專利名稱：一種機動車輛燃料系統(tǒng)的使用方法
一種機動車輛燃料系統(tǒng)的使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃料系統(tǒng)，尤其涉及用于機動車輛的壓縮氣體燃料系統(tǒng)。背景技術：
壓縮氣體例如氫、甲烷和天然氣(CNG)為內燃發(fā)動機的合適的燃料。在一些地方， 根據(jù)它們的每能量當量的成本，氣體燃料會比汽油或柴油燃料便宜。此外，相對于液體燃 料，在發(fā)動機起動期間氣體燃料可更精確地控制在化學計量或靠近化學計量，因為較少加 注過多燃料用于實現(xiàn)所需的燃燒性能。而且，一些氣體燃料可具有比液體燃料更高的辛烷值。機動車輛中的氣體燃料系統(tǒng)的挑戰(zhàn)在于壓縮氣體燃料的容積能量密度較低且隨 溫度變化。一個后果在于需要充填壓縮氣體燃料箱所需的機械功可為燃料箱內存儲的總內 能的相當大部分。此外，由于恒壓氣體的密度隨著溫度增加而減小，在一些情況下，填料燃 料箱的行為可能增加氣體的溫度使得充填至恒壓的燃料箱的燃料質量比如果在環(huán)境溫度 下被填料至相同壓力的燃料箱所具有的燃料更少。已經(jīng)出現(xiàn)解決這些問題的多種嘗試。例如，美國專利申請公開US2007/0000563提 供了用于增加高壓氣體燃料車輛以及再加注站基礎設施的總體效率的系統(tǒng)。在公開的系統(tǒng) 中，由高壓加注燃料導致的放熱由燃料箱內的熔化/凝固物質吸收，并且可經(jīng)由外部散熱 器散發(fā)。這樣，燃料箱內可得到充填緊密的燃料。然而，上述引用的方法需要專用于溫度管理的更多的硬件和特殊材料。本發(fā)明人 已經(jīng)認識到該限制并且已經(jīng)提供更好的方法，其可在具有多個壓縮氣體燃料箱的機動車輛 燃料系統(tǒng)內執(zhí)行。此外，該系統(tǒng)可與用于最小化重新充填具有多個燃料箱的燃料系統(tǒng)所需 的機械功的方法相整合。

發(fā)明內容根據(jù)本發(fā)明一個方面，提供一種在機動車輛的燃料系統(tǒng)內分配燃料的方法。該方 法可應用在具有第一燃料箱和第二燃料箱的所述燃料系統(tǒng)中，其中第一燃料箱內的燃料被 限制在第一壓力，第二燃料箱的燃料被限制在比第一壓力大的第二壓力，該方法包括將已 經(jīng)貯留在第二燃料箱內的燃料釋放至第一燃料箱；及同時接收燃料至第一燃料箱和第二燃 料箱。其它實施例提供其它的，更具體的用于在機動車輛的燃料系統(tǒng)內分配燃料的方法。這 樣，可運轉比其它可能的更簡單的配置的燃料系統(tǒng)以適應致密充氣。根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種用于加注機動車輛的燃料系統(tǒng)的方法，燃料系統(tǒng) 具有多個燃料箱。該方法包括從多個燃料箱中間選擇未滿的第一燃料箱；在燃料系統(tǒng)的 第一加注模式期間，僅接收燃料至未滿的第一燃料箱；在燃料系統(tǒng)的第二加注模式期間 從多個燃料箱中選擇具有比未滿的第一燃料箱壓力大的第二燃料箱；將已經(jīng)貯留在第二燃 料箱內的燃料釋放至未滿的第一燃料箱；及同時接收燃料至第二燃料箱和未滿的第一燃料 箱。
根據(jù)本發(fā)明再一方面，提供一種用于加注帶有壓縮天然氣的機動車輛的燃料系統(tǒng) 的方法，該系統(tǒng)具有多個燃料箱。該方法包括從多個燃料箱中間選擇未滿的第一燃料箱； 在燃料系統(tǒng)的第一加注模式期間，打開第一控制閥僅接收壓縮天然氣至未滿的第一燃料 箱；在燃料系統(tǒng)的第二加注模式期間從多個燃料箱中選擇具有比未滿的第一燃料箱壓力 大的第二燃料箱；打開第一控制閥以及第二控制閥將已經(jīng)貯留在第二燃料箱內的壓縮天然 氣釋放至未滿的第一燃料箱；及同時接收燃料至第二燃料箱和未滿的第一燃料箱。應理解上面的概述提供用于以簡化的形式引入將在詳細描述中進一步描述的選 擇的概念。不意味著確認所保護的本發(fā)明主題的關鍵的或實質的特征，本實用新型的范圍 將由本申請的權利要求唯一地界定。此外，所保護的主題不限于克服上文或本公開的任何 部分中所述的任何缺點的實施方式。

圖1示意性地顯示了依照本發(fā)明配置用于在多個燃料箱之間分配燃料的示例燃 料系統(tǒng)。圖2示意性地顯示了依照本發(fā)明配置用于在多個燃料箱之間分配燃料的第二示 例燃料系統(tǒng)。圖3示意性地顯示了依照本發(fā)明配置用于在多個燃料箱之間分配燃料的第三示 例燃料系統(tǒng)。圖4說明了依照本發(fā)明用于在機動車輛的燃料系統(tǒng)中分配燃料的示例方法。圖5說明了依照本發(fā)明用于在機動車輛的燃料系統(tǒng)中分配燃料的另一示例方法。圖6說明了依照本發(fā)明用于模擬機動車輛的燃料系統(tǒng)的被動加注的示例方法。
具體實施方式
通過示例并參考特定說明的實施例描述了本發(fā)明的主題。在兩個或多個實施例中 實質相同的組件同等地識別并且以最小重復描述。然而，應注意在本發(fā)明的不同實施例中 同等識別的組件可至少部分不同。應進一步注意的是本發(fā)明的圖片為示意性的。說明的實 施例的示圖總體上不按比例繪制，可有目的地改變縱橫比、部件尺寸和部件數(shù)目以使得可 容易地看清所選擇的特征或關系。圖1示意性地顯示了配置用于在多個燃料箱之間分配燃料的示例性燃料系統(tǒng)10。 燃料系統(tǒng)可安裝在機動車輛中。在說明的實施例中，加壓的氣體燃料經(jīng)由燃料端口 12接收 進入燃料系統(tǒng)。因此，燃料端口可包含一個或多個可切換地連接至燃料系統(tǒng)外部的燃料供 應管路的夾具和/或配件。燃料端口可進一步包含封蓋，其打開以接收燃料中一種或多種 并且供應管路提供該燃料。工業(yè)標準可確定夾具或配件的類型(即其結構、尺寸和/或材料)，可通過其經(jīng)由 燃料端口 12向燃料系統(tǒng)10供應一種或多種燃料。工業(yè)標準可進一步確定可接受的壓力范 圍，在該壓力范圍下一個或多個燃料供應至燃料系統(tǒng)。例如，氫可在大約為5000帕的壓力 下供應，或者CNG可在大約為3600帕的壓力下供應。應該明白地是這里指示的供應壓力僅 為示例，也可以預想其它合適的壓力和壓力范圍。繼續(xù)參考圖1，燃料系統(tǒng)10包括在燃料端口 12下游串聯(lián)的并且通向燃料管路18的止回閥14和16。止回閥當燃料端口的封蓋打開時防止加壓燃料逃逸出燃料系統(tǒng)。止回 閥也可對流入燃料系統(tǒng)的氣體提供可預測的限制，這樣可基于已知供應壓力和燃料管路18 內的測量壓力估算進入燃料系統(tǒng)內的流速。在其它實施例中，流速傳感器(在該圖示中未 顯示)可設置在燃料端口處并且配置用于測量進入燃料系統(tǒng)內的燃料流速。燃料系統(tǒng)10進一步包括配置用于存儲加壓氣體燃料的燃料箱20A、20B、20C和 20D。溫度傳感器和壓力傳感器流體連接至每個燃料箱。因此，溫度傳感器22A和壓力傳感 器24A流體連接至燃料箱20A，溫度傳感器22B和壓力傳感器24B流體地連接至燃料箱20B 等。每個溫度傳感器響應于其連接的燃料箱內的氣體溫度，并且每個壓力傳感器響應于其 連接的燃料箱內的氣體壓力——相對于大氣測量的相對壓力或相對于真空測量的絕對壓 力。在圖1中說明的實施例中，壓力傳感器和溫度傳感器可運轉地連接至電子控制系統(tǒng)26， 其可為燃料系統(tǒng)或安裝有燃料系統(tǒng)的機動車輛的電子控制系統(tǒng)。如上所述電子控制系統(tǒng)可 運轉地連接至溫度傳感器和壓力傳感器，電子控制系統(tǒng)可配置用于估算燃料系統(tǒng)中所包含 的每個燃料箱內的燃料量。在加注燃料期間，燃料系統(tǒng)10內的每個燃料箱可經(jīng)由流體連接至燃料管路18的 常閉控制閥填料(加注燃料)。在機動車輛的運轉期間，每個燃料箱可通過相同的控制閥排 放出燃料至燃料管路。因此，控制閥28A流體連接至燃料箱20A，控制閥28B流體連接至燃 料箱20B等。此外，控制閥28A-D可運轉地連接至電子控制系統(tǒng)26這樣可響應來自電子控 制系統(tǒng)的信號經(jīng)由合適的閥門驅動器(未圖示)打開、關閉和/或調節(jié)每個控制閥。燃料從燃料管路18穿過過濾器30流至壓力調節(jié)器32。該壓力調節(jié)器配置用于維 持燃料導軌34 (經(jīng)由將燃料供應至發(fā)動機的燃料噴射器36)內的燃料為基本上恒定壓力。 過濾器配置用于保護壓力調節(jié)器和燃料噴射器不受到進入氣流中的固體微粒損害。圖1中說明的實施例使得能夠經(jīng)由流體連接至每個燃料箱的電子控制閥實現(xiàn)燃 料箱20A-D的主動填料和卸料(燃料排出)。而且，其通過打開連接至燃料箱的控制閥使得 在兩個或多個不平衡加注的燃料箱內的燃料壓力能夠快速地平衡壓力，該特征提供了如下 面所述的某些優(yōu)點。與本發(fā)明完全一致的其它實施例可包括更多或更少的燃料箱、更多或更少的壓力 傳感器、和/或更多或更少的溫度傳感器。在一個實施例中，例如單個壓力傳感器可流體地 連接至燃料管路，并且溫度傳感器可為環(huán)境溫度傳感器。在這個實施例中，電子控制系統(tǒng)可 配置用于基于環(huán)境溫度和作為時間的函數(shù)記錄在電子控制系統(tǒng)內的燃料管路壓力變化的 歷史以及閥門打開/關閉估算每個燃料箱內的溫度。圖2示意性地顯示了配置用于在多個燃料箱之間分配燃料的第二示例燃料系統(tǒng) 38。燃料系統(tǒng)可安裝在例如電動車輛或混合動力車輛中。在圖2中說明的實施例中，壓力 調節(jié)器32流體地連接至燃料電池40 (其在陰極處接收空氣)的陽極。燃料電池的電量輸 出經(jīng)由能量傳送網(wǎng)絡46提供至電池42以及馬達44。圖3示意性地顯示了配置用于在多個燃料箱之間分配燃料的第三示例燃料系統(tǒng) 48。替代將燃料從燃料端口 12引導至壓力調節(jié)器30的單個燃料管路，圖3中說明的實施 例包括經(jīng)由止回閥14和16流體地連接至燃料端口的燃料供應管路50，以及流體地連接至 壓力調節(jié)器的燃料輸送管路52。在這個實施例中，每個燃料箱經(jīng)由控制閥流體地連接至燃 料輸送管路并且經(jīng)由止回閥流體地連接至燃料供應管路。因此，止回閥54A流體地連接至燃料箱20A，止回閥54B流體地連接至燃料箱20B等。該實施例使得能夠主動卸料并且被動 (即未經(jīng)驅動)填料燃料箱20A-D。具體地，其使得無論燃料供應管路50內的壓力是否大 于燃料箱內的壓力能夠填料任何燃料箱。而且，其通過打開連接至燃料箱的控制閥使得在 兩個或多個不平衡加注的燃料箱內的燃料壓力能夠快速地平衡壓力。上述實施例相較于現(xiàn)有機動車輛燃料系統(tǒng)提供了多種優(yōu)點，其中止回閥集成在流 體地連接至燃料箱的每個控制閥內。這里，集成的止回閥可連接至控制閥的兩端并且定向 以允許在無論燃料管路內的壓力是否大于燃料箱內的壓力時填料燃料箱。包括集成止回閥 和控制閥的燃料箱總成是市場上可買得到的。圖1中的示例顯示了一種這樣的燃料箱總成 20’。燃料箱總成20’包括平行地連接至燃料箱60的出口的集成止回閥和集成常閉控制閥 58。在使用這種燃料箱總成的配置中，常閉控制閥58可運轉地連接至電子控制系統(tǒng)(例如 電子控制系統(tǒng)26)。然而，應注意燃料箱總成20’可能需要額外的控制閥以便允許一次排空 一個燃料箱。順次而非同時清空燃料箱用于體現(xiàn)下文描述的示例方法的優(yōu)點。然而，需要使用市場上可買得到的一個或多個燃料系統(tǒng)以執(zhí)行本文公開的多種燃 料分配方法以便例如減小制造成本。例如，需要使用燃料箱總成20’代替燃料系統(tǒng)10內的 一個或多個燃料箱。如果在燃料系統(tǒng)10內代替燃料箱20A使用例如燃料箱總成20’，其可 在控制閥28A和58均打開時卸料，并且在控制閥28A打開但是控制閥58關閉時填料。同 樣，如果在燃料系統(tǒng)48內代替燃料箱使用燃料箱總成20’，則其可在控制閥28A和58均打 開時卸料，并且無論燃料供應管路50內的壓力是否大于燃料箱60內的壓力時均填料。在其它實施例中，燃料系統(tǒng)10內的控制閥28A-D可為常開控制閥。該變形例可允 許燃料系統(tǒng)被動填料并且主動卸料，實質上如燃料系統(tǒng)48所述。上述配置能夠實現(xiàn)用于在機動車輛的燃料系統(tǒng)中分配燃料的多種方法。因此，繼 續(xù)參考上面配置通過示例描述一些這樣的方法。然而，應了解在本發(fā)明范圍內的這些或其 它方法也可經(jīng)由其它配置實現(xiàn)。圖4說明了用于在機動車輛的燃料系統(tǒng)內分配燃料(氫或壓縮天然氣)的示例方 法62。方法62為燃料系統(tǒng)卸料方法，其可在當機動車輛正在運轉并且燃料系統(tǒng)正將燃料輸 送至機動車輛的一個或多個加燃料的組件(例如燃料噴射器或燃料電池)時執(zhí)行。該方法 確保燃料系統(tǒng)內的每個燃料箱在從順次的下個燃料箱抽取燃料之前被耗盡等。這樣，盡可 能低地保持燃料系統(tǒng)的熵，其能夠帶來一些優(yōu)點，如下文所述。方法62和后續(xù)的方法包括多種計算、比較和決策行為，其可經(jīng)由燃料系統(tǒng)的或安 裝有該燃料系統(tǒng)的機動車輛的電子控制系統(tǒng)(例如電子控制系統(tǒng)26)執(zhí)行。方法可進一步 包括多種測量和/或感應行為，其可經(jīng)由設置在如上面所述的示例配置中可運轉地連接至 電子控制系統(tǒng)的燃料系統(tǒng)中的一個或多個傳感器(壓力傳感器、溫度傳感器、打開監(jiān)測傳 感器等(breech sensor)執(zhí)行。方法進一步包括多種閥門驅動事件，其中可響應多種決策 行為執(zhí)行電子控制系統(tǒng)。當燃料系統(tǒng)正在經(jīng)由一個或多個打開的控制閥(例如控制閥28A)從一個或多個 燃料箱將燃料釋放至燃料管路18時開始方法62。方法在64處開始，其中將燃料管路18壓 力Pline與壓力調節(jié)器32的設定點壓力Preg相比較。在壓力傳感器直接地連接至燃料管路 的實施例中，電子控制系統(tǒng)可直接確定PliM。在其它配置中，電子控制系統(tǒng)可間接確定或估 算&^。在一個實施例中，可基于開口至燃料管路的燃料箱的壓力傳感器(例如一個壓力
7傳感器24A-D)的輸出，以及進一步基于穿過燃料噴射器36的已知流速計算Pline。如果確定Pline顯著大于Preg，則方法62返回至64，其中燃料繼續(xù)從當前打開的一 個或多個燃料箱中釋放至燃料管路18，并且再次比較壓力。然而，如果確定Pline未顯著大 于Preg,隨后方法62前進至66。在66處，關閉所有當前打開的控制閥，從而當充滿的燃料箱開口至燃料管路18時 防止后續(xù)的燃料流至耗盡的燃料箱。隨后，在68處，電子控制系統(tǒng)詢問燃料系統(tǒng)內的每個 燃料箱的燃料壓力，試圖識別最低燃料壓力Ptank大于設定點壓力Preg的燃料箱。在每個燃料 箱均包含壓力傳感器的燃料系統(tǒng)中，通過讀取每個傳感器的響應簡單地詢問燃料壓力。然 而，在多個燃料箱共享連接至燃料管路或燃料輸送管路(例如調節(jié)器32的高壓側)的共用 壓力傳感器的實施例中，步驟68可包含即刻依次打開至每個燃料箱的控制閥以使得共用 壓力傳感器能夠一次感應每個燃料箱內的壓力。在70處，確定能否在燃料系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)壓力大于或等于設定點壓力的燃料箱。如果 發(fā)現(xiàn)這樣的燃料箱，隨后在72處，將該發(fā)現(xiàn)的燃料箱連接至燃料管路的控制閥打開，允許 通過該發(fā)現(xiàn)的燃料箱向燃料管路供應燃料。這樣，僅在所有其它填料至較少壓力的燃料箱 耗盡之后才將燃料從各個燃料箱傳輸至機動車輛的需要加燃料的組件。隨后方法62返回 至64。然而，如果在70處確定未發(fā)現(xiàn)Ptank > Preg的燃料箱，隨后在74處，電子控制系統(tǒng)記 錄并且指示燃料系統(tǒng)的空缺狀況。本發(fā)明也考慮了其它燃料系統(tǒng)排料方法。例如，在如圖3所示的燃料系統(tǒng)配置中， 可省略步驟64和66。在這些和類似的實施例中，止回閥54A-D防止燃料從最近打開的燃料 箱中進入或部分地加注空的燃料箱，從而保存了如下所述的加注冷卻燃料箱的能力。圖5說明了用于在機動車輛的燃料系統(tǒng)內分配燃料的另一示例方法76。方法76 為燃料系統(tǒng)加注方法，當機動車輛進入燃料加注站或家用加注設備時開始該方法并且運轉 燃料系統(tǒng)加注。方法76在78處開始，其中電子控制系統(tǒng)確定選擇至少兩個可能加注模式中哪一 個經(jīng)濟模式或擴展加注模式。機動車輛駕駛員或燃料加注站服務員可以任何合適的方式 選擇加注模式。因此，燃料系統(tǒng)可配置用于將所選擇的加注模式通知電子控制系統(tǒng)。例如， 可經(jīng)由燃料口鑰匙位置或其它機械開關通知加注模式。兩種加注模式的前提是在執(zhí)行方法 76之前燃料系統(tǒng)的燃料箱沒有同時排料，以使得燃料系統(tǒng)中的至少一個燃料箱被加注至大 于其它至少一個燃料箱的壓力?？赏ㄟ^任何方法(例如方法62順序地排空燃料箱)滿足 該前提。在經(jīng)濟模式下，加注燃料箱以便于最小化允許給定質量的燃料進入燃料系統(tǒng)所需 的機械功。這通過加注燃料箱實現(xiàn)而不用首先平衡燃料箱的壓力。在擴展加注模式下，加 注燃料箱以便最大化可被加至燃料系統(tǒng)的一個或多個未滿的燃料箱內的燃料的總質量。這 通過允許來自充滿的燃料箱的氣體膨脹進入至少一個較空的燃料箱以預冷卻兩個或多個 燃料箱來實現(xiàn)。在膨脹階段之后，同時地將燃料供應至兩個或多個預冷卻燃料箱。在膨脹 階段之后輸送一定質量的燃料至兩個或多個燃料箱比在經(jīng)濟模式下輸送相同質量的燃料 需要更多的機械功并且釋放更多的熱量。然而，在輸送燃料之后，輸送至兩個或多個燃料箱 的燃料的最終溫度將比經(jīng)濟模式下低，因為緊接著膨脹階段之后兩個或多個燃料箱的溫度 會很低。因此，當燃料系統(tǒng)在擴展加注模式下加注時可容納的燃料質量比經(jīng)濟模式下更大。
繼續(xù)參考圖5，如果尚未選擇擴展加注模式，隨后在80處，執(zhí)行或模擬燃料系統(tǒng)的 被動加注。在配置用于被動加注的燃料系統(tǒng)(例如圖3中所示)中，燃料將首先流進最低 壓力的燃料箱。該燃料箱繼續(xù)加注直至其壓力接近燃料系統(tǒng)中一個或多個未滿的燃料箱的 壓力。此后，實質上相同壓力的燃料箱將同時加注，并且持續(xù)進行，直至所有的燃料箱都滿 或者加注停止。該順序最小化加注燃料箱所使用的機械功，并且在缺少主動控制的燃料系 統(tǒng)中也這樣。在80處可指導其它燃料系統(tǒng)配置(例如圖1中所示)模擬上述被動加注順序。在 圖6中的一個示例實施例中顯示了用于模擬被動加注順序的方法。方法82在84處開始，其中打開連接至最低壓力的燃料箱的控制閥。隨后方法前 進至86，其中識別一個或多個燃料箱，其壓力小于或等于正在被填充的燃料箱的壓力。隨 后打開連接至任意這樣燃料箱的控制閥。隨后，方法前進至88處，其中其確定是否停止加 注。可基于加注是否完成(即所有的控制閥均打開，并且燃料管路內的壓力正接近供應壓 力)或響應來自機動車輛駕駛員或燃料加注站服務員的中止指示在88處自動地作出確定。 如果其確定不停止加注，隨后方法返回至86處。否則，方法前進至90處，其中關閉連接至 燃料系統(tǒng)中所有燃料箱的控制閥。隨后方法82返回。現(xiàn)在參考圖5，如果在78處確定選擇擴展加注模式，隨后在92處，電子控制系統(tǒng)詢 問每個燃料系統(tǒng)內的每個燃料箱的燃料壓力，試圖識別燃料壓力Ptank比經(jīng)由外部供應管路 將燃料供應至燃料系統(tǒng)的壓力Psupply低的燃料箱。在一些實施例中，Psupply可為工業(yè)標準恒 定值對于CNG為3600帕，對于氫為5000帕等。在其它實施例中，從一個燃料分配設備至 下一個可改變Psupply是可改變的。在這些或其它實施例中，可基于連接至燃料端口 12的流 量傳感器的響應在92處作出確定。因此，正向流入燃料系統(tǒng)可用作為Pline小于Psupply的指 示。在94處，確定是否在燃料系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)這樣的燃料箱。如果沒有發(fā)現(xiàn)這樣的燃料箱，例 如如果每個燃料箱均為滿，隨后在96處，電子控制系統(tǒng)記錄并且指示燃料系統(tǒng)滿狀況。然 而，如果發(fā)現(xiàn)至少一個Ptank < Psupply的燃料箱，隨后電子控制系統(tǒng)選擇其為TANK115因此，基 于燃料系統(tǒng)中每個未滿的燃料箱的燃料壓力從多個未滿燃料箱中選擇TANK115如果發(fā)現(xiàn)合適的TANK1，方法76前進至98，其中電子控制系統(tǒng)詢問燃料系統(tǒng)中每 個燃料箱的燃料壓力，試圖識別壓力大于TANK1的燃料箱。在100處，確定是否能在燃料系 統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)這樣的燃料箱。當在經(jīng)濟模式下，如果沒有找到這樣的燃料箱，隨后不可能發(fā)生參 照上述的膨脹階段，并且方法前進至80。然而，如果確定具有壓力大于TANK1的一個或多個 燃料箱可用，隨后電子控制系統(tǒng)從它們之中選擇TANK2。在102處，打開將TANK2連接至燃 料管路18的控制閥。因此，TANK2是基于每個燃料箱的燃料壓力從燃料系統(tǒng)中的多個燃料 箱中選擇的。在其它實施例中，替代或除了燃料系統(tǒng)中的每個燃料箱的燃料壓力，可基于燃料 溫度選擇TANK2。具體地，可選擇TANK2以使得將已經(jīng)貯留在TANK2內的燃料釋放進TANK1提 供了比將已經(jīng)貯留在任一個其它燃料箱的燃料釋放進TANK1更低的TANK1溫度。在另外的 實施例中，可基于電子控制系統(tǒng)內執(zhí)行的基于燃料的絕熱膨脹和/或絕熱壓縮的理論熱焓 的計算或多種模擬確定選擇哪一個燃料箱。繼續(xù)參考圖5，隨后方法76前進至104，其中打將TANK1連接至燃料管路18的控 制閥。因此，將已經(jīng)貯留在TANK2內的燃料釋放進TANK1可包含打開流體連接至兩個燃料箱
9的控制閥，允許已經(jīng)貯留在TANK2內的燃料快速地膨脹進兩個燃料箱。此外，燃料可足夠快 地膨脹以使得在膨脹期間燃料箱的管道和壁吸收非常少的熱量，即膨脹可實質上絕熱地發(fā) 生。結果，TANK1和TANK2內的燃料的溫度可相對環(huán)境溫度顯著地降低。在快速膨脹期間或 之后，燃料從燃料端口 12流進燃料管路18并且同時被接收進入兩個燃料箱。在一個實施 例中，在膨脹階段完成之后開始接收燃料進入TANK1和TANK2。在其它實施例中，在接收燃 料至TANK1和TANK2時可發(fā)生膨脹階段。在又一例子中，接收燃料同時進入TANK1和TANK2 可包含經(jīng)由連接至TANK1的控制閥將燃料流進TANK1以及經(jīng)由連接至TANK2的控制閥流進 TANK2。在與本發(fā)明完全一致的其它實施例中，TANK2可為多個燃料箱中的一個，已經(jīng)貯留 在燃料系統(tǒng)中的燃料在同時接收燃料至TANK1和TANK2之前從TANK2釋放至TANK115此外， TANK1可為多個燃料箱中的一個，已經(jīng)貯留在燃料系統(tǒng)中的燃料在同時接收燃料至TANK1和 TANK2之前從TANK2釋放至TANK1內。另外，在這些例子中可基于哪一個能夠最終允許在后 續(xù)或同時加注期間可最終允許最大質量的燃料容納在燃料系統(tǒng)中選擇特定組燃料箱。相應 地，這可基于在一些可能情況中的絕熱膨脹期間的每個燃料箱的當前加注狀態(tài)和每個燃料 箱的預定冷卻程度。因此，電子控制系統(tǒng)26可配置用于估算可在多種可能平衡/加注情況 下容納的燃料質量，并且隨后選擇容納最大燃料總質量的情況。繼續(xù)參考圖5，方法76從104前進至80，如上所述在這里執(zhí)行或模擬被動加注。在 該行為之后，該方法返回。應了解上述提出的方法僅為示例，并且多種其它方法也在本發(fā)明 的精神和范圍內。一些這樣的方法可具有相同或較大的復雜性，同時其它可較為簡單。例 如，一個方法可包含在擴展加注模式，簡單地同時打開所有燃料箱控制閥以在剛才的加注 事件之前平衡燃料壓力。在燃料箱壓力平衡之后，例如可被動地執(zhí)行加注。在另一個示例 中，可執(zhí)行分階段加注，其中如上選擇第一組內的兩個或多個燃料箱用于第一階段的壓力 平衡，隨后在壓力平衡和后續(xù)的部分加注，可選擇第二組用于第二階段壓力平衡并且繼續(xù) 加注。在一些實施例中，在完成第一階段后盡可能快地執(zhí)行第二階段，同時在其它實施例 中，可間隔任何合適的時間段分開第一階段和第二階段。應進一步了解的是本發(fā)明包括的示例控制和估值程序可與多種系統(tǒng)配置一同使 用。這些例程可代表一個或多個不同處理策略(例如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程 等)。同樣，本發(fā)明的工序(運轉、功能和/或動作)可表示電子控制系統(tǒng)中計算機可讀存 儲介質的代碼。應了解這里描述和/或說明的一些工序可在一些實施例中被省略而不背離 本發(fā)明的范圍。同樣，指示工序的順序不是實現(xiàn)預定結果所必須的，而是為了說明和描述的 方便?？筛鶕?jù)使用的具體策略，可重復執(zhí)行一個或多個說明的步驟或功能。最后，應了解發(fā)明描述的物品、系統(tǒng)和方法本質上是示例性的，并且這些具體的實 施例和示例不認為是限制的，因為可預見多種變形例。因此，本發(fā)明包括所有多種系統(tǒng)和配 置以及本文公開的任何和所有等同的新穎和非顯而易見的組合和次組合。
權利要求
一種在機動車輛的燃料系統(tǒng)內分配燃料的方法，所述燃料系統(tǒng)具有第一燃料箱和第二燃料箱，其中所述第一燃料箱內的燃料被限制在第一壓力，所述第二燃料箱的燃料被限制在比所述第一壓力大的第二壓力，所述方法包含將已經(jīng)貯留在所述第二燃料箱內的燃料釋放至所述第一燃料箱；及同時接收燃料至所述第一燃料箱和第二燃料箱。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，同時接收燃料至所述第一燃料箱和第二燃 料箱在所述釋放完成之后開始。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，當同時接收燃料至所述第一燃料箱和第二 燃料箱時發(fā)生所述釋放。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述燃料系統(tǒng)的第一加注模式期間發(fā)生 所述釋放和所述接收，所述方法進一步包含在所述燃料系統(tǒng)的第二加注模式期間，接收燃 料至所述第一燃料箱而不接收燃料至所述第二燃料箱。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包含將燃料從所述第一燃料箱輸送 至所述機動車輛的需要加注的組件，并且在所述第一燃料箱內的所述燃料耗盡之后將燃料 從所述第二燃料箱輸送至所述機動車輛的需要加注的組件，所述機動車輛需要加注的組件 為設置于所述機動車輛的發(fā)動機內的燃料噴射器，或為燃料電池。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二燃料箱為多個燃料箱中的一個，在 同時接收燃料至所述第一燃料箱和第二燃料箱之前將已經(jīng)貯留在所述燃料系統(tǒng)內的燃料 從所述多個燃料箱中的一個釋放至所述第一燃料箱。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一燃料箱為多個燃料箱中的一個，在 同時接收燃料至所述第一燃料箱和第二燃料箱之前將已經(jīng)貯留在所述燃料系統(tǒng)內的燃料 從所述第二燃料箱釋放至所述多個燃料箱中的一個。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述機動車輛的燃料管路經(jīng)由第一控制閥 流體地連接至第一燃料箱并且經(jīng)由第二控制閥流體地連接至第二燃料箱，并且其中將已經(jīng) 貯留在所述第二燃料箱中的燃料釋放至所述第一燃料箱包含打開所述第一控制閥和第二 控制閥，同時接收燃料流至所述第一燃料箱和第二燃料箱包含使燃料經(jīng)由所述第一控制閥 流進所述第一燃料箱并且經(jīng)由所述第二控制閥流進所述第二燃料箱，進一步包含當所述燃 料管路內的燃料壓力接近所述燃料的供應壓力時關閉至少所述第一控制閥。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，實質上絕熱地執(zhí)行將已經(jīng)貯留在所述第二 燃料箱內的燃料釋放至所述第一燃料箱。
10.一種用于加注機動車輛的燃料系統(tǒng)的方法，所述燃料系統(tǒng)具有多個燃料箱，所述方 法包含從所述多個燃料箱中間選擇未滿的第一燃料箱；在所述燃料系統(tǒng)的第一加注模式期間，僅接收燃料至所述未滿的第一燃料箱；在所述燃料系統(tǒng)的第二加注模式期間從所述多個燃料箱中選擇具有比所述未滿的第一燃料箱壓力大的第二燃料箱；將已經(jīng)貯留在所述第二燃料箱內的燃料釋放至所述未滿的第一燃料箱；及同時接收燃料至所述第二燃料箱和所述未滿的第一燃料箱。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述未滿的第一燃料箱是基于在多個未滿的燃料箱中的每個未滿的燃料箱的燃料壓力在多個未滿燃料箱中按順序選擇的。
12.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二燃料箱是基于多個燃料箱中每 個燃料箱的燃料壓力和燃料溫度中至少一個從多個燃料箱中選擇的；將已經(jīng)貯留在所述第 二燃料箱中的燃料釋放至所述未滿的第一燃料箱比將已經(jīng)貯留在所述多個燃料箱中任意 其它燃料箱內的燃料釋放至所述未滿的第一燃料箱溫度提供了所述未滿的第一燃料箱的 更低溫度。
13.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述燃料包含壓縮天然氣，或所述燃料包含氫。
14.一種用于加注帶有壓縮天然氣的機動車輛的燃料系統(tǒng)的方法，所述系統(tǒng)具有多個 燃料箱，所述方法包含從所述多個燃料箱中間選擇未滿的第一燃料箱；在所述燃料系統(tǒng)的第一加注模式期間，打開第一控制閥僅接收壓縮天然氣至所述未滿 的第一燃料箱；在所述燃料系統(tǒng)的第二加注模式期間從所述多個燃料箱中選擇具有比所述未滿的第一燃料箱壓力大的第二燃料箱； 打開所述第一控制閥以及第二控制閥將已經(jīng)貯留在所述第二燃料箱內的壓縮天然氣 釋放至所述未滿的第一燃料箱；及同時接收燃料至所述第二燃料箱和所述未滿的第一燃料箱。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在機動車輛的燃料系統(tǒng)內分配燃料的方法。該方法可應用在具有第一燃料箱和第二燃料箱的所述燃料系統(tǒng)中，其中第一燃料箱內的燃料被限制在第一壓力，第二燃料箱的燃料被限制在比第一壓力大的第二壓力，該方法包括將已經(jīng)貯留在第二燃料箱內的燃料釋放至第一燃料箱；及同時接收燃料至第一燃料箱和第二燃料箱。本發(fā)明的優(yōu)點在于可運轉比其它可能的更簡單的配置的燃料系統(tǒng)以適應致密充氣。
文檔編號B60K15/06GK101905647SQ20101019732
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月3日 優(yōu)先權日2009年6月3日
發(fā)明者J·N·尤里, R·D·珀西富爾 申請人:福特環(huán)球技術公司