CN102213146B - 用于使具有可变进气密度的发动机运转的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供使具有燃料重整器的发动机运转的方法。在一个实施例中，将第一燃料重整为包含H2、CO和CH4的气态燃料。通过响应于可用量的气态燃料、发动机转速和发动机负荷喷射气态燃料和第二燃料至发动机的汽缸来使发动机运转。此外，响应于可用量的气态燃料来调节发动机致动器从而改变汽缸进气。

Description

用于使具有可变进气密度的发动机运转的方法
技术领域
本发明涉及改进发动机的运转的方法。该方法对于提高发动机性能尤其有用。
背景技术
相较于只使用一种燃料，使用多于一种燃料使发动机运转允许发动机以可改进发动机运转的方式运转。例如，使用经重整的燃料运转的发动机能够比只使用汽油运转的发动机承受更高水平的汽缸稀释。另一方面，当重整物(reformate)不可用或其供应量低时，可能期望只使用汽油来使发动机运转。因此，可能期望根据可使用的燃料量来调节发动机的运转。美国专利申请第2008/0221778号描述了一种系统，其中当第二燃料箱中储存的燃料量小于预定值时，发动机转速和负荷被不同地设置。
虽然响应于燃料箱中的燃料量来调节发动机转速和负荷是有意义的，但仅仅限制发动机转速和负荷不能以用剩余燃料改进发动机运转的方式使剩余燃料发挥杠杆作用。此外，虽然可能期望限制发动机转速和负荷，但是如果发动机以高稀释水平运转，则这种限制可提供少许益处。
发明内容
本发明人已经认识到上述缺点并已经研发出用于改进发动机运转的方法。本发明的一个实施例包括用于使发动机运转的方法，其包含：将第一燃料重整为气态燃料；通过响应于可用量的所述气态燃料、发动机转速和发动机负荷喷射所述气态燃料和第二燃料至所述发动机的汽缸来使所述发动机运转；并且响应于所述可用量的所述气态燃料来调节发动机致动器从而改变汽缸进气，响应于由所述气态燃料提供给汽缸空气燃料混合物的辛烷值增加而进一步调节所述发动机致动器。
通过响应于可用量的气态燃料来调节汽缸进气量，可能在较长的时间段提供增加的发动机输出。例如，可以期望的是当储存在储存箱中的气态燃料量小于预定量时减少喷射到发动机汽缸的气态燃料量并在特定发动机工况下将汽缸进气量从第一量减少至第二量从而保存气态燃料。降低喷射的气态燃料量可允许发动机以一负荷运转，该负荷高于当发动机在没有气态燃料的情况下运转时的负荷。此外，可在较低负荷下运转发动机一时间段，该时间段长于如果允许发动机以较高负荷继续运转时的时间段。
本发明可提供几种优点。具体地，该方案通过在较高发动机负荷下更好地利用气态燃料可减少发动机排放并提高燃料经济性。此外，该方法可延长可能在较高负荷和减少的排放下运转发动机的时间量。
根据另一方面，提供用于使发动机运转的方法。该方法包含将第一燃料重整为气态燃料；通过响应于可用量的所述气态燃料、发动机转速和发动机负荷来喷射所述气态燃料和第二燃料至所述发动机的汽缸来运转所述发动机；在第一状况下响应于所述可用量的气态燃料调节第一发动机致动器从而改变汽缸进气稀释；以及在第二状况下响应于所述可用量的气态燃料调节第二发动机致动器从而改变汽缸进气。
在一个实施例中，所述第二致动器是涡轮增压器废气门、EGR阀、压缩器旁通阀、涡轮增压器叶片致动器、凸轮移相器或气门升程致动器中的一个。
在另一实施例中，该方法进一步包含延迟发动机火花从而增加所述气态燃料的量。
当单独或联系附图阅读下面的具体实施方式时，本发明的上述优点和其他优点以及特征将变得显而易见。
应当理解，提供上述发明内容是为了以简化形式介绍具体实施方式中进一步描述的原理选择。并不意味着指出要求保护的主题的关键或本质特征，要求保护的主题的范围只由所附权利要求唯一地限定。而且，要求保护的主题不限于解决上面或本公开任何部分提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
通过单独或参照附图阅读在此被称为具体实施方式的实施例示例，将会更充分地理解本文描述的优点，在附图中：
图1是发动机的示意图；
图2是发动机稀释程序的流程图；
图3是发动机爆震控制程序的流程图；
图4是模拟的发动机运转图的示例图；
图5是和通过图2和图3的方法使发动机运转有关的信号的模拟示例图；
图6是使用重整物的瞬时发动机控制的流程图；
图7是和通过图6的方法使用重整物使发动机运转有关的信号的模拟示例图；
图8是使用重整物的发动机空气燃料控制流程图；
图9是和通过图8的方法使用重整物使发动机运转有关的空气燃料相关信号的示例图；
图10是区分重整物优先次序的流程图；以及
图11是与当通过图10的方法对重整物的使用区分优先次序时有关的模拟信号的示例图。
具体实施方式
本发明涉及使具有燃料重整器的发动机运转。在一个实施例中，如图1所示发动机可被配置为具有可变气门正时和火花点火。燃料重整器可允许发动机以较高进气稀释(例如，较稀或具有额外的EGR)和较高密度的汽缸混合物运转。图2和图3示出可用于利用由燃料重整器生成的重整物的示例稀释的程序和爆震控制程序。图4和图5示出与用重整物运转发动机时有关的示例发动机运转区域和信号。图6-9示出与用重整物运转发动机时有关的示例程序和发动机空气燃料信号。图10-11示出对用于改进发动机运转的重整物使用区分优先次序和保存重整物时有关的示例程序和发动机信号。
参照图1，内燃发动机10包括多个汽缸，其中一个汽缸在图1中示出，该内燃发动机10被电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36位于汽缸壁32中并连接至曲轴40。所示燃烧室30经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门都可由进气凸轮51和排气凸轮53操作。可替换地，进气门和排气门中的一个或更多个可由机电控制的气门线圈和电枢总成操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。
进气歧管44还被示出为连接至连接有燃料喷射器66的发动机汽缸，燃料喷射器66用于与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例地运送液体燃料。燃料通过包括燃料箱91、燃料泵(未示出)、燃料管道(未示出)和燃料导轨(未示出)的燃料系统被输送到燃料喷射器66。图1的发动机10被配置为使得燃料被直接喷射到发动机汽缸中，这被本领域技术人员所知为直接喷射。可替代地，液体燃料可以是进气道喷射。燃料喷射器66被供应以来自响应于控制器12的驱动器68的工作电流。此外，进气歧管44被示出经由可选电子节气门62与进气集气室42连通。节流板64控制通过电子节气门62的空气流。在一个示例中，可以使用低压直接喷射系统，其中燃料压力能升至大约20-30巴。可替换地，可使用高压两级燃料系统以产生较高燃料压力。
气态燃料可通过燃料喷射器89被喷射到进气歧管44。在另一实施例中，气态燃料可被直接喷射到汽缸30内。气态燃料经由泵96和止回阀82从储存箱93被供应至燃料喷射器89。泵96对储存箱93中供应自燃料重整器97的气态燃料加压。可替换地，泵96可以被省略。当泵96的输出处于低于储存箱93的压力时，止回阀82限制气态燃料从储存箱93至燃料重整器97的流动。燃料重整器97包括催化剂72且可进一步包括用于重整供应自燃料箱91的醇的可选电加热器98。燃料箱91可被配置为储存醇或汽油和醇的混合物。在一些实施例中，醇可在进入燃料重整器97之前与汽油/醇混合物分开。燃料重整器97被示出连接至催化器70和排气歧管48的下游的排气系统。但是，燃料重整器97可被连至排气歧管48并位于催化器70上游。燃料重整器97可使用排气热量来驱动燃料箱91供应的醇的吸热反应并促进燃料重整(例如，重整为H2、CH4和CO的混合物)
无分电器点火系统88响应于控制器12而通过火花塞92提供点火火花至燃烧室30。通用排气氧传感器(UEGO)126被示出为连至催化转化器70上游的排气歧管48。可替换地，两态排气氧传感器可代替UEGO传感器126。
在一个示例中，转化器70能包括多个催化剂砖。在另一示例中，能使用多个排放控制装置，每个排放控制装置都具有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元催化器。
控制器12在图1中被示出为常规微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保持存储器(KAM)110和常规数据总线。示出控制器12从连至发动机10的传感器接收多种信号，除了先前提到的那些信号之外，还包括：来自连至冷却套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ETC)；连至用于感测足部132所施加的力的加速器踏板130的位置传感器134；来自连至进气歧管44的压力传感器122的对发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自压力传感器85的燃料重整器箱压力的测量值；来自温度传感器87的燃料重整器箱温度的测量值；来自传感器120的对进入发动机的空气质量的测量值以及来自传感器58的对节气门位置的测量值。在本发明的一个优选方面，曲轴每旋转一圈，发动机位置传感器118产生预定数量的等间隔脉冲，由此能确定发动机转速(RPM)。
在一些实施例中，发动机可连至混合动力车辆中的电动马达/电池系统。混合动力车辆可具有并联构造、串联构造或其变型或组合。
在运转过程中，发动机10中的每个汽缸通常经历四行程循环：该循环包括进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。在进气行程期间，排气门54一般关闭且进气门52一般打开。空气经由进气歧管44进入燃烧室30，并且活塞36移动至汽缸底部以增加燃烧室30中的容积。活塞36靠近汽缸底部且在其行程终点处的位置(例如当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称作下止点(BDC)。在压缩行程期间，进气门52和排气门54都关闭。活塞36朝向汽缸盖移动以压缩燃烧室30中的空气。活塞36在其行程终点且最靠近汽缸盖处的位置(例如当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称作上止点(TDC)。在下文称作喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文称作点火的过程中，被喷射的燃料被已知点火装置例如火花塞92点燃，从而导致燃烧。在膨胀行程期间，膨胀气体将活塞36推回BDC。曲轴40将活塞运动转化为曲轴的旋转转矩。最后，在排气行程期间，排气门54打开以释放燃烧后的空气燃料混合物至排气歧管48且活塞返回至TDC。注意以上所述只是作为示例，且进气门和排气门打开/关闭正时可以变化，例如从而提供正或负的气门重叠、延迟进气门关闭或各种其他示例。
现在参照图2，示出用于发动机稀释控制程序的流程图。在202，程序200确定发动机工况。发动机工况可包括但不限于发动机转速、发动机负荷(例如发动机负荷可以表示为发动机汽缸进气量除以汽缸在限定压力下可保持的理论最大进气量)、环境温度、压力和湿度以及发动机转矩请求(期望的发动机转矩)。在确定发动机工况之后，程序200进行至204。
在204，程序200确定可用的重整物量(例如，H2、CH4和CO)。在一个实施例中，可用的重整物量可由重整物储存箱(例如，图1的元件93)的温度和压力确定。因此，可用的重整物量可由理想气体定律(例如，pV＝nRT，其中p是气体绝对压力，V是气体容积，n是气体摩尔数，R是气体常数，而T是气体温度)确定。但是，重整物箱可包含汽化的乙醇和重整物的混合物。因此，可以期望确定被保持在重整物箱中的哪部分气体是汽化的乙醇且哪部分气体是重整物，并且然后确定气体分压从而确定可用的重整物量。
在一个示例中，可在发动机已经仅由喷射的液体燃料运转且在大致化学计量状况下运转发动机后确定储存在重整物箱中的重整物的浓度。具体地，可在发动机控制器适应了空气和燃料状况以后确定储存在燃料箱中的重整物量，使得在期望的发动机空气量与实际发动机空气量之间基本没有误差，且使得期望的液体燃料量与实际发动机燃料量之间基本没有误差。在当仅使用液体燃料运转发动机时在控制系统外已经使误差适合之后，使发动机在基本相同的化学计量状况下运转。进一步地，假设气态燃料只由重整物组成或包含某个其他比例的重整物(例如，50％重整物/50％汽化乙醇)，基于喷射到发动机的气态燃料容积增加汽缸空气量(注意气态喷射器基于容积而不是质量计量气体)。在一个实施例中，如果被喷射的气态燃料只由重整物组成，则对气态燃料的调节和对汽缸空气量的调节导致大致化学计量的空气燃料混合物，其在排气氧浓度中体现出来。在此种状况下，适应性燃料控制因子的值为1。注意适应性因子是对燃料和/或汽缸空气进气的因子，其调节喷射器正时和/或节气门位置，以便发动机汽缸的空燃比是大致化学计量的。但是，如果被喷射的气态燃料由汽化乙醇组成或由汽化乙醇和重整物的混合物组成，则适应性燃料控制因子的值可接近0.33。适应性燃料控制器可接近0.33是因为基于容积的重整物化学计量空燃比比汽化乙醇的化学计量空燃比大三倍。因此，重整物的份额可由适应性燃料因子确定且介于0.33(乙醇)和1(重整物)之间。然后，每一气体的分压和理想气体定律可被用于确定重整物箱中储存的重整物量。
在可替换实施例中，在美国专利第6644097号中描述的方法可用于确定气态燃料混合物的含量。在确定了可用的重整物量之后，程序200进行至206。
在206，程序200确定当前工况下的燃料重整器输出量。在一个示例中，燃料重整器输出可由基于燃料重整器的温度和流入或流过燃料重整器的燃料流速的经验数据确定。具体地，燃料重整器输出图可存储于存储器中。可基于燃料重整器温度和流入或流过燃料重整器的燃料流速和/或其它工况将该图编索引。
在一个示例中，可通过热电偶和电热调节器测量燃料重整器的温度。在可替换实施例中，可根据发动机温度、发动机转速、火花正时和发动机质量流速推断出燃料重整器温度。例如，表示燃料重整器温度的经验数据可被存储在以发动机转速和发动机质量流速为索引的表中。可从表中提取数据，然后根据发动机温度和发动机火花正时对其进行修改。在一个示例中，当发动机火花从产生最大扭矩的最小点火提前角(MBT)或从爆震极限点火(提前)角延迟时，可增加燃料重整器输出的重整物，这和火花从MBT或从爆震极限点火(提前)角延迟的角度数相关。
可根据阀或喷射器的占空比或根据阀或供应燃料至燃料重整器的喷射器的打开持续时间确定流至燃料重整器的燃料流速。在可替换实施例中，可从燃料流计量器确定流至燃料重整器的燃料流速。然后可以用燃料流速和燃料重整器温度索引燃料重整器输出图，从而确定燃料重整器输出气态燃料的速率。
在可替换实施例中，可停用气态燃料喷射器且可监测燃料重整器箱压力一段时间从而在箱中建立压力累积速率，由此表明生成气态燃料的燃料重整器速率。可根据重整物储存箱中的压力变化速率和理想气体定律确定生成重整物的速率。具体地，可从V·dp/dt＝dn/dt·RT求解出dn/dt。进一步地，如前所述，可根据适应性燃料参数确定重整物和汽化乙醇的分压，以便可确定重整物引起的压力增加量。这样，可确定燃料重整器输出的速率。在确定燃料重整器输出的速率之后，程序200进行至208。
在208处，程序200判断可用的重整物量是否是小于预定的第一临界重整物量。由于重整物储存在箱中，因此重整物的预定量可表示为储存在重整物储存箱中的重整物的质量。可基于储存在重整物储存箱中的重整物的温度和分压确定可用重整物的质量。在一个实施例中，重整物的预定量是在期望的重整物使用速率下用于执行一个或更多个发动机操作的重整物的质量。例如，重整物的预定量可表示为当在当前发动机工况下，期望的重整物量被喷射到发动机时用于在特定速率下加速车辆一段特定时间的重整物的质量。在另一示例中，重整物的预定量可表示为当期望量的重整物被喷射至发动机时用于冷启动发动机一次或更多次的重整物的质量。在又一示例中，重整物的预定量可表示为当期望量的重整物被喷射至发动机时用于在特定负荷下运转发动机特定量的时间的重整物量。还应提到，重整物的预定量可取决于发动机工况而变化。例如，如果环境温度低，可将重整物的预定量设置在第一水平。如果环境温度高，可将重整物的预定量设置在第二水平，第二水平高于第一水平。通过将重整物的预定量调节至不同水平，就可能在环境温度低而可能更难于产生重整物时保存重整物。
在一个实施例中，可基于燃烧稳定性和发动机排放根据经验确定在特定发动机工况下的重整物的期望量。燃烧稳定性和发动机排放可与发动机致动器的状态有关，例如EGR阀、凸轮轴正时、气门升程、燃料喷射正时、发动机转速和发动机负荷。增加进气稀释可提高发动机效率且产生较少的排放，因为增加的汽缸进气稀释可降低峰值汽缸温度并允许发动机以较少的节气程度运转。但是，较高水平的汽缸进气稀释可导致燃烧不稳定性且增加发动机排放。因此，以汽油为燃料的发动机可被限制为在5％至25％的稀释之间，以降低发动机失火和降低燃烧稳定性的可能性。喷射重整物至发动机汽缸可提高燃烧稳定性以便可增加汽缸进气稀释。重整物提高燃烧火焰速度，由此当汽缸内含物被高度稀释时提高燃烧稳定性。因此，相比于只以汽油或乙醇运转发动机的时刻，当重整物在发动机汽缸中燃烧时可增加汽缸进气稀释。同样，当重整物被添加至汽缸空气燃料混合物时，发动机可忍受额外的EGR或凸轮轴正时或较稀的空燃比而不降低燃烧稳定性。
期望的重整物量可基于提供特定燃烧稳定性水平和排放水平的重整物量。因此，发动机所燃烧的重整物量可取决于发动机转速和负荷而变化。此外，使用额外的重整物可在第一发动机工况(例如第一发动机转速和负荷)下进一步提高燃烧稳定性和排放；但是，可以期望在第一发动机工况下使用比在一些状况期间提供较高水平燃烧稳定性的重整物量少的重整物，以便可提高燃料经济性或以便为重整物可具有更大益处的发动机工况(例如，较小量的重整物提供较高水平的燃烧稳定性、较少的排放和较高的燃料经济性时的发动机工况)储存重整物。因此，在当前发动机工况下期望的重整物量可取决于多种因素。因此，期望的重整物量可靠经验确定且被存储在发动机控制器的存储器中。在一个示例中，期望的重整物量被存储在以发动机转速和负荷为索引的表中。
如果可用的重整物量小于当前发动机工况下的重整物临界量，则程序200进行至210。否则，程序200进行至220。在另一实施例中，如果可用的重整物量小于重整物临界量或如果可用的重整物量小于当前发动机工况下运转发动机预定量时间所需的重整物量，则程序200进行至210。否则，程序200进行至220。因此，在一个实施例中，如果可用的重整物量小于重整物临界量并且如果少于预定量的重整物储存在重整物存储箱中作为储备，则程序200进行至210。
在220，程序200判定在当前发动机工况下是否保存重整物。在一个示例中，当将额外的重整物引入发动机空气燃料混合物比为添加额外的重整物至汽缸空气燃料混合物提供增加的益处的发动机工况提供较少益处时，程序200可判定使用比燃料重整器目前生成的重整物少的重整物。例如，如果在低至中等发动机负荷(例如，0.2-0.4)和低发动机转速(例如，700RPM)下，燃料重整器输出X克燃料而发动机消耗0.95X的燃料以提供期望水平的燃烧稳定性和排放，燃料重整器生成的燃料量的5％可被添加至存储器而不是微弱地改进燃烧稳定性和排放。然后当发动机可使用重整物以得到更大的益处时，该5％可被用于较高发动机转速和负荷(例如，0.35-0.6负荷和1500-3500RPM)以改进发动机排放和燃料经济性。
在另一示例中，可保存重整物至允许发动机重启动一次或预定数量次数的量。例如，如果液体燃料箱中的液体燃料水平低于临界量，临界量为允许燃料重整器运转的最小液体燃料量，则储存在重整物箱中的重整物只可被储存和用于重启动发动机。在另一示例中，当燃料重整器工况使得燃料重整器效率低时，可储存重整物直到发动机以高于预定发动机负荷的负荷运转为止。因此，重整物可被储存和用于选定的状况。如果程序判定保存燃料，则程序200进行至222。否则，程序200进行至226。
在222，程序200将喷射到发动机的重整物量减少至小于期望的重整物量的量。在一个实施例中，可将重整物减少根据经验确定的预定份额。例如，如果在当前发动机工况下燃料重整器效率低且发动机已经在该工况下运转超过预定时间量，则喷射到发动机的重整物量可被减少预定量(例如10％、20％、50％)从而保存重整物。此外，随着发动机和燃料重整器工况变化，喷射到发动机的重整物被减少的量可增减。例如，在特定一组工况下运转发动机和燃料重整物最初可导致喷射到发动机的重整物减少10％。但是，如果发动机和燃料重整器继续在相同工况下运转超过预定时间量，则喷射到发动机的重整物量可减少例如20％。注意，使用的重整物量可减少至零。在喷射到发动机的重整物量减少之后，程序200进行至224。
在224，程序200根据重整物的减少调节致动器以便燃烧稳定性和发动机排放不会恶化超过期望的量。可通过调节凸轮轴正时(例如，气门正时)、气门升程、空燃比和/或EGR阀位置来减小汽缸进气稀释。而且，还可响应于减少喷射到发动机的重整物量而调节火花正时和燃料喷射正时。在调节致动器之后，程序200进行至退出。
在226，程序200供应期望量的重整物至发动机。由于可判定存在充足的重整物以按照期望来运转发动机，所以重整物以期望的量被喷射到发动机。在另一示例中，可以期望在一些发动机工况下使用比良好的燃烧稳定性所需的量多的重整物。在这些工况下，也可能将喷射到发动机的重整物量增加至大于期望量的值。例如，可以期望在一些发动机工况期间从发动机排气中吸取额外的热量从而降低排气后处理装置的温度。通过增加重整物的使用且增加被输送至燃料重整器的燃料量，能够从发动机排气吸取额外的热量。在另一示例中，当储存在重整物储存箱中的重整物量超过第二临界量时，可将喷射到发动机的气态燃料量增加至大于期望的重整物流速的水平。因此，当储存的重整物量大于第二临界量时，可通过喷射额外的重整物至发动机来调节储存在重整物储存箱中的重整物量。
在228，程序200调节发动机致动器以增加汽缸进气稀释至发动机燃烧稳定性和排放处于期望水平的水平。如在208所说明的，进气稀释的期望水平可根据经验确定并被储存在发动机控制器存储器中。可通过根据发动机转速、发动机负荷和喷射到发动机的重整物量调节凸轮轴正时(例如，气门正时)、气门升程、空燃比和EGR阀位置来改变汽缸进气稀释。此外，在一些状况期间，可通过延迟汽缸火花提前而增加消耗的重整物量，使得发动机在例如冷启动期间效率较低地运转。在根据喷射到发动机的重整物量调节了致动器运转后，程序200行至退出。
在210，程序200判断重整物生成是否受到液体燃料储存箱中的液体燃料量的限制。在一个实施例中，当液体燃料储存箱中的液体燃料量少于预定水平时，燃料重整器的运转可能受到限制或停止。例如，如果储存在液体燃料储存箱中的燃料量少于储存容量的百分之二十五，则重整物输出可减少百分之十。并且，如果储存在液体燃料储存箱中的燃料量少于储存容量的百分之二十，则燃料重整器输出可减少百分之二十五。注意在某些状况下燃料重整器输出可减少至零。如果程序200判定降低重整物生成率，则程序200进行至218。否则，程序200进行至212。
在212，程序200判断是否增加燃料重整器输出。在一个示例中，当发动机效率在被请求的发动机转矩需求下减小少于预定量时，程序200可增加燃料重整器输出。可基于火花延迟量和在小于MBT或限制爆震状况下运转发动机所消耗的额外燃料量可估计发动机效率降低。在一个实施例中，可通过基于功率计运转发动机和调整火花正时同时借助增加发动机空气流和燃料来保持期望的发动机转矩，可根据经验确定发动机效率损失。根据经验确定的效率损失可存储在发动机控制器存储器中并由火花延迟、发动机转速和发动机负荷索引。当程序212判定增加燃料重整器生成的重整物量时，程序200进行至214。否则，程序200进行至216。
在214，调节发动机运转从而增加燃料重整器输出。在一个示例中，程序200可通过增加输送至燃料重整器的液体燃料(例如醇)量来增加燃料重整器输出。可通过控制泵或通过控制阀位置来调节输送至燃料重整器的液体燃料量。而且，在某些状况下可通过增加发动机火花延迟和增加发动机空气流来增加燃料重整器输出，从而提高燃料重整器的效率和温度。在调节发动机运转来增加燃料重整器输出后，程序200进行至216。
在216，调节发动机致动器，以便当在当前发动机转速和负荷下期望量的重整物可用时，汽缸进气稀释处于提供期望水平的燃烧稳定性和发动机排放的水平。在一个实施例中，可根据一个或更多个致动器表的输出来控制致动器的状态，该一个或更多个致动器表包含可用于调节汽缸进气稀释的根据经验确定的致动器状态。可通过喷射到发动机的重整物量、可用的重整物量、发动机转速和发动机负荷将这些表编索引。致动器状态控制表可为EGR阀、凸轮轴正时、空燃比和气门升程提供致动器状态控制表。在发动机致动器的状态已经被调节为将汽缸进气稀释为适于可用重整物量的水平之后，程序200进行至退出。
在218，调节发动机致动器，以便当在当前发动机转速和负荷下期望量的重整物可用时，汽缸进气稀释处于提供期望水平的燃烧稳定性和发动机排放的水平。此外，由于重整物量可响应于可用液体燃料量而受到限制，所以汽缸进气稀释可被进一步降低。如果喷射到发动机的重整物量为零，则汽缸进气稀释被设置为处于适合汽油或汽油和醇(例如，乙醇)混合物的水平。在一个实施例中，可根据一个或更多个致动器表的输出来控制致动器的状态，该一个或更多个致动器表包含可用于调节汽缸进气稀释的根据经验确定的致动器状态。可通过可用重整物量、被喷射的重整物量、发动机转速和发动机负荷将这些表编索引。可为EGR阀、凸轮轴正时、空燃比和气门升程提供致动器状态控制表。在发动机致动器的状态已经被调节为将汽缸进气稀释为低于期望量的重整物可用时所支持的水平之后，程序200进行至退出。
因此，图2的方法提供用于使发动机运转的方法，包含：将第一燃料重整为气态燃料；通过响应于可用量的所述气态燃料、发动机转速和发动机负荷喷射所述气态燃料和第二燃料至所述发动机的汽缸来使所述发动机运转；并且响应于所述气态燃料的所述可用量调节发动机致动器从而改变汽缸进气稀释。进一步地，可通过延迟发动机火花增加所述气态燃料的可用量。进一步地，气态燃料被直接喷射到所述发动机。进一步地，气态燃料来源于醇并且其中所述发动机致动器是EGR阀、凸轮轴相位器(或移相器)、燃料喷射器或阀致动器中的一个。进一步地，可用量与储存在缓冲箱中的气态燃料量和燃料重整器生成的气态燃料量有关。进一步地，将第一液体燃料重整为气态燃料是借助来自所述发动机的排气的热量完成的，并且其中所述气态燃料由H2、CO和CH4构成。进一步地，第一燃料和所述第二燃料是同一种燃料。进一步地，第一燃料至少由醇构成，且其中所述第二燃料至少由汽油构成。
图2的方法还提供用于使发动机运转的方法，包含：将第一燃料重整为气态燃料；通过响应于所述气态燃料的可用量、发动机转速和发动机负荷喷射所述气态燃料和第二燃料至所述发动机的汽缸来使所述发动机运转；以及随着气态燃料可用量的增加且随着发动机温度的升高而增加汽缸进气稀释量。进一步地，燃料的可用量在发动机转速负荷状况的范围内受到限制，并且其中所述第一燃料被重整为包含H2、CO和CH4的气态燃料。进一步地，当发动机温度低于临界值时燃料的可用量受到限制。进一步地，当燃料箱的水平高度低于临界水平高度时，燃料的可用量受到限制。进一步地，通过调节致动器增加进气稀释，致动器由EGR阀、阀致动器、燃料喷射器和凸轮相位器构成。进一步地，第二燃料至少由汽油构成。
图2的方法还提供用于使发动机运转的方法，包含：将第一燃料重整为气态燃料；通过喷射第一量的所述气态燃料来增加所述气态燃料的可用量，所述第一量的气态燃料非零且小于期望量的所述气态燃料，当所述气态燃料的第一量小于第一临界值时，所述第一量的气态燃料被喷射到所述发动机的汽缸；在第二状况期间通过将期望量的所述气态燃料喷射到所述发动机的所述汽缸来减少所述气态燃料的可用量；以及响应于所述第一量的所述气态燃料或响应于所述期望量的气态燃料调节发动机致动器从而改变汽缸进气稀释。进一步地，在所述第一状况和所述第二状况中所述发动机以基本相同的发动机转速和负荷运转。进一步地，第一状况是所述发动机的温度且其中所述第二状况是所述发动机的温度，所述第一温度大于所述第二温度。进一步地，第一燃料至少由醇构成。进一步地，所述气态燃料的期望量与发动机转速和发动机负荷有关。进一步地，该方法规定包含延迟发动机火花来增加所述气态燃料的量。
现在参照图3，示出发动机爆震控制程序的流程图。程序300有几部分与图2的程序200相同。具体说是201-214与302-314相同。因此，为了简明，省略对这些部分的描述。此外，220、226和222与320、326和322相同，因此为了简明对这些部分的描述也省略了。
喷射气态乙醇或重整物可降低发动机爆震(例如，火花点火事件之后的末端气体自燃)的趋势，因为醇和重整物都具有高于汽油的辛烷值。此外，重整物具有高于醇的辛烷值。因此，取决于喷射到发动机的气态燃料类型，汽缸可在不同的状况下(例如，在不同压力下)运转。
在一个实施例中，当带有或不带有液体燃料的气态醇被单独喷射时，可增加汽缸进气并且火花正时提前。可根据经验确定在发动机爆震开始前，发动机对于给定燃料供送醇份额可能承受的汽缸进气和火花提前。例如，可基于功率计运转发动机且可增加发动机进气并提前火花，而包含醇的燃料供送份额被保持为基本恒定，直到发生爆震为止。然后发动机空气量可存储在发动机控制器的存储器中，以便知道针对醇的期望燃料份额的汽缸空气量。可通过打开或关闭进气节气门位置、借助凸轮相位器调节气门正时、调节气门升程和由涡轮增压器或压缩机借助叶片或废气门分度器增加增压来调节汽缸空气量。此外，针对给定发动机或汽缸空气量的火花提前和包含醇的燃料份额也可根据经验确定并存储在存储器中。
同样，当喷射到发动机的气态燃料的至少一部分由重整物构成时，可根据经验确定发动机或汽缸空气量和火花提前。由于重整物具有高于醇的辛烷值，所以当重整物在汽缸中燃烧时，发动机可以能够承受更高的汽缸进气量和/或更多火花提前。因此，当喷射到发动机的重整物量增加时，诸如节气门、气门正时(例如，凸轮轴位置)、气门升程和增压的致动器可被设置至增加汽缸进气的位置。在一些状况下可调节致动器从而将汽缸空气量增加至高于汽化醇被喷射到发动机汽缸时的水平。
在328，当用期望量的重整物运转发动机时，程序300调节发动机致动器从而减小发动机爆震的可能性。如果确定期望量的重整物可用，则可通过在较高发动机负荷下喷射重整物至发动机来降低发动机爆震的趋势。同样，可以用较高的汽缸压力运转发动机而不诱发爆震。
在一个示例中，气态醇或重整物的量随着发动机转矩需求的增加而增加。此外，汽缸进气量可增加至支持期望的发动机转矩的水平。在一个示例中，通过随着汽缸燃料供送中的重整物份额增加而调节致动器，可增加汽缸进气。可通过增加节气门打开面积、增加增压、调节进气门和排气门正时和/或调节气门升程来增加汽缸空气量。在根据喷射到发动机的重整物量调节了致动器运转之后，程序300行至退出。
在324，程序300调节致动器从而将汽缸进气限制至低于期望量的重整物可用时的汽缸进气水平。在一个示例中，在特定的发动机转速下，可响应于可用的重整物量和小于可产生高于峰值汽缸压力的汽缸压力的量的汽缸进气量来限制发动机负荷。当少于期望量的重整物的重整物可用以喷射到发动机汽缸时，通过调节可影响汽缸进气量的致动器可限制汽缸进气。例如，节气门打开可被限制为预定量，增压可被限制为预定量，火花提前可被限制为预定量，凸轮轴正时可被限制为预定量且气门升程可被限制为预定量。在一个实施例中，汽缸空气量可被限制为与可用的重整物量有关的量。在另一实施例中，其中气态混合物由重整物和醇构成，汽缸进气可被限制为与包含气态燃料的醇和重整物份额有关的预定量。例如，如果气态混合物中的重整物量大于醇量，则汽缸进气量可被限制为比只有液体燃料被喷射到发动机时的水平高的水平，但低于当期望量的重整物可用于发动机时的量。因此，汽缸进气量从当通过只喷射汽油到汽缸来运转发动机的量变化至当以期望量的重整物运转发动机时的进气量。在一个实施例中，汽缸空气量的百分比增加可与喷射到发动机的重整物量成比例。在将致动器调节至与用期望量的重整物运转发动机时相比汽缸进气减少且发动机爆震倾向也降低的水平之后，程序300进行至退出。
在316，调节发动机致动器使得汽缸进气少于以期望量的重整物运转发动机时可用的汽缸进气。在一个实施例中，可根据一个或更多个致动器表的输出来控制致动器的状态，该一个或更多个致动器表包含可用于调节汽缸空气量的根据经验确定的致动器状态。可通过期望重整物的可用量或百分比、可用重整物(例如，储存在重整物储存箱中的重整物量)、发动机转速和发动机转矩需求将这些表被索引。可为节气门位置、凸轮轴正时、正时火花和气门升程提供致动器状态控制表。在发动机致动器的状态已经被调节为将汽缸进气限制为比期望量的重整物可用时所支持的水平低的水平之后，程序300进行至退出。
在318，调节发动机致动器以便汽缸进气处于比在当前发动机转速下提供所有可用发动机转矩的水平低的水平。此外，由于可响应于可用的液体燃料量来限制重整物量，因此可进一步降低汽缸进气以保存重整物。如果喷射到发动机的重整物量为零，则汽缸进气稀释被设置在适合汽油或汽油和醇(例如，乙醇)的混合物的液体喷射的水平。在一个实施例中，可根据一个或更多个致动器表的输出来控制致动器的状态，该一个或更多个致动器表包含可用于调节汽缸进气的根据经验确定的致动器状态。可通过可用的重整物量、发动机转速和发动机负荷将这些表编索引。可为EGR阀、凸轮轴正时和气门升程提供致动器状态控制表。在发动机致动器的状态已经被调节为将汽缸进气限制为比期望量的重整物可用时所支持的水平低的水平之后，程序300进行至退出。
因此，图3的方法提供用于使发动机运转的方法，包含：将第一燃料重整为气态燃料；通过响应于所述气态燃料的可用量、发动机转速和发动机负荷喷射所述气态燃料和第二燃料至所述发动机的汽缸；并且响应于所述气态燃料的所述可用量调节发动机致动器从而改变汽缸进气，还响应于由所述气态燃料提供给汽缸空气燃料混合物的辛烷增加量而进一步调节所述发动机致动器。进一步地，可通过延迟发动机火花增加气态燃料的可用量并且其中所述气态如燃料至少由H2、CO和CH4构成。进一步地，气态燃料被直接喷射到所述发动机。进一步地，该气态燃料来源于醇并且其中所述发动机致动器是涡轮增压器废气门、涡轮增压器叶片位置、压缩器旁通阀、点火线圈输出、节气门位置、EGR阀、凸轮轴相位器、燃料喷射器或阀致动器中的一个或更多个。进一步地，可用量与储存在缓冲箱中的气态燃料量和燃料重整器生成的气态燃料量有关。进一步地，将第一液体燃料重整为气态燃料是借助来自所述发动机的排气的热量完成的，并且其中所述气态燃料至少包括H2、CO和CH4。进一步地，第一燃料和所述第二燃料是同一种燃料。进一步地，第一燃料至少由醇构成，且其中所述第二燃料至少由汽油构成。
图3的方法还提供用于使发动机运转的方法，包含：将第一燃料重整为气态燃料；通过响应于可用量的所述气态燃料、发动机转速和发动机负荷来喷射所述气态燃料和第二燃料至所述发动机的汽缸来运转所述发动机；以及随着气态燃料可用量的增加而增加汽缸进气量。进一步地，燃料的可用量在发动机转速负荷状况的范围内受到限制，并且其中所述气态燃料至少由H2、CO和CH4构成，并且其中随着发动机温度升高而增加汽缸进气量。进一步地，当发动机温度低于临界值时燃料的可用量受到限制。进一步地，当燃料箱的水平高度低于预定水平高度时燃料的可用量受到限制。进一步地，通过调节致动器增加进气，致动器由涡轮增压器废气门、涡轮增压器叶片位置、点火线圈输出、压缩器旁通阀、EGR阀、阀致动器和凸轮相位器中的一个或更多个组成的群组构成。进一步地，第二燃料至少由汽油构成。
图3的方法还提供用于使发动机运转的方法，包含：将第一燃料重整为气态燃料；通过响应于可用量的所述气态燃料、发动机转速和发动机负荷来喷射所述气态燃料和第二燃料至所述发动机的汽缸来运转所述发动机；在第一状况下响应于可用量的所述气态燃料调节第一发动机致动器从而改变汽缸进气稀释；以及在第二状况下响应于所述可用量的所述气态燃料调节第二发动机致动器从而改变汽缸进气。进一步地，所述第一状况是第一发动机负荷且其中所述第二状况是第二发动机负荷。进一步地，所述第一致动器是EGR阀、凸轮移相器、气门升程致动器或燃料喷射器中的一个。进一步地，第一燃料至少包含醇且其中所述气态燃料至少由H2、CO和CH4构成。进一步地，第二致动器是涡轮增压器废气门、EGR阀、压缩器旁通阀、涡轮增压器叶片致动器、凸轮移相器或气门升程致动器中的一个。进一步地，可增加火花延迟从而增加所述气态燃料的量。
现在参照图4，图400示出由发动机转矩和发动机转速限定的示例发动机图。只为了说明目的示出区域402-406而不是为了限制本发明的范围或宽度。Y轴代表发动机转矩且从下向上增加。X轴代表发动机转速且从左向右增加。
区域402代表期望以较高水平的进气稀释运转发动机时的部分负荷状况。在该区域中，可以在较高稀释率运转发动机，因为少于整个发动机转矩被请求且因为进气稀释可改进燃料经济性且减少发动机排放。
区域404代表由于可能降低了燃烧稳定性而可能期望较小进气稀释时的低负荷发动机运转。此外，当发动机在该区域中运转时，发动机可产生较少热量以便降低重整器效率。在该区域中，可能期望通过电加热器来加热燃料重整器，以便重整物可用。
区域406代表在较高发动机负荷下的发动机运转。在该区域中，期望增加发动机汽缸中燃烧的重整物量来控制发动机爆震。发动机爆震是火花点火已经发生之后由汽缸末端气体自燃形成的。汽缸气体可自动点火，因为汽缸中的空气燃料混合物被点火以后汽缸中的汽缸温度和压力都增加。在该发动机运转区域中，燃料重整器效率可随着发动机排气温度升高而提高。较高的排气温度可改进液体燃料的汽化且可进一步提高重整器催化剂效率。
现在参照图5，其为与使用图2和图3的方法使发动机运转时有关信号的模拟示例示图。该图顶部的第一幅示图代表期望的发动机转矩514。Y轴箭头表示增加转矩的方向。可根据踏板位置传感器或输入的组合确定期望的发动机转矩。例如，期望的发动机转矩可为踏板位置和混合控制器转矩请求的函数。
从该图顶部起的第二幅示图代表EGR量516或另一汽缸进气稀释组分。Y轴箭头标出EGR的增加方向。EGR量516可通过调节气门正时而在内部获得或通过使排气通过进气歧管而在外部获得。在可替换示例中，可使用水和过量空气(稀燃)形成进气稀释。
从该图顶部起的第三幅示图代表重整物流至发动机的流速。Y轴箭头标出至发动机的重整物流速的提高方向。点线518代表在当前工况下稳定燃烧所期望的至发动机的重整物流速。实线520代表被请求的或要求的至发动机的重整物流速。
从该图顶部起的第四幅示图代表燃料系统中的可用重整物量526。Y轴箭头标出可用重整物量的增加方向。可通过重整物储存箱的温度和压力和通过如上所述感测排气中的氧浓度来确定燃料系统中的可用重整物量526。
从该图顶部起的第五幅示图代表汽缸进气致动器命令528。汽缸进气致动器可以是进气节气门、涡轮增压器废气门致动器、凸轮正时致动器、气门升程致动器或可调节汽缸进气的其它装置。Y轴箭头标出增加汽缸进气的致动器运动方向。这四幅示图中每一幅的X轴代表时间且从左向右增加。
在每一幅示图的Y轴标出的零时刻，期望的发动机转矩低，且在竖直标线500的时间处稍微增加。此外，从零时刻到竖直标线500，发动机EGR量516、汽缸进气致动器命令528和可用重整物量526也处于低水平。用于稳定燃烧的期望重整物流速518最初高于被要求的重整物流速520，而可用重整物量低于由水平线524标出的第一临界值。第一临界值水平524可取决于工况而改变。例如，在启动过程中发动机温度温热(例如发动机温度高于50℃)时降低第一临界值水平524，以便在发动机启动之后的怠速过程中使重整物可用。在发动机温热期间可降低第一临界值水平524，因位可预期燃料重整器在发动机启动之后很短时间内将具有重整燃料的能力。可在发动机冷启动过程中升高第一临界值水平524以便可保存重整物用于发动机启动。在冷发动机状况(例如发动机温度低于20℃)期间可升高第一临界值水平524，因为可预期在燃料重整器生成重整物之前将经历较长的时间段。因此，期望保存可用的重整物用于更优先的操纵。
在该示例中，可用重整物量526开始较低且在竖直标线500标出的时刻之前开始增加。重整物生成率可随着发动机排气温度升高而提高或通过开动燃料重整器中的电加热元件而提高。此外，可通过开动或停用位于燃料重整器和重整物储存箱之间的泵来调节重整物储存箱内的压力。在一个示例中，当燃料重整器中的压力超过临界压力时可开动泵。
从零时刻到竖直标线500时刻，汽缸进气致动器命令528处于给基本汽缸进气量添加很少或不添加空气的位置。在一个示例中，可在示出状况期间设置气门正时以便进气门打开正时被设置为一持续时间，该持续时间短于当大量重整物可用时的曲轴角度持续时间。在另一示例中，可通过打开废气门或定位叶片控制件来减小来自涡轮增压器或机械增压器的增压。
在竖直标线500和502之间的时间段期间，期望转矩514继续增加，包括一个阶梯状的增加。EGR量516或汽缸进气稀释也增加，因为发动机处于部分节气门状况中。在该时间段内期望的重整物流速514也提高以便随着汽缸进气稀释增加发动机燃烧保持稳定。此外，可用重整物量526还继续增加。在一个示例中，可用重整物量526随着燃料重整器温度升高而增加。而且，调节汽缸进气致动器命令528以增加汽缸进气容量。在一个示例中，汽缸进气容量可作为可用重整物量526的函数而增加。特别地，汽缸进气容量可随着可用重整物量526增加而增加。通过增加汽缸进气容量，额外的空气和/或EGR可被引入发动机汽缸。这样，汽缸进气容量可随着可用重整物量增加而增加，以便发动机可在较高负荷下运转。还应注意在某些状况期间，可增加汽缸稀释而不增加汽缸进气容量，以便发动机可以较少的节气运转。在这种状况期间，重整物可被供应至发动机，使得相比于在相似的稀释水平下没有重整物供应至发动机时，重整物提高燃烧稳定性。
在竖直标线502和504之间的时间段内，期望转矩514继续增加，包括另一阶梯状的增加。而且，可用重整物量526增加至高于由水平标线522标出的第二临界值。当可用重整物量526高于第二临界值时，要求的重整物流速520可被提高至高于用于稳定燃烧的期望重整物流速518。在该时间期间，至发动机的被请求的重整物流速520可提高至高于期望重整物流速518，以便可减少喷射至发动机的液体燃料量且大致化学计量的空气燃料混合物被燃烧。此外，当燃料重整器的输出高时，从重整物储存箱到发动机的额外流可用于从包含醇而不是重整物的重整物储存箱抽取气态燃料。例如，如果燃料重整器以高速率生成重整物且储存的重整物量大于预定量，则气态燃料流至发动机的速率可提高至超过期望速率，以便重整物储存箱的内含物以较高速率被排空。这样，重整物可被替代为重整物储存箱中的汽化醇。应当注意，可根据工况调节第二可用重整物临界值522。例如，当生成重整物的速率超过临界值时，可降低第二可用重整物临界量522。
在竖直标线504与506之间的时间段期间，期望转矩514在该示图中处于最高水平。在该时间段内减少EGR量516或进气稀释的量，以便发动机可产生额外的发动机转矩。此外，提高期望重整物流速518以便降低在较高汽缸负荷下发动机爆震的可能性。并且，由于可用重整物量大于第一临界值524且小于第二临界值522，因此可调节被要求的重整物流速520以匹配期望重整物流速518。如果喷射到发动机的气态燃料由一部分醇构成，则可提高从重整物储存箱到发动机的气态燃料的流速从而补偿重整物的减少。汽缸进气致动器命令528也得到调节从而增加汽缸进气容量。但是，如果重整物不可用或如果较少的重整物可用，则汽缸进气致动器命令528将被调节至允许减少的汽缸进气的位置。因此，可响应于可用重整物量526调节汽缸进气致动器命令528。例如，由于可用重整物量526增加，则可调节汽缸进气致动器命令528从而增加汽缸进气容量。
在竖直标线506和508之间的时间段期间，期望转矩514被减小。此外，可用重整物量526将落至少于由524标出的第一临界值的水平。而且，响应于可用重整物量526低于第一临界值水平，从重整物储存箱流至发动机的被请求的重整物流速526降低。与降低的重整物流速呼应，汽缸进气致动器命令528被调节以降低汽缸进气容量。在某些状况期间，即使当燃料重整器以全部能力运转时，也可能降低储存在重整物储存箱中的可用重整物水平，因为发动机可以比燃料重整器生成重整物的速率高的速率消耗重整物。
在竖直标线508与510之间的时间段期间，期望的发动机转矩514趋于更低，但可用重整物量526增加至高于第一临界值524。因此，被请求的重整物至发动机的流速520随着汽缸进气容量增加而提高，汽缸进气容量通过调节汽缸进气致动器命令528而增加。当发动机转矩需求514从高负荷状况变化至发动机怠速状况时，可使用较少重整物来运转发动机。同样，可增加储存在重整物储存箱中的可用重整物量526。
在竖直标线510与512之间的时间段期间，期望的发动机转矩514增加且可用重整物量526再次高于第二临界值524。因此，被请求的重整物至发动机的流速520可被提高至高于至发动机的期望重整物流速518。此外，可调节汽缸进气致动器命令528从而增加汽缸进气容量。
现在参照图6，示出用于在瞬时状况期间控制发动机的方法的流程图。在602，确定发动机工况。发动机工况可包括发动机温度、发动机进气歧管压力、发动机转速、发动机节气门位置、变速器挡位以及其他发动机工况。
在604，程序600判断重整物是否可用。在一个实施例中，当重整物储存箱中的压力大于临界压力时，重整物被判断为可用。在其他实施例中，当重整物储存箱中的压力大于临界值时且当燃料重整器以大于临界速率的速率输出重整物时，重整物可被判断为可用。在又一实施例中，当重整物储存箱中的压力大于临界值时，当燃料重整器以大于临界值的速率输出重整物时，且当储存在储存箱中的液体燃料量大于预定量时，重整物可被判断为可用。如果判定重整物可用，则程序600进行至608。否则，程序600进行至606。
在606，程序600限制汽缸进气稀释量。由于较少的EGR在进气歧管中且由于汽缸空气量是较高的汽缸混合物部分，所以通过限制汽缸进气稀释，可在驾驶员松开加速器踏板(例如，释放加速器踏板)期间提高燃烧稳定性。如果响应于加速器踏板位置或期望的发动机转矩的变化，重整物不可用于喷射到发动机，则汽缸进气稀释的稳定状态水平可被限制到一水平，该水平低于如果在松开加速器踏板期间重整物可用于喷射到发动机汽缸的水平。在一个示例中，汽缸进气稀释被限制为在松开加速器踏板或减小期望的发动机转矩的情况下不会导致汽缸失火的水平。因此，汽缸进气稀释水平被设置为小于导致较高发动机效率和稳定燃烧的量的水平。例如，如果发动机汽缸能够以30％的EGR进气稀释和24％的热效率的水平运转，则发动机可以被限制到24％的EGR进气稀释和23％的热效率的水平。通过限制汽缸进气稀释的稳定状态水平，发动机能够承受发动机转矩需求的瞬时变化而不失火或引起驾驶性能问题。在汽缸进气稀释被限制为预定水平之后，程序600退出。
在608，相比于在不将重整物喷射到发动机内的情况下运转发动机，稳定状态汽缸进气稀释被增加。可响应于可用重整物量提高稀释水平。特别地，响应于燃料重整器生成重整物的生成率和储存在重整物储存箱中的重整物量提高稀释水平。如果重整物的生成率大于临界量且储存在重整物储存箱中的重整物量大于临界量，则发动机汽缸中的稀释水平可提高至对应于期望量的重整物可用时的稀释水平的水平。如果燃料重整器生成重整物的生成率小于预定量或如果储存在重整物储存箱中的重整物量小于预定量，则稀释水平可以是大于在没有重整物的情况下运转发动机时的量但小于以期望量的重整物运转发动机时的量的量。在一个实施例中，可基于储存在重整物储存箱中的重整物水平调节稀释水平。因此，如果燃料重整器以比发动机正在使用重整物的速率大的速率重整燃料，则储存在重整物储存箱中的重整物量可增加至发动机使用的重整物量是期望的重整物量时的水平。但是，如果燃料重整器以比发动机正在使用重整物的速率小的速率重整燃料，则发动机稀释可减小直到发动机以适合于没有重整物情况下运转发动机时的稀释水平运转为止。
在610，程序600判断驾驶员是否踩下加速器踏板或转矩需求是否减小。例如，如果驾驶员在通过将加速器压至中间位置来稀释汽缸进气的区域中来操作发动机，则程序600可判定当驾驶员释放加速器踏板或减小加速器被压下的距离时是否存在松开加速器踏板的情况。在可替换实施例中，当至发动机的转矩请求减小时可判定松开加速器踏板状况。例如，如果车辆是混合动力车辆，则在电池被全部充满的情况下，当混合动力控制器减小发动机转矩需求时可表明松开加速器踏板状况。因此，可在不同工况下通过不同方法判定松开加速器踏板。如果程序600判定存在松开加速器踏板的情况，则程序600进行至612。否则，程序600进行至退出。
在612，程序600增加喷射到发动机的重整物量。可响应于加速器踏板位置或转矩需求的改变而开始喷射额外的重整物。此外，添加额外喷射到发动机的持续时间以及喷射到发动机的重整物量的增加可以是加速器位置或发动机转矩需求改变前的发动机汽缸稀释水平、发动机转速和发动机负荷的函数。在一个示例中，可通过基于功率计运转发动机和确定提供稳定燃烧并消除或减小汽缸失火可能性的重整物增加水平来根据经验确定重整物的增加水平。此外，喷射到发动机汽缸的重整物的持续时间和量可与减小进气歧管中的EGR水平所需的汽缸事件数目有关。例如，如果发动机以3500RPM和0.45负荷运转，且存在将发动机负荷减小至0.2的松开加速器踏板状况，则喷射到发动机的重整物的持续时间和量可与将进气歧管中的EGR减少至由新的或目前发动机转速和负荷限定的新EGR水平所需的汽缸事件数目有关。因此，由于对于给定时间量在3500RPM的汽缸事件数目大于在2500RPM的汽缸事件数目，所以在3500RPM下增加被喷射的重整物的持续时间可比在2500RPM下运转发动机时短。但是，相比于在2500RPM下运转发动机和松开加速器踏板时，可提高在3500RPM下喷射气态燃料到发动机的速率。在进气歧管中的EGR减少之后，喷射到发动机的重整物量也可减少。因此，在松开加速器踏板或减小发动机转矩时，可增加重整物然后随着发动机达到稳定的工况而减少重整物。
可响应于松开加速器踏板和重整物被喷射到发动机的位置来调节发动机火花提前。如果重整物被直接喷射到发动机汽缸，则火花可在一水平被保持恒定、提前或延迟，该水平低于如果重整物被喷射到发动机汽缸上游的进气歧管的水平。如果重整物在发动机汽缸上游的进气歧管中的上游被喷射，则火花最初被延迟，然后随着重整物到达发动机汽缸而提前。随着发动机达到稳定工况，火花可被提前或延迟至由稳定工况确定的水平。在增加喷射到发动机的重整物量之后，程序600退出。
因此，图6的方法提供用于使发动机运转的方法，其包含：通过将气态燃料和液体燃料喷射至至少一个发动机汽缸来使发动机运转；稀释至少一个发动机汽缸的混合物；并且响应于瞬时状况相对于喷射到汽缸的液体燃料份额增加气态燃料份额。进一步地，气态燃料由汽化醇或H2、CO和CH4构成，且其中所述瞬时状况是操作员(驾驶员)松开加速器踏板。进一步地，该份额的气态燃料被喷射到进气歧管中并且其中使用EGR阀和凸轮轴正时中的一个或更多个稀释所述混合物。进一步地，该份额的气态燃料被直接喷射到发动机汽缸。进一步地，液体燃料份额大于所述气态燃料份额被增加之前的所述气态燃料份额。进一步地，液体燃料份额小于所述气态燃料份额被增加之前的所述气态燃料份额。进一步地，响应于相对于喷射到所述汽缸的所述液体燃料份额增加所述气态燃料份额而调节火花提前。
图6的方法还提供用于使发动机运转的方法，包含：通过将气态燃料和液体燃料喷送至至少一个发动机汽缸来使发动机运转；使用某一量的EGR稀释至少一个发动机汽缸的混合物；并且响应于驾驶员松开加速器踏板而相对于喷射到至少一个汽缸的液体燃料份额增加气态燃料份额；并且响应于至少一个发动机汽缸的混合物的稀释降低而相对于喷射到至少一个汽缸的气态燃料份额增加液体燃料份额。进一步地，该份额的气态燃料被直接喷射到发动机汽缸中。进一步地，液体燃料份额大于所述气态燃料份额增加之前的所述气态燃料份额。进一步地，液体燃料份额小于所述气态燃料份额增加之前的所述气态燃料份额。进一步地，包含响应于所述松开加速器踏板通过减少EGR的气态份额来降低至少一个发动机汽缸的混合物的稀释。进一步地，气态燃料由至少H2、CO和CH4构成。进一步地，包含当所述气态燃料可用时增加输送至所述至少一个发动机汽缸的所述量的EGR，并且当所述气态燃料少于临界量时减少输送至所述至少一个发动机汽缸的所述量的EGR。
图6的方法还提供用于使发动机运转的方法，包含：通过将气态燃料和液体燃料喷送至至少一个发动机汽缸来使发动机运转；并且响应于超过临界值的增加的转矩需求而停止所述气态燃料的喷射。进一步地，超过临界值的增加的转矩需求是峰值转矩需求。进一步地，响应于驾驶员松开加速器踏板和减少输送至所述发动机的所述液体燃料量恢复所述气态燃料的喷射。进一步地，其中响应于超过临界值的所述增加的转矩需求而减小流至所述至少一个发动机汽缸的EGR流。进一步包含响应于所述气态燃料的所述喷射的所述恢复而增加流至所述至少一个发动机汽缸的EGR流。该方法进一步包括响应于所述气态燃料喷射的所述停止而延迟火花。
现在参照图7，示出与通过图6的方法使用重整物运转发动机有关的信号的模拟示例示图。从该图顶部起的第一幅示图示出节气门位置712。节气门打开程度沿着Y轴箭头方向增加。
从该图顶部起的第二幅示图代表EGR量714或另一汽缸进气稀释组分。Y轴箭头标出增加EGR的方向。可通过调节气门正时在内部得到EGR或通过使排气流至进气歧管在外部得到EGR。在可替换示例中，可用水形成进气稀释。
从该图顶部起的第三幅示图代表燃料系统中的可用重整物量720。Y轴箭头标出增加可用重整物量的方向。如上所述，可通过重整物储存箱的温度和压力并且通过感测排气中的氧浓度来确定燃料系统中的可用重整物量720。
从该图顶部起的第四幅示图代表至发动机的重整物流速722。Y轴箭头标出提高流至发动机的重整物流速的方向。每幅示图的X轴代表时间且从左向右增加。
在每幅示图的Y轴标出的零时刻，发动机节气门位置从零时刻到竖直标线700是低的。此外，从零时刻到竖直标线700，可用重整物量720从低量增加至相当于水平标线716标出的第一临界水平的水平。在该时间段内发动机EGR量714也低，因为可用重整物量低。
在竖直标线700到702之间的时间段期间，节气门位置712在该时间间隔的接近一半处升高。可用重整物量720增加至高于由线716标出的第一临界值。当可用重整物量720超过第一临界水平716时，开始喷射重整物722到发动机。此外，随着重整物可用于发动机，发动机EGR量714增加。因此，通过增加至发动机的重整物流，发动机可承受较高进气稀释水平同时保持期望水平的燃烧稳定性。
在竖直标线702处，节气门位置712以类似台阶的方式降低，该方式被称为松开加速器踏板。在这种节气门松开加速器踏板期间，发动机可能由于高汽缸稀释而开始失火。通过进一步增加喷射到发动机722的重整物量，可能在节气门松开加速器踏板期间(例如，通过踏板或其它装置发出的减小节气门打开程度的命令或减小转矩的请求)减小燃烧不稳定性和/或发动机失火的可能性。在一个示例中，当节气门位置的变化速率超过临界值时，额外的重整物722可被喷射到发动机。此外，可基于当前发动机转速和负荷以及节气门位置712的变化速率增加至发动机的重整物流722。具体地，可于节气门松开加速踏板前根据节气门位置712和发动机工况的变化改变调节重整物流速722的控制增益或因子。在节气门位置712的最初较高的变化速率之后，节气门变化速率减小。因此，由于节气门位置712变化所导致的至发动机722的重整物流的增加被减小。注意，踏板传感器或其他传感器的变化速率可代替节气门位置712的变化速率。
702处的节气门位置712变化可表明发动机负荷较低(例如，发动机或车辆减速)和部分节气门工况，而竖直标线700左侧可被认为是怠速或接近怠速。在竖直标线702处的节气门位置712的最初变化之后，节气门位置712以中等速率升高。由于发动机以部分节气门状况运转，且由于储存的重整物量大于第一临界值716，稀释汽缸进气的EGR量714随着节气门位置被进一步打开而被增加。通过增加汽缸进气稀释，发动机可更有效率地运转，因为发动机抽吸损失可被减小。因此，响应于节气门位置712的变化来调节喷射至发动机的重整物量722。同时，响应于发动机转速和负荷调节喷射到发动机的重整物量722。这样，可根据节气门位置712的变化和发动机转速和负荷的变化调节重整物流。
注意，即使节气门位置712和EGR量714开始降低之后，喷射的重整物量722也增加。当喷射的重整物量722增加时，其成为汽缸进气的较高份额且因此提升燃烧稳定性。当响应于松开加速踏板而增加重整物量时，可减少喷射到发动机的液体燃料量以便发动机汽缸空燃比保持接近化学计量的混合物。因此，可响应于喷射到发动机的重整物量，在松开加速踏板期间减小喷射的液体燃料量。
在竖直标线704和706之间，发动机节气门位置稳定地升高；但是，可用重整物量被减小至小于第一临界量716的水平。响应于低的可用重整物量，发动机EGR量714随着喷射的重整物量722减少而减少。
在竖直标线706和708之间，以低速率降低发动机节气门位置。在一个实施例中，在增加喷射的重整物量722之前，节气门位置降低的速率必须大于预定量。在该示例中，喷射的重整物量722随着节气门位置712从竖直标线706降低而稳定减少。在竖直标线706与708之间的时间段期间，可用重整物量720保持低于第一临界值716。因此，喷射的重整物量722保持很低。
在竖直标线708与710之间，一开始降低节气门位置且然后在竖直标线708与710之间的大约三分之一处升高。此外，可用重整物量720增加至高于第一临界值716和第二临界值718。由于重整物量已经增加至高于第二临界值718，因此可进一步增加EGR量。但是，如果EGR量处于限制值，则即使EGR量处于限制值，喷射到发动机的重整物量也可增加。
在竖直标线710处，节气门位置以类似台阶的方式下降。响应于节气门量的下降，喷射到发动机的重整物量722增加然后衰退至稳定状态的期望重整物量。
现在参照图8，示出用于控制发动机空燃比混合的程序。在802，确定发动机工况。发动机工况可包括但不限于发动机温度、发动机转速、发动机负荷和自发动机停止起的发动机运转时间。在确定了发动机工况之后，程序800进行至804。
在804，程序800判断一种燃料或两种燃料是否要被喷射到发动机。在预定工况期间一种燃料可被喷射到发动机。在一个示例中，当发动机转速和负荷低时，单种燃料被喷射到发动机。例如，当发动机转速处于怠速转速时和当发动机负荷小于全发动机负荷的10％时。在稀释受到燃烧稳定性的限制时的部分发动机负荷下，以及在发动机爆震的倾向可能增加的较高发动机负荷下，两种燃料可被喷射到发动机。在一个示例中，其中燃料重整器的尺寸被减小以便将重整器封装在车辆内，重整物可在一些工况下被储存且在其他发动机工况下被发动机消耗。但是，对于重整物总是可用的实施例，发动机可一直使用重整物运转，因为重整物相比于醇具有较高的能量含量。如果程序800判定喷射一种燃料，则程序800进行至818。否则，程序800进行至806。
在806，程序800使气态燃料到发动机的喷射缓变。由于气态燃料成分可能存在不确定性，所以气态燃料喷射开始于由最小喷射器脉冲宽度限定的低速率。例如，喷射器提供不变的燃料输送速率处的最短电脉冲。以低缓变速率增加气态燃料的引入直到确定了气态燃料的成分为止。在一个示例中，感测H2、CO和CH4的单个感测器可设置在连至发动机的气态燃料管路中或设置在气体储存箱中。由于重整器以已知的平均摩尔数生成H2、CO和CH4，所以感测任何一种气体组分的单个感测器可用于确定气态燃料系统中的重整物的总体浓度。例如，可通过感测气态燃料系统中的H2浓度来确定燃料系统中的重整物量。
在确定了燃料成分之后，可以第二速率缓变气态燃料喷射或可以步进的方式将气态燃料喷射提高至期望气态流速。在一个实施例中，发动机控制器可储存代表当气态燃料喷射到发动机时的气态燃料成分的数据。然后该数据可用于将气态燃料流速设置为期望流速，以便燃料缓变的持续时间可更短或被消除。在这种实施例中，只有在气态燃料最后喷射到发动机之前当燃料重整器停止添加气态燃料到重整物储存箱时，才可使用燃料成分。
在开始喷射气态燃料时，液体燃料的喷射量被减少，以便发动机可继续以期望空燃比运转，例如化学计量的空燃比。在一个示例中，其中发动机用作为液体燃料的大量组分的醇(例如，大于40％的醇)运转，由于重整物具有较高热值，所以期望主要用重整物(例如，大于汽缸燃料进气份额的50％)运转发动机且减少液体燃料的使用。如果气态燃料主要由重整物构成，则可减小喷射到发动机的液体燃料量，该减小量的质量等于喷射气态燃料的质量。同样，如果气态燃料主要由醇构成，则可减小喷射到发动机的液体燃料量，该减小量的质量等于喷射气态燃料的质量；但是，如果不恰当地假定气态燃料的成分，则气态燃料喷射器喷射的燃料容积可导致发动机汽缸的空燃比朝富或稀方向变化。因此，可以缓变速率减少喷射到发动机的液体燃料量，该缓变速率为气态燃料被引入发动机的缓变速率的一部分。注意，对于给定的汽缸空气进气，发动机需要与其所需的醇质量相同的重整物(无论是液体还是蒸汽)。因此，期望以被喷射燃料的质量而不是被喷射气体的容积表达燃料供给。可通过推断或检测气态燃料成分来确定被喷射燃料的质量。
在808，程序800监测排气氧浓度以估计发动机空燃比。通过监测排气氧浓度，能够确定气态燃料的成分。在如上描述的一个示例中，可使用适应性燃料参数估计气态燃料混合物中的重整物的成分。因此，可随着排气氧偏离期望量而增加或减少气态燃料量。例如，假设气态燃料成分是100％的重整物，则可喷射气态燃料。由于其物理特性，气态喷射器喷射容积(即摩尔量)。如果气态燃料是100％的重整物，则排气氧传感器指示出指明大体化学计量的空气燃料混合物的氧浓度。但是，如果气态燃料是0％的重整物，则气态燃料喷射器将输送化学计量燃烧所需燃料的三倍。因此，气态燃料喷射受到限制直到能够确定燃料重整器以期望速率输出重整物。如果气态喷射器被操作用以喷射10％的重整物形式的汽缸燃料供给，但代之喷射100％的汽化醇，则被输送的燃料将会是期望燃料的120％且该错误状态将由(若干)排气成分传感器指示出。这样，能够容易地推断气态燃料成分。一旦推断了燃料成分，则燃料喷射能够使用该新成分继续或可停止气态燃料喷射直到燃料重整器以期望速率输出重整物。
在810，程序800判断气态燃料混合物是否由汽化醇构成。在一个示例中，程序800响应于喷射的气态燃料量或容积以及排气氧浓度表明的发动机空燃比来判断气态燃料中是否存在醇。例如，如果判定发动机以比如果发动机以只由重整物构成的气态燃料运转所预期的空气燃料混合物更富的空气燃料混合物运转，则可判断气态燃料混合物中存在醇。如果判断存在醇，则程序800进行至812。否则，程序800进行至816。
在812，程序800确定燃料重整器效率并且调节气态燃料流速。当由排气氧传感器和气态燃料流速确定气态燃料的成分已经改变，则可调节喷射到发动机的气态燃料量，以补偿燃料成分的变化。例如，如果燃料重整器效率降低并且排气氧浓度比预期的富，则可减少喷射的气态燃料量。此外，由于醇没有与重整物相同的对进气稀释的影响，所以可在瞬时状况期间或汽缸进气被稀释时的时间段期间增加喷射的气态燃料量，从而补偿气态燃料混合物中重整物的较低份额。例如，如果喷射到发动机的气态燃料由80％的重整物构成，则气态燃料的流速或喷射持续时间可提高1/0.8。这样，即使当储存在重整物箱中的气体不是只由重整物构成时，也可输送期望量的重整物至发动机。
燃料重整器效率也可在812处根据适应性参数被确定，该适应性参数表明如果没有提供燃料补偿，发动机就以更稀或更富的混合物运转。当喷射一定量的气态燃料导致0.33的适应性燃料因子时，可以确定气态燃料基本全由醇构成，因为醇的容积化学计量空燃比是重整物的容积化学计量空燃比的0.33。当喷射一定量的气态燃料导致为1的适应性燃料因子时，可以确定气态燃料基本全由重整物构成。因此，在将适应性燃料因子插入直线方程后，可确定燃料重整器效率，该直线方程将0.33描述为0％的效率且将1描述为100％的效率。
在814，程序800可调节燃料重整器输出。如果燃料重整器以低于期望效率的效率运转，则可通过延迟发动机火花提前和提高通过发动机的质量流速来增加燃料重整器输出。例如，可通过延迟火花和打开发动机节气门来增加燃料重整器输出，由此增加排气热量。此外，当燃料重整器效率低且在驾驶员需求转矩表明发动机温度可能响应于驾驶员需求转矩而升高之后，程序800可减少火花延迟。
在另一示例中，可起动电加热器以提高燃料重整器输出的效率。例如，当在发动机冷启动之后发动机温度低时电加热燃料重整器可能是符合期望的。此外，在发动机减速期间或当车辆下坡时起动电加热器可能是符合期望的。因此，当少量排气能量可用而可从车辆电气系统(例如交流发电机)获得电流时，可起动电加热器。此外，在一些状况期间，延迟发动机火花并增加发动机质量流同时也起动电加热器可能是符合期望的。此外，在一些状况期间，减少喷射到重整器内的液体燃料量可能是符合期望的。
在816，程序800响应于喷射到发动机的气态燃料来调节致动器。致动器调节可包括但不限于调节火花正时线路、气态和液体喷射正时、EGR、空燃比和气门正时以及气门升程调节。例如，如果确定喷射了大于预期份额的醇且喷射了较少的重整物，则可转换发动机凸轮的角度以使更少的EGR存在于发动机汽缸中。此外，如果排气氧浓度小于预期，则可减少喷射到发动机的气态燃料量。在另一示例中，可通过调节节气门、凸轮和/或压缩机增压来限制或减少汽缸进气。在调节致动器之后，程序800进行至退出。
在818，程序800判断在计划接收燃料的汽缸的先前汽缸循环期间的燃料喷射是单种燃料喷射还是两种燃料喷射。如果在计划接收燃料的汽缸的最后汽缸循环期间喷射两种燃料，则程序800进行至820。否则，程序800进行至824。
在820，程序800响应于进气歧管向下抽吸速率来调节喷射到发动机汽缸的液体燃料量。进气歧管容积可以是发动机汽缸工作容积的1.5-2倍。每次进气门打开进气歧管的一部分时，气体都可被排空到汽缸内。因此，在停止将气态燃料喷射到发动机之后，进气歧管内含物从气态燃料被喷射到发动机时的水平被稀释。随着每个汽缸排空一部分进气歧管气体，进气歧管中的气体被空气逐渐稀释。因此，可以以和从进气歧管排空气态燃料的速率对应的速率将额外液体燃料添加至发动机。在一个示例中，每次汽缸从进气歧管吸入气体都增加至发动机的液体燃料，直到排空进气歧管容积的若干汽缸具有被吸入的进气歧管气体。在可替换实施例中，吸入进气歧管气体的每个发动机汽缸都增加被喷射的液体燃料量，直到发动机汽缸已经排空了进气歧管。注意，可通过在不同汽缸事件选择具有少量或没有吸入储存的燃料的燃料喷射配置来消除/简化这些动作。
在822，程序800响应于保持在进气歧管中的气态燃料量来调节致动器。致动器调节可包括但不限于调节火花正时、气态和液体燃料喷射正时、EGR、空燃比和气门正时以及气门升程调节。例如，如果确定喷射了大于预期份额的醇份额且喷射了较少重整物，则可转换发动机凸轮的角度以使发动机汽缸中有更少的EGR。此外，取决于燃料成分，可以不同速率提前或延迟致动器。例如，如果重整物是喷射到发动机的气态燃料量的较高份额，则可以较快速率转换凸轮角度，因为相比于汽化醇是气态燃料的主要组分的情况，可进一步提前或延迟凸轮正时从而提供额外的内部EGR。此外，如果排气氧浓度小于预期，则可减少喷射到发动机的气态燃料量。在另一示例中，可通过调节节气门、凸轮和/或压缩器增压限制或减少汽缸进气。在致动器被调节之后，程序800进行至退出。
在824，响应于发动机转矩需求和发动机转速调节发动机燃料供给。特别地，响应于发动机转速和发动机负荷(或转矩需求)调节喷射到发动机的液体燃料量。在一个示例中，以基本化学计量的空燃比运转发动机。但是，在NOx增加的发动机转速下，可以较富的空气燃料混合物运转发动机以减少NOx的生成。相反，当生成较少的发动机NOx时，可以较稀的空气燃料混合物运转发动机以减少HC排放。在喷射到发动机的液体燃料量被设置而提供基本化学计量的空气燃料混合物之后，程序800退出。
因此，图8的方法提供用于使发动机运转的方法，包含：通过喷射第一液体燃料来使发动机运转；在燃料重整器中处理第二液体燃料以生成气态燃料；缓变增加(rampin)所述气态燃料至所述发动机的喷射量；以及当所述气态燃料是第一种气体时，响应于所述气态燃料而调节致动器至第一状态；以及当所述气态燃料是第二种气体时，响应于所述气态燃料调节而所述致动器至第二状态，当调节所述致动器时，所述发动机以基本相同的发动机转速和负荷运转。进一步地，致动器是燃料喷射器。进一步地，致动器是EGR阀、凸轮轴分度器、燃料喷射器、涡轮增压器或阀致动器中的一个。进一步地，处理所述第二液体燃料包括加热所述第二液体燃料。进一步地，将所述致动器调节至所述第一状态和所述第二状态是响应于氧传感器的。进一步地，当所述氧传感器指示被喷射的所述气态燃料量缓变增加之后所述发动机燃烧的醇浓度时，火花被延迟至所述发动机的至少一个汽缸。进一步地，该方法包含响应于所述氧传感器估计所述燃料重整器的效率。
图8的方法还提供用于使发动机运转的方法，包含：喷射液体和气态燃料至所述发动机；以及当所述气态燃料由第一气体构成时调节致动器至第一状态；以及当所述气态燃料由第二气体构成时调节致动器至第二状态，当调节所述致动器至所述第一和第二位置时，所述发动机以基本相同的转速和负荷运转。进一步地，气态燃料由被来自所述发动机的排气加热的重整器生成。进一步地，第一气体由汽化乙醇构成且其中所述第二气体由汽化H2、CO和CH4构成。进一步地，致动器是点火正时线路，且其中火花随着所述气态燃料中的乙醇浓度提高而延迟。
一种用于使发动机运转的方法，包含：喷射液体气态燃料到所述发动机；缓变增加至所述发动机的某一数量汽缸的气态燃料喷射；当所述气态燃料由第一气体构成时，以第一速率缓变减少(rampout)所述液体燃料的喷射；以及当所述气态燃料由第二气体构成时，以第二速率缓变减少所述液体燃料的喷射。进一步地，第二速率小于所述第一速率，并且其中所述第一气体由重整物构成且其中所述第二气体由醇构成。进一步地，汽缸数量少于发动机汽缸的总数量。进一步地，汽缸数量为一个汽缸。进一步地，该方法包含随着所述气态燃料缓变增加而提前火花。进一步地，当所述气态燃料由第一气体构成时，以第一速率提前所述火花；以及当所述气态燃料由第二气体构成时，以第二速率提前所述火花。进一步地，响应于氧传感器来调节所述致动器至所述第一状态和所述第二状态。进一步地，其中当所述氧传感器指示缓变增加所述气态燃料的所述喷射量之后所述发动机燃烧的醇的浓度时，火花延迟至所述发动机的至少一个汽缸。进一步地，其中响应于所述火花的所述延迟来调节节气门板的位置。
现在转向图9，示出与使用重整物运转发动机有关的空气燃料相关信号的模拟示图。从该图顶部起是第一幅示图代表一种或两种燃料的喷射。特别地，当信号900低时(例如在X轴的水平)，燃料喷射是通过接收喷射的液体燃料的每个发动机汽缸处的单个燃料喷射器进行。当信号900高时(例如在Y轴的2的水平处)，燃料喷射是通过每个发动机汽缸的两个燃料喷射器进行。特别地，气态燃料由气态燃料喷射器喷射而液体燃料由第二喷射器喷射。
从该图顶部起的第二幅示图代表至发动机的气态燃料流。气态燃料可由重整物构成或由重整物和汽化醇的组合构成。如果气态燃料基本全由重整物构成，则给定容积的气态燃料将生成稀于如果在类似状况下将相同容积的汽化醇引入发动机时生成的空气燃料混合物的空气燃料混合物。如上所述，重整物具有基于化学计量空燃比的容积，其比汽化乙醇的基于化学计量空燃比的容积大三倍。因此，在喷射之前了解燃料的成分是符合期望的。但是，气态燃料的成分有时会出乎意料地变化。例如，如果燃料重整器的效率提高或降低，则储存在重整物燃料箱中的气态燃料成分可同样地变化。因此，在大量气态燃料被喷射到发动机之前确定气态燃料成分可能是符合期望的。
从该图顶部起的第三幅示图代表发动机汽缸中的空气和燃料燃烧之后的发动机排气中残余的氧浓度。水平线94代表燃烧之后的化学计量的空气燃料混合物的排气氧浓度。当排气氧迹线916高于直线918时，发动机空气燃料混合物是稀的。当排气氧迹线916低于直线918时，发动机空气燃料混合物是富的。
从该图顶部起的第四幅示图代表喷射到发动机的液体燃料量920。喷射到发动机的液体燃料量920与汽缸进气中的空气量以及喷射到发动机的气态燃料量有关。此外，由于重整物的基于化学计量空燃比容积比汽化乙醇的基于化学计量空燃比容积大三倍，因此可响应于气态燃料的成分来调节喷射的液体燃料量920。
从该图顶部起的第五幅示图代表从期望火花正时起的火花延迟922。例如，如果气态燃料被喷射到发动机并且期望的气态燃料是重整物，则发动机能够承受比如果喷射的气态燃料是汽化醇的情况下的更多火花提前。因此，如果汽化醇而不是汽化重整物被喷射到发动机，则由于和重整物相比，汽化醇所升高的喷射到汽缸的燃料的辛烷值少，所以火花可被延迟。可替换地，可作为在气态燃料混合物中检测到的重整物和/或醇的量的函数调节汽缸进气致动器(如凸轮轴)。
在由每幅示图的Y轴标示出的零时刻，单种燃料(例如醇、汽油或汽油和醇的混合物)被喷射到发动机直到由竖直标线902示出的时刻，如迹线900所标示出的。在从零时刻到竖直标线902之间的时间段期间，发动机排气展现出表明大致化学计量燃烧的氧水平。
在竖直标线902的时刻，气态燃料被喷射到发动机。同时，可以减少喷射到发动机汽缸的液体燃料量，预计气态燃料将使汽缸空气燃料混合物变富。在一个示例中，最初估计气态燃料基本全由重整物构成。在另一示例中，最初估计气态燃料基本全由汽化醇构成。在又一示例中，估计气态燃料的一部分由重整物构成，而气态燃料的剩余部分被估计为汽化醇。此外，可使用发动机控制器中的一个或更多个存储单元来对气态燃料成分进行最初的估计。特别地，存储单元被配置为包含对气态燃料中重整物的份额的估计。如上所述，该估计基于喷射到发动机的气态燃料容积和来自氧传感器的排气氧浓度反馈。此外，气态燃料成分基于发动机运转间隔期间的气态燃料喷射，在该运转间隔期间气态燃料被喷射到发动机，该运转间隔在气态喷射的当前时间间隔之前并在当液体燃料被单独喷射以供给发动机燃料时的时间间隔之前。
如从图9顶部起的第二幅示图所示，喷射到发动机的气态燃料量被缓变增加，以便排气氧浓度缓慢变化而不是以阶梯式方式变化。通过缓变增加气态燃料的喷射，可减小排气浓度的大振幅的可能性。例如，如图9所示，发动机排气浓度开始变稀(例如，高于化学计量指示线918)，表明基于估计的气态燃料成分，液体燃料920的喷射已经减小了太多。因此，发动机控制器响应于氧传感器输出识别出稀状况，然后增加喷射的液体燃料量。可替换地，如果需要，则发动机控制器能够增加喷射到发动机的气态燃料量。
在竖直标线904的时刻，停止喷射气态燃料并且液体燃料的喷射增加至化学计量燃烧所需的水平。在一个示例中，其中气态燃料被喷射到进气歧管，需要若干汽缸进气事件来从进气歧管排空气态燃料。因此，以和从进气歧管排空气态燃料相关的速率增加喷射到发动机的液体燃料量，其关系可由泵-箱微分方程解出。
在竖直标线906的时刻，气态燃料以基于发动机工况的期望速率再次被喷射到发动机汽缸。例如，在特定发动机转速和负荷下，特定的气态燃料流速可被喷射到发动机。可基于气态燃料流速和气态燃料成分减小喷射到发动机的液体燃料量。例如，如果气态燃料由较高浓度的重整物构成，则和如果气态燃料由较高浓度的汽化醇构成的情况相比，喷射到发动机的液体燃料量可减小更多/更少。此外，如从该图顶部起的第五幅示图所示，可从一个量将汽缸火花延迟，如果气态燃料基本上全由重整物构成，则该量是符合期望的。这样，可将火花提前控制为气态燃料中的重整物或醇浓度的函数。
在竖直标线908与竖直标线910之间的时间，单种液体燃料被喷射到发动机汽缸。同样，可以以和从排气歧管中排空气态燃料有关的速率增加喷射的液体燃料量。此外，在当前发动机工况下当只有液体燃料被喷射到发动机时，火花被返回至期望的火花提前。
在竖直标线910和912之间的时间，气态燃料被再次喷射到发动机且可再次减少喷射到发动机汽缸的液体燃料量。可以以和使用气态燃料填充进气歧管的速率相关的速率减少液体燃料喷射。在竖直标线912之后，停止气态燃料喷射并增加喷射到发动机的液体燃料量。
在可替换示例中，设置气态流速率以便期望量的重整物被喷射到发动机。例如，如果气态燃料由80％的重整物和20％的汽化醇构成，则喷射的气态燃料量可被调节至除以0.8的期望重整物流速。因此，提高总体气态流速以便期望量的重整物被输送至发动机。基于气态燃料成分和气态燃料流速减少标线906与标线908之间的喷射至发动机的液体燃料量。因此，发动机排气展现出表示大体化学计量的空气燃料混合物的氧浓度。
现在参照图10，示出重整物优先顺序的流程图。在1002，程序1000确定发动机工况。发动机工况可包括但不限于发动机转速、发动机负荷(例如，发动机负荷可被表示为发动机汽缸进气量除以汽缸在限定压力下可保持的最大理论进气量)、环境温度、压力和湿度以及发动机转矩请求(例如，期望的发动机转矩)。在确定了发动机工况之后，程序1000进行至1004。
在1004，程序1000确定当前或目前发动机工况下的可用重整物量、用于稳定燃烧的期望重整物消耗速率以及重整物的第一和第二临界量。如对图2的204描述的一样，可确定可用的重整物量。如对图2的208描述的一样，可确定期望的重整物量。
重整物消耗的第一和第二临界量可被描述为在当前发动机工况下进行若干预定发动机操作的重整物使用量。例如，重整物的第一临界量可以是在基本状况(例如，不爬坡，载有两个乘客但没有货物)下预定时间段内将车辆从当前转速加速到另一预定义转速所用的重整物量。重整物的第二临界量可以是重整物的第一量的三倍，从而增加能用被储存的气态燃料实施的操纵的可用数量。
在另一示例中，重整物的第一临界量可以是用于以一汽缸稀释水平在车辆速度下运转发动机的重整物量，该汽缸稀释水平提供针对预定量的时间的预定燃料消耗速率。该示例中的第二临界量可以是第一临界量乘以预定因数，例如四。
在又一示例中，重整物的第一临界量可以是燃料重整器在限定的时间段(例如，10分钟)内产生的重整物量。在又一示例中，重整物消耗的第一临界量可以是燃料重整器在预定义时间段(例如，两分钟)内生成的重整物量加上额外的重整物量。例如，如果重整物储存箱在10巴压力下能够储存100cm3的气态燃料。重整物的第一临界量可以是在4巴的压力下100cm3的重整物。在该示例中，重整物的第二临界量可以是在8巴的压力下100cm3的重整物。
此外，可以调节重整物的第一和第二临界量。例如，可以根据发动机工况、燃料重整器工况、期望的发动机燃料消耗速率和大气状况调节第一和第二临界量。
在另一示例中，重整物的第一临界量可以是能够用于启动发动机和加热排气后处理系统至期望温度的重整物量。
在又一示例中，储存在重整物储存箱中的气态燃料的第一临界量可固定在恒定值。在又一示例中，储存在重整物储存箱中的气态燃料的第一和第二临界量可以是储存的气态燃料中的重整物量的函数。例如，如果气态燃料基本由重整物构成，则气态燃料的第一临界量可设置为第一量。如果气态燃料由重整物和汽化醇构成，则气态燃料的第一临界量可设置为第二量，第二量大于第一量。可以类似方式调节重整物的第二临界量。这样，可调节气态燃料的第一和第二临界量，以便即使气态燃料包括汽化醇，储存在重整物箱中的重整物量也基本相同。在确定了重整物的可用量、重整物消耗的期望速率和重整物的第一和第二临界量之后，程序1000进行至1006。
在1006，程序1000判断储存在重整物储存箱中的气态燃料量是否小于第一临界值。如果程序1000判定储存的重整物量小于第一临界值，则程序1000进行至1014。否则，程序1000进行至1008。
在1008，程序1000判断储存在重整物储存箱中的气态燃料量是否大于第二临界值。在一个示例中，储存在重整物储存箱中的气态燃料的第二临界量可以是大于第一临界量乘以预定因数的量(例如，第一临界量的3倍)。在另一示例中，储存在重整物储存箱中的气态燃料的第二临界量可随着工况而变化。例如，当燃料重整器以大于预定量的速率生成气态燃料时，储存在重整物储存箱中的气态燃料的第二临界量可减小至储存箱储存容量的65％。在又一示例中，储存在重整物储存箱中的重整物或气态燃料的第二临界量可以与重整物的期望使用速率有关。例如，重整物的期望使用速率是第一量，则储存在重整物储存箱中的气态燃料的第二临界量可以是第一量。如果当重整物的期望使用速率是第一量时，重整物的期望速率是大于重整物的第一期望使用速率的第二量，则储存在重整物储存箱中的气态燃料的第二临界量可增加至大于第一量的第二量。
如果程序1000判定储存的重整物量大于重整物的第二临界量，则程序1000进行至1010。否则，程序1000进行至1018。
在1010，程序1000将气态燃料消耗速率提高至高于重整物消耗速率。在一个示例中，当气态燃料由重整物和汽化醇构成时，喷射到发动机的气态燃料量被增加至一水平，以便喷射到发动机的气态燃料中包含的重整物量基本等于重整物的期望使用速率。在另一示例中，其中气态燃料基本全由汽化醇构成，气态燃料的喷射速率可提高至高于重整物的期望使用速率以便汽化醇能从重整物储存箱中排空且被重整物代替。在调节了重整物的使用之后，程序1000进行至1012。
在1012，程序1000响应于增加或减少气态燃料的喷射而调节液体燃料的喷射。当喷射到发动机的气态燃料量变化，且新的气态燃料量包含更小或更大部分的汽缸进气时，可调节喷射的液体燃料量从而补偿气态燃料中的变化。在一个示例中，液体燃料的减少量可以是气态燃料成分和喷射的气态燃料容积的函数。例如，如果气态燃料基本由醇构成且以第一容积流速喷射时，则喷射至发动机的液体燃料量可减少第一量。另一方面，如果气态燃料基本由重整物构成且以第一容积流速喷射时，则喷射至发动机的液体燃料量可减少第二量，该第二量少于第一量。
在另一示例中，当减少喷射的气态燃料量时，可以与进气歧管排空气态燃料的速率相对应的速率增加喷射到发动机的液体燃料量。此外，液体燃料喷射量的增加量可以与气态燃料混合物中的燃料类型和燃料类型浓度有关。例如，如果气态燃料由重整物单独构成，则在特定发动机工况下对于每个汽缸进气事件液体燃料量都可增加第一量。另一方面，如果气态燃料由汽化醇单独构成，则在类似发动机工况下对于每个汽缸进气事件液体燃料量都可增加第二量。
在1014，程序1000判断是否提高重整物生成速率。在一个示例中，当重整物生成速率小于临界速率时，程序1000请求额外的重整物。该临界速率可随着工况而变化。例如，在发动机冷启动之后不久，重整物生成临界速率可以是第一量。在发动机温度提高后，重整物生成临界速率可提高至第二量。如果程序1000判定增加重整物生成量是符合期望的，则程序1000进行至1020。否则，程序1000进行至1016。
在1020，程序1000调节发动机运转以增加重整物生成量。在一个示例中，当通过增加至燃料重整器的燃料流而使发动机排气温度大于临界值时，可提高重整物生成速率。这样，可增加转移至燃料重整器的排气热量从而降低发动机排气温度并保护排气后处理装置。在另一示例中，可增加发动机火花延迟从而增加燃料重整器输出，以便额外的重整物在其中排气温度可以低的发动机工况期间可用于发动机。例如，在发动机冷启动之后或在延长的发动机怠速期间(例如，怠速长于2分钟)，可延迟发动机火花且可打开进气节气门以增加排气温度和排气流。可使用额外排气热量和质量流从而增加燃料重整器的输出。
在发动机加速期间或在较高发动机负荷期间，可将火花从延迟状况调节至最大扭矩最小点火提前角(MBT)或爆震极限点火(提前)角从而提高发动机效率。当发动机由于汽缸进气增加(这允许发动机温度和压力升高)而以较高负荷运转时，发动机排气温度升高。因此，在这些状况期间，可存在充足的排气能量以在额定容量下运转燃料重整器而没有火花延迟。因此，在这些状况期间，可以不需要火花延迟或不减小火花延迟。
当燃料重整器的温度低于临界温度时，也可通过起动燃料重整器中的电加热器来增加燃料重整器输出。在一个示例中，可在发动机冷启动期间起动燃料重整器中的电加热器从而增加发动机负荷，以便排气温度以加速速率升高。发动机冷启动期间，大量排气能被施加给排气后处理装置(例如，催化剂)，其留下很少的热量来起动燃料重整器。在这些状况期间，起动电加热器以便在发动机排气温度高到足以起动燃料重整器之前可生成重整物是符合期望的。在发动机达到运转温度后，可停用电加热器。因此，在第一状况期间，燃料重整器的主要热源可源自电加热器。并且，在第二状况期间，燃料重整器的主要热源可源自发动机。在调节发动机以增加重整物生成量之后，程序1000进行至1016。
在1016，程序1000判断重整物消耗的期望量是否大于重整物消耗的临界量。重整物的临界消耗速率可以是不同工况的函数并且可以是在不同发动机工况下的不同气态燃料喷射速率。例如，重整物的临界消耗速率可以是以气态燃料喷射器的最小脉冲宽度喷射的气态燃料量。可替换地，重整物的临界消耗速率可以是在特定发动机工况下提供期望排放水平和/或燃料经济性的重整物流速。在另一示例中，重整物的临界消耗速率可以是燃料重整器当前生成重整物的速率。在又一示例中，重整物的临界消耗速率可以是燃料重整器可生成重整物的最高速率。如果重整物的期望消耗速率大于发动机的重整物临界消耗速率，则程序1000进行至1022。否则，程序1000进行至1018。
在1018，发动机以期望速率消耗或使用重整物。通过调节喷射阀的位置或正时和通过考虑重整物储存箱中的压力，可将重整物以期望速率喷射到发动机。如果重整物箱中的压力升高，则气态燃料喷射器可以较低占空比运转，从而缩短气态燃料喷射时间并补偿重整物箱压力的升高。类似地，如果重整物箱中的压力降低，则可以较高占空比运转气态燃料喷射器从而增长气态燃料喷射时间并补偿重整物箱压力的降低。如果燃料喷射器两侧的压降足以建立声速流，则可不调节喷射器正时，因为气态流速将基本保持相同。
在1022，程序1000可限制重整物喷射量。限制重整物的喷射可包括取消至发动机的重整物喷射。此外，在一些状况期间，可忽略对重整物喷射的限制以便即使储存的气态燃料量小于第一临界量，期望量的重整物也被喷射到发动机。例如，当驾驶员的转矩请求超过预定临界值时可忽略对喷射气态燃料的限制。可替换地，当气态燃料的期望消耗速率小于燃料重整器正在生成重整物的速率时，可忽略对气态燃料喷射的限制。
另一方面，当储存在重整物储存箱中的重整物小于在1004处确定的重整物的第一临界量时，可限制重整物喷射。在另一示例中，重整物的喷射速率可被限制为固定值，预计该固定值小于燃料重整器生成重整物的生成速率。在另一示例中，重整物喷射速率可被限制为随着发动机工况变化的值。例如，在第一工况下，如果重整物的期望消耗速率大于临界值，则喷射的重整物量可以是重整物的期望消耗速率的第一分数或百分比。在第二工况下，如果重整物的期望消耗速率大于临界值，则喷射的重整物量可以是期望消耗速率的第二分数或百分比。在一个示例中，第一和第二分数可基于工况的优先顺序。例如，相比于发动机以较低稳定状态状况(例如，高度稀释的部分节气门状况)运转时，当发动机处于较高负荷时(例如，在节气门踩下加速踏板期间或在加速期间)，将气态燃料喷射限制为重整物的期望消耗速率的较高百分比是更符合期望的。程序1000如前所述进行至1012，然后进行至退出。
现在参照图11，示出与优先使用重整物时相关的模拟信号的示例示图。从该图顶部起的第一幅示图代表燃料系统中的可用重整物量。Y轴箭头指出增加可用重整物量的方向。可如上所述根据重整物储存箱的温度和压力和根据在排气中感测氧浓度来确定燃料系统中的重整物量1120。水平标线1118代表可用重整物的第一临界量。水平标线1116代表可用重整物的第二临界量。
从该图顶部起的第二幅示图代表喷射至发动机的气态燃料量。喷射到发动机的气态燃料量1122沿着Y轴箭头的方向增加。
从该图顶部起的第三幅示图代表喷射至发动机的液体燃料量。喷射到发动机的液体燃料量1124沿着Y轴箭头的方向增加。
从该图顶部起的第四幅示图代表火花从期望火花正时起的延迟。火花延迟量1126沿着Y轴箭头的方向增加。
在由每幅示图的Y轴标示出的零时刻到由竖直标线1110示出的时刻，可用重整物量1120处于低水平但逐渐增加。在该时间段期间，可用重整物量1120小于第一临界水平1118。在同一时间段内，停止气态燃料喷射1122同时液体燃料喷射1124处于较高水平且以基本化学计量的混合用空气燃烧。此外，发动机火花1126最初被延迟。在该示例中，发动机火花被延迟以升高排气温度，以便增加燃料重整器输出。可通过升高燃料重整器的温度至少达到临界温度而提高燃料重整器效率。
在标线1100的时刻，可用重整物量1120增加至大于第一临界值1118的量。在同一时刻，至发动机的气态燃料喷射1122开始且减少喷射到发动机的液体燃料喷射。此外，由于可用重整物量1120大于第一临界值1118，所以减小火花延迟1126从而提高发动机运转效率。
在标线1102的时刻，可用重整物量1120超过第二临界水平1116。当可用重整物量1120大于第二临界水平时，发动机控制器允许喷射到发动机的气态燃料量1122增加至大于气态燃料流的期望水平的水平。因此，在标线1102处增加了气态燃料喷射1122。通过减小与气态燃料喷射量有关的液体燃料喷射量1124，发动机汽缸中的化学计量混合物的燃烧在竖直标线1102处继续。在该示例中，火花延迟1126在竖直标线1102与1104之间仍然低。但是，在其他示例中，当一部分被喷射的气态燃料是醇而不是重整物时，可延迟火花。
在标线1104的时刻，可用重整物量1120降至低于第二临界值1116。发动机控制器响应于可用重整物量小于第二临界值而减小流至发动机的气态燃料流1122。因此，增加喷射至发动机汽缸的液体燃料量1124使得化学计量燃烧继续。火花延迟1126保持低直到竖直标线1106的时刻为止。
在竖直标线1106处，可用重整物量1120减小至小于第一临界水平1118的水平。发动机控制器在竖直标线1106处停止气态燃料喷射1122从而保存重整物用于更优先的发动机工况(例如，发动机冷启动或高转矩需求状况)。同样，增加喷射到发动机汽缸的液体燃料量1124以便化学计量燃烧继续。此外，增加发动机火花延迟1126以便能增加燃料重整器效率。发动机火花延迟可减小发动机转矩，因此当火花延迟时可增加发动机进气以便保持驾驶员需求转矩。火花延迟1126被保持在较高水平直到标线1108的时刻为止。
在标线1108的时刻，可用重整物量1120再次大于第一临界值1118。该状况允许减小火花延迟1126。此外，响应于可用重整物量1120增加至大于第一临界值1118的水平，气态燃料喷射1122恢复。发动机控制器增加喷射至发动机的气态燃料喷射1122并同时减小喷射至发动机的液体燃料喷射1124。可以与气态燃料填充进气歧管的速率对应速率减少液体燃料。
在标线1110的时刻，可用重整物量1120已经增加至大于第二临界水平1116的水平。因此，发动机控制器允许喷射到发动机的气态燃料量1122增加至大于气态燃料的期望喷射水平的水平。根据气态燃料喷射的增加，减少喷射的液体燃料量1124。
在标线1112的时刻，可用重整物量1120已经下降至小于第二临界水平1116的水平。发动机控制器通过减小气态燃料喷射速率1122并增加喷射的液体燃料量1124来响应。因此，在一些发动机工况下保存重整物，而在其他发动机工况下发动机可以以高于期望速率的速率消耗重整物。这样，可使用图10的方法来优先使用或保存重整物。
因此，图10的方法提供用于使发动机运转的方法，包含：使燃料重整器运转并生成气态燃料；以及当储存箱不空时，响应于所述储存箱中的气态燃料量小于临界量来限制将所述气态燃料喷射到至少一个发动机汽缸的速率。进一步地，气态燃料由汽化醇或H2、CO和CH4构成。进一步地，限制喷射包括停止喷射。进一步地，限制喷射包括以小于期望速率的速率喷射气态燃料。进一步地，限制喷射包括以小于期望速率的速率喷射气态燃料，并且所述限制喷射还随着所述储存箱中的所述气态燃料量减少而进一步减少气态燃料喷射。进一步地，该方法包括喷射某个量的液体燃料到所述发动机。进一步地，该方法包括响应于对所述气态燃料的所述限制喷射来调节汽缸进气改变致动器。进一步地，该方法包括在预定状况期间忽略所述气态燃料的所述喷射的所述限制。进一步地，该方法包括在所述预定状况不再存在后通过仅仅喷射所述液体燃料来使发动机运转。
图10的方法还提供用于使发动机运转的方法，包含：使燃料重整器运转并生成气态燃料；以及当储存的所述气态燃料量小于第一量时限制到所述发动机的所述气态燃料的喷射速率；以及当储存的气态燃料量大于第二量时增加喷射到所述发动机的气态燃料量并减小喷射到所述发动机的第二燃料量。进一步地，气态燃料由汽化醇或H2、CO和CH4构成。进一步地，该方法包括喷射某个量的液体燃料到所述发动机。进一步地，该方法包含当所述储存箱中的所述气态燃料量接近所述临界量时减少所述气态燃料的喷射。进一步地，临界速率随着所述储存箱中的所述气态燃料量增加而增加。进一步地，临界速率随着所述储存箱中的所述气态燃料量减少而减少。进一步地，当储存的所述气态燃料量大于第二量时，喷射到所述发动机的气态燃料量被限制为在所述发动机的汽缸中形成基本化学计量的混合物的气态燃料量。
图10的方法还提供用于使发动机运转的方法，包含：使燃料重整器运转并生成气态燃料；当储存的所述气态燃料的储存量小于第一量时限制喷射到所述发动机的所述气态燃料量；以及当储存的气态燃料量由大于临界量的第一气态燃料构成时，增加喷射到所述发动机的气态燃料量并减少喷射到所述发动机的第二燃料量。进一步地，所述第一气态燃料是汽化乙醇。进一步地，该方法包含当所述气态燃料的期望喷射速率大于临界值时停止所述气态燃料的喷射。进一步地，气态燃料由第二燃料构成，所述第二燃料包含H2、CO和CH4。
如本领域技术人员将理解的，图2、3、6、8和10中描述的程序可代表任意数量的处理策略中的一个或更多个，处理策略诸如为事件驱动、中断驱动、多任务、多线程及类似策略。同样，示出的各种步骤或功能可以以示出的顺序实施、并行地实施或在某些情况下省略地实施。同样，处理顺序不是实现本文描述的目的、特征和优点所必需的，只是被提供以易于说明和描述。虽然没有详细示出，但本领域技术人员将认识到取决于使用的特定策略可重复实施示出的步骤或功能中的一个或更多个。
在此结束本说明书。本领域技术人员通过阅读它将想到许多许多替换和修改，而不脱离本说明书的宗旨和范围。例如，以天然气、汽油、柴油或可替换燃料配置运转的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机构造可使用本发明以获得优点。

Claims (15)

1.一种用于使发动机运转的方法，其包含：
将第一燃料重整为两种气态燃料；
通过响应于可用量的所述两种气态燃料、发动机转速和发动机负荷而经由单个喷射器喷射所述两种气态燃料到所述发动机的汽缸并经由另一个喷射器喷射第二燃料至所述汽缸来运转所述发动机，所述两种气态燃料具有大于所述第二燃料的辛烷值的辛烷值；以及
响应于所述可用量的所述两种气态燃料来调节发动机致动器从而改变汽缸进气，响应于由所述两种气态燃料提供给汽缸空气燃料混合物的辛烷值增加而进一步调节所述发动机致动器。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包含可通过延迟发动机火花增加所述两种气态燃料的所述可用量，其中所述两种气态燃料至少由汽化的乙醇、H2、CO和CH4构成，并且将所述第一燃料重整为包括至少汽化的乙醇、H2、CO和CH4的所述两种气态燃料是借助来自所述发动机的排气的热量完成的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述两种气态燃料被直接喷射到所述发动机，并且所述两种气态燃料衍生自醇并且其中所述发动机致动器是涡轮增压器废气门、涡轮增压器叶片位置、压缩器旁通阀、点火线圈输出、节气门位置、EGR阀、凸轮轴移相器、燃料喷射器或阀致动器中的一个或更多个。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述两种气态燃料的所述可用量与储存在缓冲箱中的气态燃料量和由燃料重整器生成的气态燃料量有关。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一燃料和所述第二燃料是同一类型燃料。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一燃料至少由醇构成，且其中所述第二燃料至少由汽油构成。
7.一种用于使发动机运转的方法，包含：
将第一燃料重整为气态燃料；
通过响应于可用量的所述气态燃料来喷射所述气态燃料和第二燃料至所述发动机的汽缸来运转所述发动机；
随着气态燃料的可用量的增加而增加增压量；以及
响应于发动机工况来喷射期望的重整喷射量的非零份额量。
8.根据权利要求7所述的方法，其中气态燃料的所述可用量在发动机转速负荷状况的范围内受到限制，并且其中所述气态燃料至少由H2、CO和CH4构成，并且所述方法进一步包含汽缸进气量随着发动机温度升高而增加。
9.根据权利要求7所述的方法，其中当发动机温度小于临界值时气态燃料的所述可用量受到限制或者当燃料箱的水平高度低于预定水平高度时气态燃料的所述可用量受到限制。
10.根据权利要求7所述的方法，其中通过调节致动器增加所述增压量，所述致动器由涡轮增压器废气门、涡轮增压器叶片位置、点火线圈输出、压缩器旁通阀、EGR阀、阀致动器和凸轮移相器中的一个或更多个组成的群组构成。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二燃料至少由汽油构成。
12.一种用于使发动机运转的方法，包含：
将第一燃料重整为气态燃料；
通过响应于可用量的所述气态燃料、发动机转速和发动机负荷来喷射所述气态燃料和第二燃料至所述发动机的汽缸来运转所述发动机；
在第一状况下响应于气态燃料的所述可用量来调节第一发动机致动器从而改变汽缸进气稀释；以及
在第二状况下响应于所述气态燃料的所述可用量来调节第二发动机致动器从而改变汽缸进气稀释。
13.根据权利要求12所述的方法，其中
所述第一状况是第一发动机负荷且其中所述第二状况是第二发动机负荷。
14.根据权利要求12所述的方法，其中
所述第一发动机致动器是EGR阀、凸轮移相器、气门升程致动器或燃料喷射器中的一个。
15.根据权利要求12所述的方法，其中
所述第一燃料至少包含醇且其中所述气态燃料至少由H2、CO和CH4构成。
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