[发明专利]用于内燃机的基于湿度的控制系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请号为60/842,512，申请日为2006年9月5日的美国临时申请的权益。上述申请公开的内容在此引用作为参考。

技术领域

本发明涉及一种内燃机，特别是一种可以通过控制点火定时和排气稀释来改善燃烧经济性和操作性能的方法。

背景技术

内燃机的效率可以通过调节点火定时和内燃机燃烧产生废气的稀释来进行控制。点火定时可以定义为在相对于燃烧室内活塞的某一位置在某一特定时刻产生火花。优选的点火定时发生在内燃机具有最大的输出功率时。输出功率与内燃机燃烧室内压力直接成比例。为了得到燃烧室内的最大压力，火花在活塞到达上止点前的某一时刻点燃空气/燃料混合物从而使得在活塞到达上止点时的加热气体得以充分膨胀。

内燃机系统还可以通过稀释空气/燃料混合物来改善内燃机的效率。废气稀释可以通过减少泵送损失来改善内燃机的效率。当废气在燃烧过程的进气冲程中被引入时，内燃机需要较少的空气量因此降低了内燃机的泵送损失。一个内燃机控制系统可以通过使用废气再循环(EGR)系统来将废气再循环回到进气总管。另外，还可以使用一组凸轮相位器来控制阀的正时以便将废气保留在燃烧室。

内燃机的最佳点火定时和稀释值通常都在单一设定的空气条件下通过实验方法决定。然而，由于地理位置、季节变化和/或其他环境因素的原因，内燃机不可能总是在相同设定的条件下工作。当内燃机的性能不是最优的时候，内燃机系统则会经历燃烧经济性的下降和内燃机的动力的缓慢输出。

发明内容

根据本发明的一种用于内燃机的基于湿度的控制系统，包括计算模块和校正模块。计算模块用于确定内燃机燃烧过程中所用空气的湿度。校正模块基于湿度选择性的控制内燃机的点火定时。

在另一方面，所述校正模块基于湿度选择性的控制内燃机内的废气再循环。当湿度升高时，所述校正模块增加点火定时并减少废气再循环。当湿度降低时，所述校正模块减少点火定时并增加废气再循环。废气再循环由一废气再循环阀和/或一凸轮相位器来进行控制。

在另一方面，所述计算模块包括一个水汽压力模块、一个分压模块和一个湿度模块。水汽压力模块在进气温度信号和大气压力信号的基础上生成一个水汽压力信号。分压模块在相对湿度信号和水汽压力信号的基础上生成一个分压信号。湿度模块在分压信号和大气压力信号的基础上计算湿度。

本发明的进一步应用领域将通过下面的详细描述变得显而易见。应该理解，本发明所公开的详细说明、具体实施例以及指导用的优选实施例仅仅是为了解释说明而并不是为了限制本发明的保护范围。

附图说明

根据下面的详细描述和相关附图，可以更加完整的理解本发明的内容，其中：

图1是根据本发明使用了基于湿度的控制系统的示例内燃机系统的一个功能结构图；

图2是根据本发明的一个基于湿度的控制系统的功能结构图；和

图3是根据本发明的基于湿度的控制系统调节点火定时和废气稀释的一个示例步骤的流程图。

具体实施方式

实际上，下面对优选实施例的描述仅仅是示例性的，而绝不是为了限定本发明的内容、应用领域和用途。这里所用的模块或者装置的术语表示一种特定用途的集成电路(ASIC)、一种电子电路、一种运行一种或多种软件或者硬件程序的处理器(公用的，专用的，或者成组的)和存储装置、一种组合逻辑电路，和/或其他可以实现所述功能的适用组件。

根据本发明，基于湿度的控制系统在内燃机工作时对大气状况进行补偿。更具体地，基于湿度的控制系统在各种传感器数据的基础上确定湿度水平，并且在此湿度水平的基础上调节点火定时和空气燃料混合物的稀释。

如图1所示，内燃机系统100的功能结构图中包括有内燃机102，该内燃机燃烧空气燃料混合物以产生驱动转矩。空气通过节流阀106被吸入到进气总管104内。所述节流阀106控制流入进气总管104的进气量。进气总管104内的空气随后分配到气缸110内。尽管图中示出了四个气缸，但是可以理解内燃机102也完全可以包括更多或者更少个数的气缸110。例如，设置具有2、3、4、5、6、8、10或者12个气缸的内燃机。