[发明专利]液化气体燃料储罐液位校准控制系统

说明书

一种用于内燃发动机(10)的气体燃料供应系统(100)可包括储罐(12)，所述储罐用于储存液化气体燃料并将燃料供应到发动机(10)。系统(100)还可包括用于测量储罐(12)中的液化气体燃料的液位值的液位传感器(20)和用于测量燃料供应系统(100)中的气体燃料的压力值的压力传感器(22)。系统(100)还可包括控制器(204)。控制器(204)可以被配置成：监测压力传感器(22)的指示压力值的压力信号(208)和液位传感器(20)的指示液位值的储罐液位信号(210)；在压力值指示储罐(12)为空时存储液位值；在压力值或液位值指示储罐(12)为满时存储液位值；以及基于存储的液位值确定校准的液位范围。

技术领域

本公开大体上涉及用于内燃发动机的燃料供应系统，且更具体地涉及用于此类燃料供应系统的液化气体燃料储罐校准控制系统。

背景技术

用于固定或移动机械的内燃发动机的燃料供应系统可以采用液体或气体燃料。例如，柴油燃料可以用于柴油发动机中以提供期望的扭矩和燃烧效率。诸如天然气的气体燃料可以用于气体燃料发动机中以提供足够的扭矩，同时由于在某些发动机位置处准备好供应天然气而潜在地实现成本的降低。称为双燃料发动机的一些内燃发动机构造成以两种不同的燃料运行。例如，一些内燃发动机可以使用柴油燃料作为先导燃料，并且使用天然气作为主燃料。当使用天然气作为燃料时，天然气可以液体形式作为液态天然气(LNG)储存在加压储罐中。储存在储罐中的液态天然气的液位可以由液位传感器，例如电容液位传感器来测量。此外，通过将储罐和燃料供应系统中的压力维持在最小阈值以上，将液态天然气作为天然气供应到发动机。随着储罐中的燃料被发动机消耗，储罐中的液态天然气的液位降低。最终，液态天然气的液位将降低到阈值液位以下，使得燃料供应系统中的压力将降低到将天然气供应至发动机的最小阈值以下。然而，即使没有足够的压力将储罐中剩余的天然气供应至发动机，储罐中也可有剩余的液态天然气可用。

当前储罐系统的一个问题是，在移动机械应用中的操作期间，储罐液位和储罐内部的压力可能没有很好的关联。例如，储罐中的压力取决于许多因素，包括饱和的液态天然气温度、液体-蒸汽体积和质量比、由于热传递导致的液态天然气沸腾速率、储罐中燃料的晃动导致蒸汽压力的崩溃以及发动机燃料消耗速率。此外，在利用液位传感器的系统中，由于储罐中剩余的液态天然气，操作员可看到驾驶室中的储罐液位指示器显示感知到的可用储罐液位。然而，由于压力太低而无法向发动机供应天然气，因此发动机不能利用储罐中剩余的液态天然气。因而，当储罐液位指示器指示储罐中剩余有液态天然气时，储罐可能实际上是空的。各种因素也可能影响储罐液位指示器的准确性。例如，液位传感器的电容可以随时间变化，或者操作者可以使用具有不同介电常数的不同类型的气体燃料。

1995年1月10日授予Abowd的第5,379,637号美国专利(“‘637专利”)描述了测量和指示机动车辆的储罐中的天然气燃料的液位的系统和方法。所述系统利用压力传感器测量储罐内部的压力，并且利用温度传感器测量储罐内部的天然气的温度。控制单元响应于所测量的压力和温度来确定指示储罐中的燃料量的仪表的命令。‘637专利还公开了控制单元基于所测量的压力和温度使用查找表来检索表示储罐充满天然气的百分比的信号。因此，‘637专利的系统和方法指示储罐中的天然气燃料的液位。但是，‘637专利并未公开当储罐中剩下的剩余液态天然气不可用时，控制单元指示储罐为空。

本公开的系统和方法可化解或解决上述问题中的一个或多个和/或本领域中的其它问题。然而，本公开的范围由所附权利要求限定，而不是由解决任何特定问题的能力限定。

发明内容