CN102213148B - 操作具有重整燃料的发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料重整装置的操作和控制。在一个实施例中,在重整装置退化条件期间,发动机要素响应于限制被供应到发动机的重整燃料的量而被调节。该方法能够改善发动机运作。

Description

操作具有重整燃料的发动机
技术领域
本申请涉及控制和管理包括燃料重整装置的发动机系统,并且涉及燃料重整装置。
背景技术
重整装置可以将例如汽油、柴油、乙醇等的液体燃料转化成重整油气体,以使得重整油气体能够被发动机燃烧以改善燃烧稳定性、抗爆震性能和热值。此外,改良的燃料可以被用来清除或减少排气后处理装置容纳的或储存的成分。在一个示例中,重整油系统可以包括缓冲罐、冷却器、蒸发器、储存容器和气体喷射器以促进车辆发动机使用重整油。
发明内容
本发明的发明人意识到发动机和重整燃料系统可能产生的各种问题。例如,当重整燃料系统中组件的数量和复杂性增加时,发动机可能需要在带有重整燃料的条件和没有重整燃料的条件下运作。在被设计成利用重整燃料气体的发动机中,这些模式可能不同于常规发动机的那些模式。在一个示例中,重整燃料的低供应可能导致发动机点火不良。在进一步的示例中,重整燃料系统组件的退化可能导致增加排放物或低效的发动机燃烧。因此,本描述提供用于操作利用描述的重整燃料气体燃料的发动机的方法和系统。在一个示例中,操作发动机的方法包括:响应于燃料重整装置的退化,限制到所述发动机的重整燃料流;与所述限制重整燃料流成比例地减小发动机组成;以及增加传递到所述发动机的液体燃料的数量以保持所述限制重整燃料流之前的所述发动机的发动机扭矩和空燃比。
上面方法的一个优点在于重整燃料系统退化的后果可以通过在检测到退化之后限制使用重整燃料系统来减小。例如,如果重整燃料系统提供小于阈值数量的重整燃料,则重整装置操作能够被限制以使得较少的能量通过操作重整装置而被消耗,并且以使得发动机不继续操作,类似更大量的重整燃料是可用的。此外,通过调节被供应到发动机的液体燃料以及发动机要素(engineconstituent)(如,充量稀释和/或增压),合理的发动机性能可以被保持。以此方式,发动机操作可以被保持在合理的水平。
根据另一个方面,提供用于发动机的方法。该方法包含第一模式和第二模式,第一模式包括在第一速度和负荷下操作发动机、喷射气体重整燃料到所述发动机、喷射第一数量的液体燃料到所述发动机以及燃烧包含所述气体重整燃料和液体燃料的空气-燃料混合物;第二模式包括在大体上所述第一速度和负荷下操作所述发动机、重整燃料系统的退化、限制喷射所述气体重整燃料、喷射大于所述第一数量的第二数量的所述液体燃料以及燃烧至少包含所述液体燃料的第二空气-燃料混合物。
在一个实施例中,第二模式进一步包含停止从燃料箱到燃料重整装置的液体燃料流。
在另一个实施例中,第二模式中的所述退化包括被连接至重整装置的温度传感器,所述传感器指示大于第二温度阈值的温度。
在另一个实施例中,所述退化包括被连接至缓冲罐的压力传感器,所述传感器指示大于第二压力阈值的压力。
在另一个实施例中,所述退化包括被连接至液体燃料箱的燃料成分传感器,所述传感器指示在成分阈值以下的燃料成分。
在另一个实施例中,该方法进一步包含第三模式,第三模式包括所述发动机中汽缸的点火不良和将被传递到所述发动机的气体重整燃料的数量增加到在所述第一模式中喷射的第一数量以上。
在另一个实施例中,该方法进一步包括第三模式,第三模式包括所述发动机中汽缸的点火不良和将被传递到所述发动机的气体重整燃料的数量增加到在所述第一模式中喷射的第一数量以上,其中所述点火不良通过稀的或浓的空燃比或通过发动机转速的变化或通过曲轴加速度的变化指示。
根据另一个方面,提供用于操作带有燃料重整装置的发动机的系统。该系统包含燃料重整装置;与所述燃料重整装置相通的压力传感器;与所述燃料重整装置相通的温度传感器;与所述燃料重整装置相通的燃料成分传感器;和控制器,该控制器带有指令以在所述燃料重整装置的第一退化条件期间逐渐减少从所述燃料重整装置到所述发动机的重整燃料流,在所述燃料重整装置的第二退化条件期间立即停止从所述燃料重整装置到所述发动机的重整燃料流,以及在所述燃料重整装置的所述第一和第二退化条件期间与减小的到所述发动机的重整燃料流的数量成比例地减小发动机要素。
在一个实施例中,该系统进一步包含用于在所述燃料重整装置退化期间在驾驶员节气门松加速器踏板期间减少重整燃料流的指令。
将被理解的是,提供以上概述以简化的形式介绍在随后的具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着指定要求保护的主题的关键特征或重要特征,要求保护主题的范围通过随附于说明书的权利要求确定。此外,要求保护的主题不限于解决上面或在此公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了包括重整燃料系统的第一示例性发动机;
图2示出了包括重整燃料系统的第二示例性发动机;
图3示出了用于操作发动机的示例性高级别程序;
图4示出了用于确定重整燃料系统是否退化的示例性程序;
图5示出了用于响应包括重整燃料系统的示例性发动机中排气氧气数量增加的示例性程序;
图6示出了用于响应包括重整燃料系统的示例性发动机中失火的示例性程序;以及
图7示出了用于控制发动机排放物的示例性程序。
具体实施方式
此处描述的装置、系统和方法包括用于装备有重整装置的示例性发动机的检测模式。首先,图1和图2示出了包括重整燃料系统的示例性发动机。之后参考图3-图7,示例性程序被描述为用于控制这些发动机的示例性方法。
转向图1,内燃发动机10包括多个汽缸,多个汽缸中的一个汽缸如图1所示,内燃发动机10由发动机电子控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32,活塞36被安装在汽缸壁32中并被连接至曲轴40。燃烧室30被示为经由各进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48相通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。可替换地,一个或更多个进气门和排气门可以由机电控制的阀线圈和电枢组件操作。进气凸轮51的位置可以用进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以用排气凸轮传感器57确定。
进气歧管44还被示为连接至发动机汽缸,燃料喷射器66被连接至发动机汽缸用于与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例地传递液体燃料。燃料通过包括燃料箱91(其可以是液体燃料箱)、燃料泵(未示出)、燃料管路(未示出)和燃料导轨(未示出)的燃料系统被传递到燃料喷射器66。图1的发动机10被配置使得燃料直接被喷射到发动机汽缸中,这被本领域中的技术人员称为直接喷射。可替换地,液体燃料可以被进气道喷射。燃料喷射器66从响应控制器12的驱动器68被供应工作电流。此外,进气歧管44被示为与可选的电子节气门64相通。在一个示例中,低压直接喷射系统可以被使用,其中燃料压力能够被升到接近20-30巴。可替换地,高压双级燃料系统可以被用来产生更高的燃料压力。
气体燃料可以通过燃料喷射器89被喷射到进气歧管44。在另一个实施例中,气体燃料可以被直接喷射到汽缸30中。气体燃料通过泵96和止回阀82从储存箱93被供应到燃料喷射器89。泵96给储存箱93中的从燃料重整装置97供应的气体燃料增压。当泵96的输出处于比储存箱93低的压力时,止回阀82限制从储存箱93到燃料重整装置97的气体燃料流。燃料重整装置97包括催化器72并且可以进一步包括用于重整从燃料箱91供应的液体燃料的可选的电加热器98。燃料重整装置97被示为连接至催化器70和排气歧管48下游的排气系统。然而,燃料重整装置97可以被连接至排气歧管48并位于催化器70的上游。例如,燃料重整装置97可以使用催化剂和排气热来驱动燃料箱91供应的酒精的吸热脱氢以促进燃料重整。
响应于控制器12,无分电器点火系统88经由火花塞92提供点火火花到燃烧室30。通用或宽域排气氧(UEGO)传感器126被示为连接至催化转化器70上游的排气歧管48。可替换地,双态排气氧传感器可以替换UEGO传感器126。
在一个示例中,转化器70能够包括多个催化剂砖。在另一个示例中,能够使用每个带有多个砖的多个排放控制装置。在一个示例中,转化器70能够是三元型催化器。
在一些示例中,发动机10可以包括压缩装置以提供增压,例如涡轮增压器或机械增压器。这一装置至少包括沿进气歧管44布置的压缩机162。对于涡轮增压器,压缩机162可以至少部分地由沿排气道48布置的涡轮164(例如,经由轴166)驱动。对于机械增压器,压缩机162可以至少部分地由发动机和/或电机驱动,并且可以不包括涡轮。由此,经由涡轮增压器或机械增压器被提供到发动机的一个或更多个汽缸的压缩量可以被控制器12改变,并且经由信号BOOST发送。此外,压缩机162可以包括压缩机旁通阀(未示出),并且涡轮164可以包括废气门(也未示出)以控制发动机的一个或更多个通道(如,进气道42、歧管44和排气道48)中的压力。
此外,在公开的实施例中,排气再循环(EGR)系统可以使期望部分的排气经由EGR通道140从排气道48到进气歧管44(和/或进气道42)。被提供给进气道48的EGR的数量可以经由EGR阀142被控制器12改变。此外,EGR传感器(未示出)可以被布置在EGR通道内并且可以提供压力、温度和排气浓度中的一个或更多个的指示。在一些条件下,EGR系统可以被用来调节燃烧室内空气和燃料混合物的温度,由此提供在一些燃烧模式期间控制点火正时的方法。此外,在一些条件下,通过控制排气门正时,例如通过控制可变气门正时机制,一部分燃烧气体可以被保留或被捕集在燃烧室中。
在图1中控制器12被示为常规的微型计算机,其包括:微处理器单元102、输入/输出口104、只读存储器106、随机存储器108、保活存储器110和常规的数据总线。控制器12被示为从被连接至发动机10的传感器接收各种信号,除了之前讨论的那些信号之外,还包括:来自被连接至冷却套114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT);被连接至加速器踏板130的用于感测由脚132施加的力的位置传感器134;来自被连接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值;来自感测曲轴40的位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器;来自温度传感器87的重整装置油箱温度的测量值;来自压力传感器85的重整装置油箱压力的测量值;来自温度传感器87的重整装置油箱温度的测量值;来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值;和来自传感器62的节气门位置的测量值。大气压也可以被感测(传感器未示出)用于控制器12处理。在本描述的优选方面中,发动机位置传感器118每个曲轴旋转产生预定数量的等间隔的脉冲,发动机转速(RPM)能够根据所述脉冲被确定。
在一些实施例中,发动机可以被连接至混合动力车辆中的电动马达/电池系统。混合动力车辆可以具有并行结构、串行结构或由此的变化或组合。
在操作期间,发动机10内的每个汽缸通常经历一个四个行程的循环: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,通常排气门54关闭并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30,并且活塞36移动到汽缸的底部以便增加燃烧室30内的体积。活塞36靠近汽缸底部并处于它的行程末期的位置(如,当燃烧室30处于它的最大体积时)通常被本领域里的技术人员称为下止点(BDC)。在压缩行程期间,进气门52和排气门54被关闭。活塞36向汽缸盖移动到以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36位于它的行程末期并最靠近汽缸盖的位置(如,当燃烧室30处于它的最小体积时)通常被本领域里的技术人员称为上止点(TDC)。在此后被称为喷射的过程中,燃料被引入燃烧室。在此后被称为点火的过程中,喷射的燃料通过已知的点火方式(例如火花塞92)被点燃,导致燃烧。在膨胀行程期间,膨胀气体推动活塞36回到BDC。曲轴40将活塞的移动转化成旋转轴的旋转扭矩。最后,在排气行程期间,排气门54打开以将燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管48,并且活塞回到TDC。注意上面仅被示为示例,并且进气门和排气门的开启正时和/或关闭正时可以改变,以便提供正的或负的气门重叠、延迟进气门关闭或各种其它示例。
接下来,图2示出了包括重整油系统212的第二示例性发动机210。发动机210可以被包括在示例性车辆中。此外,发动机210包括限定并封入多个汽缸216的发动机组214,每个汽缸可以接收一种或更多种液体和气体燃料。
如上所述,液体燃料箱218储存可以是乙醇和汽油的混合物的液体燃料。在其它示例中,液体燃料可以包括甲醇或其它酒精和/或汽油和/或柴油燃料。燃料泵(未示出)可以增加燃料管220中的压力并将燃料管220中的燃料引导到示例性进气道燃料喷射器222或燃料导轨224。燃料导轨224可以与一个或更多个喷射器流体相通,所述一个或更多个喷射器与汽缸216相通。此外,本示例仅示出了被连接至多个进气流道(intakerunner)226中的一个进气流道的一个进气道喷射器222。在额外的示例中,每个进气流道226有被连接到进气流道的进气道喷射器222。
如根据图1简洁地描述的,例如,包括乙醇的液体燃料还可以被重整成重整燃料气体。第一重整油阀228允许液体燃料被泵至冷却器230并在进入示例性重整装置234(重整装置234包括未示出但在上面参考图1描述的催化器)之前继续到蒸发器232。在本示例中,来自发动机排气的废热可以被排气分流阀236引导到排气道回路238,排气道回路238与重整装置234中包括的催化器热连通。在本示例中,在重整装置234处被重整成气体的液体燃料回流通过冷却器230并到缓冲罐240(虚线表示冷却器中液体燃料和重整燃料气体的不同路径)。
第二重整油阀242和第三重整油阀244控制流通过气体燃料管路246。气体燃料管路被连接至气体喷射器248,气体喷射器248本身被连接至进气歧管250。进气歧管250可以从进气道、示例性压缩机、进气系统等接收空气和接收带有经由喷射器248喷射的重整燃料气体的混合空气。
在本示例中,气体燃料管路246还包括可选的排气重整燃料喷射器252。来自汽缸216的排气经由多个排气流道254被引导至排气歧管256并且之后到排气道258。本示例包括排气道258,排气道258包括第一排气后处理装置262(如,三元催化器)和第二排气后处理装置264(如,稀NOx捕集器)。此外,在本示例中,排气重整燃料喷射器252、到排气道回路238的分流阀236分别在第一排气后处理装置262和第二排气后处理装置264的中间。重整燃料可以被渗入或被喷射到后处理装置264上游的排气道258中,由此增加排气中碳氢化合物(HC)和/或其它可燃气体的浓度。重整燃料可以辅助清除第二排气后处理装置264(如下面根据图7更详细讨论的)。
第一排气传感器266位于第一排气后处理装置262和排气歧管256的中间(如,排气后处理装置262的上游),并且第二排气传感器268邻近第二排气后处理装置264(如,排气后处理装置264的下游)。可替换地,排气传感器268可以被放置在后处理装置264的上游。排气氧气和/或HC水平可以由每个排气传感器266和268指示,并且可以被用来确定重整油系统212的退化。
此外,排气传感器266和268被包括在传感器270中。传感器270进一步包括可以是被连接在重整燃料系统中的温度传感器和/或压力传感器的传感器272、274、276、278、280、282。这些压力传感器可以被配置成基于小于第一压力阈值或大于第二阈值的压力识别退化。此外,这些温度传感器可以被配置成基于小于第一温度阈值或大于第二温度阈值的温度识别退化。此外,传感器270可以包括没有列出的其它传感器,例如重整燃料系统234上游和/或下游的排气温度传感器。
此外,缓冲罐240包括燃料成分传感器284,重整装置234包括燃料成分传感器286,并且液体燃料箱218包括燃料成分传感器288。燃料成分传感器的输出可以被控制系统290用来基于在第一燃料成分阈值以下或在第二燃料成分阈值以上的燃料成分识别燃料重整装置退化。
控制系统290包括传感器270、控制器292和致动器294(致动器294例如包括示例性节气门、示例性发动机阀、排气分流阀236、分别的第一重整燃料阀228、第二重整燃料阀242和第三重整燃料阀244等)。在本示例中,控制器包括在可记录的介质上的指令。此外,发动机210和重整燃料系统212可以被配置成响应于由压力传感器、温度传感器、排气氧传感器、排气碳氢化合物传感器和燃料成分传感器中的至少一个指示的退化,限制液体燃料箱218与燃料重整装置234之间的燃料流和进气歧管250与气体燃料喷射器248之间的燃料流中的至少一个。此外,响应于退化,通过减少EGR的数量、调节气门正时和/或通过使发动机的空气-燃料混合物变浓,发动机充量稀释可以被减少。此外,响应于燃料重整装置234的退化条件,被传递到发动机210的一个或更多个汽缸216的液体燃料的数量可以被增加。
因此,图2的系统提供操作带有燃料重整装置的发动机,其包括:燃料重整装置;与所述燃料重整装置相通的压力传感器;与所述燃料重整装置相通的温度传感器;与所述燃料重整装置相通的燃料成分传感器;和控制器,该控制器带有指令以在所述燃料重整装置的第一退化条件期间逐渐减少从所述燃料重整装置到所述发动机的重整燃料流,在所述燃料重整装置的第二退化条件期间立即停止从所述燃料重整装置到所述发动机的重整燃料流,并在所述燃料重整装置的所述第一和第二退化条件期间与减少的到所述发动机的重整燃料流的数量成比例地减小发动机要素。该系统进一步包括用于在所述燃料重整装置退化期间在驾驶员节气门松加速器踏板期间减少重整燃料流的指令。
现在转向图3,其示出了第一程序300。程序300是用于操作发动机和相关系统(例如重整燃料系统)的高级别程序的一个示例。程序300可以是被储存在可读存储器中并被包含在示例性发动机控制器中的指令。程序300是用于确定并响应示例性重整燃料系统的退化的方法的一个示例。此外,程序300是用于确定并操作一个或多个操作模式中的示例性发动机的方法的一个示例,其中多个模式中的一个模式包括退化的重整燃料系统。此外,程序300可以被重复运行,在离散的时间间隔之后,响应于用于连续或定期监视和控制的阵列、触发器等。
在本示例中,程序300包括在步骤310处判断示例性重整燃料系统是否退化。在下面根据图4的程序400描述确定重整燃料系统是否退化的一个示例。确定重整燃料系统是否退化例如包括确定重整燃料系统中的压力是否在压力阈值以上或在压力阈值以下。此外,该确定可以包括判断重整装置系统中的温度是否在温度阈值以上或以下。此外,该确定可以包括燃料质量和/或化学含量是否在质量阈值以上或阈值以下。如果重整燃料系统被判断为退化,则程序300进行到步骤316处。否则,程序300进行到步骤312处。
在本示例中,程序300在步骤312处判断是否怀疑点火不良。确定是否怀疑点火不良是可选的步骤,并且用虚的轮廓示出以指示它的可选性质。此外,步骤312在下面更详细地讨论。
在程序300不包括确定是否怀疑点火不良的示例中,程序300继续到步骤314处,在步骤314处发动机被额定操作。额定操作可以包括喷射气体重整燃料到发动机,在第一水平喷射液体燃料到发动机,在第一空燃比、重整油充量稀释水平下和重整燃料点火正时下燃烧。依赖于示例性驾驶员的输入(如,经由示例性输入装置),额定操作可以改变发动机温度、排气氧气水平等。此外,额定操作可以被包括为第一模式的部分(如,在虚线框350处)。在选择额定操作之后,程序300可以结束。
响应于在步骤310处确定示例性重整燃料系统退化,程序300继续到步骤316处,在步骤316处限制到示例性发动机的重整燃料流。限制重整燃料流包括停止从示例性液体燃料箱到示例性重整装置的液体燃料流、停止从示例性气体喷射器到示例性歧管的重整燃料气体流、停止在任意点处干扰液体燃料箱和歧管的流(例如,在图2的冷却器与液体燃料箱之间)和停止通过示例性重整装置的排气流中的至少一个。以此方式,重整燃料产品和/或发动机的重整燃料消耗可以被停止或被减少。在另一个示例中,在重整装置退化的条件期间,被供应到发动机的重整燃料比例可以被减小。例如,如果燃料重整装置以小于阈值水平的比例输出重整燃料,则被供应到发动机或排气后处理装置的重整燃料的数量可以被减少。在一个示例中,重整燃料可以与由燃料重整装置产生的重整燃料的比例成比例地被减小。例如,如果重整装置以阈值速度的50%的比例供应重整燃料,则被供应到发动机的重整燃料的数量可以被减小50%或一些其它比例的数量。
在步骤316之后,程序300继续到步骤318处,步骤318包括减少汽缸充量稀释和增压中的至少一个。减少充量稀释能够增加充气燃烧性并且可以补偿被传递到发动机的减少的重整燃料。此外,限制增压能够通过减小汽缸压力来减小发动机爆震阈值水平。在步骤318之后,程序300继续到步骤320处,步骤320包括增加被传递到发动机的液体燃料的数量。增加被传递到发动机的液体燃料的数量可以保持限制重整燃料流之前的发动机的空燃比。在进一步的示例中,与限制重整燃料流之前的空燃比相比,增加被传递到发动机的液体燃料可以使空燃比变浓。使空燃比变浓可以增加示例性发动机的一个或更多个汽缸中的充气燃烧性,并且可以补偿传递到发动机的减少的重整燃料。此外,喷射到发动机的液体燃料的数量能够被增加以使得在到发动机的重整燃料流被限制之前传递的发动机扭矩的数量被保持。在一个示例中,在重整装置退化期间,液体燃料增加的数量与重整燃料减少的数量成比例。
步骤316、步骤318和步骤320被包括在第二操作模式中(如虚线框360所示)。因为第二模式360响应于退化(在步骤310处确定的)而发生,第二模式360包括被包括在示例性发动机中的示例性重整燃料系统的退化,限制喷射气体重整燃料(在步骤316处),以大于第一模式350中的第一水平的第二水平喷射液体燃料(在步骤320处),以及以小于第一的比例(如,变浓)燃烧第二空气-燃料混合物。在程序300的进一步的示例中,仅步骤316、步骤318和步骤320中的一个或两个被包括在程序中和/或第二模式360中。在第二模式360之后,在本示例中程序300结束。
在程序300的一些示例中,在步骤310处确定重整燃料系统没有退化不仅包括直接感测重整燃料系统,而且还包括另外的发动机传感器,例如示例性排气传感器或监测发动机转速的发动机转速传感器。在另外的示例中,在步骤310处确定重整燃料系统没有退化仅包括直接感测重整燃料系统。在一些示例中,程序300可以包括确定点火不良是否是重整装置退化的结果。可疑的点火不良可以通过在曲轴加速度阈值以上的曲轴加速度、发动机转速以下的发动机转速、排气氧气阈值以上的排气氧气浓度、排气碳氢化合物阈值以上的排气碳氢化合物浓度、要求的扭矩阈值以下的发动机输出扭矩、点火系统中的短路或开路等来确认。如果在步骤312处怀疑发动机点火不良,则程序300继续到步骤322处确认并减轻点火不良。在下面根据图5和图6讨论确认并减轻点火不良的示例。此外,在本示例中步骤322被包含在第三模式(用虚线框370指示的)中。第三模式可以包括将被传递到示例性发动机的气体重整燃料的数量增加到所述第一模式中喷射的第一数量以上,和通过持续的稀空燃比(如,超过预定数量的发动机循环的稀汽缸混合物)、排气传感器的持续的浓空燃比(如,超过预定数量的发动机循环的浓汽缸混合物)和在发动机转速阈值以下的所述发动机转速中的至少一个指示的点火不良。在本示例中,在步骤322之后,程序300结束。
因此,图3的方法提供操作发动机,其包括:响应于燃料重整装置的退化限制到所述发动机的重整燃料流;与所述限制重整燃料流成比例地减少发动机要素;以及增加被传递到所述发动机的液体燃料的数量以保持所述限制重整燃料流之前的所述发动机的发动机扭矩和空燃比。此外,该方法中所述发动机要素是汽缸稀释量或增压量。该方法进一步包括其中所述退化包括稀或浓空气-燃料或大于预定数量的燃料修正的征兆。该方法进一步包括其中所述退化包括所述重整燃料系统中的压力小于第一压力阈值或大于第二压力阈值。该方法进一步包括经由压力传感器测量重整燃料系统冷却器、蒸发器、重整装置、缓冲罐、气体喷射器和被连接在重整油系统组件中间的重整燃料供应管中的至少一个,指示所述压力大于所述第一压力阈值或小于所述第二压力阈值。方法中的退化包括重整燃料系统组件的温度小于第一温度阈值或大于第二温度阈值。该方法进一步包括经由温度传感器测量重整燃料系统冷却器、蒸发器、重整装置催化器、缓冲罐、气体喷射器和被连接在重整燃料系统组件中间的重整燃料供应管中的至少一个,指示所述温度小于所述第一温度阈值或大于所述第二温度阈值。该方法中所述退化包括燃料成分在第一燃料成分阈值以下或在第二燃料成分阈值以上,并且限制重整燃料包括与所述燃料重整装置产生的重整燃料的比例成比例地减少到所述发动机的重整燃料流。该方法进一步包括经由燃料成分传感器测量液体燃料箱、缓冲罐或重整装置中的燃料的化学成分,指示在所述燃料成分阈值以下的所述燃料成分。该方法中限制到所述发动机的重整燃料流包括停止经由气体燃料喷射器喷射重整燃料。包括限制到所述发动机的重整燃料流的方法包括停止从燃料箱到重整装置的液体燃料流。包括限制到所述发动机的重整燃料流的方法包括停止到重整装置的排气流。
图3的方法还提供第一模式和第二模式,第一模式包括在第一转速和负荷下操作发动机,喷射气体重整燃料到所述发动机,喷射第一数量的液体燃料到所述发动机,以及燃烧包括所述气体重整燃料和液体燃料的空气-燃料混合物;第二模式包括在基本所述第一转速和负荷下操作所述发动机,重整燃料系统退化,限制喷射所述气体重整燃料,喷射大于所述第一数量的第二数量的所述液体燃料,以及燃烧至少包括所述液体燃料的第二空气-燃料混合物。该方法中第二模式进一步包括停止从燃料箱到燃料重整装置的液体燃料流。该方法中第二模式中的所述退化包括被连接至重整装置的温度传感器,所述传感器指示大于第二温度阈值的温度。该方法中所述退化包括被连接至缓冲罐的压力传感器,所述传感器指示大于第二压力阈值的压力。该方法中所述退化包括被连接至液体燃料箱的燃料成分传感器,所述传感器指示低于成分阈值的燃料成分量。该方法进一步包括第三模式,第三模式包括所述发动机中汽缸的点火不良,和将被传递到所述发动机的气体重整燃料的数量增加到在所述第一模式中喷射的第一数量以上。该方法进一步包括通过稀或浓空燃比或通过发动机转速的变化或通过阈值水平以上的曲轴加速度来指示所述点火不良。
现在转向图4,其示出了用于确定重整燃料系统是否退化的示例性程序400。在一个示例中,程序400可以是另一个程序的子程序(如,上面根据图3讨论的程序300的步骤310)。程序400开始于步骤402处,在步骤402处判断重整燃料系统中的压力是否小于第一压力阈值或大于第二压力阈值。例如,步骤402可以包括经由压力传感器测量重整燃料系统冷却器、蒸发器、重整装置、缓冲罐、气体喷射器和被连接在重整油系统组件中间的重整燃料供应管中的至少一个来指示压力小于所述第一压力阈值或大于第二压力阈值。如果重整燃料系统中的压力不小于第一阈值压力或如果重整燃料系统中的压力不大于第二阈值压力,则程序400继续到步骤404处。否则,程序400进行到步骤412处。当然,压力和压力阈值对于燃料重整装置的不同部分(如,重整装置进口压力和出口压力)和/或组件可以不同。
在步骤404处,程序400确定重整燃料系统的温度是否小于第一温度阈值或重整油系统的温度是否大于第二温度阈值。温度可以包括进入燃料重整装置的发动机排气的温度、离开燃料重整装置的发动机排气的温度、进入燃料重整装置的燃料的温度、离开燃料重整装置的燃料的温度、蒸汽或蒸发器的温度、蒸汽冷却器的温度、缓冲罐中燃料蒸汽的温度、燃料管或喷射器中重整燃料的温度中的一个或更多个。之前提及的温度可以用温度传感器测量或根据其它来源推测。如果重整燃料系统中的温度不小于第一阈值温度或如果重整燃料系统中的温度不大于第二阈值温度,则程序400继续到步骤406处。否则,程序400前进到步骤412处。当然,温度和温度阈值对于燃料重整装置的不同部分和/或组件可以不同。
在步骤406处,程序400判断在被燃料重整装置处理之后转化成重整燃料的燃料的成分是否小于阈值成分。在一个示例中,如果离开燃料重整装置的重整燃料的数量小于进入燃料重整装置的燃料的预定数量的阈值数量,则程序400进行到步骤412处。否则,程序400前进到步骤408处。因此,在一个示例中,如果燃料重整装置的效率小于阈值,则程序进行到步骤412处。燃料成分例如可以用碳氢化合物传感器或用CO传感器感测。在另一个示例中,步骤406可以包括判断被传递到重整燃料系统的液体燃料的燃料成分是否在第一燃料成分阈值以上或第二燃料成分阈值以下。例如,以下重整燃料系统可以仅在将酒精转化成重整燃料气体时有效,并且如果被供应低酒精含量或高汽油含量的液体燃料,这些系统可能退化。
在步骤408处,程序400判断发动机点火不良是否发生。在一个示例中,发动机点火不良可以根据发动机排气路径中的氧气传感器确定。另一个方面,发动机点火不良可以根据瞬时的发动机转速或曲轴加速度的变化或根据汽缸压力传感器被检测。如果程序400判断存在发动机点火不良,则程序400进行到步骤412。否则,程序400进行到步骤410处。
在步骤410处,程序400指示重整燃料系统没有在退化条件下操作。在一个示例中,可以在发动机控制器中设置位来指示缺少退化的燃料重整装置。一旦非退化标志被设置,程序400进行到退出。
在步骤412处,程序400设置指示燃料重整装置系统退化的标志。在一个示例中,可以在发动机控制器中设置位来指示燃料重整装置的退化。一旦指示退化的燃料重整装置的标志被设置,外围系统可以采取调节和/或缓解控制动作。例如,如果判断重整装置操作退化,则程序可以调节汽缸气门正时、增压、汽缸稀释、点火提前、废气门位置、燃料喷射正时和液体燃料数量以补偿退化的燃料重整装置。一旦退化标志被设置,程序400进行到退出。
现在参考图5,其示出了用于响应排气氧气的数量增加的示例性程序。当气体重整燃料和液体燃料都被供应到发动机汽缸时,程序500可以被执行。
程序500开始于步骤502处,在步骤502处判断发动机排气中的氧气浓度是否在阈值氧气浓度水平以上。在一个示例中,排气氧气浓度可以根据例如排气氧气浓度传感器、通用或宽域排气浓度传感器确定。如果发动机排气中的氧气浓度高于阈值氧气浓度,则程序500进行到步骤504处。否则,程序500进行到退出。
在步骤504处,程序500尝试通过增加施加到燃料喷射器的信号的电子脉冲宽度来增加传递到发动机汽缸的主要燃料的数量。当供应到汽缸的燃料的数量增加时,发动机排气中存在的过剩氧气的数量可以减少。此外,增加燃料数量可以将汽缸的空气-燃料混合物驱使向期望的汽缸空燃比,由此改善发动机排放。在主要燃料的数量增加之后,程序500进行到步骤506处。
在一个示例中,主要燃料可以被指明为液体燃料。在另一个示例中,主要燃料可以依赖于发动机工况而改变。例如,在发动机冷起动期间,主要燃料可以是重整燃料,而在发动机热起动期间,主要燃料可以是液体燃料。在另一个示例中,主要燃料可以基于包含汽缸空气-燃料混合物中最高燃料部分的燃料的燃料,基于燃料的质量或热值。例如,如果空气-燃料混合物由85%的液体燃料和15%的气体重整油组成,则主要燃料是液体燃料。同样,如果空气-燃料混合物由65%的气体重整油和35%的液体燃料组成,则主要燃料是重整燃料。
在步骤506处,程序500判断排气氧气浓度是否大于阈值氧气浓度水平。氧气浓度可以用被布置在发动机汽缸下游的排气路径中的宽域氧传感器(如,通用或宽域排气氧传感器UEGO)检测。氧传感器信号可以被发动机控制器处理以确定发动机汽缸操作所处的空燃比。如果发动机汽缸的氧气浓度大于预定的阈值氧气浓度,则程序500前进到步骤508处。否则,程序500前进到退出。
另外,如果液体燃料是主要燃料,并且增加液体燃料喷射器脉冲宽度没有减少排气氧气浓度,则通过停止燃料泵或通过使燃料喷射器失效,到发动机的液体燃料流可以被失效。此外,到发动机的重整燃料流可以与没有被喷射的液体燃料的数量成比例地增加。可替换地,液体喷射器能够仅当汽缸表现出高于预定水平的氧气浓度时被关闭,并且那些汽缸只能用重整燃料操作。
在步骤508处,程序500判断重整燃料是否是主要的发动机燃料。在一个示例中,如果重整燃料包含了进入发动机汽缸的燃料的多于50%的质量或热值,则重整燃料可以被调节成主要燃料。进入发动机汽缸的重整燃料的质量和/或热值可以根据喷射重整燃料的燃料喷射器打开的时间量以及根据重整燃料的温度和压力来确定。进入汽缸的燃料的总质量和/或热值可以根据在汽缸或发动机循环期间液体燃料喷射器和气体燃料喷射器开启的时间确定。如果程序500判断重整燃料是主要燃料,则程序500前进到步骤514处。否则,程序500前进到步骤510处。
在步骤510处,程序500增加被喷射到发动机汽缸的重整燃料的数量。在一个示例中,在汽缸循环期间喷射器打开的时间被增加以增加进入发动机汽缸的重整燃料的数量。在另一个示例中,重整燃料被传递到发动机汽缸所处的压力可以被增加,而喷射正时保持相同。因此,被传递到发动机汽缸的重整燃料的数量通过增加重整燃料流速而被增加。在被传递到发动机汽缸的重整燃料的数量增加之后,程序500回到步骤506处。
在步骤514处,程序500评估重整燃料系统中的压力以确定压力是否在范围中。在一个示例中,当重整装置可使用时,重整燃料系统压力可以改变。例如,当重整装置最初被启动时,重整装置压力可以处于低水平。当重整装置继续操作时,重整装置压力增加直到达到操作压力。因此,当重整装置首先被启动时,期望的重整装置压力可以开始于第一压力,并且之后增加或减小直到重整装置达到工况。如果在重整装置操作期间重整装置系统中的压力之一小于第一阈值压力或大于第二阈值压力,则可以判断重整燃料压力不在范围以内。如果重整装置系统中的压力不在范围以内,则程序500进行到步骤516处。否则,程序500进行到步骤522处。重整燃料系统中的压力可以包括储存箱压力、燃料管路压力、重整装置中的压力、热交换器中的压力、蒸发器压力和燃料供应压力。此外,期望的重整燃料压力范围可以随重整装置和发动机工况而变化。例如,如果重整装置被启动并且发动机怠速,则期望的和实际的重整燃料压力可以以第一速度上升。然而,如果重整装置被启动并且发动机以更高的发动机转速和扭矩操作,则期望的和实际的重整燃料压力可以以高压第一速度的第二速度上升。
在步骤516处,程序500判断增加燃料重整装置产生重整燃料的速度是否可行。在一个示例中,如果燃料重整装置在暖机操作温度和压力下操作,并且产生重整燃料的速度小于阈值速度,则可以确定重整燃料产生的速度不可以被增加并且程序500进行到步骤518处。然而,如果燃料重整装置在小于阈值温度和压力的温度和压力下操作,则程序500可以通过前进到步骤512处选择增加重整燃料产量。
在步骤512处,程序500增加重整燃料产量。在一个示例中,重整燃料产量可以通过增加重整装置温度而被增加。可以通过增加到重整装置的排气流、在更高的负荷下操作发动机和操作带有点火延迟的发动机中的至少一个来增加重整装置温度。在另一个示例中,燃料重整装置输出可以通过增加一个或更多个重整装置操作压力来调节。例如,燃料重整装置(如,图2的234)中的压力可以通过调节一个或更多个阀(如,阀228、阀242和/或阀244)的位置来调节。因此,重整燃料产量能够通过控制流入和流出燃料重整装置的燃料流来控制。此外,重整燃料产量能够通过调节重整油系统中的温度和压力来控制。
在步骤518处,程序500减少汽缸充量稀释。汽缸充量稀释可以通过改变气门正时、EGR、汽缸空燃比等来调节。例如,在汽缸循环期间进气门和排气门的重叠量可以被减小以减少汽缸充量稀释。此外,发动机空燃比可以被变浓以减少汽缸充量稀释。
在一些示例中,在步骤518处,被喷射到发动机汽缸的液体燃料的数量可以被增加。特别地,被喷射的液体燃料的数量能够被增加以使发动机空燃比变浓并且使得产生期望水平的发动机扭矩。在一个示例中,如果重整装置输出的突然改变被检测到(如,退化的燃料重整装置条件),则到发动机的重整燃料流可以被限制并且被喷射的液体燃料的数量可以被增加以使得在重整装置输出的变化之前存在的发动机扭矩和排气空燃比的水平被保持。在一个示例中,根据由于重整装置输出的变化被提供到发动机的氢气和碳氢化合物的变化,增加的液体燃料的数量可以被确定。评估的或确定的由于重整装置输出产生的碳氢化合物和氢气的变化可以通过与由于燃料重整装置工况的变化而减少的碳氢化合物成比例地增加被喷射到发动机的液体碳氢化合物的质量来补偿。
在步骤518处,程序500可以在所述燃料重整装置的第一退化条件期间(如,燃料重整装置温度或压力超出范围、低燃料供应量、重整装置基座退化)逐渐地减少从所述燃料重整装置到所述发动机的重整燃料流,在所述燃料重整装置的第二退化条件期间(如,燃料供应或输出压力变化速度大于阈值变化速度,燃料重整装置压力变化速度大于阈值变化速度)立即停止从所述燃料重整装置到所述发动机的重整燃料流,并在所述燃料重整装置的所述第一和第二退化条件期间与到所述发动机的减少的重整燃料的数量成比例地减少发动机要素(如,EGR、增压、汽缸空气量或燃料数量)。此外,在所述燃料重整装置退化期间在驾驶员节气门松加速器踏板期间,程序500减少重整燃料流。由于较少的可用重整燃料充气稀释被减少,响应于驾驶员释放或部分释放加速器踏板(如,tip-out),被喷射到发动机的重整燃料的数量可以被减少。
在步骤520处,程序500调节点火正时以补偿重整燃料不可用或被限制时的条件。在一个示例中,当期望数量的重整燃料可用于发动机时,点火可以与重整燃料的减少成比例地延迟。此外,点火提前量可以根据在步骤518处设置的调节的气门正时、EGR量和发动机空燃比调节来限制。在点火正时被调节之后,程序500前进到退出。
在步骤522处,程序500识别并标示涉及点火、压缩或稀释的排气氧气浓度的条件。在一个示例中,可以在发动机控制器的存储器中设置位以识别排气氧气源。此外,更高水平的排气氧气可以归因于发动机点火不良。在步骤522处更高水平的排气氧气被标示之后,程序500前进到步骤524处。
在步骤524处,程序500打开驾驶员面板上的灯。在一个示例中,该灯可以是发动机故障灯。在打开驾驶员指示灯之后,程序500前进到退出。
现在参考图6,其示出了用于响应发动机点火不良的示例性程序。程序600开始于步骤602处,在步骤602处程序600判断是否检测到点火不良。在一个示例中,发动机点火不良可以根据发动机转速或曲轴加速度的变化速度来确定。例如,如果汽缸燃烧事件之间的发动机转速变化(如,减小)超过了预定的数量,则可以判断已经发生了发动机点火不良。在另一个示例中,汽缸点火不良可以根据汽缸压力被确定。例如,如果汽缸压力没有达到预定的压力,则可以判断点火不良已经发生。如果程序600已经判断点火不良已经发生,则程序600进行到步骤604处,否则程序600进行到退出。
在步骤604处,程序600判断重整燃料是否是主要的发动机燃料。在一个示例中,如果重整燃料包含有进入发动机汽缸的燃料的多于50%的质量或热值,则重整燃料可以被调节成主要燃料。进入发动机汽缸的重整燃料的质量和/或热值可以根据喷射重整燃料的燃料喷射器打开的时间量以及根据重整燃料的温度和压力来确定。进入汽缸的燃料的总质量和/或热值可以根据在汽缸或发动机循环期间液体燃料喷射器和气体燃料喷射器打开的时间来确定。如果程序600判断重整燃料是主要燃料,则程序600进行到步骤606处。否则,程序600进行到步骤620处。
在步骤606处,程序600评估重整燃料系统中的压力以确定压力是否在范围以内。在一个示例中,当重整装置可使用时,重整燃料系统压力可以改变。例如,当重整装置开始被启动时,重整装置压力可以处于低水平。当重整装置继续操作时,重整装置压力增加直到达到操作压力。因此,当重整装置首先被启动时,期望的重整装置压力可以开始于第一压力,之后增加或减小直到重整装置达到工况。如果在重整装置操作期间重整燃料系统中的一个压力小于第一阈值压力或大于第二阈值压力,则可以判断重整燃料压力不在范围以内。如果重整装置系统中的压力不在范围以内,则程序600进行到步骤612处。否则,程序600进行到步骤608处。重整燃料系统中的压力可以包括储存箱压力、燃料管路压力、重整装置中的压力、热交换器中的压力、蒸发器压力和燃料供应压力。此外,期望的重整燃料压力的范围可以随重整装置和发动机工况而改变。例如,如果重整装置被启动并且发动机怠速,则期望的和实际的重整装置压力可以以第一速度上升。然而,如果重整装置被启动并且发动机在更高的发动机转速和扭矩下操作,则期望的和实际的重整装置压力可以以比第一速度更高的第二速度上升。
在步骤608处,程序600识别并标示涉及点火不良、压缩或稀释的发动机点火不良的条件。各种传感器可以被用来识别点火不良源。例如,离子传感器可以检测低能量火花或者气门位置传感器可以指示不期望的气门正时或EGR速率。在一个示例中,可以在发动机控制器的存储器中设置位以识别发动机点火不良源。在步骤608处标示点火不良之后,程序600进行到步骤610处。
在步骤610处,程序600打开驾驶员面板上的灯。在一个示例中,该灯可以是发动机故障灯。在打开驾驶员指示灯之后,程序600进行到退出。
在步骤612处,程序600判断增加燃料重整装置产生重整燃料的速度是否可行。在一个示例中,如果燃料重整装置处于暖机操作温度和压力并且重整燃料产生的速度小于阈值速度,则可以确定重整燃料产生的速度不可以被增加并且程序600进行到步骤614处。然而,如果燃料重整装置在小于阈值温度和压力的温度和压力下操作,则程序600可以通过进行到步骤618来选择增加重整燃料产量。
在步骤614处,程序600减少汽缸充量稀释。汽缸充量稀释可以通过改变气门正时、EGR和/或汽缸空燃比来调节。例如,在汽缸循环期间进气门和排气门的重叠量可以被减少以减少汽缸充量稀释。此外,发动机空燃比可以被变浓以减少汽缸充量稀释。
在一些示例中,在步骤614处,被喷射到发动机汽缸的液体燃料的数量可以被增加。特别地,被喷射的液体燃料的数量能够被增加以使发动机空燃比变浓并且使得产生期望水平的发动机扭矩。在一个示例中,如果检测到重整装置输出的突然改变(如,退化的燃料重整装置条件),则到发动机的重整燃料流可以被限制,并且被喷射的液体燃料的数量可以被增加,以使得在重整装置输出变化之前存在的发动机扭矩水平和排气空燃比被保持。在一个示例中,通过由于重整装置输出的变化而产生的被提供到发动机的氢气和碳氢化合物的变化,增加的液体燃料的数量可以被确定。评估的或确定的由于重整装置输出而产生的碳氢化合物和氢气的变化可以通过与由于燃料重整装置工况变化而产生的碳氢化合物的减少成比例地增加被喷射到发动机的液体碳氢化合物的质量来补偿。
在步骤614处,程序600可以在所述燃料重整装置的第一退化条件(如,范围之外的燃料重整装置温度或压力、低燃料供应数量、重整装置基座退化)期间逐渐地减少从述燃料重整装置到所述发动机的重整燃料流,在所述燃料重整装置的第二退化条件(如,燃料供应或输出压力的变化速度大于阈值变化速度,燃料重整装置压力变化速度大于阈值变化速度)期间立即停止从所述燃料重整装置到所述发动机的重整燃料流,以及在所述燃料重整装置的所述第一和第二退化条件期间与减少的到所述发动机的重整燃料流的数量成比例地减少发动机要素(如,EGR、VCT、增压、汽缸空气量或燃料量)。此外,在所述燃料重整装置退化期间在驾驶员节气门松加速器踏板期间,程序600减少重整燃料流。由于较少的可用重整燃料充量稀释被减少,响应于驾驶员释放或部分释放加速器踏板(如,tip-out),被喷射到发动机的重整燃料的数量可以被减少。
在步骤616处,程序600调节点火正时以补偿当重整燃料不可用或被限制的条件。在一个示例中,当期望数量的重整燃料对发动机可用时,点火可以与重整燃料的减少成比例地被延迟。此外,点火提前的数量可以根据在步骤614处设置的调节的气门正时、EGR数量和发动机空燃比条件来限制。在点火正时被调节之后,程序600进行到退出。
在步骤618处,程序600增加重整燃料产量。在一个示例中,重整燃料产量可以通过增加重整装置温度来调节。通过增加到重整装置的排气流、在更高的负荷下操作发动机和操作带有额外点火延迟的发动机中的一个,重整装置温度可以被增加。在另一个示例中,燃料重整装置输出可以通过增加一个或更多个重整装置工作压力来调节。例如,重整装置(如,图2中的234)中的压力可以通过调节一个或更多个阀(如,阀228、阀242和/或阀244)的位置来增加。因此,重整装置产量能够通过控制流入和流出重整装置的燃料流来控制。此外,重整装置产量能够通过调节重整燃料系统中的温度和压力来控制。
在步骤620处,程序600增加被喷射到发动机汽缸的重整燃料的数量。在一个示例中,在汽缸循环期间,喷射器打开的时间被增加以增加进入发动机汽缸的重整燃料的数量。在另一个示例中,重整燃料被传递到发动机汽缸时所处的压力可以被增加,而喷射正时保持相同。因此,被传递到发动机汽缸的重整燃料的数量通过增加重整燃料流速来增加。在被传递到发动机汽缸的重整燃料的数量增加之后,程序600退出。
现在参考图7,其示出了用于控制带有燃料重整装置的车辆的发动机排放的示例性程序。程序700开始于步骤702处,在步骤702处程序700判断非碳氢化合物发动机排放物是否大于阈值水平。在一个示例中,程序700确定尾管NOx是否大于预定水平。如果判断NOx大于阈值水平,则程序700进行到步骤704处。否则,程序700进行到退出。
在步骤704处,程序700排气后处理装置的温度。在一个示例中,排气后处理装置的温度可以通过调节燃料喷射正时来增加。例如,在汽缸循环后期燃料可以被喷射以增加排气温度。在另一个示例中,点火正时可以被延迟以增加排气温度。在增加排气后处理装置的温度之后,程序700进行到步骤706处。
在步骤706处,程序700开始供应和/或增加被供应到排气后处理装置的重整燃料的数量。在一个示例中,在NOx捕集器上游的某位置,重整燃料被供应到排气系统。此外,被供应到NOx捕集器的重整燃料的流速和数量可以通过位于燃料重整装置出口与排气系统之间的阀来调节。例如,重整燃料被供应到排气系统的速度通过改变应用到控制阀的信号的占空比来调节。如果要求额外的重整燃料,则占空比被增加。如果要求较少的重整燃料,则占空比被减少。在增加被供应到排气后处理装置的重整燃料的数量之后,程序700进行到步骤708处。
在步骤708处,程序700判断后处理装置下游的碳氢化合物排放物是否大于阈值量。在一个示例中,排气碳氢化合物浓度可以根据氧传感器或根据碳氢化合物传感器来确定。如果排气碳氢化合物在阈值量以上,则可以判断排气成分(如,NOx)已经从后处理装置被清除。可替换地,如果排气碳氢化合物在阈值水平以上,则可以判断后处理装置没有处于工作温度或在退化条件中工作。如果排气系统碳氢化合物排放在阈值水平以上,则程序700进行到步骤710处。否则,程序700进行到步骤712处。
在步骤710处,程序700减少被供应到排气后处理装置的重整燃料的数量。在一个示例中,重整燃料与在排气后处理装置下游观测的碳氢化合物的浓度成比例地被减少。在被传递到排气系统的碳氢化合物的数量被减少之后,程序700进行到步骤712处。
在步骤712处,程序700判断后处理装置是否清除了储存的排气成分。在一个示例中,响应于排气后处理装置的温度,排气后处理装置可以被调节以清除储存的排气成分。在另一个示例中,响应于排气后处理装置下游的排气中的氧气浓度,排气后处理装置可以被调节以清除储存的排气成分。在另一个示例中,响应于被供应用于清除的重整燃料的清除时间或数量,排气后处理装置可以被判断为清除储存的排气成分。如果程序700判断清除完成,则程序700进行到步骤714处。否则,程序700回到步骤704处。
在步骤714处,程序700停止到排气系统和排气后处理装置的重整燃料流。重整燃料流可以通过关闭阀或通过使燃料重整装置无效来停止。在到排气系统的重整燃料流被停止之后,程序700进行到退出。
如本领域中的技术人员将意识到的,图3-图7中描述的程序可以表示任意数量的处理策略中的一个或更多个,处理策略例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程以及类似物。因此,说明的各种步骤或功能可以以说明的顺序、并联地或以省略的一些情况被执行。同样,不必要求处理的顺序以实现此处描述的目的、特征和优点,但是提供易于说明和描述的处理顺序。尽管没有明确地说明,但本领域中的技术人员将意识到一个或更多个说明的步骤或功能可以被重复地执行,依赖于所使用的具体策略。
最后,将被理解的是,此处描述的事物、系统和方法实质上是示范性的,并且这些特定的实施例或示例不被认为有限制的意思,因为很多变化是预期的。因此,本发明包括本文公开的各种系统和方法以及任意或所有其等价物的所有新的和非显而易见的组合和子组合。
此处结束本描述。本领域中的技术人员阅读本说明将想起不脱离于本发明的精神和范围的一些改变或修改。例如,在天然气、汽油、柴油或可替换燃料结构中操作的L3、L4、L5、V6、V8、V10和V12发动机将有利地使用本发明。

Claims (10)

1.一种操作发动机的方法,其包括:
响应于燃料重整装置退化,与由所述燃料重整装置产生的重整燃料的比例成比例地减少到所述发动机的重整燃料流量,所述退化包括液体燃料的成分低于第一燃料成分阈值或大于第二燃料成分阈值;
与所述减少重整燃料流量成比例地降低发动机要素;以及
增加被传递到所述发动机的所述液体燃料的量,以保持所述减少重整燃料流量之前的所述发动机的发动机扭矩和空燃比。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述发动机要素是汽缸稀释量或增压量。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述退化包括稀或浓发动机空气-燃料或燃料修正量大于预定量的现象。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述退化包括所述重整燃料系统中的压力小于第一压力阈值或大于第二压力阈值,该方法进一步包括经由测量重整燃料系统冷却器、蒸发器、重整装置、缓冲罐、气体喷射器和被连接在中间重整燃料系统组件的重整燃料供应管中的至少一个的压力传感器指示所述压力小于所述第一压力阈值或大于所述第二压力阈值。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述退化包括重整燃料系统组件的温度小于第一温度阈值或大于第二温度阈值,该方法进一步包括经由测量重整燃料系统冷却器、蒸发器、重整装置、缓冲罐、气体喷射器和被连接在中间重整燃料系统组件的重整燃料供应管中的至少一个的温度传感器指示所述温度小于所述第一温度阈值或大于所述第二温度阈值。
6.根据权利要求1所述的方法,进一步包括,经由测量液体燃料箱、缓冲罐、重整装置、气体燃料喷射器、液体燃料喷射器和连接燃料系统组件的燃料管中的至少一个中的燃料的化学成分的燃料成分传感器指示所述燃料成分低于所述第一燃料成分阈值或大于所述第二燃料成分阈值。
7.根据权利要求1所述的方法,其中减少到所述发动机的重整燃料流量包括减少重整燃料经由气体燃料喷射器的喷射。
8.根据权利要求1所述的方法,其中减少到所述发动机的重整燃料流量包括减少从燃料箱到重整装置的液体燃料流量、减少重整燃料系统组件之间的流量和减少到重整装置的排气流量中的至少一个。
9.一种用于发动机的方法,其包括:
第一模式,所述第一模式包括在第一速度和负荷下操作发动机,喷射气体重整燃料到所述发动机,喷射第一量的液体燃料到所述发动机以及燃烧包含所述气体重整燃料和液体燃料的空气-燃料混合物;
第二模式,所述第二模式包括在大致所述第一速度和负荷、重整燃料系统退化下操作所述发动机,限制喷射所述气体重整燃料,喷射大于所述第一量的第二量的所述液体燃料,以及燃烧至少包含所述液体燃料的第二空气-燃料混合物;以及
第三模式,所述第三模式包括所述发动机中汽缸的点火不良,以及将传递到所述发动机的气体重整燃料的量增加到在所述第一模式中喷射的所述第一量以上。
10.一种用于操作带有燃料重整装置的发动机的系统,其包括:
燃料重整装置;
与所述燃料重整装置相连通的压力传感器;
与所述燃料重整装置相连通的温度传感器;
与所述燃料重整装置相连通的燃料成分传感器;以及
控制器,所述控制器带有指令以在所述燃料重整装置的第一退化条件期间逐渐减少从所述燃料重整装置到所述发动机的重整燃料流量,在所述燃料重整装置的第二退化条件期间立即停止从所述燃料重整装置到所述发动机的重整燃料流量,以及在所述燃料重整装置的所述第一和第二退化条件期间,与到所述发动机的减少的重整燃料流量成比例地减少发动机要素,以及在所述燃料重整装置的退化期间在驾驶员节气门松加速器踏板期间减少重整燃料流量。
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