专利名称：用于双燃料箱应用的虚拟燃料传感器的制作方法
技术领域：
本公开涉及燃料系统，更具体地涉及用于确定燃料系统中 燃料成分的方法及系统。
背景技术：
本节中的陈述仅仅是用于提供与本公开有关的背景信息， 可能并不构成现有技术。发动机可通过在发动机的气缸内燃烧空气和燃料混合物而 产生动力。燃料和空气可以被控制以使得发动机在化学计量方面保持 某一空气燃料比。发动机可以用不同化学计量值的燃料(例如汽油和 乙醇混合物)进行操作。当每种燃料在整个燃料混合物中的百分比变 化时，化学计量值可能发生变化。考虑到发动机基于特定燃料混合物的优化操作，可以测量 燃料混合物的化学计量值。发动机系统可根据燃料混合物的化学计量 值改变输送给气缸的空气和燃料的相对量。在具有单个燃料箱的车辆 中，当车辆被补给燃料时，燃料混合物可能发生显著的变化，因为引 入到燃料箱的新燃料可能具有与原始位于燃料箱中的燃料不同的燃 料混合物。新燃料成分可以用硬件传感器通过直接测量而观'j得。燃料混合物也可以才艮据测量的其它参数和已知关系以 (2007年1月9日授权的)普通转让的美国专利号7,159,623中所描 述的方式进4亍计算，在此以引用方式将该专利的7>开内容并入本文。 排气传感器例如氧传感器可以测量来自发动机的废气流的成分或内 容。基于测量值，提供给发动机的燃料和空气可以被调整即调节，从 而为期望空气燃料比的偏差进行修正。这些燃料调节值可以保存在存 储器结构例如多个闭环校正(CLC)单元中。代表燃料调节随时间变
化的所保存的CLC值可以用来计算燃料成分。有些车辆具有一个以上燃料源。每个燃料源可以具有不同 的燃料成分。这些燃料源可以在车辆操作期间相互混合以便向发动机 供应的燃料混合物可以在正常的车辆操作期间而不是在补给燃料时 进行多次变化。
发明内容
—种方法包括检测用于在第 一 燃料源和第二燃料源之间 传送燃料的传送泵的状态；接收燃料调节值和车辆操作参数；以及基 于所述燃料调节值、传送泵状态和所述车辆操作参数，计算所述第一 燃料源和第二燃料源中之一的燃料成分。—种控制模块包括辅助传送泵模块，其检测用于在第一 燃料源和第二燃料源之间传送燃料的传送泵的状态；以及与所述辅助 传送泵模块通信的燃料成分估计模块，其接收燃料调节值和车辆操作 参数并且基于所述燃料调节值、传送泵状态和所述车辆操作参数来计 算所述第 一 燃料源和第二燃料源中之 一 的燃料成分。通过下文所提供的详细描述，本发明的实用性的更广范围 将显现出来。应当理解，详细的描述和具体示例虽然表明了发明的优 选实施例但仅仅用于说明目的而无意欲限制本发明的范围。
通过详细描述和附图，将更加全面地理解本发明，其中
图1是示例性车辆的功能框图；
图2是示例性车辆的控制模块的功能框图；
图3是说明用于双燃料箱应用的虚拟燃料传感器的操作的 流程具体实施例方式优选实施例的以下描述实际上仅仅是示例性的而绝不是要 限制本发明、其应用或使用。为了清楚起见，相同的参考数字在附图 中可用来表示相同的元件。如本文所用的，术语模块和/或装置指的是 专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序
的处理器(共享的、专用的或成组的)或存储器、组合逻辑电路或者 提供所需功能性的其它适当部件。现在参照图1，说明了示例性车辆10。该示例性车辆10包 括发动机12、进气歧管(IM) 14、排气歧管16、燃料喷射器18、燃 料分供管20、排气传感器22及24、节流阀26、催化转化器28、燃 料系统30、控制模块40和点火系统44。燃料系统30可以包括主燃 料储存器32、主燃料泵34、辅助燃料储存器36、辅助燃料泵38以及 平衡管42。主燃料储存器32和辅助燃料储存器36可以通过平衡管42 进行连接。平衡管42可以防止主燃料储存器32在补给燃料(refuel) 期间溢出，并且可以均衡主燃料储存器32和辅助燃料储存器36之间 的燃料量。主燃料储存器32和辅助燃料储存器可以各种成分的燃料， 例如具有变化乙醇百分比的燃料。例如，"瓦斯油"可以由90%的汽 油和10%的乙醇组成而"E85"可以由85%的乙醇和15%的汽油组成。 尽管乙醇和汽油可能是出于示例性目的而提及的，但是应当明白也可
以使用其它燃料。主燃料泵34和辅助燃料泵38可以是固定排量泵或可变排 量泵。辅助燃料泵38可以将燃料从辅助燃料储存器36提供到主燃料 储存器32。例如，当主燃料储存器32被消耗到一定程度时，辅助燃 料泵38可以向主燃料储存器32提供燃料。这种消耗可能因为主燃料 泵34向燃料分供管20提供增压燃料而发生，所述增压燃料是从主燃 料储存器32吸取的。当燃料喷射器18将燃料喷射到发动机12的相 应气缸中时，主燃料泵34可以将增压燃料补给到燃料分供管20内。燃料可以从主燃料储存器32通过主燃料泵34经由燃料分 供管20和多个燃料喷射器18而被输送到发动机12的气缸。空气可 以经由节流阀26被吸入进气歧管14中并被分配给发动机12的气缸。 空气和燃料可以混合从而在发动机12的气缸内形成燃烧混合物，其 可以由点火系统44点火。该燃烧混合物可以以空气和燃料的期望化 学计量比被提供并且可以在气缸内燃烧以往返驱动发动机12的活塞 (未示出)，其进而可以驱动发动机12的曲轴(未示出)。燃料和空 气可以被调整或调节，从而针对期望化学计量空气燃料比的偏差进行 修正。来自发动机内燃料的废气或排气可以经由排气歧管16排出 发动机12。排气传感器22和24可以是与发动机12的汽缸组关联的 氧传感器。排气传感器22和24可以感测排气是多还是少并且可以由 控制模块40监测。排气传感器22和24的输出可以用来控制调节值， 其进而可以提供信息来计算燃料成分。控制模块40可以与发动机12、燃料喷射器18、排气传感 器22及24、主燃料储存器32、主燃料泵34、辅助燃料储存器36以 及辅助燃料泵38保持通信。控制模块40可以监测主燃料储存器32 和辅助燃料储存器36的燃料水平。控制模块40可以监测并控制主燃 料泵34和辅助燃料泵38,包括监测开或关的状态。控制模块40可以 监测排气传感器22和24以接收与排气物有关的信号。基于排气传感 器22和24,控制模块40可以把发动机12和燃料喷射器18控制在燃 料调节水平。控制模块40可以包括存储器和算法，以使得燃料调节 的变化可以用来估计化学计量空气燃料或燃料-空气比的相对变化从 而估计燃料成分的相对变化。现在参照图2，示出了控制模块40的功能框图。控制模块 40可以包括燃料成分估计才莫块60、学习限制才莫块(learn limit module ) 62、 CLC模块64、辅助传送泵66以及燃料调节控制模块68。燃料调节控制模块68可以与燃料成分估计模块60、 CLC 模块64、排气传感器22及24、发动机12和燃料喷射器18保持通信。 燃料调节控制模块68可以针对排气成分例如氧气而监测排气传感器 22和24以确定发动机12是否以空气和燃料的化学计量混合物进行操 作。燃料调节控制模块68可以调节通过燃料喷射器18提供给发动机 12的燃料以实现化学计量。用于进行此类修正的调节值可以保存在燃料调节控制模块 68的存储单元中，所述存储单元对应于与车辆10的操作区关联的多 个预定闭环空气燃料比控制单元(也称为子区)。这些单元值可以用 来提供闭环燃料、空气和/或再循环的排气控制。例如，长期乘法器 (LTM)可以用来提供对发动机12的燃料命令的长期修正以响应变 化的发动机条件。LTM —般被保存在非易失性存储器的存储器查找表 中。燃料调节控制模块68可以依据长期时限(例如用长于1秒的周 期，例如十秒)周期性地调整LTM。这种调整可以被称为"长期学习"。另外或者替代地，短期积分器(STI)可以用来提供对发动 机12的燃料命令的短期修正以响应发动机条件。燃料调节控制模块 68可以依据短期时限(例如用少于一秒的周期，例如每6.25毫秒) 周期性地调整STI。这种调整可以被称为"短期学习"。STI可以被保 存在易失性存储器中并且可以根据有效单元LTM和排气传感器22及 24的信号进行调整。燃料调节控制模块68可以将燃料调节值(包括 STI值和LTM值)传送给燃料成分估计模块60和CLC模块64。CLC模块64可以从燃料调节控制模块68或燃料成分估计 模块60中接收燃料调节值。CLC模块64可以包括用于估计燃料成分 的燃料调节存储器结构。多个CLC单元可以与发动机12的每个汽缸 组关联。例如，八个单元可以被提供给发动机12的每个汽缸组。这 些CLC单元可以根据流到发动机12的质量气体流量进行定义并且可 以用来记录发动机12在各种操作条件下的总闭环燃料调节。CLC模 块64可以将发动机操作区的基准闭环修正值存储在CLC单元中。这 些基准CLC值可以提供用于确定新燃料-空气比估计的基础。CLC单元值可以保存在非易失性存储器中。CLC值可以通 过乘上有效闭环燃料控制单元的LTM及STI修正而获得。在其它配 置中，CLC值可以用其它方式来组合。例如，在另一配置中CLC值 可以通过增加有效闭环燃料控制单元的LTM及STI修正而获得。CLC 模块64可以用单独的结构进行闭环燃料控制和燃料成分估计或者可 以用单一数据结构进行这两种操作。CLC模块64可以与辅助传送泵 模块66通信。基于来自辅助传送泵模块66的输入，CLC模块64可 以不对CLC值进行计算或调节。学习限制模块62可以与辅助传送泵模块66和燃料成分估
计模块60通信。如下面将要描述的，燃料成分估计模块60可以利用
燃料调节值随时间的变化来估计燃料成分。学习限制模块62可以用 燃料箱中燃料体积的变化来设定燃料调节值的最大边界和最小边界，
其可能由燃料成分估计模块60考虑。例如，当少量燃料被添加到燃 料储存器时，即使被添加燃料的燃料成分与燃料箱中的燃料不同，燃 料成分的整体变化可能也很小。相反，当添加大量燃料时，整体燃料 成分可能变化较大。通过基于燃料体积的变化设定燃料成分估计学习 限制，学习限制模块62用来从燃料成分估计模块60的燃料成分估计
计算中滤除空气、燃料以及其它错误。学习限制模块62可以根据来
自辅助传送泵模块66的信息而被禁止。辅助传送泵模块66可以与辅助泵38通信以接收辅助泵状 态例如关或开。辅助传送泵模块66可以监控辅助泵状态并且基于辅 助泵状态与燃料成分估计模块60、学习限制模块62和CLC模块64 通信。燃料成分估计模块60可以与学习限制模块62、 CLC模块 64、辅助传送泵模块66、燃料调节控制模块68、主燃料储存器32和 辅助燃料储存器36通信。学习限制模块62和燃料成分估计模块60 可以来回传达燃料体积、燃料成分测量以及燃料成分限制。燃料成分 估计模块60可以从CLC模块64中接收CLC值并且可以提供待保存 在CLC模块64中的燃料调节值。燃料成分估计模块60可以接收来 自辅助传送泵模块66的传送泵状态、来自燃料调节控制模块68的燃 料调节值以及来自主燃料储存器32和辅助燃料储存器36的燃料储存 器测量。燃料成分估计模块60可以利用这些及其它参数来计算燃料 成分，这将在下面进行更详细的描述。现在参照图3 ，用于说明控制系统操作的流程图被示为控制 逻辑100。在方框102，燃料成分估计模块60可以确定是否发生常规 补给燃料事件。当车辆IO停止且燃料被添加到主燃料储存器32时， 常规补给燃料事件发生。燃料成分估计模块60可以监控车辆10点火 (未示出)以及其它参数来确定车辆IO是否停止并且当车辆10停止 时可以监控主燃料储存器32来确定是否添加燃料。如果发生常规补 给燃料，控制逻辑102可以继续进行到方框116。如果没有发生常规 补给燃料，控制逻辑IOO可以继续进行到方框104。在方框104,辅助传送泵才莫块66可以确定辅助燃料泵38 是否从关转换到开。关到开的转变指示辅助燃料泵38正在将燃料从 辅助燃料储存器36传送到主燃料储存器32。从辅助燃料储存器36传 送的燃料可以具有与已在主燃料储存器32中的燃料不同的燃料成分。 如果辅助燃料泵38指示关到开的转变，控制逻辑100可以继续进行 到方框106。如果辅助燃料泵38没有指示关到开的转变，控制逻辑 IOO可以继续进行到方框108。在方框106，辅助传送泵模块66可以向CLC模块64提供
信号，指示应当禁止某些CLC功能。例如， 一旦辅助燃料泵38开始 传送燃料到主燃料储存器32时可以不更新CLC基准值，尽管当前 CLC值可能仍由燃料调节控制模块68和燃料成分估计模块60使用。 应当明白，上述禁止功能可以应用于车辆10的任意操作参数(例如 所存储的CLC值)，所述参数可能在燃料成分的较大变化只发生在常 规补给燃料事件期间的假设下操作。在燃料传送期间更新这些参数可 以导致车辆10的曲解计算和/或操作。控制逻辑100可以继续进行到 方框108。在方框108，辅助传送泵4莫块66可以确定辅助燃料泵38 是否从开转换到关。开到关的转变指示辅助燃料泵38已完成了燃料 从辅助燃料储存器36到主燃料储存器32的传送。如果辅助燃料泵38 指示开到关的转变，控制逻辑100可以继续进行到方框112。如果辅 助燃料泵38没有指示开到关的转变，控制逻辑100可以返回到方框 104。在方框112，燃料成分估计才莫块60可以接收来自辅助传送 泵模块66的信号，指示辅助燃料泵38已从开转变到关。燃料成分估 计模块60可以确定燃料成分估计是否已经正在进行中。倘若如此， 控制逻辑112可以继续进行到方框118且循环直至完成燃料成分估 计，这将在下面进行描述。如果燃料成分估计还没有进行，控制逻辑 IOO可以继续进行到方框114。在方框114，辅助传送泵才莫块66可以向燃料成分估计才莫块 60和学习限制模块62提供信号，指示燃料成分估计模块60不应当利 用燃料成分学习限制来确定在辅助燃料泵38传送了来自辅助燃料储 存器36的燃料之后主燃料储存器32的燃料成分。在燃料传送期间利 用燃料成分学习限制可能导致燃料成分估计计算中没有包括有效的 燃料调节值。应当明白，上述禁止功能可以应用于车辆10的任意操
作参数(例如燃料成分学习限制)，所述参数在假设车辆操作期间不 适用于有效补给燃料事件下操作。控制逻辑IOO可以继续进行到方框 116。在方框116，燃料成分估计模块60可以开始估计主燃料储 存器32的燃料成分。正当燃料成分变化时，燃料调节控制模块68将 继续调节被提供给发动机12的燃料以保持化学计量。燃料调节变化
可以进而被表示为如上所述的CLC值并与学习阶段期间以预定间隔
出现的CLC基准值比较。该预定间隔可以基于由燃料成分估计模块 60所测量的主燃料储存器32的燃料消耗。当前CLC值与CLC基准 的比率提供燃料-空气比的百分比变化。燃料成分可以基于燃料成分化 学计量比之间的关联根据燃料-空气比进行确定。在方框118,燃料成分估计模块60可以确定燃料成分估计 是否完成。当预定数量的学习阶段被顺利地完成或者如果预定数量的 学习阶段导致相同的燃料成分，燃料成分估计可能就完成了。如果燃 料成分估计没有完成，控制逻辑100可以继续返回到方框118。如果 燃料成分估计已完成，控制逻辑IOO可以继续进行到方框120。在方框120,燃料成分估计模块60可以向学习限制模块62 和CLC模块64传达燃料成分估计已完成。学习限制模块62和CLC 模块64接着可以重新使能CLC基准值以及可能由控制逻辑100禁止 任何其它参数的更新和燃料成分估计学习限制。控制逻辑100然后可 以结束。通过前面描述，本领域技术人员现在可以明白本发明的广 泛教导可以以各种形式来实施。因此，虽然该发明已就其特定示例进 行了描述，但是本发明的真实范围不应当受此限制，因为基于对附图、 说明书和所附权利要求书的研究，其它修改对本领域技术人员而言也 将变得明显。
权利要求
1. 一种方法，其特征在于包括检测用于在第一燃料源和第二燃料源之间传送燃料的传送泵的状态；接收燃料调节值和车辆操作参数；和基于所述燃料调节值、传送泵状态和所述车辆操作参数，计算所述第一燃料源和第二燃料源中之一的燃料成分。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传送泵状态包 括从开到关的转变。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括基于所 述传送泵状态忽略所述车辆操作参数。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所忽略的车辆操作 参数包括燃料成分学习限制。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括当该计 算完成时监控所忽略的车辆操作参数。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传送泵状态包 括从关到开的转变。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括禁止所 述车辆操作参数。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所禁止的车辆操作 参数包括基准闭环修正单元的更新。
9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括当所述 传送泵状态包括从开到关的转变时使能所禁止的车辆操作参数。
10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料成分包 括汽油和乙醇。
11. 一种控制模块，其特征在于包括辅助传送泵模块，其检测用于在第 一 燃料源和第二燃料源之间传 送燃料的传送泵的状态；和与所述辅助传送泵模块通信的燃料成分估计模块，其接收燃料调 节值和车辆操作参数并且基于所述燃料调节值、传送泵状态和所述车 辆操作参数来计算所述第一燃料源和第二燃料源之一的燃料成分。
12. 根据权利要求11所述的控制模块，其特征在于，所述传送泵 状态包括从开到关的转变。
13. 根据权利要求12所述的控制模块，其特征在于，进一步包括 含有燃料成分学习限定的学习限制模块。
14. 根据权利要求13所述的控制模块，其特征在于，所述燃料成分估计模块包括忽略所述燃料成分学习限定。
15. 根据权利要求14所述的控制模块，其特征在于，所述燃料成 分估计模块包括当该计算完成时使能所述燃料成分学习限定。
16. 根据权利要求11所述的控制模块，其特征在于，所述传送泵 状态包括从关到开的转变。
17. 根据权利要求16所述的控制模块，其特征在于，进一步包括 含有基准闭环修正单元的闭环修正模块。
18. 根据权利要求17所述的控制模块，其特征在于，所述闭环修 正模块包括禁止所述基准闭环修正单元的更新。
19. 根据权利要求18所述的控制模块，其特征在于，所述闭环修 正模块包括当所述传送泵状态包括从开到关的转变时使能所述基准 闭环修正单元的更新。
20. 根据权利要求18所述的控制模块，其特征在于，所述燃料成 分包括汽油和乙醇。
全文摘要
本发明涉及用于双燃料箱应用的虚拟燃料传感器。具体地，提供了一种方法，包括检测用于在第一燃料源和第二燃料源之间传送燃料的传送泵的状态；接收燃料调节值和车辆操作参数以及基于所述燃料调节值、传送泵状态和所述车辆操作参数，计算所述第一燃料源和第二燃料源中之一的燃料成分。还提供了一种控制模块，包括辅助传送泵模块，其检测用于在第一燃料源和第二燃料源之间传送燃料的传送泵的状态和与所述辅助传送泵模块通信的燃料成分估计模块，其接收燃料调节值和车辆操作参数并且基于所述燃料调节值、传送泵状态和所述车辆操作参数来计算所述第一燃料源和第二燃料源之一的燃料成分。
文档编号F02D9/00GK101387633SQ20081014915
公开日2009年3月18日 申请日期2008年9月12日 优先权日2007年9月14日
发明者J·A·塞尔, J·R·贝尔德霍, L·A·阿瓦洛恩, M·D·卡尔, S·罗宾逊 申请人:通用汽车环球科技运作公司