专利名称：基于空气对燃料相对比评估的生物柴油混合检测的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于基于空气对燃料相对比(relative air-to-fuel ratio)评 估的生物柴油混合(blending)检测的方法，该评估通过车辆的电子控制单元(ECU)进行。
背景技术：
生物柴油可单纯地或以任意浓度与石油柴油混合而用于最近的现代柴油发动机。可以预计，生物柴油的使用在未来会增加，这特别是由于这种燃料的优点。特别地，使用生物柴油可具有高达80%的颗粒减少效果。此外，生物柴油提供了重新标定烟尘-NOx折衷的可能性，以消除NOx的增加。并且，其还提供了减少抗颗粒过滤器的再生频率的可能性。但是，生物柴油的使用并不是没有问题；例如，对于生物柴油燃料，发动机的冷启 动相对于石油柴油可能变难，特别是以较低温度。另一问题是增加的油稀释，这是由于生物柴油的糟糕挥发性。此外，生物柴油的使用可具有使发动机的功率减小7-10%的影响。此外，生物柴油可导致氮氧化物排放高达60%的增加。本发明的目的是使得可以检测车辆油箱中的生物柴油，以便提供生物柴油体积百 分比的尽可能准确的评估。另一目的是不使用专用传感器、而仅使用现有发动机传感器和ECU可得数据来实 现该评估。本发明的另一目的是通过合理和廉价的方案实现这些目标。这些目的通过具有独立权利要求所述的特征的一种方法、一种发动机、一种计算 机程序和计算机程序产品，以及通过一种电磁信号实现。从属权利要求限定了本发明的优选和/或特别有利的方面。
发明内容
本发明提供了一种用于内燃机中的生物柴油混合检测的方法，包括至少如下步 骤-通过至少第一传感器进行空气对燃料相对比(RAFR)的第一评估，该第一传感器 的输出代表实际的RAFR值，以便使用该第一评估作为参考值；-通过测量质量空气流(MAF)、喷射的燃料量(Qfuel)以及石油柴油的化学计算的空 气对燃料比仏/朽^进行空气对燃料相对比(RAFR)的第二评估，并通过所述发动机的电子 控制单元(ECU)执行所述第二评估；-确定由第一评估和第二评估获得的值中的偏差。通过该方法，燃料中的生物柴油可在使用已有信息而不使用额外部件的情况下被 检测，因此没有额外的成本。优选地，该方法还包括步骤使用所述值的偏差和生物柴油相对于石油柴油百分3比之间的一组预计算的相关度值，以便确定生物柴油混合值。本发明由此基于以两种不同方式评估的空气对燃料相对比(RAFR)的监视和比较。第一评估基于空气对燃料相对比(RAFR)的直接测量，优选地使用在发动机排气 口处设置的标准氧气传感器(拉姆达传感器，即lambda sensor) 0这样的评估对车辆油箱 中的实际生物柴油混合不敏感，且可被用作参考。第二评估通过空气流的测量值、喷射燃料量的测量值和石油柴油的化学计算的比 (A/F)ST的测量值来评估空气对燃料相对比(RAFR)，这些测量值全部是车辆ECU已有信息。 给出生物柴油混合的测量值，由于化学计算比仏/朽^对于生物柴油混合敏感，根据该参数 计算的空气对燃料相对比(RAFR)显示了与正确值的偏差，该偏差作为生物柴油相对于石 油柴油的百分比增加的函数而增加。因此，通过将来自拉姆达传感器的直接RAFR测量值与利用车辆E⑶获得的第二 RAFR评估值相比较，可以确定生物柴油加油和混合比。该方法的步骤可连续地重复，以便获得生物柴油百分比的连续监视。根据本发明的方法可以计算机程序的形式和计算机程序产品的形式实现，该程序 包括程序代码以执行本发明方法的全部步骤，该计算机程序产品包括用于执行计算机程序 的装置。根据本发明的优选实施例，计算机程序产品包括用于IC发动机的控制设备，例如 发动机的ECU，其中存储有程序，以使得该控制设备以与该方法相同的方式限定本发明。在 这种情况下，控制设备执行计算机程序，根据本发明的方法的全部步骤被执行。计算机程序可通过电磁信号传送，所述信号被调制，以执行代表计算机程序的数 据位序列，以执行本发明的方法的全部步骤。本发明还提供了 一种内燃机，特别地被设置用于执行检测方法。结合附图考虑，本发明的其它目的、特征和优点将通过优选实施例的以下详细说 明变得明显。
将通过示例参考附图描述本发明，其中图1是本发明的方法的步骤的示意图。
具体实施例方式现将描述本发明的优选实施例。根据本发明，空气对燃料相对比(RAFR)可以两种交替的方式评估；第一评估直接 借助拉姆达传感器输出电压通过传感器输出曲线进行RAFR = f (Vout)(1)等式(1)较大程度地独立于燃料规格，并因此，其可以检测在石油柴油和生物柴 油加油或其混合物情况下的反应的化学计量其输出可以被认为是反应的真实参考RAFR。第二种评估RAFR的方式根据以下等式结合来自捕获空气质量的信息和ECU评估 的燃料喷射量进行，该来自捕获空气质量的信息例如通过热丝(hot-wire)传感器HFM测量，该燃料喷射量基于由SW函数矫正的喷射器映射(mapping)
权利要求
1.一种用于内燃机中的生物柴油混合检测的方法，包括至少如下步骤-通过至少第一传感器进行空气对燃料相对比(RAFR)的第一评估，该第一传感器的输 出代表实际的RAFR值，以便使用该第一评估作为参考值；-通过所述发动机的电子控制单元(ECU)执行的空气对燃料相对比(RAFR)的第二 评估，所述第二评估通过测量石油柴油的化学计算的空气对燃料比(A/F)ST、质量空气流 (MAF)以及喷射的燃料量(Qfuel)进行；-确定由第一评估和第二评估获得的值中的偏差。
2.如权利要求1所述的方法，还包括步骤使用值的所述偏差和生物柴油相对于石油 柴油百分比之间的一组预计算的相关度值，以便确定生物柴油混合值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用于所述第一评估的所述第一传感器是拉 姆达传感器。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，空气对燃料相对比(RAFR)的所述第二评估 通过以下公式进行
5.如权利要求4所述的方法，其中，为了确定生物柴油混合值，建立生物柴油混合物的 实际化学计算空气对燃料比和根据所述第二评估估计的RAFR之间的对应关系。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述对应关系大致是线性的，以便允许插值。
7.如权利要求1所述的方法，其中，第一评估和第二评估连续地重复，以便获得生物柴 油百分比的连续监视。
8.如权利要求1所述的方法，其中，考虑整个发动机的ECU可得的数据进行RAFR的第 一评估和第二评估。
9.一种内燃机，特别是柴油发动机，该内燃机具有相关的传感器用于测量燃烧参数，其 特征在于，内燃机包括ECU，用于执行如前述权利要求任一项所述的方法。
10.一种计算机程序，包括程序代码，适用于执行权利要求1的方法。
11.一种计算机程序产品，包括根据权利要求10的计算机程序。
12.如权利要求11所述的计算机程序产品，包括控制设备，其中存储有计算机程序。
13.—种电磁信号，模制为用于数据位序列的载波，该数据位序列代表如权利要求10 的计算机程序。
全文摘要
一种用于内燃机中的生物柴油混合检测的方法，包括至少如下步骤通过至少第一传感器进行空气对燃料相对比(RAFR)的第一评估，该第一传感器的输出代表实际的RAFR值，以便使用该第一评估作为参考值；通过测量质量空气流(MAF)、喷射的燃料量(Qfuel)以及石油柴油的化学计算比(A/F)ST进行空气对燃料相对比(RAFR)的第二评估，并通过所述发动机的电子控制单元(ECU)执行所述第二评估；确定由第一评估和第二评估获得的值中的偏差。
文档编号F02D41/26GK102042105SQ20101051738
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月19日 优先权日2009年10月19日
发明者克劳迪奥·西亚拉维诺, 艾伯托·瓦萨洛, 费德里科·L·古格利尔蒙 申请人:通用汽车环球科技运作公司