kraftstoff und einen mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoff, der sich in dem flüssigen Kraftstoff teilweise lösen kann, zu speichern; eine Gruppe von Direkteinspritzventilen, die mit einer Gruppe von Zylindern in Verbindung stehen; eine erste Kraftstoffleitung, die zwischen die Gruppe von Direkteinspritzventilen und den Kraftstofftank gekoppelt ist, wobei die erste Kraftstoffleitung dazu konfiguriert ist, die Gruppe von Direkteinspritzventilen mit flüssigem Kraftstoff zu versorgen; eine Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen, die mit der Gruppe von Zylindern in Verbindung stehen; eine zweite Kraftstoffleitung, die zwischen die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen und den Kraftstofftank gekoppelt ist, wobei die zweite Kraftstoffleitung dazu konfiguriert ist, die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen mit Druck beaufschlagtem gasförmigen Kraftstoff zu versorgen; und eine Steuerung, die mit Anweisungen konfiguriert ist, die in nicht-flüchtigem Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind: als Reaktion darauf, dass ein Druck in dem Kraftstofftank unter einem Druckschwellenwert liegt, die Gruppe von Zylindern mit Kraftstoff von der Gruppe von Direkteinspritzventilen und nicht mit Kraftstoff von der Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen zu betreiben. So kann der Motor allein mit direkt eingespritztem flüssigen Kraftstoff betrieben werden, während eine ausreichende verfügbare Oktanzahl aufrecht erhalten wird.
  • In einem weiteren Beispiel umfasst ein Verfahren für einen Motor mit einem Kraftstofftank, der dazu konfiguriert ist, einen flüssigen Kraftstoff und einen mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoff, der sich in dem flüssigen Kraftstoff teilweise lösen kann, zu speichern: als Reaktion darauf, dass ein Druck in dem Kraftstofftank unter einem Druckschwellenwert liegt, Einspritzen lediglich eines flüssigen Kraftstoffs in einen Motorzylinder, und als Reaktion darauf, dass ein Flüssigkeitspegel in dem Kraftstofftank unter einem Flüssigkeitspegelschwellenwert liegt, Einspritzen lediglich eines mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs in den Motorzylinder. So kann die Fähigkeit des Motors, je nach Bedarf mit flüssigem Kraftstoff, mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff oder einer Kombination aus beiden Kraftstoffen betrieben zu werden, basierend auf der gegenwärtigen Kraftstoffverfügbarkeit aufrecht erhalten werden.
  • Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung alleine oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht hervor.
  • Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
  • 1 stellt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform eines Zylinders eines Verbrennungsmotors dar.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Motor- und Kraftstoffsystems, das dazu konfiguriert ist, mit einem Gemisch aus gasförmigem Kraftstoff und flüssigem Kraftstoff betrieben zu werden.
  • 3 zeigt ein beispielhaftes detailliertes Flussdiagramm einer Kraftstoffverwendungsstrategie für das in 1 und 2 dargestellte Motor- und Kraftstoffsystem.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme und Verfahren einer Kraftstoffverwendungsstrategie für ein Motorsystem, enthaltend ein Kraftstoffsystem, das sowohl mit flüssigem Kraftstoff als auch gasförmigem Kraftstoff betrieben wird, wobei die beiden Kraftstoffe zusammen in einem Hochdruckkraftstofftank gespeichert werden. Das Motorsystem kann einen Zylinder enthalten, der mit sowohl einem Saugrohr-Einspritzventil als auch einem Direkteinspritzventil konfiguriert ist, wie in 1 gezeigt ist. Das Motorsystem kann einen Mehrzylindermotor, der mit einem Kraftstoffsystem mit einem Kraftstoffzufuhrsystem gekoppelt ist, enthalten, wie in 2 dargestellt ist. 3 stellt ein beispielhaftes Verfahren einer Kraftstoffverwendungsstrategie für das in 1 und 2 gezeigte Motorsystem dar.
  • 1 stellt eine beispielhafte Ausführungsform einer Brennkammer oder eines Zylinders eines Verbrennungsmotors 10 dar. Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein eine Steuerung 12 enthaltendes Steuersystem und durch Eingabe von einem Fahrzeugbediener 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalstellungssensor 134 zur Erzeugung eines proportionalen Pedalstellungssignals PP. Der Zylinder (d.h. die Brennkammer) 14 des Motors 10 kann Brennkammerwände 136 mit einem darin positionierten Kolben 138 enthalten. Der Kolben 138 kann so mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem mit mindestens einem Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Des Weiteren kann ein Startermotor über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 140 verbunden sein, um einen Startbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
  • Der Zylinder 14 kann Einlassluft über eine Reihe von Einlassluftkanälen 142, 144 und 146 empfangen. Die Einlassluftleitung 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Motors 10 kommunizieren. Bei einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere der Einlasskanäle eine Aufladevorrichtung, wie zum Beispiel einen Turbolader oder einen Auflader, enthalten. Zum Beispiel zeigt 1 den Motor 10, der mit einem Turbolader konfiguriert ist, der einen zwischen den Einlasskanälen 142 und 144 angeordneten Verdichter 174 und eine entlang dem Auslasskanal 148 angeordnete Auslassturbine 176 enthält. Der Verdichter 174 kann durch die Auslassturbine 176 über eine Welle 180 zumindest teilweise angetrieben werden, wobei die Aufladungsvorrichtung als Turbolader konfiguriert ist. In anderen Beispielen, wie zum Beispiel wenn der Motor 10 mit einem Auflader versehen ist, kann die Auslassturbine 176 jedoch wahlweise weggelassen werden, wobei der Verdichter 174 durch eine mechanische Eingabe von einem Elektromotor oder dem Motor angetrieben werden kann. Eine Drosselklappe 162, die eine Drosselklappenplatte 164 enthält, kann entlang eines Einlasskanals des Motors vorgesehen sein, um die Durchflussrate und/oder den Druck der den Motorzylindern zugeführten Einlassluft zu variieren. Die Drosselklappe 162 kann zum Beispiel stromabwärts des Verdichters 174 angeordnet sein, wie in 1 gezeigt, oder sie kann als Alternative dazu stromaufwärts des Verdichters 174 vorgesehen sein.
  • Der Auslasskanal 148 kann Abgase von anderen Zylindern des Motors 10 zusätzlich zu dem Zylinder 14 empfangen. Der Abgassensor 128 ist in der Darstellung stromaufwärts der Abgasreinigungsanlage 178 mit dem Auslasskanal 148 gekoppelt. Der Sensor 128 kann ein beliebiger Sensor, der zur Bereitstellung einer Angabe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases geeignet ist, wie z. B. ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO(Universal or wide-range Exhaust Gas Oxygen)-, ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder ein EGO-Sensor (wie dargestellt), ein HEGO(heated EGO)-, ein NOx-, ein HC- oder ein CO-Sensor, sein. Die Abgasreinigungsanlage 178 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC – Three Way Catalyst), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsanlagen oder Kombinationen daraus sein.
  • Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile enthalten. Zum Beispiel enthält der Zylinder 14 in der Darstellung mindestens ein Einlasstellerventil 150 und mindestens ein Auslasstellerventil 156, die in einem oberen Bereich des Zylinders 14 positioniert sind. Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10, darunter der Zylinder 14, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile, die in einem oberen Bereich des Zylinders positioniert sind, enthalten.
  • Das Einlassventil 150 kann durch die Steuerung 12 über einen Aktuator 152 gesteuert werden. Ebenso kann das Auslassventil 156 durch die Steuerung 12 über einen Aktuator 154 gesteuert werden. Unter einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktuatoren 152 und 154 zugeführten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Stellung des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 kann durch jeweilige nicht gezeigte Ventilstellungssensoren bestimmt werden. Die Ventilaktuatoren können der Art mit elektrischer Ventilbetätigung oder der Art mit Nockenbetätigung oder eine Kombination davon sein. Die Steuerzeit der Einlass- und der Auslassventile kann gleichzeitig gesteuert werden, oder es können eine mögliche variable Einlassnockensteuerzeit, eine variable Auslassnockensteuerzeit, zwei unabhängige variable Nockensteuerzeiten oder eine feste Nockensteuerzeit verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken enthalten und kann ein oder mehrere Systeme zur Nockenprofilumschaltung (CPS – Cam Profile Switching), variablen Nockensteuerung (VCT – Variable Cam Timing), variablen Ventilsteuerung (VVS) und/oder zum variablen Ventilhub (VVL – Variable Valve Lift) verwenden, die zur Variierung des Ventilbetriebs von der Steuerung 12 betätigt werden können. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 als Alternative ein Einlassventil, das durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung, darunter CPS und/oder VCT, gesteuert wird, enthalten. Bei anderen Ausführungsformen können die Einlass- und Auslassventile durch einen gemeinsamen Ventilaktuator oder ein gemeinsames Ventilbetätigungssystem oder einen VVS-Aktuator oder ein VVS-Betätigungssystem gesteuert werden.
  • Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, bei dem es sich um das Verhältnis von Volumen handelt, wenn sich der Kolben 138 am unteren Totpunkt oder am oberen Totpunkt befindet. Herkömmlicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen verschiedene Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein. Dies kann zum Beispiel vorkommen, wenn Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl oder Kraftstoffe mit höherer latenter Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Verdichtungsverhältnis kann auch erhöht sein, wenn Direkteinspritzung aufgrund ihrer Wirkung auf das Motorklopfen verwendet wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 zur Einleitung von Verbrennung enthalten. Unter bestimmten Betriebsmodi kann das Zündsystem 190 der Brennkammer 14 über die Zündkerze 192 als Reaktion auf ein Zündungsfrühverstellungssignal SA von der Steuerung 12 einen Zündfunken zuführen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Zündkerze 192 jedoch auch weggelassen werden, zum Beispiel wenn der Motor 10 Verbrennung durch Selbstzündung oder durch Einspritzung von Kraftstoff einleiten kann, wie es bei einigen Dieselmotoren der Fall sein kann.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einem oder mehreren Kraftstoffeinspritzventilen zum Zuführen von Kraftstoff zu diesem konfiguriert sein. Als nicht einschränkendes Beispiel enthält der Zylinder 14 in der Darstellung zwei Kraftstoffeinspritzventile 166 und 170. Das Kraftstoffeinspritzventil 166 ist in der Darstellung direkt mit dem Zylinder 14 gekoppelt, um Kraftstoff direkt in diesen proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW-1, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, einzuspritzen. Auf diese Weise stellt das Kraftstoffeinspritzventil 166 die so genannte Direkteinspritzung (im Folgenden als "DI" (Direct Injection) bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bereit. Obgleich 1 das Einspritzventil 166 als ein seitliches Einspritzventil zeigt, kann es auch über dem Kolben liegend, zum Beispiel nahe der Position der Zündkerze 192, positioniert sein. Durch solch eine Position können das Mischen und die Verbrennung verbessert werden, wenn der Motor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, was auf die geringere Flüchtigkeit einiger Kraftstoffe auf Alkoholbasis zurückzuführen ist. Als Alternative dazu kann das Einspritzventil oben liegend und in der Nähe des Einlassventils positioniert sein, um das Mischen zu verbessern. Der Kraftstoff kann dem Kraftstoffeinspritzventil 166 vom Kraftstoffsystem 172, das einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen, eine Kraftstoff-Verteilerleitung und einen Treiber 168 enthält, zugeführt werden. Als Alternative dazu kann Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe bei niedrigerem Druck zugeführt werden, wobei dann die Zeitsteuerung der Kraftstoffdirekteinspritzung während des Verdichtungshubs begrenzter sein kann als bei Verwendung eines Hochdruckkraftstoffsystems. Obgleich dies nicht gezeigt wird, kann der Kraftstofftank des Weiteren einen Druckwandler aufweisen, der der Steuerung 12 ein Signal zuführt.
  • In der Darstellung ist das Kraftstoffeinspritzventil 170 anstatt im Zylinder 14 in einer Konfiguration im Einlasskanal 146 angeordnet, die eine so genannte Saugrohreinspritzung von Kraftstoff (im Folgenden als "PFI" (Port Fuel Injection – Saugrohreinspritzung) bezeichnet) in das Saugrohr stromaufwärts des Zylinders 14 bereitstellt. Das Kraftstoffeinspritzventil 170 kann Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW-2, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 171 empfangen wird, einspritzen. Über ein Kraftstoffsystem 172 kann dem Kraftstoffeinspritzventil 170 Kraftstoff zugeführt werden.
  • Kraftstoff kann dem Zylinder durch beide Einspritzventile während eines einzigen Zyklus des Zylinders zugeführt werden. Beispielsweise kann jedes Einspritzventil einen Teil einer im Zylinder 14 verbrannten Gesamtkraftstoffeinspritzung zuführen. Des Weiteren kann die Verteilung und/oder relative Menge an von jedem Einspritzventil zugeführtem Kraftstoff mit den Betriebsbedingungen variieren, wie weiter unten beschrieben wird. Die relative Verteilung des eingespritzten Gesamtkraftstoffs zwischen den Einspritzventilen 166 und 170 kann als ein erstes Einspritzverhältnis bezeichnet werden. Beispielsweise kann das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis über das (Saugrohr-)Einspritzventil 170 ein Beispiel für ein größeres erstes Verhältnis von Saugrohr- zu Direkteinspritzung sein, während das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis über das (Direkt-)Einspritzventil 166 ein kleineres erstes Verhältnis für Saugrohr- zu Direkteinspritzung sein kann. Es sei darauf hingewiesen, dass dies lediglich Beispiele für verschiedene Einspritzverhältnisse sind und dass verschiedene andere Einspritzverhältnisse verwendet werden können. Darüber hinaus versteht sich, dass saugrohreingespritzter Kraftstoff während eines Einlassventil-geöffnet-Ereignisses, Einlassventil-geschlossen-Ereignisses (zum Beispiel im Wesentlichen vor einem Einlasshub, wie zum Beispiel während eines Auslasshubs) sowie sowohl bei Betrieb mit geöffnetem als auch geschlossenem Einlassventil zugeführt werden kann. Ebenso kann direkt eingespritzter Kraftstoff zum Beispiel während eines Einlasshubs sowie teilweise während eines vorherigen Auslasshubs, während des Einlasshubs und teilweise während des Verdichtungshubs zugeführt werden. Des Weiteren kann der direkt eingespritzte Kraftstoff als eine einzige Einspritzung oder mehrere Einspritzungen zugeführt werden. Dazu können mehrere Einspritzungen während des Verdichtungshubs, mehrere Einspritzungen während des Einlasshubs oder eine Kombination aus einigen Direkteinspritzungen während des Verdichtungshubs und einigen während des Einlasshubs gehören. Bei der Durchführung von mehreren Direkteinspritzungen kann die relative Verteilung des direkt eingespritzten Gesamtkraftstoffs zwischen einer Einlasshub-(Direkt-)Einspritzung und einer Verdichtungshub-(Direkt-)Einspritzung als ein zweites Einspritzverhältnis bezeichnet werden. Beispielsweise kann das Einspritzen einer größeren Menge des direkt eingespritzten Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Einlasshubs ein Beispiel für ein größeres zweites Verhältnis von Einlasshubdirekteinspritzung sein, während das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Verdichtungshubs ein Beispiel für ein kleineres zweites Verhältnis von Einlasshubdirekteinspritzung sein kann. Es sei darauf hingewiesen, dass dies lediglich Beispiele für verschiedene Einspritzverhältnisse sind und dass verschiedene andere Einspritzverhältnisse verwendet werden können.
  • Selbst bei einem einzigen Verbrennungsereignis kann eingespritzter Kraftstoff somit zu verschiedenen Zeitpunkten von einem Saugrohr- und Direkteinspritzventil eingespritzt werden. Des Weiteren können bei einem einzigen Verbrennungsereignis Mehrfacheinspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die Mehrfacheinspritzungen können während des Verdichtungshubs, Einlasshubs oder irgendeiner angemessenen Kombination davon durchgeführt werden.
  • Wie oben beschrieben, zeigt 1 nur einen einzigen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Somit kann jeder Zylinder analog seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzventil(en), Zündkerze, usw. enthalten.
  • Die Kraftstoffeinspritzventile 166 und 170 können verschiedene Eigenschaften aufweisen. Dazu gehören Größenunterschiede; zum Beispiel kann ein Einspritzventil eine größere Einspritzöffnung als das andere haben. Weitere Unterschiede umfassen verschiedene Sprühwinkel, verschiedene Betriebstemperaturen, verschiedene Ausrichtungen, verschiedene Einspritzzeitpunkte, verschiedene Sprüheigenschaften, verschiedene Positionen usw., sind aber nicht darauf beschränkt. Des Weiteren können in Abhängigkeit vom Verteilungsverhältnis von eingespritztem Kraftstoff zwischen den Einspritzventilen 170 und 166 verschiedene Wirkungen erzielt werden.
  • Das Kraftstoffsystem 172 kann einen Kraftstofftank oder mehrere Kraftstofftanks enthalten. Bei Ausführungsformen, bei denen das Kraftstoffsystem 172 mehrere Kraftstofftanks enthält, können die Kraftstofftanks Kraftstoff mit denselben Kraftstoffqualitäten aufnehmen oder können Kraftstoff mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten, wie z. B. unterschiedliche Kraftstoffzusammensetzungen, aufnehmen. Diese Unterschiede können unterschiedlichen Alkoholgehalt, unterschiedliche Oktanzahl, unterschiedliche Verdampfungswärme, unterschiedliche Kraftstoffmischungen und/oder Kombinationen davon usw. umfassen. In einem Beispiel können Kraftstoffe mit unterschiedlichem Alkoholgehalt Benzin, Ethanol, Methanol oder Alkoholmischungen, wie zum Beispiel E85 (etwa 85% Ethanol und 15% Benzin) oder M85 (etwa 85% Methanol und 15% Benzin), umfassen. Andere alkoholhaltige Kraftstoffe könnten eine Mischung aus Alkohol und Wasser, eine Mischung aus Alkohol, Wasser und Benzin usw. sein. In einigen Beispielen kann das Kraftstoffsystem 172 einen Kraftstofftank enthalten, der einen flüssigen Kraftstoff, wie z. B. Benzin, aufnimmt und auch einen gasförmigen Kraftstoff, wie z. B. CNG, aufnimmt. Die Kraftstoffeinspritzventile 166 und 170 können dazu konfiguriert sein, Kraftstoff aus dem gleichen Kraftstofftank, aus verschiedenen Kraftstofftanks, aus mehreren der gleichen Kraftstofftanks oder aus einem überlappenden Satz von Kraftstofftanks einzuspritzen. In 1 ist das Kraftstoffeinspritzventil 166 zwar als ein Direkteinspritzventil gezeigt und das Kraftstoffeinspritzventil 170 als ein Saugrohr-Einspritzventil, jedoch können bei anderen Ausführungsformen beide Einspritzventile 166 und 170 als Saugrohr-Einspritzventile konfiguriert sein oder können beide als Direkteinspritzventile konfiguriert sein.
  • In der Darstellung von 1 ist die Steuerung 12 ein Mikrocomputer, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangs-Ports (I/O) 108, ein in diesem bestimmten Beispiel als Nurlesespeicher (ROM) 110 gezeigtes elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierwerte, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 112, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 114 und einen Datenbus enthält. Die Steuerung 12 kann neben den zuvor besprochenen Signalen verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren erhalten, darunter Messung der eingeleiteten Luftmasse (MAF – Mass Air Flow) von dem Luftmassensensor 122; die Motorkühlmitteltemperatur (ECT – Engine Coolant Temperature) von dem mit der Kühlhülse 118 gekoppelten Temperatursensor 116; ein Profilzündungsaufnahmesignal (PIP – Profile Ignition Pickup Signal) von dem mit der Kurbelwelle 140 gekoppelten Hall-Sensor 120 (oder Sensor anderer Art); die Drosselstellung (TP) von einem Drosselstellungssensor; und ein Absolutkrümmerdrucksignal (MAP(Manifold Absolute Pressure)-Signal) von dem Sensor 124. Aus dem PIP-Signal kann die Steuerung 12 ein Motordrehzahlsignal RPM (Revolutions per Minute) generieren. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, eine Angabe hinsichtlich Vakuum oder Druck in dem Einlasskrümmer zu liefern.
  • Das Nurlesespeicher-Speichermedium 110 kann mit rechnerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, welche durch den Prozessor (CPU) 106 zur Durchführung der unten beschriebenen Verfahren sowie anderer Varianten, die erwartet, aber nicht speziell angeführt werden, ausführbar sind. Beispielhafte Routinen, die von der Steuerung durchgeführt werden können, werden in der vorliegenden Beschreibung und mit Bezug auf 3 beschrieben.
  • 2 zeigt ein Schemadiagramm eines Mehrzylindermotors gemäß der vorliegenden Offenbarung. Wie in 1 gezeigt, enthält der Verbrennungsmotor 10 Zylinder 14, die an den Einlasskanal 144 und den Auslasskanal 148 gekoppelt sind. Der Einlasskanal 144 kann die Drosselklappe 162 enthalten. Der Auslasskanal 148 kann die Abgasreinigungsvorrichtung 178 enthalten.
  • Die Zylinder 14 können als Teil des Zylinderkopfs 201 konfiguriert sein. In der Darstellung von 2 weist der Zylinderkopf 201 4 Zylinder in Reihenkonfiguration auf. In einigen Beispielen kann der Zylinderkopf 201 mehr oder weniger Zylinder, beispielsweise sechs Zylinder, aufweisen. In einigen Beispielen können die Zylinder in einer V-Konfiguration oder einer anderen geeigneten Konfiguration angeordnet sein.
  • In der Darstellung ist der Zylinderkopf 201 mit dem Kraftstoffsystem 172 gekoppelt. In der Darstellung ist der Zylinder 14 mit den Kraftstoffeinspritzventilen 166 und 170 gekoppelt. In der Darstellung ist zwar nur ein Zylinder mit den Kraftstoffeinspritzventilen gekoppelt, es versteht sich jedoch, dass alle in dem Zylinderkopf 201 enthaltenen Zylinder 14 auch mit einem oder mehreren Kraftstoffeinspritzventilen gekoppelt sein können. In der Darstellung dieser beispielhaften Ausführungsform ist das Kraftstoffeinspritzventil 166 ein Direkteinspritzventil und das Kraftstoffeinspritzventil 170 ist ein Saugrohr-Einspritzventil. Jedes Kraftstoffeinspritzventil kann dazu konfiguriert sein, eine bestimmte Kraftstoffmenge zu einem bestimmten Zeitpunkt im Motorzyklus als Reaktion auf Befehle von der Steuerung 12 zuzuführen. Ein oder beide Kraftstoffeinspritzventile können dazu verwendet werden, dem Zylinder 14 brennbaren Kraftstoff während jedes Verbrennungszyklus zuzuführen. Der Zeitpunkt und die Menge der Kraftstoffeinspritzung können als eine Funktion von Motorbetriebsbedingungen gesteuert werden.
  • Das Kraftstoffsystem 172 enthält einen Kraftstofftank 200. Der Kraftstofftank 200 kann einen flüssigen Kraftstoff, wie z. B. Benzin oder Dieselkraftstoff enthalten und kann auch einen gasförmigen Kraftstoff, wie z. B. CNG, enthalten. Der Kraftstofftank 200 kann dazu konfiguriert sein, flüssigen Kraftstoff und gasförmigen Kraftstoff zusammen bei einem im Vergleich zur herkömmlichen Lagerung von CNG (bei circa 200–250 Atmosphären) relativ niedrigen Druck zu speichern. Beispielsweise kann der gasförmige Kraftstoff bei einem Druck von 100 Atmosphären eingefüllt werden. Auf diese Weise kann ein Teil des gasförmigen Kraftstoffs in dem flüssigen Kraftstoff gelöst werden. Bei 100 Atmosphären kann sich CNG so weit in Benzin lösen, dass es sich bei 40% der flüssigen Kraftstoffkomponente im Kraftstofftank 200 um CNG handelt. Der Kraftstofftank 200 kann einen Drucksensor 211, einen Temperatursensor 212 und einen Flüssigkeitspegelsensor 215 enthalten.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil 166 kann bei einer Konfiguration, bei der im Kraftstofftank 200 gespeicherter flüssiger Kraftstoff dem Kraftstoffeinspritzventil 166 zugeführt wird, mit dem Kraftstofftank 200 gekoppelt sein. In der Darstellung ist das Kraftstoffeinspritzventil 166 mit einer Kraftstoff-Verteilerleitung 205 gekoppelt. Die Kraftstoff-Verteilerleitung 205 kann mit einer Kraftstoffleitung 220 gekoppelt sein. Die Kraftstoff-Verteilerleitung 205 kann einen oder mehrere Sensoren, wie z. B. Druck- oder Temperatursensoren, enthalten. Die Kraftstoffleitung 220 ist mit dem Kraftstofftank 200 gekoppelt. Die Kraftstoffleitung 220 kann mit einem unteren Teil des Kraftstofftanks 200 gekoppelt sein, um flüssigen Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 200 zu saugen. Die Kraftstoffleitung kann mit einer Kraftstoffpumpe 210 gekoppelt sein. In einigen Fällen kann die Kraftstoffpumpe 210 bei dem Kraftstoffsystem 172 weggelassen werden. Bei derartigen Ausführungsformen kann der Druck von im Kraftstofftank 200 gespeichertem gasförmigem Kraftstoff dazu verwendet werden, flüssigen Kraftstoff über die Kraftstoffleitung 220 zur Kraftstoff-Verteilerleitung 205 zu treiben. Bei Ausführungsformen, bei denen die Kraftstoffpumpe 210 weggelassen wird, kann ein Ventil für flüssigen Kraftstoff zur Steuerung des Stroms von flüssigem Kraftstoff durch die Kraftstoffleitung 220 mit der Kraftstoffleitung 220 gekoppelt sein.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil 170 kann bei einer Konfiguration, bei der im Kraftstofftank 200 gespeicherter gasförmiger Kraftstoff dem Kraftstoffeinspritzventil 170 zugeführt wird, mit dem Kraftstofftank 200 gekoppelt sein. In der Darstellung ist das Kraftstoffeinspritzventil 170 mit einer Kraftstoff-Verteilerleitung 206 gekoppelt. Die Kraftstoff-Verteilerleitung 206 kann mit einer Kraftstoffleitung 221 gekoppelt sein. Die Kraftstoff-Verteilerleitung 206 kann einen oder mehrere Sensoren, wie z. B. Druck- oder Temperatursensoren, enthalten. Die Kraftstoffleitung 221 ist mit dem Kraftstofftank 200 gekoppelt. Die Kraftstoffleitung 221 kann mit einem unteren Teil des Kraftstofftanks 200 gekoppelt sein, um gasförmigen Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 200 zu saugen. Die Kraftstoffleitung 221 kann mit einer oder mehreren Kraftstoffpumpen gekoppelt sein. Die Kraftstoffleitung 221 kann ein Leitungsventil, ein Überdruckventil, ein Koaleszenzfilter und/oder einen Druckregler enthalten. Die Kraftstoff-Verteilerleitung 206 kann als eine Kraftstoff-Verteilerleitung für höheren Druck konfiguriert sein, und die Kraftstoff-Verteilerleitung 205 kann als eine Kraftstoff-Verteilerleitung für niedrigeren Druck konfiguriert sein. Die Kraftstoff-Verteilerleitung 205 kann dazu konfiguriert sein, flüssigen Kraftstoff bei einem niedrigeren Druck als Kraftstofftank 200 aufzunehmen. Bei derartigen Ausführungsformen können einige gasförmige Kraftstoffe aus der Emulsion aus flüssigem Kraftstoff und gasförmigem Kraftstoff verdampfen. Ein Überdruckventil und/oder eine Spülleitung können mit der Kraftstoff-Verteilerleitung 205 gekoppelt sein, so dass lediglich flüssiger Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil 166 eingespritzt wird, und so dass der gasförmige Kraftstoff aus dem Kraftstoffsystem 172 entfernt und/oder rückgeführt wird. Bei einigen Ausführungsformen können beide Kraftstoffeinspritzventile 166 und 170 Saugrohr-Einspritzventile sein oder beide können Direkteinspritzventile sein. Alternativ dazu kann das Einspritzventil 166 für flüssigen Kraftstoff als ein Saugrohr-Einspritzventil konfiguriert sein, und das Einspritzventil 170 für gasförmigen Kraftstoff kann ein Direkteinspritzventil sein.
  • In der Darstellung ist das Kraftstoffsystem 172 mit einem Betankungssystem 250 gekoppelt. Das Betankungssystem 250 kann über ein Tankzugangsventil 218 mit dem Kraftstofftank 200 gekoppelt sein. Das Tankzugangsventil 218 kann mit einer Betankungsleitung 260 gekoppelt sein. Die Betankungsleitung 260 kann einen Hochdruckbetankungsstutzen 255 enthalten. Der Hochdruckbetankungsstutzen 255 kann zur Aufnahme einer Zapfpistole für mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoff oder einer Zapfpistole, die zur Abgabe einer vorab mit Druck beaufschlagten Mischung aus flüssigem Kraftstoff und gasförmigem Kraftstoff konfiguriert ist, konfiguriert sein. In einigen Fällen kann ein zweiter Hochdruckbetankungsstutzen enthalten sein, um Kompatibilität mit mehr als einer Art von Hochdruckzapfpistolen zu gestatten.
  • Der Zugang zum Hochdruckbetankungsstutzen 255 kann durch eine Betankungssperre 257 geregelt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Betankungssperre 257 ein Tankdeckelverriegelungsmechanismus sein. Der Tankdeckelverriegelungsmechanismus kann dazu konfiguriert sein, einen Tankdeckel automatisch in einer geschlossenen Position zu verriegeln, so dass der Tankdeckel nicht geöffnet werden kann. Beispielsweise kann der Tankdeckel über die Betankungssperre 257 verriegelt bleiben, solange der Druck im Kraftstofftank über einem Schwellenwert liegt. Ein Tankdeckelverriegelungsmechanismus kann eine Verriegelungsvorrichtung oder Kupplung sein, die im eingerückten Zustand ein Entfernen des Tankdeckels verhindert. Die Verriegelungsvorrichtung oder Kupplung kann elektrisch, beispielsweise durch einen Elektromagneten, verriegelt werden oder kann mechanisch, beispielsweise durch eine Druckmembran, verriegelt werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Betankungssperre 257 ein an der Mündung der Betankungsleitung 260 positioniertes Füllrohrventil sein. Bei derartigen Ausführungsformen kann die Betankungssperre 257 das Einführen einer Betankungspumpe in die Betankungsleitung 260 verhindern. Das Füllrohrventil kann elektrisch, beispielsweise durch einen Elektromagneten, verriegelt werden oder kann mechanisch, beispielsweise durch eine Druckmembran, verriegelt werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Betankungssperre 257 eine Betankungsklappensperre, wie z. B. eine Verriegelungsvorrichtung oder eine Kupplung, sein, die eine in einer Karosseriebeplankung des Fahrzeugs positionierte Tankklappe verriegelt. Die Betankungsklappensperre kann elektrisch, beispielsweise durch einen Elektromagneten, verriegelt werden oder kann mechanisch, beispielsweise durch eine Druckmembran, verriegelt werden.
  • Bei Ausführungsformen, bei denen die Betankungssperre 257 unter Verwendung eines elektrischen Mechanismus verriegelt wird, kann die Betankungssperre 257 durch Befehle von der Steuerung 12 entriegelt werden, beispielsweise wenn ein Kraftstofftankdruck unter einen Druckschwellenwert fällt. Bei Ausführungsformen, bei denen die Betankungssperre 257 unter Verwendung eines mechanischen Mechanismus verriegelt wird, kann die Betankungssperre 257 über einen Druckgradienten entriegelt werden, beispielsweise wenn ein Kraftstofftankdruck unter einen Druckschwellenwert fällt.
  • Die Betankungsleitung 260 kann mit einer Niederdruckbetankungsleitung 280 gekoppelt sein. Die Niederdruckbetankungsleitung kann einen Niederdruckbetankungsstutzen 265 und ein Rückschlagventil 290 enthalten. Der Zugang zum Betankungsstutzen 265 kann durch eine Betankungssperre 267 geregelt werden. Die Betankungssperre 267 kann eines der für die Betankungssperre 257 beschriebenen Beispiele umfassen. Die Betankungssperren 257 und 267 können unterschiedliche Mechanismen sein und können auf unterschiedliche Tankdruckschwellenwerte reagieren.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Niederdruckbetankungsleitung 280 einen zwischen dem Niederdruckbetankungsstutzen 265 und dem Rückschlagventil 290 gekoppelten Ausgleichsbehälter enthalten. Der Ausgleichsbehälter 270 kann einen Flüssigkeitssensor enthalten. Die Niederdruckbetankungsleitung 280 kann ferner eine zwischen den Ausgleichsbehälter und das Rückschlagventil 290 gekoppelte Betankungspumpe enthalten. Die Betankungspumpe kann nur betrieben werden, wenn der Kraftstofftankdruck unter einem Schwellenwert liegt, und kann nur betrieben werden, wenn sich, wie durch den Flüssigkeitssensor erfasst, flüssiger Kraftstoff in dem Ausgleichsbehälter befindet. Auf diese Weise pumpt die Betankungspumpe möglicherweise kein Luft/Kraftstoff-Gemisch in den Kraftstofftank 200. Des Weiteren kann die Betankungspumpe, wenn der Kraftstofftankdruck einen Schwellenwert erreicht, durch die Steuerung 12 abgeschaltet werden, wodurch sich flüssiger Kraftstoff im Ausgleichsbehälter sammelt. Dies kann dazu führen, dass sich ein Zapfventil für flüssigen Kraftstoff, das mit dem Niederdruckbetankungsstutzen 265 in Eingriff steht, selbstständig abschaltet.
  • Wahlweise kann ein Nebentank über eine Leitung für gasförmigen Kraftstoff mit dem Kraftstofftank 200 gekoppelt sein. Eine Vakuumpumpe kann zwischen dem Kraftstofftank 200 und dem Nebentank mit der Leitung für gasförmigen Kraftstoff gekoppelt sein. Die Vakuumpumpe kann dahingehend aktiviert werden, gasförmigen Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 200 und in den Nebentank zu pumpen. Wenn ein Nebentank in dem Betankungssystem 250 vorliegt, kann der Druck im Kraftstofftank 200 aktiv herabgesetzt werden, um ein Betanken mit flüssigem Kraftstoff unter niedrigem Druck zu gestatten. Die Vakuumpumpe kann dahingehend aktiviert werden, gasförmigen Kraftstoff oder Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstofftank 200 in den Nebentank zu pumpen. Sobald der Tankdruck im Kraftstofftank 200 unter einen Schwellenwert fällt, kann Betanken mit flüssigem Kraftstoff unter niedrigem Druck gestattet werden, beispielsweise durch Entriegeln der Betankungssperre 267.
  • 3 stellt eine beispielhafte Routine 300 für ein detailliertes Verfahren zur Kraftstoffverwendung bei einem gemischten Kraftstoffsystem für flüssigen Kohlenwasserstoffkraftstoff/gasförmigen Kraftstoff dar. Zwar wird die Routine 300 hier mit Bezug auf die in 1 und 2 dargestellten Komponenten und Systeme beschrieben, das Verfahren kann jedoch auch auf andere Systeme angewendet werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die Routine 300 kann durch die Steuerung 12 ausgeführt werden und kann als ausführbare Anweisungen in nicht-flüchtigem Speicher gespeichert werden.
  • Das Verfahren 300 kann bei 305 mit Schätzen von Motorbetriebsbedingungen beginnen. Motorbetriebsbedingungen können gemessen, geschätzt oder abgeleitet werden und können verschiedene Fahrzeugbedingungen, wie z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit, verschiedene Kraftstoffsystembedingungen, wie z. B. Kraftstofftankdruck, sowie verschiedene Motorbetriebsbedingungen, wie z. B. Motorbetriebsmodus, Motordrehzahl, Motortemperatur, Abgastemperatur, Aufladungshöhe, MAP, MAF, Drehmomentanforderung, Leistungsanforderung usw. umfassen.
  • Bei 310 kann das Verfahren 300 Bestimmen, ob ein Kraftstofftankdruck unter einem Druckschwellenwert liegt, umfassen. Der Kraftstofftankdruck kann über einen oder mehrere Drucksensoren, wie z. B. den in 2 dargestellten Drucksensor 211, bestimmt werden. Der Druckschwellenwert kann vorbestimmt sein oder kann basierend auf bei 305 ermittelten Motorbetriebsbedingungen bestimmt werden. Der Druckschwellenwert kann bei Systemen, bei denen die Kraftstoffpumpe 210 weggelassen wurde, höher sein. Bei derartigen Ausführungsformen kann ein hoher Druck des gasförmigen Kraftstoffs erforderlich sein, um den Strom flüssigen Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank 200 zur Kraftstoffleitung 220 und weiter zur Kraftstoff-Verteilerleitung 205 zu treiben. Wenn eine Kraftstoffpumpe im System vorliegt, kann der Tankschwellendruck so niedrig wie ein Druck von bis zu 0 PSI sein. Die Schwellenwerte können auf einen Wert eingestellt werden, der der Menge an gasförmigem Kraftstoff, die zum Durchführen eines oder mehrerer Kaltstarts nötig ist, entspricht. Wenn der Kraftstofftankdruck unter dem Druckschwellenwert liegt, kann das Verfahren 300 zu 315 übergehen. Bei 315 kann das Verfahren 300 Eintreten in einen "lediglich flüssiger Kraftstoff"-Modus umfassen. Dies kann Betreiben mit durch das Direkteinspritzventil 166 eingespritztem Kraftstoff und Nicht-Betreiben mit durch das Saugrohr-Einspritzventil 170 eingespritztem Kraftstoff umfassen. Auf diese Weise kann bei Entleerung gasförmiger Kraftstoff eingespart werden, ohne dem Motor Kraftstoff zu entziehen. Dann kann das Verfahren 300 enden.
  • Wenn der Kraftstofftankdruck über dem Druckschwellenwert liegt, kann das Verfahren 300 zu 320 übergehen. Bei 320 kann das Verfahren 300 Bestimmen, ob der Kraftstofftankflüssigkeitspegel unter einem Flüssigkeitspegelschwellenwert liegt, umfassen. Der Kraftstofftankflüssigkeitspegel kann über einen oder mehrere Flüssigkeitspegelsensoren, wie z. B. den in 2 dargestellten Flüssigkeitspegelsensor 215, bestimmt werden. Der Flüssigkeitspegelschwellenwert kann vorbestimmt sein oder kann basierend auf bei 305 ermittelten Motorbetriebsbedingungen bestimmt werden.
  • Wenn der Kraftstofftankflüssigkeitspegel unter dem Flüssigkeitspegelschwellenwert liegt, kann das Verfahren 300 zu 325 übergehen. Bei 325 kann das Verfahren 300 Eintreten in einen "lediglich gasförmiger Kraftstoff"-Modus umfassen. Dies kann Betreiben mit durch das Saugrohr-Einspritzventil 170 eingespritztem Kraftstoff und Nicht-Betreiben mit durch das Direkteinspritzventil 166 eingespritztem Kraftstoff umfassen und kann ferner Deaktivieren der Kraftstoffpumpe 210, wenn diese im System vorgesehen ist, umfassen. Dann kann das Verfahren 300 enden.
  • Wenn der Kraftstofftankflüssigkeitspegel über dem Flüssigkeitspegelschwellenwert liegt, kann das Verfahren 300 zu 330 übergehen. Bei 330 kann das Verfahren 300 Bestimmen, ob der Motor gegenwärtig klopfbegrenzt ist, umfassen. Das Bestimmen, ob der Motor klopfbegrenzt ist, kann Vergleichen des Ausmaßes an Zündverstellung von MBT (Minimum advance for Best Torque - geringste Vorzündung für bestes Drehmoment) mit einer Schwellenwertzündverstellung umfassen. Das Bestimmen, ob der Motor klopfbegrenzt ist, kann des Weiteren Bestimmen, ob Motorklopfereignisse durch einen oder mehrere Sensoren, wie z. B. einen Klopfsensor, erfasst und/oder antizipiert wurden, umfassen. Das Bestimmen, ob der Motor klopfbegrenzt ist, kann des Weiteren Auswerten der jüngsten Vorgeschichte von Motorklopfereignissen, einschließlich Bestimmen, ob das Erfassen oder Antizipieren von Motorklopfen zu einem Verstellen des Zündzeitpunkts von MBT nach spät führte, umfassen. Wenn bestimmt wird, dass der Motor klopfbegrenzt ist, kann das Verfahren 300 zu 355 übergehen.
  • Bei 335 kann das Verfahren 300 Erhöhen der relativen Verwendung des Kraftstoffs mit einer größeren effektiven Oktanzahl umfassen. So kann der Zündzeitpunkt näher an MBT nach früh verstellt werden, wodurch der Motorwirkungsgrad und die Motorleistung erhöht werden können. Die effektive Oktanzahl des flüssigen und des gasförmigen Kraftstoffs kann auf den Oktanzahlwerten für die Kraftstoffe basieren. Der Oktanzahlwert für die Kraftstoffe kann empirisch bestimmt werden oder kann über eine Schnittstelle zum Zeitpunkt der Betankung eingegeben werden. Der Kraftstoff mit einem höheren Oktanzahlwert weist jedoch nicht zwangsweise eine höhere effektive Oktanzahl auf. Beispielsweise hat CNG in der Regel einen höheren Oktanzahlwert als Benzin oder Dieselkraftstoff. Die gasförmigen Kraftstoffe können jedoch Komponenten mit geringerer Oktanzahl, wie z. B. Propan, enthalten. Gleichermaßen kann der flüssige Kraftstoff Komponenten mit höherer Oktanzahl, wie z. B. Ethanol, enthalten. Bei Ausführungsformen, bei denen ein Kraftstoff mit einem Direkteinspritzventil gekoppelt ist und ein zweiter Kraftstoff mit einem Saugrohr-Einspritzventil gekoppelt ist, kann die effektive Oktanzahl der Kraftstoffe teilweise auf den Unterschieden bei der Verdampfungskühlung, die bei der Einspritzung von Kraftstoff erfolgte, basieren.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann es sich bei dem Kraftstoff mit der höchsten effektiven Oktanzahl um eine Mischung aus flüssigem und gasförmigem Kraftstoff handeln. Beispielsweise kann sich ein Prozentsatz von CNG in dem flüssigen Kraftstoff lösen, wenn der Kraftstofftank mit stark mit Druck beaufschlagt ist. Somit kann der flüssige Kraftstoff, wenn er der Kraftstoff-Verteilerleitung 205 zugeführt wird, in flüssigem Kraftstoff gelöstes CNG enthalten. Wie in der vorliegenden Beschreibung und mit Bezug auf 2 beschrieben, können einige Ausführungsformen eine Herabsetzung des Drucks des flüssigen Kraftstoffs an der Kraftstoff-Verteilerleitung 205 vorsehen und zum Entfernen verflüchtigten gasförmigen Kraftstoffs konfiguriert sein. Zum Halten eines Kraftstoffs mit höherer Oktanzahl kann die Kraftstoff-Verteilerleitung 205 mit einem höheren Druck beaufschlagt werden, um CNG in flüssigem Kraftstoff gelöst zu belassen, oder kann die CNG-Komponente anderweitig in dem flüssigen Kraftstoff halten, so dass ein mit Druck beaufschlagtes Gemisch aus CNG und flüssigem Kraftstoff durch das Direkteinspritzventil 166 eingespritzt werden kann.
  • Somit kann die effektive Oktanzahl für jeden Kraftstoff oder jede Kombination aus Kraftstoffen vorprogrammiert, ermittelt oder durch Klopfregelung iterativ bestimmt werden. Ein Erhöhen der relativen Verwendung von Kraftstoff mit einer höheren effektiven Oktanzahl umfasst möglicherweise nicht vollständiges Wechseln auf den Kraftstoff mit einer höheren effektiven Oktanzahl. Beispielsweise kann ein Motor in einem Modus kombinierter Einspritzung, wobei gasförmiger Kraftstoff während des Einlasshubs über das Saugrohr eingespritzt und flüssiger Kraftstoff während des Einlass- und/oder Verdichtungshubs direkteingespritzt wird, betrieben werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Menge an über das Saugrohr eingespritztem Kraftstoff beibehalten oder verringert werden, und die Menge an direkteingespritztem Kraftstoff kann entsprechend erhöht werden. Ein Erhöhen der relativen Verwendung von Kraftstoff mit einer höheren effektiven Oktanzahl kann iteratives Erhöhen der relativen Verwendung von Kraftstoff mit einer höheren effektiven Oktanzahl umfassen.
  • Bei diesen Ausführungsformen kann die relative Kraftstoffverwendung basierend auf Klopfregelung oder anderen Parametern, die sich bei Änderung der Motorbetriebsbedingungen ändern können, wiederholt geändert werden. Dann kann das Verfahren 300 enden.
  • Wenn bei 330 bestimmt wird, dass der Motor nicht klopfgeregelt ist, kann das Verfahren 300 zu 340 übergehen. Bei 340 kann das Verfahren 300 Bestimmen, ob die relativen Kraftstoffkosten jedes in dem Kraftstofftank gespeicherten Kraftstoffs bekannt sind, umfassen. Wenn die relativen Kraftstoffkosten jedes in dem Kraftstofftank gespeicherten Kraftstoffs bekannt sind, kann das Verfahren zu 345 übergehen. Bei 345 kann das Verfahren 300 Erhöhen der Verwendung des kostengünstigeren Kraftstoffs umfassen. Beispielsweise kann CNG preiswerter als Benzin sein. In diesem Beispiel würde sich die relative Menge an zur Verbrennung verwendetem CNG in Relation zu der zur Verbrennung verwendeten Menge an Benzin erhöhen. Erhöhen der relativen Verwendung von kostengünstigerem Kraftstoff umfasst möglicherweise nicht das Beenden der Verwendung des kostenintensiveren Kraftstoffs. Wie hier beschrieben, kann der der Kraftstoff-Verteilerleitung 205 zugeführte flüssige Kraftstoff in flüssigem Kraftstoff gelöstes CNG umfassen. Das Erhöhen der relativen Verwendung von kostengünstigerem Kraftstoff kann Ändern des Prozesses der Entfernung von CNG aus flüssigem Kraftstoff an der Kraftstoff-Verteilerleitung 205 oder bei Eintreten in die Kraftstoff-Verteilerleitung 205, so dass je nach gewünschter Wirkung mehr oder weniger CNG in dem mit Druck beaufschlagten flüssigen Kraftstoff gehalten wird, umfassen.
  • Die relativen Kraftstoffkosten können von einem Bediener über eine mit der Steuerung 12 gekoppelte Schnittstelle manuell eingegeben werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug von einer Tankstelle, aus dem Internet, von einem Navigationssystem usw. automatisch Informationen bezüglich der Kraftstoffkosten erhalten. Die relativen Kraftstoffkosten können auf dem Kraftstoffpreis beim letzten Tankstopp basieren und/oder können auf dem Kraftstoffpreis an der zum Fahrzeug nächstgelegenen Tankstelle basieren. Die relativen Kraftstoffkosten können auf der relativen Verfügbarkeit jedes Kraftstoffs basieren. Beispielsweise kann eine Fahrzeugstrecke in ein Fahrzeugnavigationssystem programmiert werden. Bei Nichtverfügbarkeit eines Kraftstoffs zur Betankung aufgrund der programmierten Strecke (z. B. Auto folgt einer Route ohne CNG-Tankstellen) kann der kostengünstigere Kraftstoff der Kraftstoff sein, der zur Betankung besser verfügbar ist. Nach dem Erhöhen der Verwendung des kostengünstigeren Kraftstoffs kann das Verfahren 300 enden.
  • Wenn die relativen Kraftstoffkosten jedes in dem Kraftstofftank gespeicherten Kraftstoffs nicht bekannt sind, kann das Verfahren 300 zu 350 übergehen. Bei 350 kann das Verfahren 300 Bestimmen, ob der Motor unter gedrosselten Bedingungen betrieben wird, umfassen. Das Bestimmen, ob der Motor unter gedrosselten Bedingungen betrieben wird, kann Vergleichen von Motorlast, Drosselklappenstellung, MAP usw. mit einem Schwellenwert oder einer Reihe von Schwellenwerten umfassen. Wenn der Motor unter gedrosselten Bedingungen betrieben wird, kann das Verfahren 300 zu 355 übergehen. Bei 355 kann das Verfahren 300 Erhöhen der relativen Verwendung des gasförmigen Kraftstoffs umfassen. Das Erhöhen der relativen Verwendung von gasförmigem Kraftstoff umfasst möglicherweise nicht das Beenden der Verwendung von flüssigem Kraftstoff. Gasförmiger Kraftstoff nimmt ein größeres Volumen ein als flüssiger Kraftstoff. Durch das Erhöhen der relativen Menge an gasförmigem Kraftstoff wird weniger Pumparbeit verrichtet, während der Motor unter gedrosselten Bedingungen betrieben wird. Des Weiteren kommt es bei CNG zu weniger Verdampfungskühlung als bei Benzin oder Diesel; auch aus diesem Grund kann ein Erhöhen der Verwendung von gasförmigem Kraftstoff zu weniger Pumparbeit führen. Bei einigen Ausführungsformen, wie z. B. einem System, das einen Saugmotor umfasst, kann es möglich sein, zu bestimmen, ob sich der Motor einem ungedrosselten Betriebszustand nähert. Beispielsweise kann ein über einen Schwellenwert ansteigender MAP das Ende eines gedrosselten Betriebszustands anzeigen. Bei derartigen Ausführungsformen kann die Verwendung von flüssigem Kraftstoff entsprechend erhöht werden.
  • Wenn der Motor nicht unter gedrosselten Bedingungen betrieben wird, kann das Verfahren 300 zu 360 übergehen. Bei 360 kann das Verfahren 300 Bestimmen, ob die relative Kohlenstoffintensität jedes in dem Kraftstofftank gespeicherten Kraftstoffs bekannt ist, umfassen. Wenn die relative Kohlenstoffintensität jedes in dem Kraftstofftank gespeicherten Kraftstoffs bekannt ist, kann das Verfahren zu 365 übergehen. Bei 365 kann das Verfahren 300 Erhöhen der relativen Verwendung des kohlenstoffärmeren Kraftstoffs umfassen. Das Erhöhen der relativen Verwendung von kohlenstoffärmerem Kraftstoff umfasst möglicherweise nicht das Beenden der Verwendung des kohlenstoffreicheren Kraftstoffs. Bei einigen Ausführungsformen können die relativen Kohlenstoffintensitäten bekannt oder vorprogrammiert sein. Beispielsweise weist CNG aufgrund seines geringen Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnisses eine niedrigere Kohlenstoffintensität als Benzin oder Dieselkraftstoff auf. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Benutzer die Eigenschaften des Kraftstoffs bei Betankung über eine Schnittstelle aktualisieren. Alternativ oder zusätzlich dazu können die Kraftstoffeigenschaften von der Tankstelle oder aus dem Internet erhalten oder iterativ bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Anpassung vorgenommen werden, um dem Alkoholgehalt in dem flüssigen Kraftstoff, wie z. B. E10, E85 usw., Rechnung zu tragen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Kohlenstoffintensität basierend auf dem Gehalt an erneuerbarem Kraftstoff, wie z. B. Ethanol, Biomethan oder Biodiesel, angepasst werden.
  • Wenn die relative Kohlenstoffintensität jedes in dem Kraftstofftank gespeicherten Kraftstoffs nicht bekannt ist, kann das Verfahren 300 zu 370 übergehen. Bei 370 kann das Verfahren 300 Beibehalten der relativen Verwendung des gasförmigen Kraftstoffs und des flüssigen Kraftstoffs umfassen. Dann kann das Verfahren 300 enden.
  • Die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen und in 1 und 2 dargestellten Systeme und die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen und in 3 dargestellten Verfahren können ein oder mehrere Verfahren ermöglichen. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren für einen Motor: als Reaktion darauf, dass ein Druck in einem Kraftstofftank unter einem Druckschwellenwert liegt, Einspritzen lediglich eines flüssigen Kraftstoffs in einen Motorzylinder, wobei in dem Kraftstofftank der flüssige Kraftstoff und ein mit Druck beaufschlagter gasförmiger Kraftstoff, der teilweise in dem flüssigen Kraftstoff gelöst ist, gespeichert sind. Das Verfahren kann ferner Folgendes umfassen: als Reaktion darauf, dass ein Flüssigkeitspegel in dem Kraftstofftank unter einem Flüssigkeitspegelschwellenwert liegt, Einspritzen von lediglich mit Druck beaufschlagtem gasförmigen Kraftstoff in den Motorzylinder. Das Verfahren kann ferner Folgendes umfassen: als Reaktion darauf, dass eine Zündverstellung nach spät über einem Schwellenwert liegt, Anpassen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff basierend auf einer effektiven Oktanzahl des flüssigen Kraftstoffs und einer effektiven Oktanzahl des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner Folgendes umfassen: Anpassen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff basierend auf Kosten pro Einheit Kraftstoffenergie des flüssigen Kraftstoffs und Kosten pro Einheit Kraftstoffenergie des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner Folgendes umfassen: als Reaktion darauf, dass eine Motorlast unter einem Schwellenwert liegt, Erhöhen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff. Das Verfahren kann ferner Folgendes umfassen: als Reaktion darauf, dass ein Einlasskrümmerabsolutdruck über einen Schwellenwert ansteigt, Erhöhen des Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner Folgendes umfassen: Anpassen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff basierend auf einem Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnis des flüssigen Kraftstoffs und einem Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnis des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs. Bei einigen Ausführungsformen kann es sich bei dem flüssigen Kraftstoff um Benzin, Dieselkraftstoff oder eine Benzin-Alkoholmischung (z. B. E10, E85, M15 oder M85) handeln, und bei dem mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoff kann es sich um CNG handeln. In einigen Beispielen wird der mit Druck beaufschlagte gasförmige Kraftstoff über das Saugrohr in den Motorzylinder eingespritzt, und der flüssige Kraftstoff wird in den Motorzylinder direkteingespritzt. Bei anderen Ausführungsformen können zwei Saugrohr-Einspritzventile oder zwei Direkteinspritzventile pro Zylinder verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann der mit Druck beaufschlagte gasförmige Kraftstoff in den Motorzylinder direkteingespritzt werden, und der flüssige Kraftstoff kann über das Saugrohr in den Motorzylinder eingespritzt werden. Das technische Ergebnis einer Implementierung dieses Verfahrens ist die Beseitigung des Erfordernisses einer eigens vorgesehenen elektrischen Pumpe für flüssigen Kraftstoff, da flüssiger Kraftstoff durch den durch den mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoff erzeugten Druckgradienten zu einer Kraftstoff-Verteilerleitung getrieben werden kann, solange der Kraftstofftankdruck über einem Schwellendruck bleibt.
  • In einem weiteren Beispiel umfasst ein Verfahren für einen Motor mit einem Kraftstofftank, der dazu konfiguriert ist, einen flüssigen Kraftstoff und einen mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoff, der sich in dem flüssigen Kraftstoff teilweise lösen kann, zu speichern: als Reaktion darauf, dass ein Druck in dem Kraftstofftank unter einem Druckschwellenwert liegt, Einspritzen lediglich eines flüssigen Kraftstoffs in einen Motorzylinder, und als Reaktion darauf, dass ein Flüssigkeitspegel in dem Kraftstofftank unter einem Flüssigkeitspegelschwellenwert liegt, Einspritzen lediglich eines mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs in den Motorzylinder. Das Verfahren kann ferner Folgendes umfassen: als Reaktion darauf, dass eine Zündverstellung nach spät über einem Schwellenwert liegt, Anpassen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff basierend auf einer effektiven Oktanzahl des flüssigen Kraftstoffs und einer effektiven Oktanzahl des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs; und als Reaktion darauf, dass eine Zündverstellung nach spät unter einem Schwellenwert liegt, Anpassen des Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff basierend auf Kosten pro Einheit Kraftstoffenergie des flüssigen Kraftstoffs und Kosten pro Einheit Kraftstoffenergie des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner Folgendes umfassen: als Reaktion darauf, dass eine Motorlast unter einem Schwellenwert liegt, Erhöhen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff; und als Reaktion darauf, dass eine Motorlast über einem Schwellenwert liegt, Anpassen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff basierend auf einem Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnis des flüssigen Kraftstoffs und einem Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnis des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs. Bei einigen Ausführungsformen kann es sich bei dem flüssigen Kraftstoff um Benzin oder Dieselkraftstoff handeln, und bei dem mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoff kann es sich um CNG handeln.
  • Das technische Ergebnis einer Implementierung dieses Verfahrens besteht in der Ermöglichung einer umfassenden Kraftstoffverwendungsstrategie für ein Motorsystem mit einem einzigen Kraftstofftank für verschiedene Kraftstoffe, deren Schwerpunkt auf einem Gleichgewicht zwischen Kraftstoffkosten, Motorwirkungsgrad und CO2-Emissionen bei gleichzeitiger Vermeidung des Aufbrauchens aller Kraftstoffe liegt.
  • Die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen und in 1 und 2 dargestellten Systeme und die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen und in 3 dargestellten Verfahren können ein oder mehrere Systeme ermöglichen. In einem Beispiel umfasst ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor: einen Kraftstofftank, der dazu konfiguriert ist, einen flüssigen Kraftstoff und einen mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoff, der sich in dem flüssigen Kraftstoff teilweise lösen kann, zu speichern; eine Gruppe von Direkteinspritzventilen, die mit einer Gruppe von Zylindern in Verbindung stehen; eine erste Kraftstoffleitung, die zwischen die Gruppe von Direkteinspritzventilen und den Kraftstofftank gekoppelt ist, wobei die erste Kraftstoffleitung dazu konfiguriert ist, die Gruppe von Direkteinspritzventilen mit flüssigem Kraftstoff zu versorgen; eine Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen, die mit der Gruppe von Zylindern in Verbindung stehen; eine zweite Kraftstoffleitung, die zwischen die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen und den Kraftstofftank gekoppelt ist, wobei die zweite Kraftstoffleitung dazu konfiguriert ist, die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen mit Druck beaufschlagtem gasförmigen Kraftstoff zu versorgen; und eine Steuerung, die mit Anweisungen konfiguriert ist, die in nicht-flüchtigem Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind: als Reaktion darauf, dass ein Druck in dem Kraftstofftank unter einem Druckschwellenwert liegt, die Gruppe von Zylindern mit Kraftstoff von der Gruppe von Direkteinspritzventilen und nicht mit Kraftstoff von der Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen zu betreiben. Die Steuerung kann ferner mit Anweisungen konfiguriert sein, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind, als Reaktion darauf, dass ein Flüssigkeitspegel in dem Kraftstofftank unter einem Flüssigkeitspegelschwellenwert liegt, die Gruppe von Zylindern mit Kraftstoff von der Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen und nicht mit Kraftstoff von der Gruppe von Direkteinspritzventilen zu betreiben. Die Steuerung kann ferner mit Anweisungen konfiguriert sein, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind, als Reaktion darauf, dass eine Zündverstellung nach spät über einem Schwellenwert liegt, ein Verhältnis von durch die Gruppe von Direkteinspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff zu durch die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff basierend auf einer effektiven Oktanzahl des flüssigen Kraftstoffs und einer effektiven Oktanzahl des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs anzupassen. Die Steuerung kann ferner mit Anweisungen konfiguriert sein, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind, ein Verhältnis von durch die Gruppe von Direkteinspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff zu durch die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff basierend auf Kosten pro Einheit Kraftstoffenergie des flüssigen Kraftstoffs und Kosten pro Einheit Kraftstoffenergie des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs anzupassen. Die Steuerung kann ferner mit Anweisungen konfiguriert sein, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind, als Reaktion darauf, dass eine Motorlast unter einem Schwellenwert liegt, ein Verhältnis von durch die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff zu durch die Gruppe von Direkteinspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff zu erhöhen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerung ferner mit Anweisungen konfiguriert sein, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind, als Reaktion darauf, dass ein Einlasskrümmerabsolutdruck über einem Schwellenwert liegt, ein Verhältnis von durch die Gruppe von Direkteinspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff zu durch die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff anzupassen. In einigen Beispielen kann die Steuerung ferner mit Anweisungen konfiguriert sein, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind, ein Verhältnis von durch die Gruppe von Direkteinspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff zu durch die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff basierend auf einem Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnis des flüssigen Kraftstoffs und einem Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnis des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs anzupassen. Das technische Ergebnis einer Implementierung dieses Systems besteht in einem Motor, der mit einem einzigen Kraftstofftank für verschiedene Kraftstoffe gekoppelt ist, wobei die Prioritäten bei der Kraftstoffverwendung mit der Änderung von Betriebsbedingungen fortwährend neu gesetzt werden, ohne den Motorwirkungsgrad zu beeinträchtigen, und ein Grundfüllstand sowohl des flüssigen als auch des gasförmigen Kraftstoffs aufrecht erhalten wird.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzungsroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nicht-flüchtigem Speicher gespeichert werden. Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere von einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie beispielsweise ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel ausgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erzielen, sondern lediglich zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können je nach der bestimmten Strategie, die verwendet wird, wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in nicht-flüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Kraftmaschinensteuersystem zu programmierenden Code grafisch darstellen.
  • Es versteht sich, dass die hier beschriebenen Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind, und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne auszulegen sind, da zahlreiche Varianten möglich sind. Die obige Technologie kann zum Beispiel auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart werden.
  • Die folgenden Ansprüche weisen speziell auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche beziehen sich möglicherweise auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder das Äquivalent davon. Derartige Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie den Einschluss eines oder mehrerer derartiger Elemente umfassen, wobei sie zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften werden möglicherweise durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht. Solche Ansprüche werden, ob ihr Schutzbereich weiter, enger, gleich oder anders in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche ist, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthaltend betrachtet.
  • Bezugszeichenliste
  • Fig. 3
    • 305
    MOTORBETRIEBSBEDINGUNGEN SCHÄTZEN
    310
    KRAFTSTOFFTANKDRUCK < SCHWELLENWERT?
    Y
    J
    315
    IN "LEDIGLICH FLÜSSIGER KRAFTSTOFF"-MODUS EINTRETEN
    320
    KRAFTSTOFFTANKFLÜSSIGKEITSPEGEL < SCHWELLENWERT?
    325
    IN "LEDIGLICH GASFÖRMIGER KRAFTSTOFF"-MODUS EINTRETEN
    END
    ENDE
    330
    MOTOR KLOPFBEGRENZT?
    340
    RELATIVE KRAFTSTOFFKOSTEN BEKANNT?
    335
    ERHÖHEN DER RELATIVEN VERWENDUNG VON KRAFTSTOFF MIT HÖHERER EFFEKTIVER OKTANZAHL
    345
    ERHÖHEN DER RELATIVEN VERWENDUNG VON KOSTENGÜNSTIGEREM KRAFTSTOFF
    350
    MOTOR GEDROSSELT?
    360
    RELATIVE KOHLENSTOFFINTENSITÄT BEKANNT?
    355
    ERHÖHEN DER RELATIVEN VERWENDUNG VON GASFÖRMIGEM KRAFTSTOFF
    365
    ERHÖHEN DER RELATIVEN VERWENDUNG VON KOHLENSTOFFÄRMEREM KRAFTSTOFF
    370
    BEIBEHALTEN DER RELATIVEN VERWENDUNG

Claims (20)

  1. Verfahren für einen Motor, das Folgendes umfasst: als Reaktion darauf, dass ein Druck in einem Kraftstofftank unter einem Druckschwellenwert liegt, Einspritzen lediglich eines flüssigen Kraftstoffs in einen Motorzylinder, wobei in dem Kraftstofftank der flüssige Kraftstoff und ein mit Druck beaufschlagter gasförmiger Kraftstoff, der teilweise in dem flüssigen Kraftstoff gelöst ist, gespeichert sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: als Reaktion darauf, dass ein Flüssigkeitspegel in dem Kraftstofftank unter einem Flüssigkeitspegelschwellenwert liegt, Einspritzen von lediglich mit Druck beaufschlagtem gasförmigen Kraftstoff in den Motorzylinder.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner Folgendes umfasst: als Reaktion darauf, dass eine Zündverstellung nach spät über einem Schwellenwert liegt, Anpassen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff basierend auf einer effektiven Oktanzahl des flüssigen Kraftstoffs und einer effektiven Oktanzahl des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner Folgendes umfasst: Anpassen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff basierend auf Kosten pro Einheit Kraftstoffenergie des flüssigen Kraftstoffs und Kosten pro Einheit Kraftstoffenergie des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner Folgendes umfasst: als Reaktion darauf, dass eine Motorlast unter einem Schwellenwert liegt, Erhöhen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, das ferner Folgendes umfasst: als Reaktion darauf, dass eine Einlasskrümmerabsolutdruck über einen Schwellenwert ansteigt, Erhöhen des Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff.
  7. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner Folgendes umfasst: Anpassen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff basierend auf einem Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnis des flüssigen Kraftstoffs und einem Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnis des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs.
  8. Verfahren nach Anspruch 2, wobei es sich bei dem flüssigen Kraftstoff um Benzin, Dieselkraftstoff oder eine Benzin-Alkohol-Mischung und bei dem mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoff um CNG handelt.
  9. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der mit Druck beaufschlagte gasförmige Kraftstoff und/oder der flüssige Kraftstoff in den Motorzylinder direkteingespritzt wird/werden.
  10. Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor, das Folgendes umfasst: einen Kraftstofftank, der dazu konfiguriert ist, einen flüssigen Kraftstoff und einen mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoff, der sich in dem flüssigen Kraftstoff teilweise lösen kann, zu speichern; eine Gruppe von Direkteinspritzventilen, die mit einer Gruppe von Zylindern in Verbindung stehen; eine erste Kraftstoffleitung, die zwischen die Gruppe von Direkteinspritzventilen und den Kraftstofftank gekoppelt ist, wobei die erste Kraftstoffleitung dazu konfiguriert ist, die Gruppe von Direkteinspritzventilen mit flüssigem Kraftstoff zu versorgen; eine Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen, die mit der Gruppe von Zylindern in Verbindung stehen; eine zweite Kraftstoffleitung, die zwischen die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen und den Kraftstofftank gekoppelt ist, wobei die zweite Kraftstoffleitung dazu konfiguriert ist, die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen mit Druck beaufschlagtem gasförmigen Kraftstoff zu versorgen; und eine Steuerung, die mit Anweisungen konfiguriert ist, die in nicht-flüchtigem Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind: als Reaktion darauf, dass ein Druck in dem Kraftstofftank unter einem Druckschwellenwert liegt, die Gruppe von Zylindern mit Kraftstoff von der Gruppe von Direkteinspritzventilen und nicht mit Kraftstoff von der Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen zu betreiben.
  11. Kraftstoffsystem nach Anspruch 10, wobei die Steuerung ferner mit Anweisungen konfiguriert ist, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind: als Reaktion darauf, dass ein Flüssigkeitspegel in dem Flüssigkeitstank unter einem Flüssigkeitspegelschwellenwert liegt, die Gruppe von Zylindern mit Kraftstoff von der Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen und nicht mit Kraftstoff von der Gruppe von Direkteinspritzventilen zu betreiben.
  12. Kraftstoffsystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner mit Anweisungen konfiguriert ist, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind: als Reaktion darauf, dass eine Zündverstellung nach spät über einem Schwellenwert liegt, ein Verhältnis von durch die Gruppe von Direkteinspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff zu durch die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff basierend auf einer effektiven Oktanzahl des flüssigen Kraftstoffs und einer effektiven Oktanzahl des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs anzupassen.
  13. Kraftstoffsystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner mit Anweisungen konfiguriert ist, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind: ein Verhältnis von durch die Gruppe von Direkteinspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff zu durch die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff basierend auf Kosten pro Einheit Kraftstoffenergie des flüssigen Kraftstoffs und Kosten pro Einheit Kraftstoffenergie des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs anzupassen.
  14. Kraftstoffsystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner mit Anweisungen konfiguriert ist, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind: als Reaktion darauf, dass eine Motorlast unter einem Schwellenwert liegt, ein Verhältnis von durch die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff zu durch die Gruppe von Direkteinspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff zu erhöhen.
  15. Kraftstoffsystem nach Anspruch 14, wobei die Steuerung ferner mit Anweisungen konfiguriert ist, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind: als Reaktion darauf, dass ein Einlasskrümmerabsolutdruck über einem Schwellenwert liegt, ein Verhältnis von durch die Gruppe von Direkteinspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff zu durch die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff zu erhöhen.
  16. Kraftstoffsystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner mit Anweisungen konfiguriert ist, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert und durch einen Prozessor dahingehend ausführbar sind: ein Verhältnis von durch die Gruppe von Direkteinspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff zu durch die Gruppe von Saugrohr-Einspritzventilen in die Gruppe von Motorzylindern eingespritztem Kraftstoff basierend auf einem Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnis des flüssigen Kraftstoffs und einem Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnis des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs anzupassen.
  17. Verfahren für einen Motor mit einem Kraftstofftank, der dazu konfiguriert ist, einen flüssigen Kraftstoff und einen mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoff, der sich in dem flüssigen Kraftstoff teilweise lösen kann, zu speichern, das Folgendes umfasst: als Reaktion darauf, dass ein Druck in dem Kraftstofftank unter einem Druckschwellenwert liegt, Einspritzen von lediglich flüssigem Kraftstoff in einen Motorzylinder; und als Reaktion darauf, dass ein Flüssigkeitspegel in dem Kraftstofftank unter einem Flüssigkeitspegelschwellenwert liegt, Einspritzen von lediglich mit Druck beaufschlagtem gasförmigen Kraftstoff in den Motorzylinder.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, das ferner Folgendes umfasst: als Reaktion darauf, dass eine Zündverstellung nach spät über einem Schwellenwert liegt, Anpassen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff basierend auf einer effektiven Oktanzahl des flüssigen Kraftstoffs und einer effektiven Oktanzahl des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs; und als Reaktion darauf, dass eine Zündverstellung nach spät unter einem Schwellenwert liegt, Anpassen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff basierend auf Kosten pro Einheit Kraftstoffenergie des flüssigen Kraftstoffs und Kosten pro Einheit Kraftstoffenergie des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, das ferner Folgendes umfasst: als Reaktion darauf, dass eine Motorlast unter einem Schwellenwert liegt, Erhöhen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff; und als Reaktion darauf, dass eine Motorlast über einem Schwellenwert liegt, Anpassen eines Verhältnisses von in den Motorzylinder eingespritztem flüssigem Kraftstoff zu in den Motorzylinder eingespritztem mit Druck beaufschlagtem gasförmigem Kraftstoff basierend auf einem Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnis des flüssigen Kraftstoffs und einem Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnis des mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoffs.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei es sich bei dem flüssigen Kraftstoff um Benzin, Dieselkraftstoff oder eine Benzin-Alkohol-Mischung und bei dem mit Druck beaufschlagten gasförmigen Kraftstoff um CNG handelt.
DE201410220006 2013-10-10 2014-10-02 Verwendungsstrategie für Fahrzeuge, die sowohl mit Benzin als auch mit CNG betankt werden Withdrawn DE102014220006A1 (de)

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