專利名稱：用于重整物發(fā)動機的點火控制的制作方法
技術(shù)領域：
本申請涉及在包括具有高可燃性(ignitability)的第二燃料的發(fā)動機中的點火系統(tǒng)輸出控制，例如具有產(chǎn)生富氫燃料的重整器(reformer)系統(tǒng)的發(fā)動機。
背景技術(shù)：
在火花點火發(fā)動機的運行期間，點火系統(tǒng)產(chǎn)生用來在發(fā)動機汽缸中啟動充氣 (如，空氣和燃料的混合物)燃燒的輸出(例如，擊穿電壓、峰值次級線圈電流和火花持續(xù)時間(spark duration))。如果給定充氣的化學和物理性質(zhì)具有更低的可燃性，則用于燃燒的點火輸出大于用于具有更高可燃性的另一個充氣的點火輸出。包括設備和系統(tǒng)的發(fā)動機，如提供助增壓空氣的壓縮機、排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)和控制如正時、持續(xù)時間和升程的可變氣門控制(VVC)系統(tǒng)，可完全影響充氣的可燃性，導致增加點火系統(tǒng)輸出需求。在一種方法中，點火系統(tǒng)產(chǎn)生模塊化的輸出。在一些條件下使用高點火輸出，如當可增加火花持續(xù)時間時在輕負載工況期間。進而，在高負載和/或高稀釋度條件期間，可增加峰值次級電流和擊穿電壓。發(fā)明人在本文中已經(jīng)意識到上述方法的問題。當點火輸出增加時引起寄生效率損失(Parasitic efficiency losses)，部分消除了高稀釋度和/或高增壓發(fā)動機的效率收益(efficiency benefit)。進一步，增大點火輸出的范圍可大幅度地增加點火系統(tǒng)的成本。 再進一步，在沒有大范圍的點火系統(tǒng)輸出能力的情況下，發(fā)動機可能不會積極地利用稀燃、 EGR、可變氣門控制、增壓等，而避免失火、火花塞電極過度腐蝕等等。

發(fā)明內(nèi)容
因此，公開了用于發(fā)動機的點火控制的系統(tǒng)、設備和方法，例如具有用于產(chǎn)生重整的燃料的重整器的多燃料發(fā)動機。在一個示例中，用于發(fā)動機的方法包括調(diào)節(jié)點火系統(tǒng)中包括的火花塞的火花持續(xù)時間，該火花塞聯(lián)接至發(fā)動機的汽缸，該調(diào)節(jié)基于重整物 (reformate)儲存罐中的重整物數(shù)量。在進一步的示例中，用于發(fā)動機的方法包括調(diào)節(jié)發(fā)動機的汽缸中重整物濃度，該發(fā)動機包括包含重整物催化劑的乙醇基燃料重整物系統(tǒng)，該調(diào)節(jié)基于發(fā)動機的點火系統(tǒng)中包括的火花塞的火花持續(xù)時間，該火花塞聯(lián)接至汽缸。包括如乙醇基燃料重整物系統(tǒng)的燃料重整器系統(tǒng)的發(fā)動機可通過增加重整物來增加充氣可燃性，由此減輕增大的點火系統(tǒng)輸出的使用。從而，可更積極地利用稀燃、EGR、 增壓、VVC(或如凸輪廓線變換系統(tǒng)(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)、可變氣門升程(VVL)等類似的系統(tǒng))等等，同時減少潛在的發(fā)動機失火。例如，當用增加的重整物數(shù)量工作時，可使用更高的EGR等級和/或延遲更多的氣門正時。此外，存在意料之外的協(xié)同作用(synergy)使得增加的點火輸出可以用于保存重整物。根據(jù)另一個方面，提供用于發(fā)動機的方法。該方法包括調(diào)節(jié)發(fā)動機的汽缸中的重整物數(shù)量，該發(fā)動機聯(lián)接到燃料重整器系統(tǒng)，該調(diào)整基于發(fā)動機的點火系統(tǒng)中包括的火花塞的火花持續(xù)時間，火花塞聯(lián)接到汽缸。
在一個實施例中，該方法進一步包含響應于低于火花持續(xù)時間閾值的火花持續(xù)時間、低于電壓閾值的擊穿電壓和低于電流閾值的峰值次級電流中的至少一個而減少增壓。在另一個實施例中，通過重整乙醇燃料的車載重整器產(chǎn)生重整物數(shù)量。根據(jù)另一個方面，用于發(fā)動機的方法包括，在第一模式中，響應于低于第一重整物閾值的儲油罐中的重整物數(shù)量而增加聯(lián)接到發(fā)動機汽缸的火花塞的火花持續(xù)時間；以及在不同于第一模式的第二模式中，響應于短于持續(xù)時間閾值的火花持續(xù)時間而增加汽缸中的重整物濃度。在一個實施例中，第一模式進一步包括響應于高于重整物閾值的重整物數(shù)量而減少火花持續(xù)時間。在另一個實施例中，第二模式進一步包括響應于等于或長于閾值持續(xù)時間的火花持續(xù)時間而減少重整物濃度。在另一個實施例中，該方法進一步包含響應于高于轉(zhuǎn)換閾值的重整物數(shù)量而從第一模式轉(zhuǎn)換到第二模式。在另一個實施例中，該方法進一步包含響應于低于轉(zhuǎn)換閾值的重整物數(shù)量而從第二模式轉(zhuǎn)換到第一模式。在另一個實施例中，第一模式進一步包括響應于高于充氣運動(charge motion) 閾值的充氣運動和高于汽缸壓力閾值的汽缸壓力中的至少一個而增加火花塞中火花電壓和峰值電流中的至少一個。在另一個實施例中，第一模式進一步包括響應于低于轉(zhuǎn)速-負載閾值的發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負載和高于稀釋度閾值的充氣稀釋度中的至少一個而增加火花持續(xù)時間。在另一個實施例中，第二模式進一步包括響應于低于火花持續(xù)時間閾值的火花持續(xù)時間、低于電壓閾值的火花電壓和低于電流閾值的峰值電流中的至少一個而減少稀釋度或增壓。應當理解的是，提供上述內(nèi)容以簡化的形式介紹在隨后的具體實施方式
中進一步描述的概念選擇。這并不意味著指定要求保護的主題的關鍵特征或重要特征，要求保護的主題的范圍通過隨附于說明書的權(quán)利要求限定。此外，要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任意部分提到的任意缺點的實施方式。


圖1示出了發(fā)動機系統(tǒng)。圖2圖示說明了用于操作發(fā)動機的更高級的程序。圖3圖示說明了用于基于發(fā)動機條件調(diào)節(jié)點火輸出的示例性程序。圖4圖示說明了用于基于點火輸出調(diào)節(jié)增壓、稀釋度和重整物濃度中的至少一個的示例性程序。
具體實施例方式在本申請中，參考圖1介紹并描述了包括用于液體和氣體燃料(例如，富氫重整物)的燃料系統(tǒng)和設備的示例性發(fā)動機。接下來，參考圖2描述了用于在第一操作模式(例如，基于發(fā)動機條件調(diào)節(jié)點火輸出)和第二操作模式(例如，基于點火輸出調(diào)節(jié)增壓、稀釋度和重整物數(shù)量)中控制這種發(fā)動機的方法。參考圖3和圖4分別描述了用于第一和第二操作模式的進一步的示例性方法。參考圖1，內(nèi)燃發(fā)動機10包括多個汽缸，圖1示出了其中的一個汽缸。內(nèi)燃發(fā)動機 10通過發(fā)動機電子控制器12控制。發(fā)動機10包括燃燒室30和汽缸壁32，其中活塞36被布置在汽缸壁32中并被聯(lián)接到曲軸40。燃燒室30被示為經(jīng)由各自的進氣門52和排氣門 54與進氣歧管44和排氣歧管48相通。在這個示例中，進氣門52和排氣門M可以經(jīng)由各自的凸輪致動系統(tǒng)51和53被凸輪致動控制。每個凸輪致動系統(tǒng)51和53都可包括一個或更多個凸輪，并可利用可被控制器12操作的凸輪廓線變換系統(tǒng)(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(WL)系統(tǒng)中的一個或更多個以改變氣門操作。進氣門52和排氣門M的位置可分別由位置傳感器陽和57確定。在可替換的實施例中，進氣門52和/或排氣門M 可通過電動氣門驅(qū)動(EVA)控制。例如，汽缸30可以可替換地包括經(jīng)由電動氣門驅(qū)動控制的進氣門和經(jīng)由包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動控制的排氣門。進氣歧管44也被示為聯(lián)接到發(fā)動機汽缸，所述發(fā)動機汽缸具有與其聯(lián)接的燃料噴射器66以用于與來自控制器12的信號FPW的脈沖寬度成比例地供應液體燃料。燃料被包括燃料箱91、燃料泵(未示出)、燃料管路(未示出)和燃料軌道(未示出)的燃料系統(tǒng)傳輸?shù)饺剂蠂娚淦?6。圖1的發(fā)動機10被配置使得燃料被直接噴射到發(fā)動機汽缸中，這被本領域技術(shù)人員稱為直接噴射?？商鎿Q地，液體燃料可以被進氣道噴射。從響應控制器12 的驅(qū)動器68向燃料噴射器66提供工作電流。此外，進氣歧管44被示為與可選的電子節(jié)氣門64相通。在一個示例中，可以使用低壓直接噴射系統(tǒng)，其中燃料壓力可升到接近20-30 巴?？商鎿Q地，高壓雙級燃料系統(tǒng)可用于產(chǎn)生更高的燃料壓力。氣體燃料可通過燃料噴射器89被噴射到進氣歧管44。在另一個實施例中，氣體燃料可被直接噴射到汽缸30中。例如，氣體燃料的一個示例是例如通過重整乙醇或乙醇/汽油混合物產(chǎn)生的富氫重整物。氣體燃料通過泵96和止回閥82從儲存箱93被供應到燃料噴射器89。泵96給儲存箱93中從車載燃料重整器97供應的氣體燃料加壓。當泵96的輸出處于比儲存箱93低的壓力時，止回閥82限制氣體燃料從儲存箱93流到燃料重整器97。燃料重整器97包括催化劑72，并且可進一步包括可選的電加熱器98以用于重整從燃料箱91 供應的液體燃料(例如，酒精、乙醇、甲醇或其混合物)。燃料重整器97被示為聯(lián)接到催化轉(zhuǎn)化器70和排氣歧管48的下游的排氣系統(tǒng)。然而，燃料重整器97可聯(lián)接到排氣歧管48， 并位于催化轉(zhuǎn)化器70的上游。燃料重整器97可用排氣熱來驅(qū)動燃料罐91供應的酒精的吸熱脫氫，并促進燃料重整。無分電器點火系統(tǒng)88響應于控制器12經(jīng)由火花塞92提供點火火花到燃燒室30。 通用/寬域排氣氧(UEGO)傳感器1 被示為聯(lián)接至催化轉(zhuǎn)化器70上游的排氣歧管48?？商鎿Q地，雙態(tài)排氣氧傳感器可用來代替UEGO傳感器126。在一個示例中，轉(zhuǎn)化器70可包括多個催化劑磚。在另一個示例中，可用每個都具有多個磚的多個排放控制裝置。在一個示例中，轉(zhuǎn)化器70可以是三元型催化器?？刂破?2在圖1中被示為常規(guī)的微型計算機，其包括微處理器單元102、輸入/ 輸出端口 104、只讀存儲器106、隨機存取存儲器108、保活存儲器110和常規(guī)的數(shù)據(jù)總線。 控制器12被示為接收來自聯(lián)接至發(fā)動機10的傳感器的各種信號，除了前面討論的那些信號之外，還包括來自聯(lián)接至冷卻套114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻液溫度(ECT)；聯(lián)接至加速器踏板130的用來感測腳132施加的力的位置傳感器134 ；來自聯(lián)接至進氣歧管 44的壓力傳感器122的發(fā)動機歧管壓力(MAP)的測量值；來自感測曲軸40的位置的霍爾效應傳感器118的發(fā)動機位置傳感器；來自壓力傳感器85的重整器油箱壓力的測量值；來自溫度傳感器87的重整器油箱溫度的測量值；來自傳感器120的進入發(fā)動機的空氣質(zhì)量的測量值；和來自傳感器62的節(jié)氣門位置的測量值。大氣壓力也可以被感測(傳感器未示出) 以便由控制器12處理。在本發(fā)明的優(yōu)選方面中，發(fā)動機位置傳感器118每個曲軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生預定數(shù)目的等間隔的脈沖，由此可確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速(RPM)。在一個實施例中，停止/開始曲軸位置傳感器既具有零速又具有雙向能力。在一些應用中，可使用雙向霍爾傳感器，而在其他應用中，可為該目標安裝磁體。磁體可放置在該目標上，并且如果傳感器能夠探測信號振幅的變化(例如，用更強或更弱的磁體來定位車輪上的具體位置)，可潛在地消除“缺失齒隙 (missing tooth gap)”。此外，使用雙向(bi_dir)霍爾傳感器或等價物，可通過關閉來保持發(fā)動機位置，但在重起期間可使用可替換的策略來確保發(fā)動機正向轉(zhuǎn)動。在一些實施例中，在混合動力車中，發(fā)動機可以聯(lián)接到電動馬達/電池系統(tǒng)?；旌蟿恿嚳删哂胁⒙?lián)構(gòu)造、串聯(lián)構(gòu)造或其變化或組合。在運行期間，發(fā)動機10內(nèi)的每個汽缸通常經(jīng)歷一個四沖程的循環(huán)該循環(huán)包括進氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。在進氣沖程期間，通常排氣門M關閉且進氣門52 打開?？諝饨?jīng)由進氣歧管44被引入燃燒室30中，并且活塞36移動到汽缸底部從而增加燃燒室30內(nèi)的容積。活塞36靠近汽缸底部且處于其沖程末期的位置(例如，當燃燒室30處于其最大容積時)，本領域技術(shù)人員通常稱之為下止點(BDC)。在壓縮沖程期間，進氣門52 和排氣門M關閉?；钊?6向汽缸蓋移動，從而壓縮燃燒室30內(nèi)的空氣?；钊?6處于其沖程末期且最靠近汽缸蓋的點(例如，當燃燒室30處于其最小容積時)通常被本領域技術(shù)人員稱為上止點(TDC)。在下文稱為噴射的過程中，燃料被引入燃燒室。在下文稱為點火的過程中，噴射的燃料通過如火花塞92的已知點火裝置被點燃，導致燃燒。在膨脹沖程期間，膨脹氣體推動活塞36返回BDC。曲軸40把活塞移動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。最后， 在排氣沖程期間，排氣門M打開以將燃燒的空氣-燃料混合物釋放到排氣歧管48，且活塞返回至TDC。應當注意的是，以上僅被示作示例，且進氣門和排氣門的開啟正時和/或關閉正時可以變化，以便提供正的或負的氣門重疊、進氣門延遲關閉或各種其他示例?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，其示出了用于操作示例性發(fā)動機(如上面參考圖1描述的發(fā)動機 10)的更高級的程序200。程序200是用于在示例發(fā)動機中操作點火輸出、稀釋度、增壓和重整物數(shù)量(例如被引入汽缸的充氣中的重整物數(shù)量、重整物濃度)的方法的一個示例。在本示例中，發(fā)動機包括氣體燃料，即富氫重整物。程序200開始于步驟210處，測量或推測當前發(fā)動機條件和點火輸出。發(fā)動機條件包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機負載、一個或更多個汽缸內(nèi)部的壓力、FPW(針對液體和氣體燃料)、各種充氣運動特性(如充氣速度、渦流和翻滾)、充氣稀釋度(例如，由于稀燃、WC和 EGR)和示例性儲存箱中重整物的體積(例如，重整物數(shù)量)。充氣運動可基于聯(lián)接在發(fā)動機進氣口的充氣運動控制閥的位置。進而，點火輸出控制示例性火花塞中的火花能量。點火輸出的特征可以在于包括火花塞終端之間的擊穿電壓、流過電聯(lián)接至火花塞的次級線圈的峰值電流和火花塞中的火花持續(xù)時間的參數(shù)。在可替換的示例中，可以確定多個隨后快速火花放電的每一個的火花持續(xù)時間，并且可通過確定在一個給定四沖程循環(huán)期間穿過火花塞的火花的數(shù)量的參數(shù)來增加火花持續(xù)時間。在步驟210之后，程序包括在步驟212處確定是否應該響應于發(fā)動機條件來調(diào)節(jié)點火輸出。在一個示例中，步驟212包括確定該示例性發(fā)動機的儲存箱中重整物數(shù)量是否高于轉(zhuǎn)換閾值。如果該數(shù)量低于轉(zhuǎn)換閾值，則該程序繼續(xù)到步驟214處以響應于發(fā)動機條件來調(diào)節(jié)點火輸出；否則程序200繼續(xù)到步驟216處以響應于點火輸出來調(diào)節(jié)增壓、稀釋度和重整物濃度中的至少一個。在本示例中，一個優(yōu)點在于一定量的重整物可以用于通過增加充氣中燃料(即重整物)的總量和/或增加充氣中燃料的百分比來控制燃燒室中的充氣可燃性。以此方式，除了或代替基于充氣可燃性調(diào)節(jié)點火輸出(例如，增加火花持續(xù)時間)， 重整物濃度還改變充氣可燃性。此外，程序200可包括滯后現(xiàn)象(hysteresis)。例如，在步驟210處包括的測量或推測當前發(fā)動機條件和點火輸出期間，該程序可包括測量該發(fā)動機是響應于發(fā)動機條件調(diào)節(jié)點火輸出或最近已經(jīng)調(diào)節(jié)了點火輸出(例如，步驟214處包括的第一模式)，或響應于點火輸出調(diào)節(jié)增壓、稀釋度和重整物濃度中的至少一個(例如，步驟216處包括的第二模式)。 取決于發(fā)動機是在第一模式還是第二模式中運行，步驟212處包括的閥的轉(zhuǎn)換閾值可增加或減少。這種可變轉(zhuǎn)換閾值的一個優(yōu)點在于在增加重整物使用之前可確保重整物產(chǎn)量的增加，或相反地，在于重整物被有效地用來限制調(diào)節(jié)點火輸出的調(diào)節(jié)/調(diào)制。在另外的示例中，步驟212可包括確定發(fā)動機是否處于績效模式(performance mode)?？冃Ｊ娇砂ㄔ谛枨笈ぞ亻撝狄陨系男枨笈ぞ鼗蚶缤ㄟ^用戶切換用戶輸入或開關來激活的績效標記。在一個這種示例中，如果發(fā)動機處于績效模式中，則程序200繼續(xù)到步驟214處，否則，程序繼續(xù)到步驟216處。在進一步的示例中，步驟212包括額外確定是否響應于發(fā)動機條件來調(diào)節(jié)點火輸出，例如在給定的當前點火輸出和發(fā)動機條件下，當前充氣是否可燃，或發(fā)動機系統(tǒng)是否處于受限的發(fā)動機輸出操作模式。現(xiàn)在回到程序200，如果在步驟212處響應于發(fā)動機條件來調(diào)節(jié)點火輸出，則程序 200可繼續(xù)到步驟214處。步驟214包括第一發(fā)動機操作模式，響應于發(fā)動機條件來調(diào)節(jié)點火輸出。步驟214還可包括響應于低于第一重整物閾值的重整物數(shù)量調(diào)節(jié)(例如，增加) 火花持續(xù)時間。第一重整物閾值可與轉(zhuǎn)換閾值相同或不同。下面參考圖3中圖示說明的程序300來描述第一操作模式的一個示例。在步驟214之后，程序200可終止。在步驟212處，如果沒有響應于發(fā)動機條件調(diào)節(jié)點火輸出，則程序200可繼續(xù)到步驟216處。步驟216包括第二發(fā)動機操作模式，響應于點火輸出來調(diào)整增壓、稀釋度和重整物濃度中的至少一個。在一個示例中，步驟216包括響應于小于持續(xù)時間閾值的火花持續(xù)時間，增加發(fā)動機汽缸中的重整物濃度。在進一步的示例中，步驟216包括響應于小于第二重整物閾值(下面更詳細地描述)的重整物數(shù)量，減小重整物濃度。此外，下面參考圖4所述的程序400是第二操作模式的一個示例。在步驟216之后，程序200可終止?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3，其示出了示例性程序300。程序300是用于基于示例性發(fā)動機中的發(fā)動機條件調(diào)節(jié)點火輸出的方法的一個示例。如上參考圖1所述的，該示例性發(fā)動機包括燃料重整器系統(tǒng)，燃料重整器系統(tǒng)包括催化劑、用于儲存氣體燃料的油箱等。調(diào)節(jié)點火輸出包括增大或減小擊穿電壓、峰值次級電流、火花持續(xù)時間、火花數(shù)量和/或其組合。程序300可以是并入更高級的程序(例如，在上述程序200的步驟214)中的子程序或可獨立運行。 此外，程序300可多次重復運行，以用于響應于發(fā)動機條件連續(xù)控制點火輸出。在本示例中，程序300開始于步驟310處，確定發(fā)動機汽缸中的壓力水平是否大于壓力閾值。在一些示例中，程序300開始于測量或推測當前發(fā)動機條件，例如上述程序200 中包括的步驟210。然而，如本示例所示，如果程序300是更高級的程序(例如程序200)的子程序，則可省略測量或推測當前發(fā)動機條件。如上面參考圖1所述的，傳感器讀數(shù)和測量值包括UEG0、氣門升程、氣門正時、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、MAP、FPW(針對液體和氣體燃料)和進入進氣口的空氣質(zhì)量。此外，傳感器讀數(shù)和測量值可與如發(fā)動機燃燒室的尺寸的靜態(tài)物理常量、 氣體和液體化學制品的分壓的物理常量等結(jié)合以計算如汽缸壓力?；氐匠绦?00，在步驟310處，汽缸壓力與壓力閾值相比較。壓力閾值可以是定值閾值，或可以是依據(jù)測量的發(fā)動機條件可變的。例如，閾值可以是發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負載、稀釋度和/或重整物濃度的函數(shù)。該閾值可儲存在查找表中或其他本領域技術(shù)人員所熟知的標準方法中。如果汽缸壓力大于壓力閾值，則程序300繼續(xù)到步驟312處。以此方式，程序300 包括響應于高于汽缸壓力閾值的汽缸壓力增加火花塞中擊穿電壓和峰值次級電流中的至少一個的一個示例。在本示例中，程序312包括用第一擊穿電壓和第一峰值電流點火。另外的示例包括分離或獨立控制擊穿電壓和峰值電流，例如基于工況只用第一擊穿電壓或第一峰值電流之一來點火。例如，在高發(fā)動機負載期間或響應于高發(fā)動機負載和/或當點火被延遲時，可使用增大的電壓；然而，在一些示例中，減小的電流可能足夠。類似地，在高發(fā)動機轉(zhuǎn)速期間或響應于高發(fā)動機轉(zhuǎn)速和/或當充氣運動較高時，可使用增加的峰值次級電流；然而，在一些示例中，減少的擊穿電壓可能足夠。在本示例中，第二電壓小于第一電壓并且第二電流小于第一電流。此外，步驟312 可包括設置一個或更多個標記以在下個點火事件期間用第一擊穿電壓和/或第一峰值電流點火。在一些示例中，在步驟312之后，程序300終止。在程序300的另外的示例中，步驟312包括將擊穿電壓和峰值電流中的至少一個增加離散的電壓間隔或離散的電流間隔。程序300更進一步的示例包括適當?shù)卦黾与妷汉碗娏髦械囊粋€或兩個。例如，該增加可與汽缸壓力和/或充氣運動成比例。在步驟312之后，程序300繼續(xù)到步驟318處，步驟318在下面更詳細地描述。如果在步驟310處汽缸壓力不大于壓力閾值，則程序300繼續(xù)到步驟314處。此外，在程序300的進一步示例中，步驟314可與步驟310并列運行或在步驟310之前進行。 步驟314包括確定充氣運動是否大于充氣運動閾值。充氣運動包括氣體從示例性進氣歧管移動到示例性燃燒室的運動以及這些氣體在燃燒室內(nèi)的渦旋運動(例如，翻滾和渦流)。例如，可基于氣門升程、氣門開啟正時和持續(xù)時間、氣門重疊、MAP、充氣運動控制閥位置或其他來推測充氣運動。如果充氣運動大于充氣運動閾值，則該程序可繼續(xù)到上述步驟312處。 以此方式，程序300包括響應于高于充氣運動閾值的充氣運動而增大火花塞中擊穿電壓和峰值次級電流中的至少一個的一個示例。如果充氣運動小于充氣運動閾值，則程序可繼續(xù)到步驟316處。步驟316包括用該第二電壓值和第二電流值點火。此外，步驟316可包括設置一個或更多個標記以在下個點火事件期間用第二擊穿電壓和/或第二峰值電流來點火。在一些示例中，在步驟316之后，程序300終止。在程序300的另外的示例中，步驟316包括將擊穿電壓和峰值電流中的至少一個減小離散的電壓間隔或離散的電流間隔。程序300的更進一步示例包括適當?shù)販p小電壓和電流中的一個或兩個。例如，該減少可與汽缸壓力和/或充氣運動成比例。在步驟316之后，程序300繼續(xù)到步驟318處，步驟318在下面更詳細地描述。繼續(xù)程序300，在步驟316或步驟312之后，程序繼續(xù)到步驟318處，步驟318包括確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負載是否小于轉(zhuǎn)速-負載閾值。在一些示例中，可根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、一個或更多個汽缸中的汽缸壓力、扭矩和需求扭矩來推測轉(zhuǎn)速-負載。該轉(zhuǎn)速-負載閾值可以是靜態(tài)或動態(tài)的，類似于上述的步驟310處包括的壓力閾值和步驟314處的充氣運動閾值。如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負載低于轉(zhuǎn)速-負載閾值，則程序300繼續(xù)到步驟3M處。步驟3M包括用第一火花持續(xù)時間點火。在另外的示例中，步驟3M可包括設置一個或更多個標記，該標記指示在下個點火事件期間應該使用第一火花持續(xù)時間。如上參考步驟312討論的，程序300的另外的示例包括在步驟3M處將火花持續(xù)時間增加離散的時間間隔。程序300的更進一步的示例包括與發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負載、充氣稀釋度和重整物濃度成比例地增加火花持續(xù)時間。在步驟3 之后，程序300可終止。程序300包括響應于高于轉(zhuǎn)速-負載閾值的發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負載而增加火花持續(xù)時間(例如，在步驟318處和步驟3 處)的一個示例。如果在步驟318處發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負載不低于轉(zhuǎn)速-負載閾值，則該程序300繼續(xù)到步驟320處。步驟320包括確定充氣稀釋度是否高于第一稀釋度閾值。例如，充氣稀釋度可包括進氣充氣(關于新鮮空氣)中EGR 的百分比。第一稀釋度閾值可以是靜態(tài)的或動態(tài)的，類似于上述的步驟310處包括的壓力閾值和步驟314處的充氣運動閾值。在本示例中，如果充氣稀釋度高于第一稀釋度閾值，則程序300繼續(xù)到上述步驟 3M處。以此方式，程序300包括響應于高于稀釋度閾值的充氣稀釋度而增加火花持續(xù)時間的一個示例。如果充氣稀釋度不高于第一稀釋度閾值，則程序300繼續(xù)到步驟322處，步驟322 包括確定重整物數(shù)量是否低于第一重整物閾值。重整物可儲存在示例性儲存箱中。確定重整物數(shù)量可根據(jù)油箱壓力或流出油箱的流速來推測。如果重整物數(shù)量小于第一重整物閾值，則程序300繼續(xù)到步驟3M處。以此方式， 程序300包括響應于低于重整物閾值的重整物數(shù)量而增加火花持續(xù)時間的一個示例。如果重整物數(shù)量不小于第一重整物閾值，則程序300繼續(xù)到步驟3 處，用小于該第一火花持續(xù)時間的第二火花持續(xù)時間點火。在程序300另外的示例中，步驟3 可包括設置一個或更多個標記以在下個點火事件期間用該第二火花持續(xù)時間點火。此外，步驟326 可包括將火花持續(xù)時間減少離散的時間間隔。程序300的更進一步的示例包括在步驟326 處成比例地減少火花持續(xù)時間。該減少可與轉(zhuǎn)速-負載、充氣稀釋度和重整物數(shù)量成比例。更進一步，這是響應于低于重整物閾值的重整物數(shù)量而減少火花持續(xù)時間的一個示例。此外，步驟3 可包括增加重整物濃度。這是程序300包括如何響應于高于重整物閾值的重整物數(shù)量而增加重整物濃度的一個示例。在步驟3 之后，該程序可終止。在步驟322處，確定重整物是否低于第一重整物閾值，并且之后用第一或第二火花持續(xù)時間中的任一個點火是調(diào)節(jié)點火系統(tǒng)中包括的示例性火花塞的火花持續(xù)時間的一個示例，該調(diào)節(jié)基于重整物儲存箱中的重整物數(shù)量。進一步的程序和方法包括另外的示例。程序300是用于基于發(fā)動機條件調(diào)節(jié)點火輸出的程序的一個示例。因為點火輸出被調(diào)制(如，火花持續(xù)時間被增加或被減少等)，所以重整物用量可能減少。此外，通過依照程序300調(diào)制點火輸出可維持稀燃、EGR等等的積極使用?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，其示出了示例性程序400。程序400是用于基于示例性發(fā)動機中的條件(例如，點火輸出)調(diào)節(jié)增壓、稀釋度和重整物濃度中至少一個的方法的一個示例。如上面參考圖1所述，本示例性發(fā)動機包括點火系統(tǒng)、燃料重整器系統(tǒng)，燃料重整器系統(tǒng)包括催化劑、用于儲存氣體燃料的油箱等。更特別地，程序400包括基于發(fā)動機條件和示例性發(fā)動機汽缸的一個示例性燃燒室的條件的確定，示例性火花塞聯(lián)接到該汽缸。程序400可以是并入更高級的程序的子程序(例如，上述程序200的步驟216)或可獨立地運行。此外， 程序400可以重復地運行以基于點火輸出連續(xù)控制增壓、稀釋度和重整物濃度中的至少一個。在本示例中，程序400開始于步驟410處，確定汽缸中示例性充氣是否能夠點火。 在一些示例中，程序400以測量或推測當前發(fā)動機條件開始，例如上述程序200中包括的步驟210。然而，如果程序400是更高級的程序(如程序200)的子程序，則如本示例所示，可省略測量或推測當前發(fā)動機條件。如上面參考圖1所述的，傳感器讀數(shù)和測量值包括UEG0、 氣門升程、氣門正時、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、MAP、FPW(針對液體和氣體燃料)和進入進氣口的空氣質(zhì)量。此外，例如，傳感器讀數(shù)和測量值可與如發(fā)動機燃燒室尺寸的靜態(tài)物理常量、氣體和液體化學制品的分壓的物理常量等結(jié)合來計算例如汽缸壓力?；氐讲襟E410處，例如，確定是否能夠點火可以從擊穿電壓、峰值次級電流、火花持續(xù)時間、FPW(針對液體和氣體燃料)、氣門升程、氣門開啟持續(xù)時間、氣門重疊、MAP、空氣質(zhì)量和UEGO來推測。在一個示例中，該程序可確定由于點火能量不足引起的發(fā)動機失火的可能性是否高于當前工況的閾值。如果能夠點火，則該程序400可終止。如果不能點火，則程序400繼續(xù)到步驟412處。在步驟412處，程序400包括確定重整物數(shù)量是否高于第二重整物閾值。該第二重整物閾值可與示例性第一重整物閾值(上面參考程序300所述)和示例性轉(zhuǎn)換閾值(上面參考程序200所述)不同；例如該第二閾值可小于示例性第一重整物閾值和示例性轉(zhuǎn)換閾值。如果該重整物數(shù)量不大于該第二閾值，則程序400繼續(xù)到步驟418處。在程序400進一步的示例中，在程序400從步驟412繼續(xù)到步驟418之前，重整物濃度減小。以此方式，程序400可包括響應于小于第二重整物閾值的重整物數(shù)量而減少重整物濃度。在本示例中，如果重整物數(shù)量大于第二重整物閾值，則程序400繼續(xù)到步驟414處以確定示例性燃燒室中的火花持續(xù)時間是否小于持續(xù)時間閾值。如果火花持續(xù)時間小于持續(xù)時間閾值，則程序400繼續(xù)到步驟416處以增大重整物濃度。在程序400的進一步的示例中，步驟414包括確定擊穿電壓是否低于擊穿閾值和峰值次級電流是否低于電流閾值中的至少一個。在步驟416處增大重整物濃度包括使用大于第二重整物濃度的第一重整物濃度。 在另外的示例中，步驟416可包括設置一個或更多個標記，所述一個或更多個標記指示在下個點火事件(例如，在給定汽缸中緊跟著的點火事件)期間使用第一重整物濃度。程序 400的另外的示例包括在步驟416處將重整物濃度增加離散量。程序400更進一步的示例包括與發(fā)動機擊穿電壓、峰值次級電流和/或火花持續(xù)時間成比例地增大重整物濃度。在步驟416之后，該程序可終止。在程序400的進一步的示例中，在步驟416之后該程序可繼續(xù)到步驟418處。確定火花持續(xù)時間是否小于持續(xù)時間閾值(例如在步驟414處)并基于響應增大重整物濃度是調(diào)節(jié)示例性發(fā)動機汽缸中的重整物濃度的一個示例，該調(diào)節(jié)基于示例性火花塞的火花持續(xù)時間。繼續(xù)程序400，在步驟418處，該程序包括確定充氣稀釋度是否大于第二稀釋度閾值。該第二稀釋度閾值可與示例性第一稀釋度閾值(上面參考程序300所述)不同；例如該第二稀釋度閾值可小于該示例性的第一稀釋度閾值。該第二稀釋度閾值可以是靜態(tài)或動態(tài)的。如果充氣稀釋量不大于第二閾值，則程序400繼續(xù)到步驟4M處。在程序400的進一步的示例中，在程序400從步驟418繼續(xù)到步驟4M之前，充氣稀釋度被增大。以此方式， 程序400可包括響應于不大于第二稀釋度閾值的充氣稀釋度而增加充氣稀釋度。在本示例中，如果充氣稀釋度大于第二稀釋度閾值，則程序400繼續(xù)到步驟420處以確定擊穿電壓是否小于電壓閾值。如果擊穿電壓小于電壓閾值，則程序400繼續(xù)到步驟 422處以減小稀釋度。在程序400的進一步的示例中，步驟420包括確定火花持續(xù)時間是否低于持續(xù)時間閾值和峰值次級電流是否低于電流閾值中的至少一個。在步驟422處減少稀釋度包括使用小于第一稀釋度的第二稀釋度。在另外的示例中，步驟422可包括設置一個或更多個標記，所述一個或更多個標記指示在下個點火事件期間應使用第二稀釋度。程序400的另外的示例包括在步驟422處將稀釋度減少離散量。 程序400的更進一步的示例包括與發(fā)動機擊穿電壓、峰值次級電流和/或火花持續(xù)時間成比例地減少稀釋度。在步驟422之后，該程序可終止。在程序400的進一步的示例中，在步驟422之后，程序繼續(xù)到步驟4M處。確定充氣稀釋度是否小于稀釋度閾值(例如在步驟418處)并基于響應減少稀釋度(例如在步驟422處)是響應于低于火花持續(xù)時間閾值的火花持續(xù)時間、低于電壓閾值的火花電壓和低于電流閾值的峰值電流中的至少一個而減少稀釋度的一個示例。如果在步驟420處擊穿電壓不小于電壓閾值，則程序400繼續(xù)到步驟4M處。步驟4M包括確定增壓量是否大于增壓閾值。該增壓閾值可以是靜態(tài)或動態(tài)的。如果增壓不大于增壓閾值，則程序400可終止。在程序400的進一步的示例中，在步驟4 之后并在程序400終止之前，增壓量被增加。以此方式，程序400可包括響應于不大于增壓閾值的增壓而增加增壓。在本示例中，如果增壓大于增壓閾值，則程序400繼續(xù)到步驟4 處以確定峰值電流是否小于電流閾值。如果峰值電流小于電流閾值，則程序400繼續(xù)到步驟4 處以減小增壓。在程序400的進一步的示例中，步驟似6包括確定火花持續(xù)時間是否低于持續(xù)時間閾值和擊穿電壓是否低于電壓閾值中的至少一個。如果峰值電流不小于電流閾值，則程序 400可終止。在步驟4 處減小增壓包括使用小于第一增壓量的第二增壓量。在另外的示例中，步驟4 可包括設置一個或更多個標記，所述一個或更多個標記指示在下個點火事件期間應使用該第二增壓量。程序400的另外的示例包括在步驟4 處將增壓減少離散量。 程序400更進一步的示例包括與發(fā)動機擊穿電壓、峰值次級電流和/或火花持續(xù)時間成比例地減小增壓。在步驟4 之后，該程序可終止。確定增壓是否小于增壓閾值(例如在步驟4M處)并基于響應減小稀釋度(例如在步驟4 處)是響應于低于火花持續(xù)時間閾值的火花持續(xù)時間、低于電壓閾值的擊穿電壓和低于電流閾值的峰值次級電流中的至少一個而減小增壓的一個示例。程序400的本示例只是用于基于點火輸出調(diào)節(jié)增壓、稀釋度和重整物濃度中的至少一個的程序的一個示例。在本示例中，響應于火花持續(xù)時間來調(diào)節(jié)火花持續(xù)時間發(fā)生在響應于充氣稀釋度而調(diào)節(jié)擊穿電壓和/或峰值電流之前。進而，響應于充氣稀釋度而調(diào)節(jié)擊穿電壓和/或峰值電流發(fā)生在響應于增壓而調(diào)節(jié)峰值電流和/或擊穿電壓之前。在進一步的示例中，這三個進程中的每一個可并行進行，或可以被不同地編序。以此方式，因為在一些運行條件下點火輸出被減小，因此可減輕寄生效率損失和火花塞腐蝕。此外，可減小點火輸出范圍，降低點火系統(tǒng)成本，同時仍基于較寬范圍的發(fā)動機條件運行，例如在積極使用稀燃、EGR、可變氣門控制和增壓并避免失火、火花塞電極過度腐蝕等期間。將被理解的是，本文公開的示例性控制和評估程序可用于各種系統(tǒng)構(gòu)造。這些程序可表示一個或更多個不同的處理策略，例如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務、多線程以及類似物。因此，公開的過程步驟(操作、功能和/或動作)可表示被編入電控系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)中的代碼。將被理解的是，本文描述和/或圖示說明的過程步驟中的一些在一些實施例中可被省略而不脫離本公開的范圍。同樣地，可以不總是要求指示的過程步驟的順序以實現(xiàn)期望的結(jié)果，而是所述順序被提供以便于圖示說明和描述的順序。取決于所使用的具體策略，可重復執(zhí)行圖示說明的動作、功能或操作中的一個或更多個。最后，將被理解的是，本文描述的事物、系統(tǒng)和方法實質(zhì)上是示范性的，并且這些特定的實施例或示例不被認為有限制的意思，因為許多變化是預期的。因此，本公開包括本文公開的各種系統(tǒng)和方法及其任意和所有等價物的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)動機和燃料重整器的方法，所述方法包括調(diào)節(jié)點火系統(tǒng)中包括的火花塞的火花持續(xù)時間，所述火花塞聯(lián)接至所述發(fā)動機的汽缸，所述調(diào)節(jié)基于儲存箱中的重整物數(shù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述儲存箱聯(lián)接至所述燃料重整器，所述方法進一步包括響應于低于重整物閾值的所述重整物數(shù)量而增加火花持續(xù)時間，和響應于高于所述重整物閾值的所述重整物數(shù)量而減少火花持續(xù)時間，所述方法進一步包括響應于低于所述重整物閾值的所述重整物數(shù)量而減少所述汽缸中的重整物濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括響應于高于充氣運動閾值的充氣運動而增加所述火花塞中擊穿電壓和峰值次級電流中的至少一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括響應于高于汽缸壓力閾值的汽缸壓力而增加所述火花塞中擊穿電壓和峰值次級電流中的至少一個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括響應于低于轉(zhuǎn)速-負載閾值的發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負載而增加火花持續(xù)時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括響應于高于稀釋度閾值的充氣稀釋度而增加火花持續(xù)時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述重整物數(shù)量由車載重整器產(chǎn)生。
8.一種用于發(fā)動機的方法，所述方法包括調(diào)節(jié)所述發(fā)動機汽缸中的重整物數(shù)量，所述發(fā)動機聯(lián)接至燃料重整器系統(tǒng)，所述調(diào)節(jié)基于所述發(fā)動機的點火系統(tǒng)中包括的火花塞的火花持續(xù)時間，所述火花塞聯(lián)接到所述汽缸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其進一步包括響應于低于持續(xù)時間閾值的火花持續(xù)時間增加重整物濃度，并進一步包括響應于低于擊穿閾值的擊穿電壓和低于電流閾值的峰值次級電流中的至少一個而增加重整物濃度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其進一步包括響應于低于火花持續(xù)時間閾值的火花持續(xù)時間、低于電壓閾值的火花電壓和低于電流閾值的峰值電流中的至少一個而減少稀釋度。
全文摘要
用于重整物發(fā)動機的點火控制。在火花點火發(fā)動機運行期間，點火系統(tǒng)產(chǎn)生用于在發(fā)動機汽缸中燃燒充氣(如，空氣和燃料的混合物)的輸出(例如擊穿電壓、峰值次級線圈電流和火花持續(xù)時間)。點火輸出在包括高可燃性的第二燃料的發(fā)動機中是重要的，例如在具有燃料重整器系統(tǒng)的發(fā)動機中。本發(fā)明包括用于調(diào)節(jié)點火輸出的示例性方法、設備和系統(tǒng)。
文檔編號F02D43/00GK102213155SQ20111009252
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者M·D·切卡拉, T·G·利昂 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司