[發明專利]估計酒精燃料混合物中的酒精濃度的方法和裝置

有效

• 申請號: 201410064963.8
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN104343556B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 押領司一浩;熊野賢吾
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及估計提供給內燃發動機的酒精燃料混合物中的酒精濃度的方法和裝置。

背景技術

近年來，為了對汽車的內燃發動機進行供給，酒精燃料混合物(諸如汽油和酒精(諸如乙醇)的混合物)已經以不同的酒精濃度引入全球的市場。例如，近來在多個國家引入了E10，其中E10是10％的無水乙醇和90％的汽油的燃料混合物，其可以用于最現代的汽車和輕型車輛的內燃發動機，而不需要更改發動機或燃料系統。

通常，駕駛者可以在各個國家的加油站，在具有不同酒精濃度的不同燃料種類之中進行選擇，并且取決于駕駛者的選擇，存儲在汽車的燃料箱中的燃料中的實際酒精濃度會在燃料箱的每次填充時變化，并且在供給內燃發動機時通常是未知的。當利用酒精燃料混合物時，合乎期望的是利用針對所供給的燃料中包含的實際酒精濃度而優化的發動機控制單元(ECU)，控制內燃發動機的工作，以便降低燃料消耗和盡可能好地減少燃燒產生的排放物。為此，有必要檢測所供給的燃料的實際酒精濃度，以便能夠優化控制。

在現有技術中，通?；诒环Q為每單位燃料質量的放熱(例如，單位為J/kg)的量值，檢測供給的燃料的實際酒精濃度，通過首先計算放熱率，隨后基于燃料-空氣比(F/A)傳感器的傳感器輸出和質量流量傳感器輸出計算單位燃料質量，可以計算每單位燃料質量的放熱?；谌鐖D1中所示的每單位燃料質量的放熱和酒精混合濃度之間的關系，原則上可以確定酒精混合濃度。在JP-A-Sho62-88153和JP-A-2009-74515(US 2011/0301828 A1)中，描述了基于每單位燃料質量的放熱的這種酒精混合濃度確定的實例。

然而，根據現有技術的每單位燃料質量的放熱的計算會對ECU產生顯著的處理負荷，并且需要利用F/A傳感器測量燃料-空氣比，所述燃料-空氣比的測量適合于汽油，但是相當不精確并且困難，從而對乙醇燃料混合物來說不可能。

發明內容

為了避免如上所述的現有技術的問題，本發明的目的是提供一種高效且可靠地估計供給內燃發動機的酒精燃料混合物中的酒精濃度的解決方案。具體地，本發明的目的是提供一種在降低ECU的處理負擔的情況下，例如通過避免計算每單位燃料質量的放熱的需要、以及通過避免利用F/A傳感器的輸出的需要，可靠、高效且精確地估計供給內燃發動機的酒精燃料混合物中的酒精濃度的方式。

鑒于本發明的上述目的，根據本發明，提出了一種估計提供給內燃發動機的酒精燃料混合物中的酒精濃度的方法，估計提供給內燃發動機的酒精燃料混合物中的酒精濃度的裝置，以及計算機程序產品。

根據本發明的一個方面，提供了一種估計提供給內燃發動機的酒精燃料混合物中的酒精濃度的方法，所述方法包括：按化學計量條件，控制被供以酒精燃料混合物的內燃發動機的工作；基于來自壓力傳感器的信號，確定第一參數，所述壓力傳感器感測按化學計量條件控制的內燃發動機的燃燒室內的壓力；以及基于所確定的第一參數、以及預先存儲的第一參數與酒精燃料混合物的酒精濃度之間的關系，確定酒精燃料混合物的酒精濃度。

根據本發明，有利的是能夠直接基于測量燃燒室內的壓力的壓力傳感器的傳感器信號，估計提供給內燃發動機的酒精燃料混合物中的酒精濃度，因為發動機首先被控制成在化學計量條件下工作，以便進行酒精燃料混合物中的酒精濃度的估計，其中可以基于發動機實驗，找出指示壓力的參數和酒精濃度之間的關系，并把所述關系預先存儲在發動機控制單元的存儲單元中。因此，與現有技術的方法相比，能夠顯著降低處理負擔，因為不必計算每單位燃料質量的放熱。

根據一個優選方面，第一參數可以表示燃燒室內的壓力與燃燒室容積的乘積的最大值。

根據一個優選方面，第一參數可以表示燃燒室內的壓力和燃燒室容積的乘積的最大值與每燃燒循環的燃料噴射期的持續時間之比(商)。

根據備選的優選方面，第一參數可以表示在燃燒室中往復運動的活塞的第一活塞位置的燃燒室內的壓力。

根據一個優選方面，第一活塞位置可以是活塞的上死點位置；或者第一活塞位置可以是優選地當活塞從上死點位置朝著活塞的下死點位置退回時，在晚于活塞的上死點位置的曲柄角度的活塞位置。

根據一個優選方面，按化學計量條件控制被供以酒精燃料混合物的內燃發動機的工作的步驟可以包括：基于來自氧傳感器的信號，確定是否在按化學計量條件控制內燃發動機，所述氧傳感器感測從燃燒室排出的燃燒氣體中的氧濃度。