估计酒精燃料混合物中的酒精浓度的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种估计酒精燃料混合物中的酒精浓度的方法和装置。所述方法包括：按化学计量条件，控制被供以酒精燃料混合物的内燃发动机的工作；基于来自感测按化学计量条件控制的内燃发动机的燃烧室内的压力的压力传感器的信号，确定第一参数；以及基于所确定的第一参数、以及预先存储的第一参数与酒精燃料混合物的酒精浓度之间的关系，确定酒精燃料混合物的酒精浓度。

【技术实现步骤摘要】
估计酒精燃料混合物中的酒精浓度的方法和装置
本专利技术涉及估计提供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的方法和装置。
技术介绍
近年来，为了对汽车的内燃发动机进行供给，酒精燃料混合物(诸如汽油和酒精(诸如乙醇)的混合物)已经以不同的酒精浓度引入全球的市场。例如，近来在多个国家引入了E10，其中E10是10％的无水乙醇和90％的汽油的燃料混合物，其可以用于最现代的汽车和轻型车辆的内燃发动机，而不需要更改发动机或燃料系统。通常，驾驶者可以在各个国家的加油站，在具有不同酒精浓度的不同燃料种类之中进行选择，并且取决于驾驶者的选择，存储在汽车的燃料箱中的燃料中的实际酒精浓度会在燃料箱的每次填充时变化，并且在供给内燃发动机时通常是未知的。当利用酒精燃料混合物时，合乎期望的是利用针对所供给的燃料中包含的实际酒精浓度而优化的发动机控制单元(ECU)，控制内燃发动机的工作，以便降低燃料消耗和尽可能好地减少燃烧产生的排放物。为此，有必要检测所供给的燃料的实际酒精浓度，以便能够优化控制。在现有技术中，通常基于被称为每单位燃料质量的放热(例如，单位为J/kg)的量值，检测供给的燃料的实际酒精浓度，通过首先计算放热率，随后基于燃料-空气比(F/A)传感器的传感器输出和质量流量传感器输出计算单位燃料质量，可以计算每单位燃料质量的放热。基于如图1中所示的每单位燃料质量的放热和酒精混合浓度之间的关系，原则上可以确定酒精混合浓度。在JP-A-Sho62-88153和JP-A-2009-74515(US2011/0301828A1)中，描述了基于每单位燃料质量的放热的这种酒精混合浓度确定的实例。然而，根据现有技术的每单位燃料质量的放热的计算会对ECU产生显著的处理负荷，并且需要利用F/A传感器测量燃料-空气比，所述燃料-空气比的测量适合于汽油，但是相当不精确并且困难，从而对乙醇燃料混合物来说不可能。
技术实现思路
为了避免如上所述的现有技术的问题，本专利技术的目的是提供一种高效且可靠地估计供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的解决方案。具体地，本专利技术的目的是提供一种在降低ECU的处理负担的情况下，例如通过避免计算每单位燃料质量的放热的需要、以及通过避免利用F/A传感器的输出的需要，可靠、高效且精确地估计供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的方式。鉴于本专利技术的上述目的，根据本专利技术，提出了一种估计提供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的方法，估计提供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的装置，以及计算机程序产品。根据本专利技术的一个方面，提供了一种估计提供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的方法，所述方法包括：按化学计量条件，控制被供以酒精燃料混合物的内燃发动机的工作；基于来自压力传感器的信号，确定第一参数，所述压力传感器感测按化学计量条件控制的内燃发动机的燃烧室内的压力；以及基于所确定的第一参数、以及预先存储的第一参数与酒精燃料混合物的酒精浓度之间的关系，确定酒精燃料混合物的酒精浓度。根据本专利技术，有利的是能够直接基于测量燃烧室内的压力的压力传感器的传感器信号，估计提供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度，因为发动机首先被控制成在化学计量条件下工作，以便进行酒精燃料混合物中的酒精浓度的估计，其中可以基于发动机实验，找出指示压力的参数和酒精浓度之间的关系，并把所述关系预先存储在发动机控制单元的存储单元中。因此，与现有技术的方法相比，能够显著降低处理负担，因为不必计算每单位燃料质量的放热。根据一个优选方面，第一参数可以表示燃烧室内的压力与燃烧室容积的乘积的最大值。根据一个优选方面，第一参数可以表示燃烧室内的压力和燃烧室容积的乘积的最大值与每燃烧循环的燃料喷射期的持续时间之比(商)。根据备选的优选方面，第一参数可以表示在燃烧室中往复运动的活塞的第一活塞位置的燃烧室内的压力。根据一个优选方面，第一活塞位置可以是活塞的上死点位置；或者第一活塞位置可以是优选地当活塞从上死点位置朝着活塞的下死点位置退回时，在晚于活塞的上死点位置的曲柄角度的活塞位置。根据一个优选方面，按化学计量条件控制被供以酒精燃料混合物的内燃发动机的工作的步骤可以包括：基于来自氧传感器的信号，确定是否在按化学计量条件控制内燃发动机，所述氧传感器感测从燃烧室排出的燃烧气体中的氧浓度。这具有以下优点：由于借助O2传感器(氧传感器)能够简单、可靠且精确地观察和反馈控制在化学计量条件下的发动机的工作，因此即使就酒精浓度高的酒精燃料混合物来说，也不必在估计酒精浓度时利用可靠性和精确性较低的F/A传感器，因为对于渐增的酒精浓度，F/A传感器输出会变得不可靠和不精确。优选地，按化学计量条件控制被供以酒精燃料混合物的内燃发动机的工作的步骤可以包括：当确定内燃发动机在贫燃条件或富燃条件下工作时，改变每燃烧循环的燃料喷射期的持续时间，直到基于来自氧传感器的信号，确定按化学计量条件控制内燃发动机为止。优选地，改变每燃烧循环的燃料喷射期的持续时间的步骤可以包括：当确定内燃发动机在贫燃条件下工作时，增大每燃烧循环的燃料喷射期的持续时间。优选地，改变每燃烧循环的燃料喷射期的持续时间的步骤可以包括：当确定内燃发动机在富燃条件下工作时，减少每燃烧循环的燃料喷射期的持续时间。此外，优选地，当确定内燃发动机在贫燃条件或富燃条件下工作时，迭代地重复改变每燃烧循环的燃料喷射期的持续时间，直到确定按化学计量条件控制内燃发动机为止。此外，优选地，可以持续预定的Nref次迭代来迭代地进行使每燃烧循环的燃料喷射期改变第一数量的操作，直到确定按化学计量条件控制内燃发动机为止，当在第Nref次迭代之后，仍未按化学计量条件控制内燃发动机时，对于第(Nref+1)次迭代和后续迭代，可以优选迭代地使每燃烧循环的燃料喷射期改变第二数量，所述第二数量的绝对值大于第一数量的绝对值，直到确定按化学计量条件控制内燃发动机为止。这具有以下优点：当在较小的数量适合于汽油或者酒精浓度很低的酒精燃料混合物的反馈控制的情况下，使喷射期改变较小的第一数量不会使内燃发动机进入化学计量条件时，通过在酒精燃料混合物的酒精浓度较高的情况下，使燃料喷射期改变较大的第二数量，能够在向内燃发动机供给酒精燃料混合物的情况下，使发动机更快地进入化学计量条件。根据一个优选方面，当在Nref次或者更少次数的迭代之后，已按化学计量条件控制内燃发动机时，可以确定供给内燃发动机的燃料实质上只包含汽油，和/或当在Nref次或者更少次数的迭代之后，已按化学计量条件控制内燃发动机时，所述方法可以优选地避免确定酒精燃料混合物的酒精浓度。根据一个优选方面，当内燃发动机处于空转状态时，可以按化学计量条件控制内燃发动机的工作；或者当内燃发动机处于恒定负荷条件(稳态转矩条件)，例如在恒速条件下行驶时，可以按化学计量条件控制内燃发动机的工作。根据本专利技术的另一方面，提供了一种根据如上所述的一个或多个方面的方法，估计提供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的装置。根据本专利技术的一个方面，所述装置可以包括：按化学计量条件，控制被供以酒精燃料混合物的内燃发动机的工作的控制单元；接收来自感测内燃发动机的燃烧室内的压力的压力传感器的信号、和/或来自感测从燃烧室排出的燃烧气体中的氧浓度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估计提供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的方法，所述方法包括：按化学计量条件，控制被供以酒精燃料混合物的内燃发动机的工作；基于来自感测按化学计量条件控制的内燃发动机的燃烧室内的压力的压力传感器的信号，确定第一参数；以及基于所确定的第一参数、以及预先存储的所述第一参数与酒精燃料混合物的酒精浓度之间的关系，确定酒精燃料混合物的酒精浓度。

【技术特征摘要】
2013.07.30 EP 13178630.31.一种估计提供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的方法，所述方法包括：按化学计量条件，控制被供以酒精燃料混合物的内燃发动机的工作；基于来自感测按化学计量条件控制的内燃发动机的燃烧室内的压力的压力传感器的信号，确定第一参数；以及基于所确定的第一参数、以及预先存储的所述第一参数与酒精燃料混合物的酒精浓度之间的关系，确定酒精燃料混合物的酒精浓度，其中，当内燃发动机处于空转状态时，按所述化学计量条件控制内燃发动机的工作；或者当内燃发动机处于恒定负荷条件时，按所述化学计量条件控制内燃发动机的工作。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一参数表示燃烧室内的压力与燃烧室容积的乘积的最大值。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一参数表示燃烧室内的压力和燃烧室容积的乘积的最大值与每燃烧循环的燃料喷射期的持续时间之商。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一参数表示在燃烧室中往复运动的活塞的第一活塞位置的燃烧室内的压力。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述第一活塞位置是活塞的上死点位置；或者所述第一活塞位置是当活塞从所述上死点位置朝着活塞的下死点位置退回时，在晚于活塞的上死点位置的曲柄角度的活塞位置。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于按化学计量条件控制被供以酒精燃料混合物的内燃发动机的工作的步骤包括：基于来自感测从燃烧室排出的燃烧气体中的氧浓度的氧传感器的信号，确定是否在按所述化学计量条件控制内燃发动机；以及当确定内燃发动机在按贫燃条件或富燃条件工作时，改变每燃烧循环的燃料喷射期的持续时间，直到基于来自所述氧传感器的信号而确定在按所述化学计量条件控制内燃发动机为止。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于改变每燃烧循环的燃料喷射期的持续时间的步骤包括：当确定内燃发动机在按贫燃条件工作时，增大每燃烧循环的燃料喷射期的持续时间；和/或改变每燃烧循环的燃料喷射期的持续时间的步骤包括：当确定内燃发动机在按富燃条件工作时，减少每燃烧循环的燃料喷射期的持续...

【专利技术属性】
技术研发人员：押领司一浩，熊野贤吾，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP