专利名称：用于内燃发动机的燃料性质估计的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃发动机的燃料性质估计设备和方法。
背景技术：
一种称为灵活燃料车辆(FFV)的车辆可以利用酒精和汽油的混合燃料以及利用汽油行驶。
在已出版的日本专利申请公开H06(1993)-229340(1-3页，以及图1和2)中示出的一种发动机系统带有一个用于感测燃料中的酒精浓度的酒精浓度传感器，并且该系统配置成若向燃料箱供给新燃料则在启动发动机之前激励一个燃料泵，以使酒精浓度均匀并从而提供满意的发动机性能。
由于酒精浓度传感器是昂贵的，存在一种根据用来感测发动机排气—燃料比的空气-燃料比传感器的输出信号来估计燃料的酒精浓度的方法。
发明内容
但是，基于感测到的实际空气-燃料比对酒精浓度的估计要求停止汽化蒸发系统并且施加各种其它不希望的影响。因此，希望减少酒精浓度估计操作的次数和频率。如果启动发动机后立即进行估计操作，由于燃料的输出延迟，估计系统不能正确地估计酒精浓度。如果延迟估计操作的定时，则司机可能在估计操作之前停止发动机。在这种情况下，该系统会在发动机的下次启动中造成发动机启动性能以及排气性能的降低。
本发明的一个目的是提供一种用于在发动机启动后准确地并且及时地估计燃料性质的燃料性质估计设备和/或方法。
依据本发明的一个方面，提供一种用于内燃发动机的燃料性质估计设备，包括一个根据发动机的实际空气-燃料比确定发动机燃料中某种成分的估成分浓度的控制器，该控制器被配置成在发动机启动后的各预定定时进行多次估计操作以便确定该估计成分浓度。
依据本发明的另一个方面，提供一种燃料性质估计方法，包括在发动机启动后的第一估计定时进行第一估计操作，以便根据该发动机的实际空气-燃料比确定发动机燃料中某种成分的估计成分浓度；以及在该第一估计操作后于第二估计定时进行第二估计操作，以便根据该发动机的实际空气-燃料比确定该估计成分浓度。
图1是一个示意图，示出依据本发明的第一实施例的发动机系统。
图2是一个流程图，示出由图1的发动机系统进行的油分稀释(oil-diluting)燃料量估计过程。
图3是示出图2的步骤S1的第一子例程的流程图。
图4示出图3的第一子例程中使用的MOFD图。
图5示出图3的第一子例程中使用的负载校正表。
图6是示出图2的步骤S2的第二子例程的流程图。
图7示出图6的第二子例程使用的MOFU图。
图8是一个流程图，示出预测可在第一子例程中使用的发动机汽缸壁温TC的过程。
图9示出图8的过程中使用的MTCH图。
图10示出图8的过程中使用的KTC图。
图11是一个流程图，示出预测可在第二子例程中使用的油温TO的过程。
图12示出图11的过程中使用的TTWS计算表。
图13示出图11的过程中使用的TTCT计算表。
图14示出图11的过程中使用的TTCN计算表。
图15示出图11的过程中使用的TTAVSP计算表。
图16是一个流程图，示出图1的发动机系统进行的估计燃料的酒精浓度的过程。
图17示出图16的过程中使用的酒精浓度计算图特性曲线。
图18是依据第一实施例的过程的流程图，通过设定FALCKOU1和fALCKOU2确定第一和第二酒精浓度估计操作的定时。
图19示出通过图18的过程确定的第一和第二酒精浓度估计操作的定时。
图20是依据第二实施例的过程的流程图，通过设定fALCKOU1和fALCKOU2确定第一和第二酒精浓度估计操作的定时。
具体实施例方式
图1示出依据本发明的第一实施例的充当燃料特性(组成)估计设备的发动机系统。该例中的发动机为能够使用含有酒精的燃料的类型，其可用于灵活燃料车辆(FFV)。
发动机主体1包括至少一个燃烧室2，燃烧室2通过进气阀3和进气通道4连接并且通过排气阀5和排气通道6连接。
在进气通道4中，设置空气滤清器7，用来感测进气量的空气流量计8，用来调节进气量的节流阀9，以及用来把燃料喷射到进气中的燃料喷射器10。
发动机控制单元(ECU)11产生燃料喷射命令信号并且命令燃料喷射器10把燃料喷射到进气中，以便根据发动机运行条件达到所要求的空气-燃料比。
燃料喷射器10通过燃料泵12和燃料线(或燃料管)13与燃料箱14连接。燃料泵12和ECU 11连接。
在排气通道6中，设置用来感测废气混合物中的氧气浓度的氧气传感器15以及三元催化剂16。三元催化剂16可以把碳氢化合物、一氧化碳和氮的氧化物的有害排出物在理想配比附近的空气-燃料比窗口中以最大的转变效率转变成害处很小的气体。从而，ECU 11根据位于三元催化剂16上游侧的氧气传感器15的输出，以反馈控制的方式控制发动机的空气-燃料比，以使实际空气-燃料比周期地在该空气-燃料比窗口中摆动。氧气传感器15充当用来感测发动机的实际空气-燃料比的空气-燃料比传感器。
水温传感器17感测发动机主体1中的发动机冷却水的温度。曲轴角传感器18感测发动机的发动机速度。进气压力-进气温度传感器19感测进气通道4中的进气压力和进气温度。加速器开度传感器20感测该包括作为原动机的发动机系统的车辆的加速踏板的压下程度。外部空气温度传感器21感测外部空气温度。车速传感器22感测车辆的车速。ECU 11和这些传感器连接并且配置成接收来自这些传感器的信息。另外，ECU 11和点火钥匙开关23连接并且配置成接收来自点火钥匙开关23的开/关信号。
ECU 11控制包含带有功率晶体管的点火线圈24以及火花塞25的点火系统。
当一部分燃料附在汽缸内壁表面上并且在发动机操作期间通过活塞和汽缸之间的间隙泄漏时，由于燃料泄漏发动机油分稀释。在这种稀释情况下，将在燃烧室2中燃烧的燃料量减少，从而空气-燃料比可能变成太稀(lean)(燃料比过多)，从而在可操纵性和排放控制上造成负面影响。另外，如果油分稀释燃料从发动机燃油蒸发并且经窜漏气系统抽吸进入进气系统，则空气-燃料比可能变得过浓(rich)(燃油过多)，从而在可操纵性和排放控制上造成负面影响。
从而，图1中示出的发动机系统按以下方式估计发动机燃油中混合的燃料的油分稀释燃料量。
图2示出一个确定油分稀释燃料量OF的过程。按预先规定时间长度的有规律时间间隔执行该过程。
步骤S1是计算油分稀释燃料量的增加量(或增加)A的第一子例程。步骤S2是计算油分稀释燃料量的减少率B的第二子例程。步骤S3通过利用S1中算出的增加量A以及S2中算出的减少率B来计算油分稀释燃料量的变化量COF。在该例中，COF＝A-B×OFn-1。量B×OFn-1对应于减少量。在该式中，OFn-1是前一个周期中算出的油分稀释燃料量OF的前一个值。步骤S4计算油分稀释燃料量OF。在该例中，OF＝OFn-1+COF。
图3示出图2中所示的S1的第一子例程S1。步骤S11通过从MOFD图查找来计算燃料降低率C。燃料降低率C是增加量A的增加率。图4示出本例中使用MOFD图。该MOFD图设计成从发动机温度以及发动机速度Ne确定燃料降低率C。在图4的例子中把汽缸壁温TC用作为发动机温度。如图4中所示，燃料降低率C随发动机速度Ne减小而增加，而且燃料降低率C随发动机汽缸壁温TC变低而增加。当发动机速度变低时，汽油运动较慢，燃料的汽化和雾化变差，从而燃料更易于附在汽缸壁上。由于燃料的挥发受发动机温度的影响，所以要考虑到汽缸壁温Tc。在图4中，在用L表示的区域中燃料降低率C大，而在用S表示的区域中变小。
步骤S12通过查找负载校正表来计算负载校正比D。图5示出该例中使用的负载校正表。该负载校正表设计成从基本燃料喷射量Tp确定负载校正比D，其中Tp是从发动机速度Ne以及作为发动机负载的进气量Qa(其从汽流计8的输出确定)计算的。当负载增加时由于燃烧室2的未燃烧燃料部分变多，负载校正比D增大。这是因为燃料挥发受压力的影响。
步骤S13通过利用燃料降低率C、负载校正比D、发动机速度以及充当发动机负载的燃料喷射量Te(从一个或多个发动机运行条件确定)来计算增加量A，即，A＝Te×C×D×Ne。
图6中示出图2所示的S2的第二子例程。步骤S21查找图7中示出的MOFU图，从而计算代表来自发动机燃油的油分稀释燃料的汽化率的减少率B。图7示出本例中使用的MOFU图。该MOFU图设计成从油温TO和发动机速度Ne确定减少率B。由于燃料的挥发，减少率B随油温To变高而增加。当发动机速度Ne增加时，减少率B增加，因为发动机燃油中的燃料汽化受借助油泵循环燃油混合物以及曲轴配重造成的燃油搅拌而被促进。在图7中用L表示的区域里减少率B大而在用S表示的区域里小。
图8示出推测或预测用于计算增加量A的汽缸壁温TC的过程。本例的发动机系统采用该预测汽缸壁温度的过程以替代温度传感器直接感测发动机壁温。
步骤S31检查发动机是处于发动机启动操作还是处于先对ECU 11供电的操作。在发动机启动操作或者先向ECU 11供电的操作的情况下，该过程从步骤S31转到步骤S32。步骤S32把初始发动机汽缸壁温TCo，即汽缸壁温TC的初始值，设置为等于发动机冷却水温Tw，以便为随后的计算循环中温度增加做准备。
当检测出既不是发动机启动操作也不是先对ECU供电操作时，过程从步骤S31转到步骤S33以确定是否在进行燃料切断操作。若发动机在进行燃料切断操作，该过程从步骤S33转到步骤S34。当发动机不处于燃料切断状态时该过程从S33转到步骤S35。
当发动机处于燃料切断状态时，汽缸壁温TC向发动机冷却水温Tw收敛。从而，步骤S34把相对于发动机冷却水温Tw的温度增加平衡温度TCH置成等于零(TCH＝0)。
另一方面，当发动机不处于燃料切断状态时，通过利用图9中示出的MTCH图，在步骤S35计算该温度增加平衡温度TCH。该温度增加平衡温度TCH代表汽缸壁温TC和发动机冷却水温Tw之间的温度差。图9示出本例中使用的MTCH图。MTCH图设计成从发动机速度Ne和基本燃料喷射量Tp确定温度增加平衡温度TCH。该温度增加平衡温度TCH和燃烧温度密切相关。因此，温度增加平衡温度TCH随发动机速度Ne增加而增加，并且随基本燃料喷射量Tp(即发动机负载)增加而增加，在图9中，H代表“高”而L代表“低”。
在S35或S34之后，步骤S36通过查找图10中示出的KTC图计算和温度的时间常数对应的温度变化率KTC。图10示出本例中使用的KTC图。KTC图设计成从发动机速度Ne以及充当发动机负载的基本燃料喷射量Tp计算温度变化率KTC。由于汽油流速在对汽缸壁的热传导上是主导性的，故发动机速度Ne对温度变化率KTC的影响大。另外，由于压力在热传导上的影响，温度变化率KTC对基本燃料喷射量Tp或发动机负载是灵敏的。从而，温度变化率KTC随发动机速度Ne的增加而增加，并且随基本燃料喷射量Tp的增加而增加。在图10中，L代表“大”而S代表“小”。
在本例中，温度增加平衡温度TCH和温度变化率KTC中的每个利用一张发动机速度Ne以及基本燃料喷射量Tp的图确定。但是，如果所要求的精度相对低，有可能准备分别用于TCH和KTC的基于由空气流量计感测的进气量Qa的计算表，以及利用Qa借助对应的计算表来确定TCH和KTC中的每个。
S36之后的步骤S37从温度增加平衡温度TCH和温度变化率KTC确定瞬时推测温度DTC。该推测温度DTC代表相对于发动机冷却水温Tw的温度差。本例的推测温度DTC由DTCn＝DTCn-1+(TCH-DTCn-1)×KTC给出。该式为一阶滞后的形式。推测温度DTC按一阶滞后方式跟随温度增加平衡温度TCH。采用一阶形式是因为似乎由于热逸出(escape of heat)，温度以固定速率变化。推测温度被看成是具有与由本发明的发明人小组测到的阀温度上升波形相类似的上升波形。在上述式中，DTCn-1是前一次计算循环中算出的推测温度值。
步骤S38通过使S37中确定的推测温度DTCn和发动机冷却水温Tw相加来确定汽缸壁温TCn(TCn＝Tw+DTCn)。然后，结束该推测汽缸壁温的过程。在本例中，温度增加平衡温度TCH和推测温度DTC中的每一个是对发动机冷却水温Tw的温度增加量。从而，步骤S38执行加上Tw。
在图8中示出的例子中，为了降低成本通过计算预测发动机汽缸壁温TC。但是，为了改进精度，可以选择使用设置在汽缸内的温度传感器来直接感测汽缸壁温。
图11示出通过使用图7的MOFU图推测或预测用来计算减少率B(油分稀释燃料的蒸发率)的油温TO。
步骤S4 1确定发动机是处于发动机启动操作还是处于先对ECU 11供电的第一供能操作。在发动机启动操作或者先对ECU 11供电的第一操作的情况下，该过程从S41转到步骤S42。步骤S42把发动机初始油温TOo，即油温TO的初始值设置为等于发动机冷却水温Tw。当检测出既不是发动机启动操作也不是ECU先供电操作时，该过程从S41直接转到步骤S43。
步骤S43通过利用TTWn＝(Tw-TOn-1)×TTWS从发动机冷却水温Tw、TTWS以及先前油温TOn-1计算发动机燃油和发动机冷却水的热流量TTW，其中TOn-1是前一个计算循环中算出的先前的油温值。该热传送量与温度差成比例，并且是流速的函数。从而，在本式中，该温度差和从发动机速度Ne确定的TTWS相乘。
图12中示出该例子使用的用来确定TTWS的TTWS计算表。如图12中所示，TTWS随发动机速度Ne增加而增加。由于汽缸体、汽缸头以及发动机燃油之间的热传递与动机驱动油泵的发动机速度Ne成比例，所以利用发动机速度Ne计算TTWS。可以通过将图12的特性曲线提高适当的量而把油盘发送的热考虑进来。
步骤S44通过利用TTCn＝(TTCT-TOn-1)×TTCN，从发动机冷却水温Tw、TTCT、TTCN以及先前的油温TOn-1计算燃烧时的热流量TTC。
图13示出本例中使用的TTCT计算表，而图14示出本例中的TTCN计算表。TTCT代表活塞汽缸壁温并且和燃烧温度相关。从而，通过利用图13的表从燃料喷射量Te和发动机速度Ne的乘积来确定TTCT。如图13中所示，TTCT随乘积Te×Ne的增加而增加。TTCN代表用于热传输的发动机燃油流速并且通过利用图14的表从发动机速度Ne确定。如图14中所示，TTCN随Ne的增加而增加。
步骤S45根据TTAn＝(TOn-1-Ta)×TTAVSP计算热释放量TTA。在该式中，Ta是通过外部空气温度传感器21感测的外部空气温度，TTAVSP是从通过车速传感器22感测的车速VSP计算的热传输流速。图15示出本例中使用的TTAVSP计算表。TTAVSP随VSP的增加而增加。
步骤S46根据TOn＝TOn-1+TTWn+TTCn-TTAn计算油温TOn。该式是通过对这样的现象建模得到的，即，发动机燃油因为燃烧通过发动机冷却水以及汽缸升温，并且由于车辆运动通过风(以及发动机冷却水)冷却。这样得到的油温TO用于计算油分稀释燃料的蒸发率。
在图11中示出的例子中，为了降低成本通过计算预测发动机油温。但是，为了改进精度，可以选择使用温度传感器直接感测油温。在图11的例子中，外部空气温度Ta充当冷却油盘的一个因素，并且忽略来自散热器的热气。但是，在来自散热器的热气是有影响的车辆的情况下，可能通过在考虑到来自散热器的热气情况下修改外部空气温度Ta来改进精确度。
和普通汽油相比，为了达到给定的当量比含有油精的燃料因为C(碳)原子数量而要求大的燃料喷射量，从而需要调整燃料喷射量。因此，发动机系统配置成通过利用氧气浓度传感器15的输出信号尽可能快地准确预测燃料的酒精浓度。在本实施例中，酒精是燃料中的一种成分，从而酒精浓度是本系统估计的一种成分浓度。
依据该第一实施例，该发动机系统按照图16中示出的过程估计燃料中的酒精浓度作为单成分浓度。
步骤S51读出从氧气浓度传感器13的输出计算出的空气-燃料比反馈系数α。
步骤S52判定是否满足空气-燃料比学习条件。当满足该学习条件时，该过程转到步骤S53，其中为每个运行区段把一个图值重写到αm计算图中，然后转到步骤S54。当不满足该学习条件时，该过程在不进行S53的图重写操作情况下直接转到S54。在本例中，αm是从空气-燃料比反馈系数α+计算出的空气-燃料比学习校正系数。空气-燃料比反馈校正系数α和空气-燃料比学习校正系数αm是用于空气-燃料比反馈控制的参数。根据空气-燃料比反馈校正系数α和空气-燃料比学习校正系数αm来校正燃料喷射量。本实施例可以利用各种已知的计算空气-燃料比反馈校正系数α和空气-燃料比学习校正系数αm的方法。
步骤S54通过查找每个运行区段的当前αm图确定每个运行区段中的αm值。
接着，步骤S55判定图2的流程图中算出的油分稀释燃料量OF是否小于预定的估计允许稀释量LOF#。当OF＜LOF#时，在假定从发动机燃油蒸发的燃料影响为小的情况下该程序转到步骤S56。当OF≥LOF#时，在不进行酒精浓度估计操作情况下结束该程序。
步骤S56检查图2的流程图中算出的变化量COF的绝对值是否小于预定估计允许稀释变化量LCOF#。当|COF|＜LCOF#时，在假定从发动机燃油蒸发的燃料的影响为小的情况下该程序转到步骤S57。当|COF|≥LCOF#时，在不进行酒精浓度估计操作情况下结束该程序。
当满足S55和S56二者的条件时(即，OF小于希望值(LOF#)以及|COF|小于希望值(LCOF#))，该过程在假定从发动机燃油蒸发的燃料的影响很小的情况下进入允许进行酒精浓度估计的路径。在图16的例子中，在步骤S57检查另一个关于发动机冷却水温、发动机启动后经过的时间、空气-燃料比学习控制的操作条件以及过去的再注油记录的允许条件。当S55，S56和S57的第一、第二和第三条件满足时，程序进入到S58。当S55、S56和S57的第一、第二和第三条件中的至少一个不满足时，在不估算酒精浓度情况下结束该程序。
步骤S58读在图18中示出的过程中设置或复位的酒精浓度估计允许标志fALCKOV1和fALCKOV2。
步骤S59检查第二估计允许标志fALCKOU2是否等于1。当fALCKOU2＝1时，则程序转到步骤S61。当fALCKOU2＝0从而fALCKOU2≠1时，该程序转到步骤S60。
步骤S60检查第一估计允许标志fALCKOU1是否等于1。当fALCKOU1＝1时，则程序转到步骤S61。当fALCKOU1＝0从而fALCKOU1≠1时，则在不进行酒精浓度估计操作情况下结束该程序。
从而，仅当fALCKOU1＝1或者fALCKOU2＝1时才到达估计酒精浓度的步骤S61。
步骤S61计算代表性速度负载区段的αm值的平均值。在本例中，从四个速度负载区段的值确定αm的均值，并且通过利用图17中示出的表从该结果计算酒精浓度。希望选择发动机相对频繁使用的并且其中进气量不那么小的区段作为这四个代表性区段。通过这样做，能够保持足够的学习频率，而且可以通过选择进气量相对大的区段来减小从发动机燃油蒸发的油分稀释燃料的影响。
图17的表设计成从αm的平均值确定酒精浓度ALC。图17中示出的特性曲线带有其中酒精浓度ALC不随αm的均值改变而改变的死区。设置该死区以便当引入汽油或者当总是引入标准混合燃料(汽油-酒精燃料)时使用稳定的控制值(控制常数)。上述控制值(控制常数)包括点火定时控制常数、燃料壁流校正常数、λ控制三点调整常数以及冷浓缩(coldenrichment)常数中的至少一个。如果它们变化则排放重复性会变差，从而要设置该死区。
图18示出依据第一实施例用来设置第一和第二估计允许标志fALCKOU1和fALCKOU2的过程。
当图16的过程执行酒精浓度估计过程时，步骤S71清除(复位成零)标志fALCKOU1和fALCKOU2的值(fALCKOU1＝0和fALCKOU2＝0)。(当接通该系统的电源时把标志fALCKOU1和fALCKOU2初始复位到零)。
步骤S72通过把发动机启动后的燃料喷射脉冲的脉冲宽度相加来计算燃料喷射脉冲累积量，并且进而从该燃料喷射脉冲累积量计算发动机启动后的燃料喷射累积量(或者燃料供给累积量)。该燃料喷射累积量是发动机启动后对发动机供给的总燃料量。
当向燃料箱14提供酒精浓度与燃料箱14中现有的旧燃料的酒精浓度不同的新燃料时，燃料箱14中的新燃料可以容易地和燃料箱14中已有的旧或陈燃料混合。从而，能假定把新燃料提供到燃料箱14后油精浓度立即变得均匀。另一方面，燃料管13中保持的旧燃料不容易和新灌到燃料箱14中的新燃料混合。从而，当对燃料箱14提供新燃料之后启动发动机时，通过燃料喷射器10提供到或喷射到发动机中的燃料的酒精浓度随着通过燃料喷射压出旧燃料而逐步地从燃料管13中保存的旧燃料的旧酒精浓度改变成燃料箱14中的新酒精浓度。在消耗掉燃料管13中保留的旧燃料之前，对发动机提供的燃料不转换成新燃料。由于燃料管13中剩余燃料的传送延迟，延迟了从旧燃料到新燃料的转换。从而，本实施例的发动机系统通过计算燃料喷射脉冲宽度的和来监视燃料管13中保留的旧燃料的燃烧进展。燃料喷射脉冲宽度是根据曲轴角传感器18感测的发动机速度以及空气流量计8感测的进气量计算的。
步骤S73读由试验确定的第一和第二预定值Q1和Q2。主要通过燃料管13的布局确定预定值Q1和Q2。第一预定值Q1小于第二预定值Q2(Q1＜Q2)。
第一预定值Q1是一个表示从发动机开始启动后直到完成从燃料管13中保存的旧燃料的洒精浓度到燃料箱14中的新燃料的酒精浓度的80％的燃料转换的燃料喷射总量的值。
第二预定值Q2是一个表示从发动机开始启动后喷射到发动机中的燃料的酒精浓度从燃料管13中保存的旧燃料的酒精浓度转换到燃料箱14中的新燃料的酒精浓度并且影响发动机的空气-燃料比控制的干扰已经稳定的燃料喷射总量的值。确定第二值Q2从而在诸如窜漏气和壁流等干扰的影响消失后进行第二估计运算。
步骤S74检查发动机启动后第一估计允许标志fALCKOU1是否继续等于零。如果发动机启动后尚未把fALCKOU1置为1从而保持为零，则该程序从S74转到步骤S75。如果发动机启动后一旦通过步骤S77的设置操作把fALCKOU1置为1，则该程序转到步骤S78。
步骤S75把S72算出的燃料喷射累积量和S73得到的第一预定值Q1进行比较；如果该燃料喷射累积量大于或等于Q1，把控制转到S77，而若该燃料喷射累积量仍小于Q1，则把控制转到S76。
步骤S77把第一估计允许标志fALCKOU1置为1(fALCKOU1＝1)。然后，该程序进入S78。另一方面，步骤S76保持第一估计允许标志fALCKOU1等于零(fALCKOU1＝0)。在S76之后，步骤S81把第二估计允许标志fALCKOU2保持为零(fALCKOU2＝0)。S81后，结束图18的程序。
步骤S78检查从发动机启动后第二估计允许标志fALCKOU2是否继续等于零。如果发动机启动后从未把fALCKOU2置为1从而其保持为零，则该程序从S78转到步骤S79。如果发动机启动后一旦通过步骤S80的设置操作把fALCKOU2置为1，则直接结束该程序。
步骤S79把S72算出的燃料喷射累积量和S73得到的第二预定值Q2进行比较；如果该燃料喷射累积量大于或等于第二预定值Q2，把控制从S79转到S80，而若该燃料喷射累积量仍小于Q2，则把控制传到S81。
步骤S80把第二估计允许标志fALCKOU1置为1(fALCKOU2＝1)。然后，结束该程序。另一方面，步骤S81保持第二估计允许标志fALCKOU2等于零(fALCKOU1＝0)。在S81后，结束图18的程序。
图19示出通过第一估计允许标志fALCKOU1确定的第一酒精浓度估计操作的第一估计定时，以及通过第二估计允许标志fALCKOU2确定的第二酒精浓度估计操作的第二估计定时。在该例中，在使用汽油燃料(酒精浓度为0％)后向燃料箱14提供E85燃料(酒精浓度85％)。
在启动发动机后，如图19中所示，喷射到发动机的燃料酒精浓度随着燃料从燃料喷射器10喷射逐渐从旧燃料(汽油燃料)的浓度变化到箱14中的新燃料(E85燃料)的浓度。在本例中，燃料管13中剩余的旧燃料的酒精浓度为0％，而灌到燃料箱14中的新燃料的酒精浓度为85％。在此情况中，第一预定值Q1对应于喷射到发动机中的燃料的酒精浓度变为等于(85×0.8)％并且喷射燃料改变到80％约为燃料箱14中的新燃料的定时。第二预定值Q2对应于对发动机空气-燃料比控制的干扰已经消失的定时。此刻，喷射燃料的酒精浓度变成大约等于燃料箱14中的新燃料的酒精浓度。
在这种方式下，在发动机启动后当喷射燃料按约80％从燃料管13中剩余的旧燃料转换到燃料箱14中的新燃料的第一估计定时时，进行第一酒精浓度估计操作，并且当喷射燃料完全从燃料管13中剩余的旧燃料转换到燃料箱14中新燃料并且对空气-燃料比控制的干扰已经消失的第二估计定时时进行第二酒精浓度估计操作。对于减小实际喷射燃料的实际酒精浓度相对于估计的酒精浓度的偏差，第一估计操作是有效的，而对于改进酒精浓度估计的精度以及防止发动机启动性能以及排气性能的下降，第二估计操作是有效的。
根据发动机启动后的燃料喷射累积量来确定估计定时。从而，即使燃料喷射量改变，该估计系统仍能正确地考虑燃料管13中的传送延迟，由此改进估计精度以便防止发动机启动性能以及排气性能变差。
图20示出依据第二实施例的估计定时确定过程。在该第二实施例中，图20替代第一实施例的图18。在其它方面，第二实施例大致和第一实施例相同。
图20的过程在步骤S71、S72、S74-S78、S80和S81中基本上和图18的过程相同。在图20中，S89替代图18的S79并且在S78和S89之间添加S88。步骤S73读Q1和Ts。步骤S88测量在燃料喷射累积量变成等于Q1时进行第一酒精浓度估计操作后的经过时间T。
步骤S89把第一估计操作后的经过时间和预定时间长度Ts进行比较；若第一估计操作后的经过时间变成等于或大于该预定时间长度Ts，则把控制转到S80，而若该经过时间短于该预定时间长度Ts，则转到S81。该预定时间长度Ts最好等于或长于15分钟，并且等于或短于30分钟。在本例子，该预定时间长度Ts等于25分钟。
可能通过发动机启动后的经过时间确定第二酒精浓度估计操作的第二估计定时。但是，除了第一估计允许标志fALCKOU1的条件之外，仅当各种其它条件，例如空气-燃料比反馈校正系数α的范围满足后才进行第一酒精浓度估计操作。因此，当通过发动机启动后的经过时间确定第二估计定时时，如果由于干扰大大延迟第一估计操作的定时，则第二估计操作可能在第一估计操作之前进行。为了避免这样的问题，该第二实施例的估计系统配置成在第一估计操作后历经预定时间间隔之后进行第二估计操作。
本申请基于2003年3月18日申请的在先日本专利申请2003-73062号。该日本专利申请2003-73062号的全部内容收录作为参考。
尽管上面参照本发明的一些实施例说明了本发明，但本发明不受上面说明的实施例的限制。根据上面的教导，本领域技术人员会想到对上面说明的实施例的各种修改和改变。本发明的范围是参照下述权利要求书定义的。
权利要求
1.一种用于内燃发动机的燃料性质估计设备，该燃料性质估计设备包括一个根据发动机的实际空气-燃料比确定发动机燃料中某种成分的估计成分浓度的控制器，该控制器被配置成在发动机启动后的各预定定时进行多次估计操作以便确定该估计成分浓度。
2.如权利要求1所述的燃料性质估计设备，其中，所述控制器被配置成分别在发动机启动后的第一和第二估计定时根据实际空气-燃料比进行第一和第二估计操作以确定所述估计成分浓度；该第一估计定时被确定为当提供给发动机的燃料几乎从发动机启动时在从燃料箱至发动机的燃料管中剩余的燃料转换到发动机启动时燃料箱中现有的燃料时进行第一估计操作的定时；以及该第二估计定时被确定为当对基于实际空气-燃料比的空气-燃料比控制的干扰已经稳定时进行第二估计操作的定时。
3.如权利要求2所述的燃料性质估计设备，其中，所述控制器被配置成当发动机启动后燃料喷射累积量变成等于一预定值时进行所述第一估计操作，其中，该预定值确定为当对发动机供给的燃料按预定百分率从发动机启动时燃料管中剩余的燃料转换到发动机启动时燃料箱中现有的燃料时进行该第一估计操作。
4.如权利要求3所述的燃料性质估计设备，其中，所述控制器被配置成在第一估计操作后经过预定时间间隔时进行第二估计操作。
5.如权利要求1所述的燃料性质估计设备，其中，所述控制器被配置成计算发动机启动后的燃料供给累积量，并且根据该发动机启动后的燃料供给累积量来确定第一估计操作的第一估计定时，以便确定所述估计成分浓度。
6.如权利要求5所述的燃料性质估计设备，其中，所述控制器被配置成在第一估计操作后经过预定时间间隔时进行第二估计操作，以便确定所述估计成分浓度。
7.如权利要求6所述的燃料性质估计设备，其中，所述预定时间间隔等于或大于15分钟，并且等于或短于30分钟。
8.如权利要求5所述的燃料性质估计设备，其中，所述控制器被配置成使所述燃料供给累积量和一个与从燃料箱至发动机的燃料管中剩余的燃料的预定百分率对应的预定值相比较；并且当该燃料供给累积量变成等于该预定值时进行所述第一估计操作。
9.如权利要求8所述的燃料性质估计设备，其中，所述控制器被配置成测量第一估计操作之后的经过时间，并且当该第一估计操作后的该经过时间变成等于一个预定时间长度时进行第二估计操作。
10.如权利要求8所述的燃料性质估计设备，其中，所述控制器被配置成使所述燃料供给累积量和一个第二预定值比较，并且在所述第一估计操作之后当该燃料供给累积量变成等于该第二预定值时进行第二估计操作。
11.如权利要求1所述的燃料性质估计设备，其中，所述成分是酒精，并且所述估计成分浓度是用于发动机的燃料中的估计酒精浓度。
12.一种用于内燃发动机的燃料性质估计方法，该燃料性质估计方法包括在发动机启动后的第一估计定时进行第一估计操作，以便根据该发动机的实际空气-燃料比确定发动机燃料中某种成分的估计成分浓度；以及在该第一估计操作后于第二估计定时进行第二估计操作，以便根据该发动机的实际空气-燃料比确定该估计成分浓度。
13.如权利要求12所述的燃料性质估计方法，其中，所述燃料性质估计方法还包括计算发动机启动后的燃料供给累积量；以及通过将该燃料供给累积量和一预定值进行比较来确定所述第一估计定时。
14.一种用于内燃发动机的燃料性质估计设备，该燃料性质估计设备包括用于确定发动机启动后的第一估计定时的装置；用于在该第一估计定时进行第一估计操作的装置，以便根据该发动机的实际空气-燃料比来确定发动机燃料中某种成分的估计成分浓度的装置；用于确定该第一估计定时之后的第二估计定时的装置；以及用于在该第一估计操作后于该第二估计定时进行第二估计操作的装置，以便根据该发动机的实际空气-燃料比确定该估计成分浓度。
全文摘要
一种用于内燃发动机的燃料性质估计设备，包括一个控制器，该控制被配置成根据发动机的实际空气－燃料比确定发动机燃料中某种成分，例如酒精的估计成分浓度，并且被配置成在发动机启动后于各预定定时进行多次估计操作以确定该估计成分浓度。
文档编号F02D41/06GK1532391SQ200410030079
公开日2004年9月29日 申请日期2004年3月18日 优先权日2003年3月18日
发明者押味阳一, 安倍和彦, 彦 申请人:日产自动车株式会社