用于关闭多燃料发动机的方法和系统与流程

1.本文公开的主题的实施例涉及一种多燃料发动机系统，并且更具体地，涉及一种响应于发动机关闭请求而对燃料管线进行排放的方法。


背景技术：

2.诸如轨道车辆和其它非公路车辆的车辆可利用双燃料或多燃料发动机系统作为推动力。双燃料发动机系统可通过发动机中不止一种类型的燃料的燃烧而产生的扭矩来驱动车辆航行。在一些示例中，不止一种类型的燃料可以包括氢和柴油。氢可以以气体输送到发动机，而柴油可以以液体输送。可以调整燃料的替换比例以调整发动机功率输出、排放、发动机温度等。由于燃料的不同物理特性，燃烧参数可根据在发动机处注射的氢与柴油的比例而变化。例如，氢可以具有比柴油更高的能量密度、更低的点火能量和更宽的可燃性范围。由此，发动机效率、功率输出和排放可受到氢和柴油的共同燃烧的影响。可能期望具有用于不同于当前可用的燃料燃烧的系统和方法。


技术实现要素：

3.在一个实施例中，一种用于车辆中的发动机的方法包括：响应于发动机关闭请求，对燃料管线进行排放，以从燃料管线中去除氢。
4.燃料管线可以包括第一燃料管线部分和第二燃料管线部分，其中，第一燃料管线部分将容纳氢的燃料贮存器连接到燃料修改单元，第二燃料管线部分将燃料修改单元连接到发动机。发动机关闭请求可以是：在关闭请求的阈值持续时间内预计有后续发动机起动的短暂发动机关闭请求，或者在阈值持续时间内预计没有后续发动机起动的长久发动机关闭请求。在短暂发动机关闭请求期间，可以暂停从燃料贮存器到燃料修改单元的氢的流动，并且可以对第二燃料管线部分进行排放。在长久发动机关闭请求期间，除了暂停从燃料贮存器到燃料修改单元的氢的流动之外，可以对第一燃料管线部分和第二燃料管线部分中的每一者进行排放，直到燃料管线被减压。可以通过旋转发动机一次或多次来对燃料管线进行排放，以将氢从第二燃料管线吸收至发动机中，然后将稀释的氢引导到排放管。第二燃料管线部分也可以通过经由旁路通道将氢从第二燃料管线部分直接引导到排放涡轮下游的排放管来进行排放。
附图说明
5.图1示出了包括轨道车辆编组的列车的示例实施例。
6.图2示出了图1中具有双燃料发动机的机车的示例实施例的示意图。
7.图3示出了可包括在图1的列车中的燃料供给车的示例实施例。
8.图4示出了说明用于在发动机关闭期间对燃料管线进行排放的示例例程的流程图。
9.图5示出了说明用于在发动机关闭期间对燃料管路进行吹扫的示例例程的流程
图。
具体实施方式
10.以下描述涉及在发动机关闭期间从燃料管线中吹扫燃料、排放燃料或同时吹扫燃料和排放燃料的系统和方法。作为一个示例，当氢至少部分地用于为发动机提供燃料时，氢可占据从燃料贮存器到再气化单元的第一燃料管线部分和从再气化单元到发动机的第二燃料管线部分。在发动机关闭期间，期望从燃料管线排放该氢，使得一旦发动机已经关闭，则氢不会意外地从燃料系统泄漏。在有条件的停止期间，例如在短暂持续时间内预计发动机起动的短暂发动机停止期间，燃料管线中的氢蒸气可以通过在发动机关闭命令之后旋转发动机一次或多次以及在发动机有或没有燃烧的情况下流动氢和空气而被排放。在氢排放到发动机之后，在气化单元和发动机之间的第二燃料管线部分可保持高于大气压力。稀释的氢可以释放到大气中。释放可以在能够处理氢的位置完成，例如经由排放管。在完全发动机停止期间，例如较长的发动机停止期间，其中在短暂持续时间内预计没有后续发动机起动，当发动机在发动机关闭命令之后旋转一次或多次时，可以通过绕过发动机和/或通过发动机将氢直接流向排放管来对燃料管线进行排放。第二燃料管线部分可以通过排放其中包含的所有氢来减压。在包括在维持设施处停止的某些条件期间，燃料管线可以通过将加压惰性气体引导通过燃料管线来吹扫氢。燃料管线可在吹扫之前进行排放。
11.本文描述的方法可以用于各种其他类型的车辆中以及其他发动机类型，并且用于各种发动机驱动的系统。其中一些系统可能是固定的，而其他系统可以在半移动或移动平台上。半移动平台可在运行时段之间重新定位，例如安装在平板拖车上。移动平台可包括自推进车辆。这种车辆可以包括路上运输车辆以及采矿设备、船舶、铁路车辆和其他非公路车辆(ohv)。为了清楚说明，提供了机车作为支持结合本发明的实施例的系统的移动平台的示例。
12.本发明的实施例在以下描述中公开，并且可以涉及用于运行内燃发动机(ice)的方法和系统。ice可以通过不同燃料作为混合物的组合来运行，并且相对于彼此以不同的比例来运行，以形成一种燃料相对于另一种燃料的替换比例。这些燃料可具有相对不同量的碳，并且合适的燃料可包括汽油、柴油、氢化衍生可再生柴油(hdrd)、酒精、醚、氨、生物柴油、氢、天然气、煤油、合成气等中的一种或多种。多种燃料可以单独或组合地包括气体燃料和液体燃料。ice的主要燃料与次要燃料的替换比例可由控制器确定。控制器可以至少部分地基于当前发动机负载来确定替换比例。控制器可以至少部分地基于混合物中所使用的燃料及其相关联的特性来确定替换比例。替换比例可以被定义为由第二燃料提供的总燃料能量的百分比。在一个实施例中，替换比例可对应于具有相对较低碳含量或零碳含量的燃料(例如，氢气或氨)的注射量。随着替换比例增加，具有较低或零碳含量的燃料的相对比例增加并且组合燃料中的碳含量的总量降低。
13.在进一步讨论多燃料或燃气发动机中的排放和/或吹扫燃料管线的方法之前，示出了其中可以实施这些方法的示例平台。图1描绘了示例列车100，其包括多辆轨道车辆102、104、106、燃料供给车160和车厢108，其可以在轨道110上运行。多辆轨道车辆、燃料供给车和车厢通过联接器112而彼此连接。在一个示例中，多个轨道车辆可以是轨道车辆(机车)，其包括牵引机车102和一辆或多辆远程机车104、106。此外，列车中的机车可形成编组。
例如，在所描述的实施例中，机车可以形成编组101。各种车辆可以形成车辆组(例如编组、队、群、车队、排等)。一组中的车辆可以机械地和/或虚拟地联接在一起。
14.在一些示例中，编组可以包括连续的机车，例如，机车按顺利排列，其间没有车厢。在其他示例中，如图1所示，在实现分布式功率运行的一种配置中，机车可由一个或多个车厢分开。在该配置中，节流阀和制动命令可通过如无线电链路或物理电缆从牵引机车传递到远程机车。
15.机车可以由发动机10提供动力，而车厢可以是无动力的。在一个示例中，发动机可以是多燃料发动机。在仅使用两种燃料的情况下，多燃料发动机可称为双燃料发动机。发动机可以同时燃烧氢和柴油，并且燃烧可以以不同的燃料比例相对于彼此燃烧。合适的燃烧可以是气体燃料、液体燃料或者两者，并且燃料可以是基于碳氢化合物和/或非碳氢化合物。在其他示例中，发动机可以是可燃烧气体或液体燃料之一的单燃料发动机。
16.列车还可包括控制系统。控制系统可包括至少一个发动机控制器12，并且其可包括至少一个编组控制器22。如图1所示，每个机车包括发动机控制器。发动机控制器可与编组控制器通信。编组控制器位于列车的一个车辆上，例如牵引机车上，或者可远程位于例如调度中心处。编组控制器可从编组的每个机车接收信息并且向编组的每个机车传送信号。例如，编组控制器可从列车上各种传感器接收信号，并相应地调整列车运行。编组控制器还联接到每个发动机控制器，用于调整每个机车的发动机运行。如参考图4详细描述的，当发动机至少部分地用氢燃烧时，在接收到发动机关闭请求时，为了排放燃料管线，每个发动机控制器可以将氢从燃料管线引导到排放管，该燃料管线将将储存氢燃料的燃料贮存器联接到发动机。
17.列车可以包括至少一个燃料供给车，其可以承载一个或多个燃料存储箱162并且包括控制器164。虽然燃料供给车位于远程机车106的前方，但是其他示例可以包括：燃料供给车沿着列车的替换位置。例如，燃料供给车可以位于远程机车后面或位于牵引机车和远程机车之间。
18.在一个示例中，燃料供给车可以是无动力的，例如，没有发动机或电牵引马达(例如，图2中所示的电牵引马达124)。然而，在其他示例中，燃料供给车可被提供动力以用于推进。例如，如图3所示，燃料供给车可以包括发动机。燃料供给车的发动机可以燃烧存储在燃料储存箱中的燃料和/或存储在列车的另一车辆处的燃料。
19.燃料供给车的一个或多个燃料储存箱可以具有用于存储特定类型的燃料的合适结构。在一个示例中，燃料储存箱可以适用于液化天然气(lng)的低温存储。另一个示例，燃料储存箱可用于在环境温度和压力下存储液体状态的燃料，如柴油或氨。在又一示例中，燃料储存箱可以将燃料存储为压缩气体，诸如氢或天然气。在每种情况下，燃料供给车可配备有用于存储特定燃料的各种机构和装置。参考图3，进一步示出了燃料供给车的详细细节。
20.在一些示例中，燃料可仅存储在燃料供给车上。然而，在其他示例中，燃料可存储在燃料供给车上以及存储在一个或多个机车上，如图2所示。此外，在一些情况下，燃料供给车和/或车辆可以具有燃料电池系统。燃料电池系统可以包括燃料电池、燃料输送系统、能量存储系统以及一个或多个压缩燃料的罐。另外地，该燃料可以存储在供给车所联接的车辆上。
21.图2描绘了作为列车的一部分的机车的示例实施例，该列车可以通过多个车轮116
而在轨道110上运行。用于推进机车的动力可至少部分由发动机提供。发动机从吸入通道118接收用于燃烧的吸入空气。吸入通道从过滤机车外部空气的空气过滤器(未示出)接收环境空气。由在发动机中所燃烧产生的排气被供应到排放通道120。排气流过排放通道，并且流出机车的排放管(未示出)。
22.在一个实施例中，发动机作为压缩点火发动机运行。在另一个实施例中，发动机作为火花点火发动机运行，发动机可以仅燃烧一种特定燃料类型或者能够燃烧两种或更多种类型燃料，例如多燃料发动机。由此，不同的燃料类型可以在发动机处单独燃烧或共同燃烧，例如，同时燃烧。在一个实施例中，如图2所示，多燃料发动机可以是双燃料发动机，并且双燃料发动机可以接收来自第一燃料贮存器134的第一燃料和来自第二燃料贮存器136的第二燃料。
23.虽然机车在图2中配备有两个燃料贮存器，但是在其他示例中，机车可能仅包括一个燃料贮存器或不包括燃料贮存器。例如，至少一个燃料贮存器可以存储在燃料供给车处，例如，图1的燃料供给车160。或者，除了机车的第一燃料贮存器处的第一燃料和第二燃料贮存器处的第二燃料之外，第三燃料还可存储在燃料供给车处。在一个示例中，可以在没有任何附加设备或专用储存箱配置的情况下，在环境压力和温度下储存的燃料(如柴油)可以存储在机车上。需要专用设备的燃料(如低温或高温储存)可存储在燃料供给车上。而在其他示例中，机车和燃料供给车可以各自存储不需要专用设备的燃料。
24.第一燃料、第二燃料和第三燃料(例如，存储在列车上的燃料)可以各自是不同的燃料类型。合适的燃料可以包括碳氢燃料，例如柴油、天然气、甲醇、乙醇、二甲醚(dme)等。其他合适的燃料可以是非碳氢基燃料，例如氢、氨等。
25.另外，每种储存的燃料可以是气体或液体燃料。因此，当被配置为燃烧单一燃料类型的压缩点火发动机时，发动机可消耗气体燃料或液体燃料。当压缩点火发动机是多燃料发动机时，发动机可仅燃烧液体燃料、仅燃烧气体燃料、或燃烧液体燃料和气体燃料的组合。类似地，当被配置为燃烧单一燃料类型的火花点火发动机时，发动机也可消耗气体燃料或液体燃料。当配置为多燃料火花点火发动机时，发动机可仅燃烧液体燃料、仅燃烧气体燃料、或燃烧液体燃料和气体燃料的组合。
26.作为火花点火或压缩点火多燃料发动机配置中的任一种，发动机可以以不同的方式燃烧燃料组合。例如，一种燃料类型可以是主要燃烧燃料，而另一种燃料类型可以是在某些条件下用于调整燃烧特性的次要的、添加的燃料。例如，在发动机起动期间，燃料燃烧混合物可以包括较小比例的柴油以进行种子点火，而氢可以形成混合物的较大比例。在其他示例中，一种燃料可以在注射主要燃烧燃料之前用于试点注射。
27.作为多燃料发动机，发动机可以燃烧燃料的各种组合，并且燃料可以在燃烧之前预混合或不预混合。在一个示例中，第一燃料可以是氢，第二燃料可以是柴油。在另一示例中，第一燃料可以是氨，第二燃料可以是柴油。在又一示例中，第一燃料可以是氨，第二燃料可以是乙醇。在燃料供给车上存储第三燃料的情况下，还可以有进一步的组合。例如，lng可存储在燃料供给车并且发动机可燃烧lng和氢，或lng、柴油和氢，或lng、氨和氢。由此，还可以有燃料类型的许多组合，其中可以基于燃料的兼容性来确定组合。将燃料输送到发动机用于燃烧的方法可类似地取决于燃料类型的性质。
28.当发动机是单燃料燃烧发动机(火花点火或压缩点火)时，发动机可消耗单一液体
燃料。例如，发动机可燃烧柴油、氢、氨、lng或其它液体燃料。类似地，发动机可燃烧单一气体燃料，例如氢或其它气体燃料。
29.以一种物理状态(例如，气体或液体)车载存储的燃料可以以相同状态或不同状态输送到发动机。例如，lng可低温储存为液体状态，但在发动机处注射之前，其可在燃料供给车的再汽化装置中过渡到气体等状态。然而，其它燃料可作为液体储存并作为液体注射或作为气体储存并作为气体注射。
30.例如，可以根据多于一种注射技术在发动机处注射燃料。在一个示例中，可以通过间接注射方法(例如端口注射)将一种或多种燃料输送到发动机缸体。在另一个示例中，至少一种燃料可通过直接注射而被引至发动机缸体。在又一个示例中，至少一种燃料可通过中心歧管注射而被注射。发动机可以仅通过间接注射、仅通过直接注射、或通过间接注射和直接注射的组合来接收燃料。作为一个示例，可以在低负载期间通过端口注射并且在高负载期间通过直接注射来注射燃料。特别地，当其中一种燃料是气体燃料时，可能期望通过端口注射对气体燃料进行预混合。当通过中心歧管注射引入时，燃料也可以预混合。也可以通过直接注射进行预混合，如通过在发动机缸体的吸入冲程期间注射气体燃料。
31.每种类型的注射可以包括气体或液体燃料的注射。然而，取决于燃料类型的特定性质，一些注射方法可能更适合于某些燃料。例如，可以通过端口注射或直接注射来注射氢。诸如柴油的液体燃料可以通过直接注射来注射。氨和天然气可各自通过端口注射或直接注射选择性地注射。类似地，诸如甲醇和乙醇的燃料也可以通过端口注射或直接注射。在一些情况下，发动机可以具有能够在气体燃料的注射和液体燃料的注射之间切换的燃料注射器。
32.根据燃料类型，多燃料发动机燃烧的燃料，无论是气体还是液体，在燃烧前都可以或可以不预混合。例如，根据运行条件，可能需要预混合氢、天然气、氨、甲醇、乙醇和dme。在其他运行条件下，柴油、氢、天然气、甲醇和乙醇的燃料可以不预混合。燃料的预混合可以包括将至少一种燃料通过端口注射到入口歧管或入口端口中，其中燃料可以在进入缸体之前与空气混合。作为另一个示例，每种燃料可以通过端口注射，从而允许燃料在燃烧之前相互混合并与空气混合。在其他示例中，可以将燃料注射到与缸体头部流体联接的预燃室中，其中燃料可以在流到缸体头部之前与预燃烧室中的空气混合。
33.或者，如上所述，当缸体至少填充有压缩空气且在一些条件下填充有气体燃料时，可以通过将一种或多种燃料直接注射到发动机缸体中来将燃料输送到发动机缸体。直接注射可以包括：当缸体接近tdc时在压缩冲程后期或在膨胀冲程期间注射(通常被称为高压直接注射(hpdi))，以及在吸入冲程期间或压缩冲程早期注射(通常被称为低压直接注射(lpdi))。在一个示例中，当直接注射时，燃料可以不预混合。然而，在另一个示例中，预混合可通过在发动机缸体的压缩冲程之前直接注射一种或多种燃料来实现，如上所述。
34.此外，所使用的气体燃料的类型可以确定燃料的直接注射是否包括hpdi、或lpdi、或hpdi和lpdi两者。例如，当氢储存为压缩气体时，可通过hpdi或通过lpdi来注射氢气，具体取决于发动机负载和可用的传送压力。特别地，当氢在发动机缸体中混合时，由于氢的连续燃烧，氢的hpdi可以减轻爆震。此外，hpdi可允许更高的替换比例，如对于柴油的置换，从而在发动机运行期间减少碳氢(化合物)、nox和颗粒物质排放。
35.用于共同燃烧的燃料的注射比可以根据运行条件而变化。例如，当第一燃料是氢
且第二燃料是柴油时，可响应于发动机处的功率需求的增加而减小氢-柴油比。根据车辆的地理位置可进一步调整柴油与氢的比例，并且注射的氢比例可以根据车辆的地理位置是处于绿色状态而有所增加。
36.如图2所示，发动机联接到发电系统，该发电系统包括交流机/发电机122和电牵引马达。例如，发动机产生扭矩输出，该扭矩输出被传输到机械地联接到发动机的交流机/发电机。交流机/发电机产生电力，该电力可被存储并应用于随后传输到各种下游电部件。例如，交流机/发电机可以电联接到电牵引马达，并且交流机/发电机可以向电牵引马达提供电力。如所示，电牵引马达分别连接到多个车轮116中的一个，以提供牵引动力来推动机车。一个示例性机车配置包括：每对车轮对应一个牵引马达。如这里所示，六对牵引马达对应于机车的六对车轮中的每一对。
37.机车还可包括布置在吸入通道和排放通道之间的一个或多个涡轮增压器126。涡轮增压器增加吸收至吸入通道中的环境空气的充气量，以在燃烧期间提供更大的充气密度，以提高功率输出和/或发动机运行效率。涡轮增压器可包括压缩机(未示出)，该压缩机至少由涡轮(未示出)驱动。虽然在这种情况下包括单个涡轮增压器，但是系统可以包括多个涡轮和/或压缩机级。另外，在一些实施例中，可以提供允许排气绕过涡轮增压器的废气门。废气门可以打开，例如，以使排气流出远离涡轮机。通过这种方式，可以调整压缩机的转速，从而调整由涡轮增压器提供给发动机的增压。此外，电压缩机135(也称为电增压器)可以联接到吸入通道或旁路管线，去平行于涡轮增压器压缩机的吸入通道的上游或下游的吸入通道。电压缩机可以经由通过电池供电的电马达来运行。
38.机车可包括排气再循环(egr)系统170。egr系统可以将排气从涡轮增压器的上游的排放通道引导到涡轮增压器的下游的吸入通道。egr系统包括egr通道172和egr阀174，其用于控制从发动机的排放通道再循环到发动机的吸入通道的排气量。通过将排气引入发动机，可用于燃烧的氧气量减少，从而降低燃烧火焰温度并减少氮氧化物(如nox)的形成。例如，egr阀可以是由机车控制器控制的开/关阀，或者其可以控制egr的可变量。
39.egr系统还可以包括egr冷却器176，以在排气达到吸入通道中之前降低排气的温度。如图2的非限制性示例实施例所示，egr系统是一个高压egr系统。在其它实施例中，机车可另外地或可替代地包括低压egr系统，其将egr从涡轮增压器的下游位置传送到涡轮增压器的上游位置。例如，如图4所示，egr系统可以是供体缸体egr系统，其中一个或多个缸体仅向egr通道提供排气，然后至吸入处。
40.机车包括联接在排放通道中的排气处理系统，以减少规定的排放。在一个示例实施例中，排气处理系统可包括柴油氧化催化剂(doc)130和柴油颗粒过滤器(dpf)132。doc可以氧化排气成分，从而减少一氧化碳、碳氢(化合物)和颗粒物质排放。dpf被配置为捕获在燃烧期间产生的微粒，也称为微粒物质(其示例是碳烟)，并且其可以由陶瓷、碳化硅或任何合适的材料组成。在其他实施例中，排气处理系统还以包括选择性催化还原(scr)催化剂、三元催化剂、nox捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。在一些实施例中，排气处理系统可位于涡轮增压器的上游，而在其它实施例中，排气处理系统可位于涡轮增压器的下游。在排气处理系统处理后，排气可被引导至位于轨道车辆顶部的排放管。
41.旁路管线212可以将燃料管线连接到涡轮增压器下游和排气处理系统上游的排放通道。旁路管线的第一端可以连接到三通阀，该三通阀容纳在将燃料修改单元连接到发动
机的燃料管线中。旁路管线的细节在图3中描述。
42.机车还可包括联接到发动机的节流阀142，以指示功率水平。在该实施例中，节流阀被描述为槽口节流阀。然而，任何合适的节流阀都在本公开的范围内。槽口节流阀的每个槽口可对应于离散功率水平。功率水平指示机车上的负载或发动机输出的量，并且控制机车行驶的速度。尽管图2的示例实施例中描绘了八个槽口设置，但在其他实施例中，节流槽口可以有八个以上的槽口或八个以下的槽口，以及用于空载和动态制动模式的槽口。在一些实施例中，槽口设置可以由机车的运行人员选择。在其它实施例中，编组控制器可确定行程计划(例如，行程计划可使用行程优化软件来生成，如wabtec公司提供的trip optimizer系统，和/或负载分布计划可使用组优化软件来生成，如wabtec公司提供的consist manager)，其包括基于发动机和/或机车运行条件的槽口设置，下面将更详细说明。
43.发动机控制器可以控制与机车相关的各种部件。例如，机车的各种部件可以通过通信信道或数据总线而联接到发动机控制器。在一个示例中，发动机控制器和编组控制器均包括计算机控制系统。发动机控制器和编组控制器可另外地或可替代地包括：存储非临时计算机可读存储介质(未示出)的存储器，其包括用于实现机车运行的车载监测和控制的代码。发动机控制器例如可通过数字通信信道或数据总线而联接到编组控制器。
44.发动机控制器和编组控制器都可以从多个传感器接收信息，并且可将控制信号发送到多个致动器。在监督机车的控制和管理的同时，发动机控制器从各种发动机传感器150接收信号，如本文进一步详细描述的，以确定运行参数和运行条件，并且相应地调整各种发动机致动器152以控制机车的运行。例如，发动机控制器可以从各种发动机传感器接收信号，包括但不限于发动机转速、发动机负载、吸入歧管空气压力、增压压力、排放压力、环境压力、环境温度、排放温度、发动机温度、排放氧水平等。相应地，发动机控制器可以通过向各种部件(诸如电牵引马达、交流机/发电机、缸体阀、燃料注射器、槽口节流阀等)发送命令来控制机车。其它致动器可联接到机车的各个位置。
45.编组控制器可包括可运行地联接到控制信号部分的通信部分。通信部分可以从机车传感器接收信号，机车传感器包括机车位置传感器(例如，gps装置)、环境条件传感器(例如，用于感测海拔、环境湿度、温度和/或大气压力等)、机车耦合器力传感器、轨道坡度传感器、机车槽口传感器、制动位置传感器等。各种其它传感器可联接到机车中的各种位置。控制信号部分可生成控制信号以触发各种机车致动器。示例性机车致动器可包括空气制动、制动空气压缩机、牵引马达等。其它致动器可联接到机车中的各个位置。编组控制器可接收来自各种机车传感器的输入，处理数据，并基于其中与一个或多个例程相对应的编程于其中的指令或代码而响应于所处理的输入数据来触发机车致动器。此外，编组控制器可从发动机控制器接收(如由各种发动机传感器所确定的，如发动机冷却剂温度传感器所确定的)发动机数据，处理发动机数据，确定发动机执行致动器设置，以及根据编组控制器所执行的例程，将用于触发发动机动机致动器的指令或代码传输(如下载)回发动机控制器。
46.例如，编组控制器可根据运行条件来确定在列车中的所有机车之间分配负载的行程计划。在一些条件下，编组控制器可不均地分配负载，即，一些机车可以以比其它机车更高的功率设置或更高的节流阀设置来运行。负载分布可以基于多个因素，诸如燃料经济性、耦合力、隧道运行、坡度等。在一个示例中，负载分布可以根据机车编组在整个列车中的分布(例如，机车编组的每个机车的位置)来调整。例如，至少一个机车可位于列车的末端，并
且至少一个机车可位于列车的前端。列车的末端的机车可推动列车的推进，并且列车的前端的机车可牵引列车，特别是在上坡航行期间。这样，更大的负载可以被放置在列车的末端的推动机车上。
47.现在转到图3，示出了图1的燃料供给车160的实施例。如上所述，燃料供给车包括燃料储存箱(本文中也称为贮存器)162、控制器164和发动机302。燃料供给车还可以包括第一单元304，第一单元304可以是用于控制燃料储存箱内的温度和压力的装置。例如，当lng储存在燃料储罐中时，第一单元可以是低温单元。燃料储存箱尺寸和配置可以基于最终使用参数来选择，可以从燃料供给车移除，并且可以通过端口306从外部燃料供给站接收燃料。
48.燃料储存箱可以经由第一燃料管线部分334将液体燃料供应到燃料修改单元(在本文中也称为蒸发器单元)312。第一阀332可以调整从燃料储存箱到燃料修改单元的燃料的流。第一燃料管线部分334可包括压力传感器以监测第一燃料管线部分334中的压力。存储吹扫流体的箱354可经由吹扫管线355流体地连接到第一燃料管线部分334。吹扫流体可以是惰性气体(诸如氦、氩)、排气、氧等中的一种。箱可以在高于大气压力的压力下储存储吹扫流体。通过燃料管线的吹扫流体的流可以经由容纳在吹扫管线355中的吹扫阀356而被调整。
49.燃料修改单元可配置为调整燃料的特性。例如，当燃料是lng或氢时，燃料可在燃料调整单元处从液体转换成气体。另一示例中，燃料修改单元可以是泵，以在燃料存储为气体状态时调整燃料的输送压力。在不需要燃料修改的其他示例中，可以省略燃料修改单元。燃料可从燃料修改单元输送至机车的发动机。从燃料修改单元，气体燃料可以经由第二燃料管线部分338而被供应到发动机。在发动机运行期间，第二燃料管线部分338可以维持在高于大气压力。压力传感器342可以联接到第二燃料管线部分，以估计第二燃料管线部分的压力。第二阀336可容纳在第二燃料管线部分338中，以调整从燃料修改单元到发动机的燃料流。在第二阀的打开位置，来自燃料修改单元的燃料可以被直接引导到发动机。旁路阀340可以容纳在第二阀上游或下游的第二燃料管线部分中，以经由旁路通道将残余燃料从第二燃料管线部分直接引导到排放管。氢传感器可位于第一燃料管线部分334和/或第二燃料管线部分338中，以估计燃料管线中的氢浓度。
50.响应于短暂发动机关闭请求，从燃料贮存器到蒸发器单元的氢流可以通过关闭第一阀332来暂停，并且第二燃料管线338可以在没有使第一燃料管线部分减压的情况下进行排放。第二燃料管线部分的排放可以在发动机由于关闭(诸如由于动量)而旋转减慢时发生，或者可以包括经由马达使发动机旋转一次或多次。第二阀336可关闭，并且，向发动机缸体注射氢可以继续，以从第二燃料管线部分吸入氢到发动机。在另一个实施例中，第二阀336可位于机车上，并且，排放燃料管线的阀的关闭可以在机车处。然后，稀释的氢可以被引导到排放管。发动机旋转一次或多次可以经由由车载电池供电的起动机马达的运行。可替代地，发动机可以在其自身动量下继续旋转，或者其可以在燃料被排放的同时继续空载一段时间。而且，在发动机旋转一次或多次期间，电吸入压缩机可以旋转(诸如经由电马达)，以引导压缩空气通过发动机以稀释流过发动机的氢。响应于长久发动机关闭请求，从燃料贮存器到蒸发器单元的氢流可以通过关闭第一阀而被暂停，并且，第一燃料管线部分和第二燃料管线部分中的每一者可以进行排放，直到两个燃料管线都减压。排放第二管线也可
以这样执行：通过经由旁路阀和旁路通道而将氢从两条燃料管线直接引导到排放涡轮下游的排放管，绕过发动机。在一个示例中，被排放的氢气可以被捕获在箱中并在稍后的时间释放，或者被加压并用作吹扫流体。在短暂发动机关闭请求中，可以在关闭请求的阈值持续时间内预计后续发动机起动，并且在长久发动机关闭请求中，可以在阈值持续时间内预计没有后续发动机起动。在图4中详细描述了响应于发动机关闭请求而对燃料管线进行排放的方法。
51.在车辆的维持停止期间或在发动机停止期间当燃料管线中的氢浓度增加到高于第一阈值浓度时，可对第一燃料管线部分和第二燃料管线部分进行吹扫，直到氢从两个燃料管线部分中去除。来自箱354的加压吹扫流体可以经由吹扫阀356和吹扫管线355儿被引导到燃料管线。燃料管线可以被吹扫直到燃料管线中的氢浓度降低到低于第二氢浓度。
52.在一个示例中，液体或气体氢可不被包含在箱或贮存器中，而是氢可以从固体结构中收集。此类系统对包括温度和压力的运行条件的变化可具有较慢的响应时间。在暂停使用来自这种系统的氢时，将固体结构连接到发动机的流体管线可以通过旋转发动机并将氢引导到排放管来排放氢，如上所述。
53.通过将燃料从燃料储存箱供应到机车发动机和燃料供给车的发动机，燃料可以由分布在整个列车上的发动机来燃烧。在另一非限制性实施例中，燃料供给车发动机可以用于产生电力，该电力可以被输送到燃料供给车和/或机车上的一个或多个部件。在一个示例中，如图3所示，燃料供给车发动机可以产生扭矩，该扭矩经由驱动轴316而被传送至功率转换单元314。功率转换单元可以将扭矩转换成电能，该电能通过电力总线318而被输送到燃料供给车中的各种下游电部件。这样的部件可以包括但不限于：第一单元、燃料修改单元、控制器、压力传感器320、温度传感器322、电池324、各种阀门、流量计、附加的温度和压力传感器、压缩机、鼓风机、散热器、电池、灯、车载监测系统、显示器、气候控制器等，为了简洁起见，其中一些未在图3中示出。此外，来自电总线的电能可被提供至机车的一个或多个部件。
54.在一个示例中，功率转换单元包括串联连接到一个或多个整流器(未示出)的交流机(未示出)，整流器在沿着电总线传输之前将交流机的交流电输出转换为直流电能。基于从电总线接收电力的下游电部件的配置，一个或多个逆变器可以在向下游部件供应电力之前逆变来自电总线的电力。在一个示例中，单个逆变器可从直流电总线向多个部件供应交流电。在另一非限制性实施例中，多个不同的逆变器中的每一个可以向不同的部件供电。
55.燃料供给车上的控制器可以通过向以下这些部件发送命令来控制燃料供给车上的各种部件：如燃料修改单元、燃料供给车发动机、功率转换单元、第一单元、控制阀和/或燃料供给车上的其他部件。控制器还可监测活动运行、空载和关闭状态下的燃料供给运行参数。这些参数可以包括但不限于：燃料储存箱的压力和温度、燃料修改单元的压力和温度、燃料供给发动机温度、压力和负载、压缩机压力、加热流体温度和压力、环境空气温度等。在一个示例中，燃料供给车控制器可以执行代码以响应于一个或多个控制系统程序而自动停止、自动起动、运行和/或调整发动机和燃料修改单元。计算机可读存储介质还可以执行代码，以向机车上的发动机控制器发送和接收通信。
56.图3中描述的燃料供给车是燃料供给车配置的非限制性示例。在其他示例中，燃料供给车可以包括附加的或替代的部件。例如，燃料供给车还可以包括一个或多个附加的传感器、流量计、控制阀、用于控制燃料输送和存储条件的各种其他装置和机构等。
57.以这种方式，图1-3中描述的部件使得控制器能够将指令存储在非暂时性存储器中，该指令在被执行时使得控制器：响应于暂停向发动机缸体加注氢的请求，在未加注燃料的情况下旋转发动机一次或多次，以将氢从燃料管线引导到排放管。
58.图4描绘了用于响应于车辆(例如图2中的轨道车辆102)中的发动机关闭请求而对燃料管线进行排放的例程400的流程图。该例程可以由例如图2所示的发动机的控制器来执行。
59.在步骤402，可以估计和/或测量发动机运行条件。作为示例，要估计和/或测量的发动机运行条件可以包括：发动机转速、发动机温度、发动机负载、扭矩需求、增压需求、发动机稀释需求等。车辆的地理位置也可以从车载导航系统获得。在一个示例中，车辆上的控制器可以包括导航系统(例如，全球定位系统、gps)，经由该导航系统可以检索车辆的位置(例如，车辆的gps坐标)。在另一示例中，可以从通信联接到车辆的外部网络来检索车辆的位置。
60.在404，例程包括：确定发动机是否至少部分地用氢供给燃料。氢可以在贫乏条件下有效燃烧，并且可不产生二氧化碳作为燃烧产物，从而减少温室气体的排放。在一个示例中，氢和柴油的混合物可以被注射到每个缸体。通过包括柴油，可以实现燃料混合物的自动点火。在另一个示例中，天然气可以与氢一起使用，并且混合物可以在缸体中火花点火。两种燃料可以预混合，然后输送到每个缸体，或者燃料可以单独地直接注射到缸体。作为示例，氢和天然气可以被端口注射，而柴油可以在上止点(tdc)附近被直接注射以开始燃烧。氢和天然气也可以直接注射。
61.在406，如果确定在没有注射氢的情况下执行发动机运行，则可以继续当前发动机运行，并且响应于发动机关闭请求，可以关闭发动机而不排放燃料管线的氢。在408，如果确定发动机至少部分地用氢供给燃料，则例程包括：确定条件是否满足发动机的短暂停止。可以基于扭矩需求的减小和制动的应用来接收发动机停止请求。发动机的短暂停止可以是发动机停止，其后在阈值持续时间内预计紧接着的发动机重新起动。阈值持续时间可以基于发动机运行条件，诸如发动机关闭时的发动机转速和发动机温度。作为示例，阈值持续时间可以在10-20分钟的范围内。作为示例，控制器可以基于车辆的地理位置而将发动机停止确定为短暂停止。在一个示例中，车辆可以在火车站短暂停止，并且随后的开始时间可以是已知的。在另一示例中，车辆可以坐落在侧线上，并且自动发动机起动停止(aess)逻辑可以命令发动机关闭以节省燃料，从而实现短暂发动机停止。在又一个示例中，运行者/操作者可以通过人机界面(hmi)命令短暂关闭或长久关闭。
62.如果确定满足发动机短暂停止的条件，则例程可以进行到步骤410。作为示例，即使在没有发动机关闭请求的情况下，如果氢注射的暂停被请求(其中可以使用诸如柴油、天然气等的其他燃料继续加燃料)，则例程可以进行到步骤410。
63.在步骤410，可以暂停从燃料贮存器到燃料修改单元的氢供应，例如通过将容纳在将燃料贮存器连接到燃料修改单元的第一燃料管线部分中的第一阀(诸如图3中的阀332)和第二燃料阀(诸如图3中的阀336)中的每一者致动到闭合位置。可以继续向发动机缸体的氢注射，直到第二燃料管线部分中的压力(诸如经由图3中的压力传感器342所估计的)降低到大气压力。
64.在412，发动机可以用燃料注射旋转一次或多次以从第二气体管线排放任何氢。在
一个示例中，仅当第二燃料管线部分中的压力保持高于大气压力时，才可以执行发动机的转动。在该排放过程期间，第一气体管线可以保持在高于大气压力。发动机可以旋转阈值次数，以从燃料管线排放氢。阈值次数可以与在发动机关闭请求之后燃料管线中剩余的预测氢量成正比。在发动机关闭请求之后在燃料管线中剩余的氢量可以根据在发动机关闭请求之前注射的氢量来预测。发动机在其被命令关闭之后可由于其角动量而旋转，或者可经由由车载电池供电的起动机马达来旋转。
65.在旋转发动机期间，吸入节流阀(si发动机)可以打开以吸收环境空气。而且，如果可用，则可运行吸入电压缩机，以使压缩空气流过发动机。当发动机旋转时，来自燃料管线的氢可以被吸收至发动机中。在一个示例中，氢可以燃烧，例如用火花燃烧。在另一个示例中，用环境空气(其也可以包括压缩空气)稀释的氢可以流过发动机并进入排放通道而不燃烧。稀释的氢然后可以通过排放管流出。以这种方式，来自第二燃料管线部分的氢可以通过发动机和排放管而被排放出发动机系统。
66.在步骤414，除了引导氢通过发动机之外或可选地，来自第二燃料管线部分的氢可以经由旁路管线而被直接引导到排放管，该旁路管线将第二燃料管线部分连接到排放涡轮下游的排放管线。控制器可以向容纳在第二燃料管线部分中的旁路阀发送信号以打开，从而经由旁路通道将第二燃料管线部分内的至少一部分氢直接引导到涡轮下游的排放管。当氢流出时，可以对第二燃料管线部分进行排放。在短暂发动机停止期间，氢的这种引导可以在阈值持续时间内进行，而没有对第二燃料管线部分进行减压。氢排放的持续时间可以与发动机关闭请求之后燃料管线中剩余的预测氢量成正比。
67.在416，如果确定条件不满足发动机短暂停止，则例程包括：确定是否满足发动机长久停止的条件。如先前所述，可以基于扭矩需求的减小和制动的应用来接收发动机停止请求。发动机的长久停止可以是发动机停止，在其之后，在阈值持续时间内不预计紧接着的发动机重新起动。换句话说，在长久发动机停止时，预计发动机保持非活动状态长于阈值持续时间。阈值持续时间可以基于发动机运行条件，例如发动机关闭时的发动机转速和发动机温度。作为示例，阈值持续时间可以在10-20分钟的范围内。作为示例，控制器可以基于车辆的地理位置确定发动机停止为长久停止。在一个示例中，如果车辆位于轨道车场，则可以确定车辆可以休息长于阈值持续时间的时间。可替代地，长久停止可以被操作者通过hmi来命令。作为示例，操作者可以经由按钮或通过经由hmi向控制器发送命令来指示停止为长久停止。
68.如果确定条件不满足长久停止，则可以推断发动机关闭请求尚未做出，并且在步骤418，可以执行当前发动机运行。发动机可以继续以氢为fb224914us-i燃料。
69.在步骤420，如果确定条件满足长久发动机停止，则可以暂停从燃料贮存器向燃料修改单元供应氢。容纳在将燃料贮存器连接到燃料修改单元的第一燃料管线部分中的第一阀可以被致动到闭合位置，以暂停到燃料修改单元的氢流。可以继续向发动机缸体进行氢的注射，以从燃料管线中去除氢。
70.在步骤422，来自第一燃料管线部分和第二燃料管线部分中的每一者的氢可以被引导到排放管并且在该过程中减压。减压包括：将第一燃料管线部分和第二燃料管线部分中的每一个中的压力降低到大气压力。在步骤422，将氢引导到大气包括：经由旁路管线而
将氢从第二燃料管线部分直接流到排放管，该旁路管线将第二燃料管线部分连接到排气涡轮下游的排放管线。容纳在第二燃料管线部分中的旁路阀可以被致动到打开位置，以经由旁路通道在第二燃料管线部分和排放管之间建立流体连通。来自第一燃料管线部分的氢也可以流入第二燃料管线部分并且被引导到排放管。
71.在步骤426，将氢引导到大气还包括：在注射或不注射燃料(氢)的情况下旋转发动机，以从第一气体管线和第二气体管线中的每一者排放任何氢。发动机可以经由由车载电池供电的起动机马达旋转。在旋转发动机期间，可以打开吸入节流阀以吸收环境空气。此外，吸入电压缩机可以运行以使压缩空气流过发动机。当发动机旋转时，来自燃料管线的氢可以被吸收至发动机中。在一个示例中，流过发动机的氢可以燃烧，例如用火花或来自柴油试点注射的点火来燃烧。在另一个示例中，用环境空气稀释的氢可以流过发动机并进入排放通道而不燃烧。稀释的氢然后可以通过排放管流出。以这种方式，来自燃料管线的氢可以通过发动机和排放管而被排放出发动机系统。步骤424和426可以均被执行，以对燃料管线进行排放，或者可以执行它们中的任一个。
72.在428，例程包括：确定第一燃料管线部分和第二燃料管线部分中的每一者的减压是否完成。可以基于容纳在燃料管线中的压力传感器记录大气压力来确认燃料管线的减压。在429，如果确定减压不完全并且任一燃料管线处于高于大气压的压力，燃料管线可以通过使氢流动到排放管而继续进行排放。
73.如果确定减压完成并且第二燃料管线部分中的压力已经降低到大气压力，则可以推断响应于长久发动机关闭请求的燃料管线的排放已经完成。在430，如果氢经由旁路阀和旁路通道而被引导到排放管，则可以通过将旁路阀致动到闭合位置来禁止第二气体管线和排放管之间的直接流体连通。另外地或可替代地，如果发动机经由起动机马达旋转以将氢从燃料管线吸收至发动机，则可以禁用起动机马达以暂停进一步的发动机旋转。
74.图5描绘了用于响应于车辆(诸如图2中的轨道车辆102)中的发动机关闭请求而对燃料管线进行吹扫的例程500的流程图。在一个示例中，燃料管线的吹扫可以在经由如图4中讨论的方法400对燃料管线进行排放之后。该例程可以由例如图2所示的发动机的控制器来执行。
75.在步骤502，可以估计和/或测量发动机运行条件。作为示例，要估计和/或测量的发动机运行条件可以包括：发动机转速、发动机温度、发动机负载、扭矩需求、增压需求、发动机稀释需求等。车辆的地理位置也可以从车载导航系统获得。在一个示例中，车辆上的控制器可以包括导航系统(例如，全球定位系统gps)，经由该导航系统可以检索车辆的位置(例如，车辆的gps坐标)。在另一示例中，可以从通信联接到车辆的外部网络来检索车辆的位置。
76.在504，例程包括：确定发动机是否至少部分地以氢为燃料。在一个示例中，氢和柴油的混合物可以被注射到每个缸体。在另一个示例中，氢可以作为唯一的燃料而被注射到发动机缸体。在505，如果确定发动机运行在没有注射氢的情况下执行，则当前发动机运行可以继续，并且响应于车辆停止，发动机可以关闭发动机而不吹扫燃料管线的氢。
77.在506，如果确定发动机至少部分地以氢为燃料，则例程包括：确定是否条件满足发动机的燃料管线(例如图3中的第一燃料管线部分334和第二燃料管线部分338)被吹扫氢。用于吹扫燃料管线的条件可包括：车辆在维持站停止。发动机可以关闭并且车辆可以完
全停止，并且维持工作可以在车辆的一个或多个部件上执行。作为示例，控制器可以基于车辆的地理位置来确定车辆停止在维持站。此外，维持停止可以由车辆操作者或技术人员经由hmi来指示。用于吹扫燃料管线的条件可以还包括：自上次吹扫燃料管线以来经过高于阈值的持续时间。用于吹扫燃料管线的条件还可以包括：燃料管线中的氢浓度高于第一阈值浓度，第一阈值浓度基于氢的可燃性和燃料管线的几何形状来校准。
78.在505，如果确定条件不满足用于吹扫燃料管线，则当前车辆运行可以继续而不开始吹扫程序。在508，如果确定条件满足用于吹扫燃料管线，则从燃料贮存器到燃料修改单元的氢供应可以暂停，例如通过将容纳在将燃料贮存器连接到燃料修改单元的第一燃料管线部分中的第一阀(诸如图3中的阀332)和第二燃料阀(诸如图3中的阀336)中的每一者致动到闭合位置。可替代地，包含吹扫流体的箱可以在燃料管线排放氢之后经由软管而被附接至燃料管线。
79.在510，吹扫流体可以通过燃料管线而被引导以从燃料管线吹扫氢。吹扫流体可包含在存在于车辆中或附接到车辆的箱(诸如图3中的箱354)中(在维持停止期间)，并且响应于满足吹扫条件，吹扫阀(诸如图3中的阀356)可以被致动到打开位置，以经由吹扫管线(诸如图3中的吹扫管线356)将吹扫流体引导通过燃料管线。吹扫流体可以是存储高于大气压力的惰性气体(诸如氦、氩)、氮、排气、氧等中的一种。当加压流体流过燃料管线时，管线可被吹扫氢。
80.在512，来自燃料管线的氢(用吹扫流体稀释)可以被引导到排放管，在排放管中氢可以被捕获在箱中或释放到大气。在一个示例中，氢可以被引导到发动机，在发动机中氢可以被燃烧。可以继续燃料管线的吹扫，直到氢浓度降低到第二阈值浓度，第二阈值浓度低于第一阈值浓度。在第二阈值浓度，没有显著氢量可以保留在燃料管线中。
81.以此方式，在第一条件期间，将蒸发器单元连接到发动机的第二燃料管线部分可以被排放，直到第二燃料管线部分被减压，并且在第二条件期间，第一燃料管线部分和第二燃料管线部分中的每一个可以被排放。第一条件可以包括长久发动机关闭请求，其在阈值持续时间内预计没有后续发动机起动。第二条件可以包括短暂发动机关闭请求，其在关闭请求的阈值持续时间内预计有发动机起动。另外，第二条件还可以包括暂停向发动机缸体注射氢作为燃料，以及使用另一种燃料继续加注燃料。
82.在发动机关闭请求之后使燃料管线排放以去除氢的技术效果是：氢可能不会与发动机部件接触，其可以在发动机关闭请求之后的一段时间内保持加热。通过继续旋转发动机并暂停燃料注射，燃料管线中剩余的氢可以被吸出、稀释和/或燃烧，并且然后释放到大气中。通过建立从燃料管线到排放管的旁路管线，氢可以直接被排放到排放管，同时不与热排放涡轮接触。
83.如本文所用，以单数形式列举且以单词“一”或“一个”开头的元素或步骤应理解为不排除所述元素或步骤的复数形式，除非明确说明了此类排除。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不排除也包含所述特征的附加的实施例的存在。此外，除非明确相反地陈述，否则“包括”、“包含”或“具有”具有特定性质的元素或多个元素的实施例可包含不具有所述性质的额外的此类元素。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并且不旨在对其对象施加数字要求或特定的位置顺序。
84.本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且
可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文描述的具体例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各动作、运行或功能可以所示顺序执行、并行执行，或者在一些条件下被省略。根据所使用的特定策略，所示出的动作、运行和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、运行和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码，其中通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。
85.如本文所使用的，除非另有说明，否则术语“大约/约”是指给定值或范围的正负百分之五。
86.一种用于车辆的示例性方法包括：响应于发动机关闭请求，在燃料管线的一个或多个部分处选择性地进行排放、吹扫，或进行排放和吹扫两者，以从燃料管线中去除氢。在任何先前示例中，另外地或任选地，燃料管线包括第一燃料管线部分和第二燃料管线部分中的一者或两者，第一燃料管线部分将容纳氢的燃料贮存器连接到蒸发器单元，第二燃料管线部分将蒸发器单元连接到发动机。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，发动机关闭请求是以下中的一者：在发动机关闭请求的阈值持续时间内预计有后续发动机起动的短暂发动机关闭请求、在阈值持续时间内预计没有后续发动机起动的长久发动机关闭请求、以及在维持站处停止车辆的维持停止。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，对燃料管线进行排放包括：响应于短暂发动机关闭请求，暂停从燃料贮存器到蒸发器单元的氢的流动，并且对第二燃料管线部分进行排放而不对第一燃料管线部分进行排放。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，对第二燃料管线部分进行排放包括：使发动机旋转一次或多次，其中，节流阀和/或注射器打开以将氢从第二燃料管线部分吸收至发动机，燃烧氢，然后将燃烧后的氢引导到排放管。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，使发动机旋转一次或多次是在发动机滑行(coast)期间或经由由车载电池供电的起动机马达的运行来使用角动量，该方法还包括：在使发动机旋转一次或多次期间，运行吸入压缩机以将压缩空气导引通过发动机以稀释流过发动机的氢。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，对燃料管线进行排放包括：响应于长久发动机关闭请求，暂停从燃料贮存器到蒸发器单元的氢的流动，并且对第一燃料管线部分和第二燃料管线部分两者进行排放。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，响应于长久发动机关闭请求，排放第一燃料管线部分和第二燃料管线部分中的每一者，排放第二燃料管线部分还包括：经由旁路通道将氢从第二燃料管线部分直接输送到排放涡轮下游的排放管，绕过发动机。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，旁路通道经由旁路阀而被联接到第二燃料管线部分，旁路阀位于蒸发器单元与发动机之间。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，进一步包括：响应于长久发动机关闭请求，对第二燃料管线部分进行排放，直到第二燃料管线部分中的压力降低到大气压力，然后将旁路阀致动到闭合位置。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，进一步包括：响应于维持停止，通过使加压吹扫流体经由第一燃料管路部分和第二燃料管路部分中的每一者流动来吹扫第一燃料管路部分和第二燃料管路部分，加压吹扫流体包括惰性气体、排气和氧气中的一种。
87.用于发动机的另一示例方法包括：将发动机的运行条件确定为第一条件或第二条件中的至少一种，排放第一燃料管线部分和第二燃料管线部分中的每一者，直到在第一条
件期间两个燃料管线都被减压，其中，第一燃料管线部分将燃料贮存器联接到蒸发器单元，第二燃料管线部分将蒸发器单元连接到发动机；以及，在第二条件期间对第二燃料管线部分进行排放和减压。在任何先前示例中，另外地或任选地，燃料贮存器包含氢，并且第一燃料管线部分和第二燃料管线部分被排放氢气。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，第一条件包括在阈值持续时间内预计没有后续发动机起动的长久发动机关闭请求，并且其中，第二条件包括在关闭请求的阈值持续时间内预计有发动机起动的短暂发动机关闭请求。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，第二条件还包括暂停向发动机缸体注射氢作为燃料，以及继续使用另一种燃料加注燃料，发动机是多燃料发动机。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，对第一燃料管线部分和第二燃料管线部分中的每一者进行排放包括：暂停从燃料贮存器到蒸发器单元的氢的流动，以及将容纳在第二燃料管线部分中的阀致动到打开位置，以经由旁路管线而将氢从第一燃料管线部分引导到排放管。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，排放第一燃料管线部分和第二燃料管线中的每一者包括：经由起动机马达使发动机旋转一次或多次，同时使空气流动通过发动机，然后将用空气稀释的氢从发动机输送到排放管。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，排放第一燃料管线部分和第二燃料管线中的每一者包括：使发动机旋转一次或多次，将氢注射到发动机缸体，在发动机缸体中燃烧氢，然后将排气引导到排放管。在任何或所有先前示例中，另外地或任选地，在第一条件期间，对第一燃料管线部分和第二燃料管线部分中的每一者进行排放以发动机旋转的阈值数量，并，且在第二条件期间，对第二燃料管线部分进行排放继续，直到第二燃料管线部分中的压力降低到大气压力。
88.车辆中的双燃料发动机的又一示例包括：控制器，其将指令存储在非暂时性存储器中，指令在被执行时使控制器：响应于暂停用氢为发动机缸体加注燃料的请求，使发动机在未加注燃料的情况下旋转一次或多次，以将氢从燃料管线引导到排放管。在任何先前示例中，另外地或可替代地，燃料管线经由蒸发器单元将包含氢的气体贮存器连接到发动机，并且其中，在使环境空气流过发动机时，发动机旋转以阈值数量。
89.在一个实施例中，控制系统或控制器可以具有部署的本地数据收集系统，并且可以使用机器学习来启用基于推导的学习成果。控制器可以通过根据数据集进行数据驱动的预测和适配来从一组数据(包括由各种传感器提供的数据)学习并做出决定。在实施例中，机器学习可以涉及由机器学习系统执行多个机器学习任务，诸如受监督的学习、无监督的学习和强化学习。受监督的学习可以包括向机器学习系统呈现一组示例性输入和期望的输出。无监督的学习可以包括通过诸如模式检测和/或特征学习的方法来构造其输入的学习算法。强化学习可以包括在动态环境中执行机器学习系统，然后提供关于正确和错误决策的反馈。在示例中，机器学习可以包括基于机器学习系统的输出的多个其他任务。任务可以是机器学习问题，例如分类、回归、聚类、密度估算、降维、异常检测等。在示例中，机器学习可以包括多种数学和统计技术。机器学习算法可以包括基于决策树的学习、关联规则学习、深度学习、人工神经网络、遗传学习算法、归纳逻辑编程、支持向量机(svm)、贝叶斯网络、强化学习、表示学习、基于规则的机器学习、稀疏字典学习、相似性和度量学习、学习分类器系统(lcs)、逻辑回归、随机森林、k均值、梯度提升、k最近邻(knn)、先验算法等。在实施例中，可以使用某些机器学习算法(例如，用于解决可能基于自然选择的约束和无约束优化问题两者)。在实例中，该算法可用于解决混合整数编程的问题，其中一些分量被限制为整数值。
算法和机器学习技术和系统可以用于计算智能系统、计算机视觉、自然语言处理(nlp)、推荐系统、强化学习、构建图形模型等。在示例中，机器学习可以用于车辆性能和控制、行为分析等。
90.在一个实施例中，控制系统或控制器可以具有部署的本地数据收集系统，并且可以使用机器学习来启用基于推导的学习成果。控制器可以通过根据数据集进行数据驱动的预测和适配来从一组数据(包括由各种传感器提供的数据)学习并做出决定。在实施例中，机器学习可以涉及由机器学习系统执行多个机器学习任务，诸如受监督的学习、无监督的学习和强化学习。受监督的学习可以包括向机器学习系统呈现一组示例性输入和期望的输出。无监督的学习可以包括通过诸如模式检测和/或特征学习的方法来构造其输入的学习算法。强化学习可以包括在动态环境中执行机器学习系统，然后提供关于正确和错误决策的反馈。在示例中，机器学习可以包括基于机器学习系统的输出的多个其他任务。任务可以是机器学习问题，例如分类、回归、聚类、密度估算、降维、异常检测等。在示例中，机器学习可以包括多种数学和统计技术。机器学习算法可以包括基于决策树的学习、关联规则学习、深度学习、人工神经网络、遗传学习算法、归纳逻辑编程、支持向量机(svm)、贝叶斯网络、强化学习、表示学习、基于规则的机器学习、稀疏字典学习、相似性和度量学习、学习分类器系统(lcs)、逻辑回归、随机森林、k均值、梯度提升、k最近邻(knn)、先验算法等。在实施例中，可以使用某些机器学习算法(例如，用于解决可能基于自然选择的约束和无约束优化问题两者)。在实例中，该算法可用于解决混合整数编程的问题，其中一些分量被限制为整数值。算法和机器学习技术和系统可以用于计算智能系统、计算机视觉、自然语言处理(nlp)、推荐系统、强化学习、构建图形模型等。在示例中，机器学习可以用于车辆性能和控制、行为分析等。
91.在一个实施例中，控制器可以包括可以应用一个或多个策略的策略引擎。这些策略可以至少部分地基于给定的装备或环境的项目的特性。关于控制策略，神经网络可以接收多个环境和任务相关参数的输入。可以训练神经网络以基于这些输入生成输出，其中输出表示发动机系统应当采取的动作或动作顺序。这对于平衡发动机上的竞争约束可能是有用的。在一个实施例的运行期间，可以通过处理神经网络的参数输入以在输出节点处生成将该动作指定为期望动作的值来进行确定。该动作可以转换成使发动机运行的信号。这可以通过反向传播、前馈过程、闭环反馈或开环反馈来实现。可替代地，控制器的机器学习系统可以使用演化策略技术来调整人工神经网络的各种参数，而不是使用反向传播。控制器可以使用神经网络结构，其函数具有可能不总是能够使用反向传播来求解，例如非凸的函数。在一个实施例中，神经网络具有一组表示其节点连接的权重的参数。生成该网络的多个副本，然后对参数进行不同调整，并且进行模拟。一旦获得了来自各模型的输出，就可以使用所确定的成功度量来对它们的性能进行评估。选择最佳模型，并且车辆控制器执行该计划以实现期望的输入数据以反映预测的最佳结果场景。另外，成功度量可以是优化结果的组合。这些可以相对于彼此进行加权。
92.本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域的普通技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域的普通技术人员想到的其它示例。其他这样的示例如果具有不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利
要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们应属于本技术权利要求的范围之内。

技术特征：
1.一种用于车辆中的发动机的方法，包括：响应于发动机关闭请求，在燃料管线的一个或多个部分处选择性地进行排放、吹扫，或进行排放和吹扫两者，以从所述燃料管线中去除氢。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述燃料管线包括第一燃料管线部分和第二燃料管线部分中的一者或两者，所述第一燃料管线部分将容纳氢的燃料贮存器连结到蒸发器单元，所述第二燃料管线部分将所述蒸发器单元连结到所述发动机。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述发动机关闭请求是以下中的一者：在所述发动机关闭请求的阈值持续时间内预计有随后的发动机起动的短暂发动机关闭请求、在所述阈值持续时间内预计没有随后的发动机起动的长久发动机关闭请求、以及在维持站处停止所述车辆的维持停止。4.根据权利要求3所述的方法，其中，对所述燃料管线进行排放包括：响应于所述短暂发动机关闭请求，暂停从所述燃料贮存器到所述蒸发器单元的氢的流动，并且对所述第二燃料管线部分进行排放而不对所述第一燃料管线部分进行排放。5.根据权利要求4所述的方法，其中，对所述第二燃料管线部分进行排放包括：在节流阀和/或注射器打开的情况下旋转所述发动机一次或多次，以将氢从所述第二燃料管线部分吸收至所述发动机，燃烧所述氢，然后将燃烧过的氢引导至排放管。6.根据权利要求5所述的方法，其中，使所述发动机旋转一次或多次是在发动机滑行期间或经由由车载电池供电的起动机马达的运行来使用角动量，所述方法还包括：在使所述发动机旋转一次或多次期间，运行吸入压缩机以将压缩空气引导通过所述发动机以稀释流过所述发动机的所述氢。7.根据权利要求5所述的方法，其中，对所述燃料管线进行排放包括：响应于所述长久发动机关闭请求，暂停从所述燃料贮存器到所述蒸发器单元的氢的流动，并且对所述第一燃料管线部分和所述第二燃料管线部分均进行排放。8.根据权利要求7所述的方法，其中，响应于所述长久发动机关闭请求，对所述第一燃料管线部分和所述第二燃料管线部分中的每一者进行排放，对所述第二燃料管线部分进行排放还包括：经由旁路通道将氢从所述第二燃料管线部分直接输送到排放涡轮下游的排放管，绕过所述发动机。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述旁路通道经由旁路阀而联接到所述第二燃料管线部分，所述旁路阀位于所述蒸发器单元和所述发动机之间。10.根据权利要求9所述的方法，还包括：响应于所述长久发动机关闭请求，对所述第二燃料管路部分进行排放直到所述第二燃料管路部分中的压力降低到大气压力，并且然后将所述旁路阀致动到闭合位置。11.根据权利要求3所述的方法，响应于所述维持停止，通过使加压吹扫流体流过所述第一燃料管线部分和所述第二燃料管线部分中的每一者来对所述第一燃料管线部分和所述第二燃料管线部分进行吹扫，所述加压吹扫流体包括惰性气体、排气和氧气中的一种。12.一种用于发动机的方法，包括：将所述发动机的运行条件确定为第一条件或第二条件中的至少一个；对第一燃料管线部分和第二燃料管线部分中的每一者进行排放，直到在所述第一条件期间两个燃料管线都减压，其中，所述第一燃料管线部分将燃料贮存器联接到蒸发器单元，
所述第二燃料管线部分将所述蒸发器单元连结到所述发动机，以及在所述第二条件期间对所述第二燃料管线进行部分排放和减压。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述燃料贮存器包含氢，并且所述第一燃料管线部分和所述第二燃料管线部分被排放氢气。14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一条件包括：在阈值持续时间内预计没有后续发动机起动的长久发动机关闭请求，并且其中，所述第二条件包括：在所述关闭请求的所述阈值持续时间内预计有发动机起动的短暂发动机关闭请求。15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第二条件进一步包括：暂停向发动机缸体注射氢作为燃料，以及使用另一种燃料来继续加燃料，所述发动机是多燃料发动机。16.根据权利要求12所述的方法，其中，对所述第一燃料管线部分和所述第二燃料管线部分中的每一者进行排放包括：暂停从所述燃料贮存器到所述蒸发器单元的氢的流动，以及将容纳在所述第二燃料管线部分中的阀致动到打开位置，以经由旁路管线将氢从所述第一燃料管线部分引导到排放管。17.根据权利要求16所述的方法，其中，对所述第一燃料管线部分和所述燃料第二管线中的每一者进行排放包括：旋转所述发动机一次或多次，将氢注射到发动机缸体，在所述发动机缸体中燃烧所述氢，然后将所述排放物引导到所述排放管。18.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述第一条件期间，对所述第一燃料管线部分和所述第二燃料管线部分中的每一者进行排放执行以发动机旋转的阈值数量，并且在所述第二条件期间，对所述第二燃料管线部分进行排放继续，直到所述第二燃料管线部分中的压力降低到大气压力。19.一种用于车辆中的双燃料发动机的系统，包括：控制器，所述控制器将指令存储在非暂时性存储器中，所述指令在被执行时使所述控制器：响应于请求，以暂停使用氢给发动机缸体提供燃料，旋转所述发动机一次或多次，不加燃料，以将氢从燃料管线引导到排放管。20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述燃料管线经由蒸发器单元将包含氢的气体贮存器连接到所述发动机，并且其中，在使环境空气流过所述发动机时，所述发动机旋转以阈值数量。

技术总结
提供了用于将双燃料发动机中的燃料管线进行排放的各种方法和系统。在一个示例中，方法可以包括：响应于发动机关闭请求，将燃料管线进行排放以从所述燃料管线中去除氢。线进行排放以从所述燃料管线中去除氢。线进行排放以从所述燃料管线中去除氢。


技术研发人员：埃里克
受保护的技术使用者：运输IP控股有限责任公司
技术研发日：2022.12.22
技术公布日：2023/6/28