具有增压和点火控制的直喷式酒精发动机
2020-01-08

具有增压和点火控制的直喷式酒精发动机

可以在直喷式发动机中通过燃料中的酒精含量调节发动机的增压发动机操作和点火正时。此外,可以在许多相关的系统中执行各种调节来得到增加的最大发动机扭矩,这样的调节如牵引控制、变速器换档等。最后,可以对具有一个或多个所公开的特征的汽车进行营销和/或广告来促进汽车销售。

排气传感器76如图所示连接到催化转化器70上游的排气歧管48(其中传感器76可以对应于各种不同的传感器)。例如,传感器76可以是用于提供排气空燃比的指示的多种已知传感器中的任何一种,如线性氧传感器、UEG0、双态氧传感器、EGO、HEG0,或HC或CO传感器。在此具体示例中,传感器76是向控制器12提供信号EGO的双态氧传感器,控制器12将信号EGO转换为双态信号EGOS。信号EGOS的高电压状态指示排气处于浓化学计量,而信号EGOS的低电压状态指示排气处于稀化学计量。信号EGOS可在反馈空燃比控制期间有利地使用以在化学计量的均勻运作模式期间将平均空燃比保持在化学计量。

输入702可以包括MAF704、驾驶者需求传感器706(如,踏板位置检测器、档位检测器等)、曲轴角传感器708,及酒精含量(如通过传感器712得到或基于其他传感器估计),以及其他参数。

已识别出用于缓解能源价格上涨及环境问题的各种燃料。例如,酒精被视为是有吸引力的替代能源,特别是作为用于汽车应用的燃料。各种发动机系统可以与酒精燃料一同使用,以充分利用各种发动机技术,如涡轮增压器、机械增压器等。此外,可以使用各种方法来控制具有此类装置的酒精燃料发动机,包括根据发动机燃料中的酒精含量及各种工况调节增压或点火正时。

然后,在516,例程基于工况及燃料中的酒精量确定一个喷射正时(或在每循环多次喷射的情况下确定多个正时)。例如,随着燃料中的酒精增加,可以提前一次或多次喷射的喷射正时,以便利用酒精较高的潜在蒸发焓,以允许更多的时间用于蒸发。在一个示例中,喷射正时可以作为酒精含量以及酒精类型(如,乙醇还是甲醇)的函数提前。例如,与乙醇相比,甲醇的喷射正时可以提前更多,因为其潜在蒸发焓相对更高。同时,可以基于喷射次数调节喷射正时。在另一个示例中,可以作为酒精含量的函数将喷射正时提前至其中存在进气推回(pustiback)的时间段。以此方式,可以使酒精燃料经过进气门(一进一出共两次)来辅助其蒸发。通过以此方式冷却进气系统,可以增加进入燃烧室的进气密度,从而改进发动机的峰值扭矩输出。因此,可以基于发动机扭矩和酒精含量来调节喷射正时,以改进发动机输出。

然后,在513,例程在给定燃料中的酒精含量情况下确定是否基于所需发动机输出扭矩及发动机转速调节燃料喷射压力,如果是则进行调节。因为酒精是部分氧化的(例如,乙醇是CH5OH),所以在燃烧期间受到氧化时与非氧化的碳氢化合物,如汽油相比释放出更少的能量(具有更低的热值)。所喷射的燃料的质量作为酒精含量的函数增加,以提供与汽油相同的燃烧能量,这要求燃料系统具有更大的动态范围。可以调节脉冲宽度来提供所需的燃料量。然而,为了处理广泛多样的燃料,包括具有高酒精含量的燃料,仅通过增加脉冲宽度来提供更大的燃料量可能不足以满足在低燃料需求工况下保持可接受的脉间重复性这一附加限制。通过改变燃料供给压力,可以解决燃料的酒精含量变化时的直喷动态范围问题,即在较高转速和/或较高扭矩工况下以较高的压力供给,而在较低转速和/或较低扭矩工况下以较低的压力供给。

继续图5A,在512,例程读取可用于调节燃料喷射正时和/或燃料喷射量的其他工况,诸如发动机冷却剂温度、来自爆震传感器的反馈、汽缸空气量、歧管压力、进气温度、歧管温度、所需空燃比、点火正时、大气压力,和/或各种其他参数。

无分电器点火系统88响应于来自控制器12的点火提前信号SA经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。

在1040,可以将比较报告发送给感兴趣的消费者。该报告可以包括如价格、燃料经济性、变化的酒精含量的最大扭矩,和/或排放比较这样的信息。感兴趣的消费者从而可以进一步获取有关灵活燃料汽车的信息。此外,销售商可以得到来自感兴趣的消费者的联系信息,以用于将来的活动。

已识别出用于缓解能源价格上涨及环境问题的各种燃料。例如,酒精被视为是有吸引力的替代能源,特别是作为用于汽车应用的燃料。各种发动机系统可以与酒精燃料一同使用,以充分利用各种发动机技术,如涡轮增压器、机械增压器等。此外,可以使用各种方法来控制具有此类装置的酒精燃料发动机,包括根据发动机燃料中的酒精含量及各种工况调节增压或点火正时。

-调节变速器换档点或其他变速器操作(如变矩器锁定,和/或离合器压力水平和/或廓线)以提供适当的档位选择、变速器性能,及发动机扭矩输出(例如,变速器换档可以发生在不同的踏板位置,以适应随燃料中的酒精量增加而增加的扭矩输出)。

注意,本文中包括的控制例程可用于各种发动机配置,如上述的那些。本文中所述的具体例程可以表示任何数量的处理策略中的一种或多种,如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。因此,所示的各步骤或功能可以按所述顺序执行、并行执行,或在某些情况下省略。类似地,处理的顺序不是实现在此所述的本发明的示例实施例的特征和优点所必须的,而是为了便于演示和说明提供的。取决于所使用的具体策略,所示步骤或功能中的一个或多个可以重复执行。此外,所述的步骤可以用图形表示要编程到控制器12中的计算机可读存储介质中的代码。

继续图7,例程还可以通过所需扭矩确定各种控制设置,如在718确定点火正时(用于在730控制火花塞),在716确定所需增压(用于在7¾控制涡轮增压器调节)及在727确定所需节气门位置。此外,例程还识别燃料混合物的化学计量空燃比,然后在720将其用作反馈控制使用的所需空燃比。例如,在722通过所需空燃比以及来自排气氧传感器的反馈确定所需燃料质量,然后将该燃料质量用于调节喷射器724的燃料脉冲宽度。