专利名称：用于内燃机的其它类型燃料污染确定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃机的其它类型燃料污染确定装置，该装置具有确 定其它类型燃料是否污染了供给内燃机的燃料的功能。
背景技术：
用于内燃机的燃料的特性取决于地区或季节。例如，具有大比重的燃 料或具有少量低沸点组分的燃料不那么可能在低温下挥发。
JP-B-H06-15835 (例如，P2)描述了执行空气燃料比反馈控制的系统用于 通过计算燃料的反馈校正量来确定最终的燃料供给量。计算燃料的上述反 馈校正量，从而使由空气燃料比检测装置检测的废气的空气燃料比对应于 目标空气燃料比。在上述系统中，在空气燃料比反馈控制过程中最终的燃 料供给量的平均值被认为是燃料的比重，并且在开环控制的低温操作过程 中用于内燃机的燃料喷射量依照该比重进行校正。
内燃机包括使用汽油的汽油发动机或使用轻油的柴油机。近年来，已 经建造了更多自助式加油站，驾驶员在自助式加油站中自己给车辆加油。 因此，驾驶员可能会错误地向具有汽油发动机的车辆供给轻油。在上述情 形中，轻油是不可用于汽油发动机的其它类型燃料。而且，通过将其它类 型燃料混合到汽油中而有意制成的不好的燃料可能会供给车辆。在上文中， 其它类型燃料可以是轻油或煤油。 一般而言，汽油的比重即燃料特性取决 于地区季节。因此，JP-B-H6-15835 (P2)中描述的技术能够使车辆即使在 具有各种特定重力(燃料特性)的汽油供给具有汽油发动机的车辆时也能 正常地驾驶。
一般而言，在其它类型燃料(例如轻油、煤油)或不好的燃料供给具 有汽油发动机的车辆的情形中，残留的汽油会在一定程度上出现在燃料箱 中。因此，近来的电子发动机控制系统能够通过点火正时控制来操作发动 机，只要其它类型燃料相对于燃料箱内的汽油的污染比率很小即可。然而，
当其它类型燃料的污染比率变大时，发动机的燃烧状态就会恶化，因此发 动机旋转变得不稳定。因此，除驾驶性能恶化之外，发动机可能会在最坏 的情形中停止以使车辆不能行驶。
即使当其它类型燃料或不好的燃料在其中汽油少量地出现在燃料箱中 的状态下供给时，从燃料箱到发动机的燃料管中的汽油也会在较早的阶段 供给发动机。因此，发动机可以正常操作一会儿。然后，当它达到一个阶 段，即汽油并不出现在燃料管中，并因此喷射其它类型燃料或不好的燃料 时，发动机的燃烧状态会恶化，导致发动机旋转的不稳定。因此，在最坏 的情形中，发动机可能会停止以使车辆不利地行驶。
发明内容
本发明是鉴于上面的缺点做出的。因此，本发明的一个目的是提供用 于内燃机的其它类型燃料污染确定装置，该装置能够在其它类型燃料污染 用于内燃机的燃料时检测无法使用的其它类型燃料的污染。
为了实现本发明的该目的，提供了 一种用于内燃机的其它类型燃料污 染确定装置，该装置包括废气传感器和其它类型燃料污染确定装置。废气
传感器构造成基于废气获得用于内燃机的(a)空气燃料比和(b)燃烧状 态之一。其它类型燃料污染确定装置基于废气传感器的输出确定其它类型 燃料是否污染了供给内燃机的燃料。
为了实现本发明的该目的，还提供了一种用于内燃机的其它类型燃料 污染确定装置，该装置包括废气传感器和其它类型燃料污染确定装置。废 气传感器配置成检测废气的组分用于获得内燃机的操作状态。其它类型燃 料污染确定装置基于内燃机的操作状态确定其它类型燃料是否污染了供给 内燃机的燃料。
通过下列说明、所附权利要求书和附图将会最佳地理解本发明及其附 加的目标、特征和优点，其中
图l是依照本发明的一个实施例的发动机控制系统的示意性总体配置； 图2是用于解释确定其它类型燃料污染的确定方法的时间图3是用于解释其它类型燃料污染确定例程的过程的流程图；并且 图4是显示用于其它类型燃料污染比率的映射图的一个实例的概念的图。
具体实施例方式
通过应用将本发明应用到汽油发动机上的最佳模式做出一个实施例并 且参照附图对该实施例进行了描述。汽油发动机是指使用汽油作为燃料的 发动机。
参见图l，其中描述了发动机控制系统的总体配置。
发动机11是内燃机并且与进气管12连接。空气过滤器13设置在进气管 12的最上游，并且在空气过滤器13的下游向进气管12设置了气流计14用于 检测吸入空气量。在气流计14的下游，向进气管12设置了节气门16，且其 开度由电动机15调节。而且，在气流计14的下游向进气管12设置了节气门 开度传感器17用于检测节气门16的节气阀开度。
另外，在节气门16的下游向进气管12设置了稳压罐18，并且稳压罐18 连接到进气歧管20上，且进气歧管20将空气导入发动机11的每个气缸中。 邻近进气歧管20的每个气缸的进气口设置了燃料喷射阔21用于喷射燃料。 而且，火花塞22装配到每个气缸的发动机11的气缸盖上，并且气缸内的空 气燃料混合物通过每个火花塞22的火花放电点燃。
相反，发动机11的废气管23设置有废气传感器24 (例如，空气燃料比 传感器、氧传感器)用于基于废气获得空气燃料比或燃烧状态。例如，废 气传感器检测废气中的组分例如氧气，这样就可以获得发动机ll的操作状 态。在上文中，操作状态可以是供给发动机ll的空气燃料混合物的空气燃 料比，该空气燃料比可以基于废气中所检测到的氧气获得或是估计得到。 而且，操作状态可以是发动机ll的燃烧状态，例如稀薄燃烧、富油燃烧。 而且，在废气传感器24的下游向废气管23设置了催化转化器25例如三通催 化转化器，这样催化转化器25就可以净化废气。
而且，发动机11具有设置有冷却液温度传感器26和爆震传感器29的气 缸体。冷却液温度传感器26检测冷却剂的温度，并且爆震传感器29检测发 动机的爆震。而且，在曲轴27的外圆周上设置了曲柄角传感器28，这样当
曲轴27旋转预定曲柄角时，曲柄角传感器28就会输出脉冲信号。曲柄角和 发动机转速是基于曲柄角传感器28的输出信号检测的。
泵送燃料的燃料泵31设置在存储燃料即汽油的燃料箱30的内部。由燃 料泵31泵送的燃料通过燃料管32传送到输送管33，并且燃料通过输送管33 分配到每个气缸的燃料喷射阔21中。燃料管32与燃料泵31附近的过滤器34 和压力调节器35连接，并且压力调节器35控制燃料泵31的排放压力处于预 定压力。超过预定压力的多余燃料通过燃料回流管36返回到燃料箱30中。
从上述各个传感器的输出输入到控制电路(ECU) 37中。ECU 37配置成 主要地包括微型计算机并且执行存储在ROM (存储介质)中的各种发动机控 制程序，这样ECU 37就会依照发动机的操作状态控制每个燃料喷射阀21的 燃料喷射量和每个火花塞22的点火正时。
在上述情形中，当确立了预定的空气燃料比F/B控制执行条件时，ECU 37 执行空气燃料比F/B控制用于校正燃料喷射阀21的燃料喷射量。特别地，在 空气燃料比F/B控制中，ECU 37基于废气传感器24的输出计算空气燃料比F/B
校正量以使基于废气估计的空气燃料比对应于目标空气燃料比，然后使用 上述空气燃料比F/B校正量来校正燃料喷射阀21的燃料喷射量。注意"F/B"
是指"反馈"。
即使是在其中其它类型燃料(例如，轻油、煤油)或与其它类型燃料 混合的不好的燃料供给具有汽油发动机ll的车辆时， 一些汽油仍然可以在 供给时保持在燃料箱30内。因此，本实施例的电子发动机控制系统能够通 过点火正时控制操作发动机ll，只要其它类型燃料相对于燃料箱30内的汽 油的污染比率很小即可。然而，当其它类型燃料的污染比率变大时，发动 机ll的燃烧状态就会恶化，因此发动机旋转变得不稳定。因此，除驾驶性 能恶化之外，发动机ll可能会在最坏的情形中停止以使车辆不能行驶。
因此，ECU 37执行图3中所示的下面所述的其它类型燃料污染确定例程， 这样ECU 37就可以基于废气传感器24的输出确定供给发动机11的燃料是否
被其它类型燃料污染。在上文中，其它类型燃料包括轻油、煤油和重油中 的至少一种并且不适于用作用于发动机ll的燃料。
当其它类型燃料例如轻油、煤油、重油污染了供给发动机ll的汽油时， 空气燃料混合物的空气燃料比(用于发动机ll的空气燃料比)会朝更稀薄
的运行(更稀薄的燃烧)极大地改变。因此，废气传感器24的输出会朝更 稀薄的运行极大地改变。因此，废气传感器24的输出就会落在正常范围之 外，该正常范围是当供给正常燃料时废气传感器24的输出所落在的范围。 因此，用于空气燃料比F/B控制的空气燃料比F/B校正量就会朝更富油的操 作(更富油的燃烧)变得更大。因此，空气燃料比F/B校正量也落在正常范 围之外，该正常范围是当供给正常燃料时空气燃料比F/B校正量所落在的范 围。
本实施例是鉴于上述特性做出的，并且，如图2中的时间图所示，会在 空气燃料比F/B控制过程中确定空气燃料比F/B校正量是否落在预定的正常 范围之外。当空气燃料比F/B校正量落在正常范围之外时，可以确定其它类 型燃料例如轻油、煤油、重油已经污染了汽油。因此，通过如上所述观察 空气燃料比F/B校正量，可以精确地确定是否其它类型燃料污染，并且因此 在其它类型燃料污染时可以迅速地检测到其它类型燃料的污染。
另外，可以认为空气燃料比F/B校正量的改变的特性涉及基于废气估计 的空气燃料比的改变(废气传感器24的输出)。在上文中，空气燃料比会 依照其它类型燃料的污染比率而改变。在上述考虑下，当确定其它类型燃 料污染了供给发动机ll的燃料时，可以通过使用用于估计其它类型燃料的 污染比率的映射图(参见图4)或方程基于空气燃料比F/B校正量估计其它
类型燃料的污染比率。
如上文所述，本实施例的其它类型燃料污染确定是由ECU 37基于图3中
所示的其它类型燃料污染确定例程执行的。下文将描述上述确定例程的过程。
图3中所示的其它类型燃料污染确定例程是在ECU 37的电源接通时以预 定间隔执行的，并且确定例程用作其它类型燃料污染确定装置。在当前例 程开始时，首先，在步骤101处，确定是否正在执行空气燃料比F/B控制。 当空气燃料比F/B控制并未执行时，当前例程结束而不会在步骤102和后面
的步骤中执行其它类型燃料污染确定的处理。
相反，当在步骤101处确定正在执行空气燃料比F/B控制时，就会如下 所述在步骤102和后面的步骤中执行其它类型燃料污染确定的处理。首先，
控制进行到步骤102，并且检索空气燃料比F/B控制的空气燃料比F/B校正
然后，控制进行到步骤103，并且确定空气燃料比F/B校正量是否落在 正常范围之外。换句话说，确定空气燃料比F/B校正量是否大于上限确定值 并且F/B校正量是否小于下限确定值。应当指出，上限确定值例如可以是用 于正常情形的空气燃料比F/B校正量的上限值(正值)，在该情形中供给正 常的燃料(汽油)。而且，下限确定值例如可以是用于正常情形的空气燃 料比F/B校正量的下限值(负值)。
在上述情形中，确定值(上限确定值和下限确定值)会依照发动机温 度或与发动机温度有关的温度信息而改变。温度信息可以是例如冷却液温 度或油温度。燃料的汽化特性和湿度量(壁表面上的水分)会依照发动机 温度改变，并且因此基于废气或废气传感器24输出估计的空气燃料比会改 变。因此，确定值会适当地改变以对应于上述改变。
当在步骤103处确定空气燃料比F/B校正量落在正常范围内时，控制进 行到步骤104，其中确定其它类型燃料例如轻油、煤油、重油并未污染。然 后，当前确定例程就结束。在上文中，当空气燃料比F/B校正量落在正常范 围内时，空气燃料比F/B校正量落在例如从上限确定值到下限确定值的范围 内。
相反，当在步骤103中确定空气燃料比F/B校正量落在正常范围之外时， 控制进行到步骤105，其中确定其它类型燃料(例如轻油、煤油、重油)污 染了供给发动机ll的燃料。然后，控制进行到步骤106，其中其它类型燃料 污染报警灯38被打开或者使报警显示构件(未显示)来显示"其它类型燃 料污染"以警告驾驶员。在上文中，其它类型燃料污染报警灯38和报警显 示构件安装在例如驾驶座的仪表板上。如上所述，可以在较早阶段向驾驶 员通知其它类型燃料的污染。在上文中，当空气燃料比F/B校正量落在正常 范围外时，空气燃料比F/B校正量或者大于上限确定值或者小于下限确定 值。
然后，控制进行到步骤107，通过参照图4中其它类型燃料的污染比率 的映射图，依照当前空气燃料比F/B校正量来计算其它类型燃料的污染比 率。当其它类型燃料的污染比率指示较高的值时，基于废气(废气传感器 24的输出)估计的空气燃料比可能会极大地改变，并且因此空气燃料比F/B 校正量的绝对值变大。因此，图4中其它类型燃料的作为污染比率的映射图 就形成为其它类型燃料的污染比率在空气燃料比F/B校正量的绝对值越大 时确定为更高的值。步骤107处的处理对应于其它类型燃料污染比率估算装置。
然后，控制进行到步骤108，其中发动机ll的操作控制(例如，燃料喷 射控制、节气门控制、转矩控制、空气燃料比控制、怠速速度控制中的至 少一个)变换到针对其它类型燃料污染的异常情形的特定控制，这样车辆 就能尽可能安全地行进。在上文中，用于异常情形的特定控制会依照其它 类型燃料的污染比率而改变，这样就可以针对其它类型燃料的污染比率执 行适当的控制。
在本实施例中，当轻油、煤油或重油污染供给发动机ll的汽油时，基 于废气(废气传感器24的输出)估计的空气燃料比会极大地朝更稀薄的操 作改变，并因此空气燃料比F/B校正量变得更大以朝更富油的操作改变。因 此，空气燃料比F/B校正量可以落在正常范围之外。鉴于上述特性，在本实 施例中，会确定空气燃料比F/B校正量是否落在正常范围内。当确定空气燃 料比F/B校正量落在正常范围之外时，就可以确定其它类型燃料例如轻油、 煤油、重油污染了汽油。因此，能够精确地检测到其它类型燃料污染，并 且当其它类型燃料污染将供给发动机ll的燃料时，能够迅速地检测到其它 类型燃料的污染。因此，当其它类型燃料污染时，其它类型燃料污染报警 灯38能够通知驾驶员其它类型燃料污染，并且因此可以促使驾驶员例如通 过替换燃料迅速地处理被污染的燃料。而且，当其它类型燃料污染时，发 动机ll的控制改变为专用于其它类型燃料污染的特定控制，这样就能够尽 可能安全地驾驶车辆。
另外，在本实施例中，基于废气(废气传感器24的输出)估计的空气 燃料比会依照其它类型燃料的污染比率改变，并且因此空气燃料比F/B校正 量会改变。鉴于上述改变的特性，当确定其它类型燃料污染了供给发动机 ll的燃料时，就设计成基于空气燃料比F/B校正量来估计其它类型燃料的污 染比率。因此，就能够精确地估计其它类型燃料的污染比率。如上所述，
当发动机ll的控制改变为专用于其它类型燃料污染的特定控制时，能够基 于其它类型燃料的污染比率来执行适当的控制。
然而，本发明可以应用于另一个实施例，其中即使在确定了其它类型 燃料污染了供给发动机ll的燃料时也不会估计其它类型燃料的污染比率。
而且，在本实施例中，用于确定其它类型燃料污染的确定值(上限确 定值和下限确定值)会依照发动机温度或与发动机温度相关的温度信息(例 如，冷却液温度或油温度)而改变。因此，会相对于基于废气(废气传感
器24的输出)估计的空气燃料比的改变适当地设定确定值，该改变是由于 发动机温度导致的燃料的汽化特性或湿度量(壁表面上的燃料水分)的改 变而导致的。因此，可以提高用于确定其它类型燃料污染的确定精度。
应当指出，在上述实施例中，用于确定其它类型燃料污染的确定值会 依照发动机温度或与发动机温度相关的温度信息而改变的。然而，确定参 数(空气燃料比F/B校正量)可以依照发动机温度或与发动机温度相关的温 度信息而改变。
而且，在上述实施例中，可以根据空气燃料比F/B校正量是否落在正常 范围之外来检测其它类型燃料污染。然而，用于确定其它类型燃料污染的 确定方法可以根据需要改变。例如，可以根据废气传感器24的输出是否落 在正常范围之外来检测其它类型燃料污染。或者，废气传感器24的输出的 改变量或空气燃料比F/B校正量的改变量可以与相应的确定值比较以确定 其它类型燃料是否污染了供给发动机ll的燃料。
而且，在上述实施例中，确定轻油、煤油或重油是否污染了供给发动 机ll的汽油，用于确定其它类型燃料污染。然而，也可以通过量等于或大 于容许水平来确定酒精是否污染了汽油。
而且，本发明并不限于图l中所示的进气口喷射发动机。然而，本发明 可以应用于气缸喷射发动机或具有用于进气口喷射的燃料喷射阀和用于气 缸喷射的燃料喷射阀的双喷射发动机。
另外，本发明可以应用于使用轻油作为燃料的柴油机，并且可以基于 废气传感器24的输出来确定汽油是否污染了供给发动机的轻油。在上文中， 汽油是不可用于柴油机的其它类型燃料。
而且，本发明可以应用于能够使用汽油、酒精和具有混合到汽油中的 酒精的酒精混合燃料中的任一种燃料的双燃料发动机。在上述配置中，轻
油、煤油和重油不可用，因此可以基于废气传感器24的输出确定轻油、煤 油或重油是否污染了供给发动机的燃料。
本领域的技术人员很容易就会想到附加的优点和改进。因此本发明在 其上位概念中并不限于所示和描述的具体细节、典型设备和示意性实例。
权利要求
1.一种用于内燃机(11)的其它类型燃料污染确定装置，包括废气传感器(24)，用于基于废气获得内燃机(11)的(a)空气燃料比和(b)燃烧状态之一；和其它类型燃料污染确定装置(37)，用于基于废气传感器(24)的输出确定其它类型燃料是否污染供给内燃机(11)的燃料。
2. 如权利要求1所述的其它类型燃料污染确定装置，其特征在于，还包括空气燃料比反馈控制装置(37)，用于通过基于废气传感器(24)的 输出的空气燃料比反馈校正量来反馈校正燃料喷射量，这样基于废气获得的空气燃料比就对应于目标空气燃料比，其中其它类型燃料污染确定装置(37)基于用于空气燃料比反馈控制装置 (37)的空气燃料比反馈校正量确定其它类型燃料是否污染。
3. 如权利要求2所述的其它类型燃料污染确定装置，其特征在于，还包括..其它类型燃料污染比率估算装置(37)，用于在其它类型燃料污染确 定装置(37)确定其它类型燃料污染时，基于空气燃料比反馈校正量来估计其它类型燃料的污染比率。
4. 如权利要求1至3中的任一项所述的其它类型燃料污染确定装置，其特征在于-内燃机(11)是使用汽油作为燃料的汽油发动机；并且 其它类型燃料是轻油、煤油和重油中的至少一种。
5. 如权利要求l所述的其它类型燃料污染确定装置，其特征在于 其它类型燃料污染确定装置(37)基于(a)内燃机(11)的温度和(b)与温度相关的温度信息之一改变确定条件，该确定条件在其它类型燃料污 染确定装置(37)确定其它类型燃料是否污染时使用。
6. —种用于内燃机(11)的其它类型燃料污染确定装置，包括 废气传感器(24)，构造成检测废气的组分用于获得内燃机(11)的燃烧状态；和 其它类型燃料污染确定装置(37)，用于基于内燃机(11)的操作状 态确定其它类型燃料是否污染了供给内燃机(11)的燃料。
7. 如权利要求6所述的其它类型燃料污染确定装置，其特征在于废气的组分包括氧；并且内燃机(11)的操作状态包括(a)供给内燃机(11)的空气燃料混合 物的空气燃料比和(b)内燃机(11)的燃烧状态之一。
8. 如权利要求6所述的其它类型燃料污染确定装置，其特征在于，还包括空气燃料比反馈控制装置(37),用于基于内燃机(11)的操作状态 计算用于校正燃料喷射量的空气燃料比反馈校正量，其中其它类型燃料污染确定装置(37 )基于由空气燃料比反馈控制装置(37 ) 计算的空气燃料比反馈校正量确定其它类型燃料是否污染。
全文摘要
用于内燃机(11)的其它类型燃料污染确定装置包括废气传感器(24)。废气传感器(24)构造成基于废气获得用于内燃机(11)的(a)空气燃料比和(b)燃烧状态之一。其它类型燃料污染确定装置基于废气传感器(24)的输出确定其它类型燃料是否污染了供给内燃机(11)的燃料。
文档编号F02D45/00GK101358563SQ20081013111
公开日2009年2月4日 申请日期2008年7月28日 优先权日2007年7月31日
发明者田中敏彦 申请人:株式会社电装