专利名称：用于燃料中的醇类浓度补偿的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于燃料中的醇类浓度补偿的方法和系统。
背景技术：
发动机可以构造成使用这样的燃料来运行，即该燃料的范围能够从混合在汽油中的低醇类浓度到混合在汽油中的较高醇类浓度。例如，所谓的柔性燃料车辆可以用全部由汽油构成的或由85%乙醇和15%汽油构成的燃料运行。如 果发动机被控制成基本同样运行(例如，点火正时没有差别)并且与燃料中的醇类浓度无关，则当燃烧具有较高醇类浓度的燃料时，发动机的燃料经济性下降。因此，希望精确地确定正在被燃烧的燃料中的醇类浓度。确定燃料中的醇类含量的一种方法是在燃料中放置传感器以便检测燃料中的醇类浓度。但是，醇类传感器增加车辆成本并且增加发动机系统的复杂性。
发明内容
本文的发明人已经认识到上面提到的缺点并且已经研发出一种用于运行发动机的方法，该方法包括响应被发动机燃烧的燃料中的醇类浓度调节发动机致动器(actuator)，该醇类浓度基于节气门位置、排气氧传感器的输出、发动机转速以及燃料喷射器脉冲宽度。可以不用专门的燃料成分传感器来确定燃料的醇类浓度。在一个例子中，可以通过燃料脉冲宽度、发动机转速、发动机进气节气门位置以及来自排气氧传感器的拉姆达值来确定在发动机中燃烧的燃料中的醇类浓度。因此，燃料的醇类浓度可以通过通常用在燃料喷射发动机中的传感器确定。以这种方式，可以降低燃烧汽油和醇类混合物的发动机的发动机系统成本和复杂性。在另一个实施例中，该方法还包括提供从多个系数提供一个矢量，并且其中醇类浓度基于该矢量的长度。在另一个实施例中，该方法还包括从该矢量提供空气或燃料误差并且提供对空气或燃料误差的补偿。在另一个实施例中，该方法包括在发动机中燃烧的燃料由进气口燃料喷射器和直接燃料喷射器提供。在另一个实施例中，提供一种运行发动机的方法。该方法包括在发动机转速和载荷的变化小于预定量期间运行发动机；小于阈值量地调节燃料适应/修正(adaptation)；以及响应由发动机燃烧的燃料中的醇类浓度(该醇类浓度基于节气门位置、排气氧传感器的输出、发动机转速以及燃料脉冲宽度)调节发动机致动器。在另一个实施例中，该燃料由汽油和醇类构成，并且其中该汽油和醇类被分别喷射到发动机中。在另一个实施例中，该发动机致动器是燃料喷射器，并且还响应醇类浓度调节点火正时和进气门的打开和关闭正时。
在另一个实施例中，该醇类浓度用回归(regression)确定,多个系数从该回归确定，并且其中矢量从该多个系数确定，醇类浓度基于该矢量的长度。本发明具有若干优点。具体说，该方法可以提供燃料的醇类浓度而不用专门的燃料成分传感器。而且，该方法用于提供对发动机进气系统和发动机燃料系统中的误差补偿是非常有用的。从下面单独的或结合附图的描述将容易明白上面的优点和其他优点，以及本发明的特征。应当明白，提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的构思，这种构思在详细描述中进一步描述。这并不意味着视为所主张主题的关键的或基本的特征，所主张主题的范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。而且，所主张的主题不限于解决上面指出的任何缺点的装置或本发明的任何部分。
图I示出发动机的示意图；图2示出从燃烧具有不同醇类浓度的燃料产生的矢量的示意图；图3示出从燃烧具有不同醇类浓度和误差的燃料产生的矢量的示意图；图4示出预计的发动机运行顺序的例子，其中检测并补偿由发动机燃烧的燃料中的醇类浓度的变化；以及图5示出用于运行发动机的示范性方法的流程图。
具体实施例方式本发明涉及控制燃烧具有不同醇类浓度的燃料的发动机。在一个例子中，选择的包括燃料脉冲宽度、发动机转速、发动机拉姆达值和发动机进气节气门位置的发动机运行参数是用于确定如图2和图3所示矢量的回归的一部分。如图5的方法中所述地确定并处理该矢量，以用于如图4所示的顺序运行发动机。参考图1，包括多个汽缸的内燃发动机10——图I示出其中一个汽缸——由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和活塞36设置在其中的汽缸壁32，并且活塞连接于曲轴40。燃烧室30被示出通过相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。进气和排气门中的每个可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可以通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以通过排气凸轮传感器57确定。燃料喷射器66被示为被设置成将燃料直接喷射到汽缸30中，对于本领域的技术人员来说这就是通常所说的直接喷射。可替代地，燃料可以喷射到进气口，对于本领域的技术人员来说这就是通常所说的进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成正比地提供液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未不出)提供给燃料喷射器66。从响应控制器12的驱动器68向燃料喷射器66供给操作电流。在一些实施例中，燃料可以经由第二进气口燃料喷射器83喷射。此外，进气歧管44被示为与可选电子节气门62连通，该电子节气门62调节节流板64的位置以控制来自发动机进气管42的空气流。
无分配器点火系统88响应控制器12通过火花塞92为燃烧室30提供点火火花。通用的排气氧(UEGO)传感器126被示为在催化转化器70的上游联接于排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。在一个例子中转化器70可以包括多个催化剂块。在另一个例子中，可以用每个具有多块催化剂的多个排放物控制装置。在一个例子中转化器70可以三元催化剂。在图I中控制器12被示为是常规的微型计算机，包括微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口(I/o) 104、只读存储器(ROM) 106、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器(KAM) 110和常规的数据总线。控制器12被示为接收来自联接于发动机10的传感器各种信号，除了上面提到的那些信号之外，还包括来自联接于冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);联接于加速器踏板130用于检测由脚132调节的加速器位置的位置传感器134 ;来自联接于进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测 量；来自检测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120(例如，热线式空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量；以及来自传感器58的节气门位置测量。可以检测大气压力(传感器未示出)用于由控制器12处理。在本发明的优选方面，对于曲轴的每一转发动机位置传感器118产生预定数量的等间隔脉冲，从脉冲的数目能够确定发动机转速(RPM)。在一些实施例中，发动机可以联接于混合动力车辆中的电动马达/电池系统。混合动力车辆可以具有并联的结构、串联的结构或它们的变化或组合。而且，在一些实施例中，可以采用其他发动机结构，例如，柴油发动机。在运行期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四个冲程循环该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般而言，排气门54关闭而进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30内，并且活塞36运动到汽缸底部以便增大燃烧室30内的容积。活塞36接近汽缸底部并且在其冲程的末尾(例如，当燃烧室30在其最大容积)时的位置通常被本领域的技术人员叫做下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54都关闭。活塞36朝着汽缸盖运动以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处在其冲程末尾并且最接近汽缸盖(例如，当燃烧室30处在最小容积)时的位置通常被本领域的技术人员叫做上止点(TDC)。在其后叫做喷射的过程中，燃料被引入燃烧室中。在其后叫做点火的过程中，喷射的燃料通过诸如火花塞92的已知点火装置被点火，由此引起燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞36移动转换成旋转轴的旋转转矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧过的空气燃料混合物释放到排气歧管48并且活塞返回到TDC。应当指出，上面仅仅作为一个例子描述，并且进气和排气门的打开和/或关闭正时可以变化，例如，提供正的或负的阀重叠、延迟进气门关闭或各种其他例子。因此，图I的系统提供一种发动机系统，包括发动机；联接于该发动机的第一致动器；联接于该发动机的第二致动器；位于发动机的排气道内的排气氧传感器；以及控制器，该控制器包括响应由发动机响应第一致动器、排气氧传感器、发动机转速而燃烧的燃料的醇类浓度调节该第一或第二致动器的指令。以这种方式，可以通过可被确定的燃料的醇类浓度而构造一个矢量。该发动机系统包括，第一致动器是进气节气门，第二致动器是燃料喷射器。该发动机系统还包括第一致动器是进气节气门，第二致动器是点火系统。在另一个例子中，该发动机系统包括，响应第一致动器的位置调节第二致动器，并且第一致动器是发动机进气节气门，第二致动器是燃料喷射器。该发动机系统还包括其中控制器还包括用于从多个参数回归多个系数以确定发动机中燃烧的燃料的醇类浓度的指令。该发动机系统包括其中控制器还包括用于根据该多个系数减少发动机空气流质量或燃料流质量的误差的指令。现在参考图2，图2示出从通过监控燃烧具有不同的醇类和汽油混合物的燃料的控制器收集的数据所产生的预计矢量的示意图。矢量202-208表示用从发动机数据回归的系数形成的矢量。所述系数被更详细地描述，这是用于确定所述系数的模型。竖直轴线表示A3系数。X轴线表示A2系数。最后Z轴线表示A1轴线。每个矢量202-208的长度代表由发动机燃烧的燃料的醇类浓度。对于燃烧具有较高醇类浓度的燃料，矢量长度增加。具体说，在恒定的发 动机转速和发动机空气量的情况下，增加燃料喷射脉冲宽度以便以化学计量的空气-燃料混合物燃烧具有增加的醇类浓度的燃料，因为具有较高醇类浓度的燃料比具有较高汽油浓度的燃料具有较小的化学计量的空气-燃料比。因此，增加燃料脉冲宽度将增加矢量长度。在本示例中，矢量202表示EO (例如，只有汽油)，矢量204表示E30 (例如，30%醇类乙醇和70%汽油)，矢量206表示E60 (例如60%醇类乙醇和40%汽油)，而矢量208表示E85(例如，85%醇类乙醇和15%汽油)。应当指出，矢量202是长度最短的矢量，随后是矢量204。矢量206比矢量204还要长，而矢量208比矢量206更长。因此，能够看到，E85矢量(例如，208)比其他每个矢量都长。结果，矢量的长度表示被燃烧的燃料的醇类浓度。在这个例子中，对于所示的每种燃料，在燃料脉冲宽度、节气门位置、发动机转速和拉姆达值中不存在误差或等效误差。因此矢量重叠并且在矢量之间不形成角度。在关于图5的方法所讨论的一些示例中，发动机致动器可以根据与矢量长度相关的醇类浓度被调节。例如，如果喷射的燃料的醇类浓度增加，则点火提前可以被增加，以便利用较高浓度醇类燃料的较低的发动机爆震灵敏性。现在参考图3，图3示出具有误差的预计矢量的示意图，其通过由监控燃烧的具有不同的醇类和汽油混合物的燃料的发动机的控制器所收集的数据所产生。图3的轴线构造和绘图与图2相同。在图3的例子中，矢量202-208表示用从类似于图2的发动机数据回归的系数所形成的矢量。类似于图2，对于燃烧醇类浓度较高的燃料，每个矢量的长度增加。但是，在这个例子中，矢量相对于轴线X、Y和Z的角度表示发动机空气和燃料估算误差。例如，如果空气的量是用于空气-燃料混合物的化学计量燃烧所希望的量，且节气门打开地多于期望或少于期望，则矢量角度改变。描述当前燃料条件(例如，302Ε85)的矢量和轴线X、Y和Z之间的角度关系提供对误差的指示。在本例子中，表示不同燃料的燃烧的矢量302、304、306和308在节气门位置、燃料脉冲宽度、发动机转速或发动机拉姆达值方面的误差，导致矢量之间的角度分开。因此，当矢量之间存在不同角度时，可以确定存在节气门位置、燃料脉冲宽度、发动机转速或发动机拉姆达值的误差。在一些例子中，可以响应矢量角的变化进行控制动作或诊断。例如，如果节气门位置意外地改变了一个小量，则尽管矢量长度在EO到Ε85燃料的预期范围内，但是仍可以从矢量角度的变化确定节气门位置传感器已经变差/退化。因此，可以确定并补偿节气门位置、拉姆达值、发动机转速和燃料脉冲宽度的误差。现在参考图4，图4示出预计的发动机运行顺序的例子，其中在该顺序期间燃烧的燃料中的醇类浓度增加。图4的顺序可以经由如图I所示的发动机和控制器通过执行图5所示方法的指令来提供。竖直标记Ttl-T5表示该顺序中特别感兴趣的时间。从图4的顶部起的第一图表示发动机转速与时间的关系。Y轴线表示发动机转速并且发动机转速沿着Y轴线箭头的方向增加。X轴线表示时间并且时间沿着X轴线箭头的方向增加。从图4的顶部起的第二图表示由发动机燃烧的燃料中的醇类含量与时间的关系。Y轴线表示由发动机燃烧的燃料中的醇类浓度，并且燃料的醇类浓度沿着Y轴线箭头的方向增加。X轴线表示时间并且时间沿着X轴线箭头的方向增加。从图4的顶部起的第三图表示发动机点火正时与时间的关系。Y轴线表示发动机点火正时提前，并且发动机点火正时也沿着Y轴线箭头的方向进一步提前。X轴线表示时间·并且时间沿着X轴线箭头的方向增加。从图4的顶部起的第四图表示系数矢量长度与时间的关系(例如，矢量表示见图2)。Y轴线表示系数矢量长度并且系数矢量长度沿着Y轴线箭头的方向增加。X轴线表示时间并且时间沿着X轴线箭头的方向增加。从图4的顶部起的第五图表示由于对于燃烧空气-燃料混合物的发动机的燃料补偿变化而导致的拉姆达值燃料因数(multiplier)与时间的关系。Y轴线表示拉姆达值燃料因数的幅值，并且拉姆达值燃料因数沿着Y轴线的箭头的方向增加。X轴线表示时间并且时间沿着X轴线箭头的方向增加。从图4的顶部起的第六图表示燃料喷射器脉冲宽度与时间的关系。Y轴线表示燃料喷射器脉冲宽度，并且燃料喷射器脉冲宽度沿着Y轴线箭头的方向增加。X轴线表示时间并且时间沿着X轴线箭头的方向增加。从图4的顶部起的第七图表示发动机凸轮提前与时间的关系。Y轴线表示发动机凸轮提前，并且发动机凸轮提前沿着Y轴线箭头的方向增加。在这个例子中，当发动机曲轴前进时汽缸充气增加。X轴线表示时间并且时间沿着X轴线箭头的方向增加。在时间Ttl，发动机从停止开始转动曲柄并起动。被燃烧的燃料的醇类含量比较低，并且对应于醇类含量的矢量长度也低，并且处在值I的燃料因数也如此。凸轮正时被设置在中间位置并且由于在发动机转动曲柄期间汽缸充气高，所以燃料脉冲宽度在高水平。在时间Ttl之后并且在时间T1之前，发动机起动并且发动机转速增加。点火正时延迟以改善发动机加热，并且燃料脉冲宽度减小以反映较低的汽缸充气。在发动机加速期间和发动机转速比较恒定的怠速期间凸轮正时稳定。在时间T1，响应驾驶员加速发动机所驱动的车辆的要求来增加发动机转速。发动机燃料中的醇类含量保持恒定，系数矢量长度和拉姆达值燃料因数也如此。燃料喷射器脉冲宽度也增加以供给附加的燃料来加速车辆并提供化学计量的空气燃料混合物。当发动机转速和载荷增加时凸轮正时和点火也提前以满足驾驶员要求。在时间T2,响应驾驶员减速车辆的要求，发动机转速减小。发动机燃料中的醇类含量保持恒定，系数矢量长度和拉姆达值燃料因数也如此。当驾驶员转矩要求减少以减速车辆时点火正时和凸轮正时延迟。
在时间T2和T3之间，发动机停止，并且用包含较高醇类浓度的燃料给车辆加油。由于从燃料管路中替换掉先前的燃料需要时间，所以燃料中醇类的含量保持相同，系数矢量长度和拉姆达值燃料因数也如此。在时间T3，发动机重新起动并且燃料管路中的燃料开始被发动机消耗。根据在加油事件之前在车辆中的燃料的 成分，发动机点火正时提前。同样，在起动时的燃料喷射器脉冲宽度是对加油事件之前的车辆中燃烧的燃料的反映。由于在起动时原来的燃料尚未从燃料管路中排完，所以凸轮正时也示为与原来的发动机起动相同。在时间T3和T4之间，发动机转速增加并且车辆速度稳定在怠速。在怠速和发动机加速期间燃料管路清除原来的燃料并且被加燃料前剩余的燃料和加燃料期间供给燃料箱的燃料的混合物的组合所代替。在清除燃料管路期间输送的燃料量可以根据氧传感器反馈通过增加或减少燃料脉冲宽度而被修正。具体说，如果排气氧传感器的输出开始变稀，则燃料喷射器脉冲宽度增加，以便往回驱动氧传感器以读取化学计量条件。在时间T4，发动机达到稳定运行条件，其中发动机消耗的燃料能够针对燃料的醇类含量被评估。在一些例子中，选择的发动机转速和发动机载荷的最大变化率的阈值以及燃料修正速率是用于确定燃料的醇类含量的条件。具体说，要求发动机转速和发动机载荷变化小于某个最大量，否则不评估醇类含量。在另一个例子中，可以用较少的先决条件或没有先决条件地评估醇类含量。在时间1\和T5之间，发动机控制器监控发动机转速、发动机进气节气门位置、燃料喷射器脉冲宽度以及经由氧传感器从发动机排气中测量的发动机拉姆达值。而且，用于描述燃烧的燃料和发动机拉姆达值之间关系的模型的系数根据下面描述的图5的方法确定。这些系数被组合以提供一个矢量，并且该矢量的长度与存储在表中的预定值或描述被燃烧的燃料中的醇类浓度的函数进行比较。以这种方式，可以确定燃料中的醇类浓度。在时间T5，燃料中的醇类浓度根据来自该燃料模型的系数被更新。具体说，当矢量长度被确定时，被燃烧的燃料中的醇类浓度增加。在这个例子中，矢量长度增加并且表示燃料中的醇类浓度增加。拉姆达值因数LAMMUL也被更新，以便增加在从图4的顶部起的第六图中所示的燃料喷射器脉冲宽度。凸轮正时也被提前，以便增加汽缸充气。点火正时也被提前以利用燃料中的附加醇类的爆燃抑制特性。在时间T5和T6之间，由于正在被燃烧的燃料的醇类含量增加，所以点火正时提前并且凸轮正时也提前。燃料中的醇类含量保持在由增加的系数矢量长度所表示的水平。与当具有较低的醇类浓度的燃料被燃烧时的燃料喷射脉冲宽度相比，拉姆达值燃料因数也保持在较高的水平以便增加燃料喷射脉冲宽度。在时间T6，驾驶员减少转矩需求以使得车辆将慢下来。结果发动机转速随着燃料脉冲宽度而减小。凸轮正时也延迟。在时间T6之后马上发动机停止。参考图5，图5示出用于运行发动机的示范性方法的流程图。图5的方法可以通过图I所示的系统中的控制器12的指令执行。图5的方法也可以提供图4所示的顺序。在502，方法500确定发动机运行条件。发动机运行条件可以包括但不限于节气门位置、发动机转速、发动机载荷、发动机温度、燃料脉冲宽度、节气门位置、发动机转矩要求以及车辆速度。在发动机运行条件被确定之后方法500进行到504。在504，方法500判断发动机是否在稳定运行条件。在一个例子中，当发动机转速变化小于阈值量时并且当发动机转矩要求变化小于阈值量时，方法500判断发动机在稳定运行条件。在一些例子中，发动机转速和载荷可以被限制在规定的发动机转速和载荷范围内。如果发动机运行条件不是稳态条件，那么方法500进行到退出。否则，方法500进行到506。在506，方法500判断燃料修正速率是否小于阈值速率。具体说，方法500监控燃料修正参数的变化速率。如果燃料修正参数的变化大于预定的量，则方法500确定燃料脉冲宽度正在以高速率变化并且退出以在确定燃料中的醇类含量之前允许附加的燃料修正。否则方法500进行到508。应当指出，在一些示例中，在确定燃料中的醇类含量之前需要满足附加的或更少的条件。例如，在一些示例中504可以被取消，以便在更加瞬态的条件下确定醇类浓度。返回来参考图5，在508确定发动机进气管节气门位置(例如，图I的64)。节气门位置可以通过图I的节气门位置传感器58确定。在一些示例中，节气门位置可以被滤波以 便减少节气门位置的高频分量。在确定发动机节气门位置之后方法500进行到510。在510，确定发动机拉姆达值(λ )。发动机拉姆达值可以通过线性氧传感器(例如，图I的126)的输出确定。拉姆达值可以用下面的公式描述
拉姆达值由空气/燃油鮮其中空气是汽缸充气质量，燃料是汽缸燃料充料质量，并且其中下标化学计量(stoic)表示化学计量条件下的汽缸空气-燃料比。在确定发动机拉姆达值之后方法500进行到512。在512，方法500确定发动机转速。发动机转速可以从发动机曲轴位置传感器(例如图I的118)确定。在确定发动机转速之后方法500进行到514。在514，方法500确定燃料喷射器脉冲宽度。燃料喷射器脉冲宽度可以通过询问保持喷射器正时信息的寄存器(register)来确定。燃料喷射器脉冲宽度可以是时间单位或与时钟滴答有关的计数。在确定燃料喷射器脉冲宽度之后方法500进行到516。在516，方法500确定发动机燃料模型系数。在一个实施例中，发动机燃料模型具
有下面的形式
(TP2 Λ (I、
燃油二 A11.(7Ρ~)+ · - +Λ-, ·—
-—{ N ) ' U；其中，燃料PW是燃料脉冲宽度，TP是节气门位置，N是发动机转速，λ是发动机拉姆达值，并且ai_a3是多项式系数。在一个例子中，系数ai_a3可以通过回归(例如，最小二乘方)确定。在确定模型系数之后，方法500进行到518。在518，方法500提供由来自516的模型系数所定义的矢量。例如，如图2所示，系数矢量根据系数&1-&3的数值从原点延伸。通过平方每个系数、求和被平方的系数并且将总和取平方根来确定矢量的长度。在确定矢量之后方法500进行到520。在520根据矢量的长度确定燃料中的醇类含量。在一个例子中，虽然经验性地测试矢量长度并且将其储存在控制器存储器中，但矢量长度与燃料中的醇类含量有关。当新矢量的长度被确定时，新矢量的长度可以与经验性地确定的与燃料中的醇类含量有关的矢量的长度相比较。例如，如果确定新矢量具有55的长度，则它可以与储存在存储器中具有55长度的矢量进行比较。于是具有55长度的矢量的醇类浓度被赋予目前正在燃烧的燃料。以这种方式，从与燃烧燃料有关的系数确定的矢量长度能够与现有的与具有已知醇类浓度的燃料有关的经验性确定的矢量长度进行比较，以确定燃烧的燃料的醇类浓度。在燃料中的醇类浓度被确定之后方法500进行到522。在522，方法500从新燃烧的燃料的系数矢量确定误差。在一些例子中，误差影响燃料脉冲宽度、节气门位置、发动机转速或发动机拉姆达值。例如，如果由于发动机转速的误差的原因，矢量的a2系数改变长度，则可以导致在由&3和轴线形成的平面和矢量之间的角度差。同样，如果由于％或a3系数的变化引起 矢量变化，则会指示出存在误差并被补偿。例如，如果矢量角度变化从而指示出燃料脉冲宽度误差，则可以进行燃料喷射器诊断，并且通过增加基础喷射量来消除喷射器的偏移误差。同样，节气门位置误差可以与估算的空气质量误差有关，并且通过增加偏移或调节空气流量计的传递函数可以减少该误差。在加油和充气误差被确定之后方法500进行到524。在524，方法500根据正在燃烧的燃料中的醇类浓度调节拉姆达值因数。在一个示例中，拉姆达值因数从针对汽油的I调节到针对E85的I. 48。对拉姆达值因数的调节可以从使拉姆达值调节量与燃料的醇类浓度相关的表中提取。拉姆达值因数是由于燃料变化和燃料系统变化(例如命令的喷射器输出和实际喷射器的输出之间差)而修改基础燃料量的因数。在调节拉姆达值因数以便考虑到正被燃烧的燃料的醇类浓度的任意变化之后方法500进行到526.在526，由于正在被燃烧的燃料的醇类含量的浓度变化，方法500调节点火正时。在一个例子中，多个点火映射储存在存储器中，并且发动机点火根据发动机转速、发动机载荷和燃料醇类浓度从一个或更多点火映射确定。多个点火映射中的每个均基于正燃烧的燃料的醇类浓度。因而，一旦燃料的醇类浓度被确定，则可以选择适当的点火映射，并且根据选择的点火映射，火花可以提供给发动机。在调节点火正时之后方法500进行到528。在528，方法500调节燃料喷射正时。在一些例子中，响应正在燃烧的燃料的醇类浓度的变化来调节喷射正时的开始。例如，如果正在燃烧的燃料中的醇类浓度增加10%，则燃料喷射正时可以提前2曲轴度。此外，可以提供燃料脉冲宽度的持续时间的变化以便在被燃烧的燃料中的醇类浓度变化时实现化学计量燃烧。在燃烧的燃料中的醇类浓度增加的一个例子中，燃料喷射脉冲宽度增加以便提供化学计量空气-燃料混合物。在燃烧的燃料中的醇类浓度减小的一个例子中，燃料喷射脉冲宽度可以减小。在调节燃料喷射正时之后方法500进行到530。在530，响应燃烧的燃料中的醇类浓度的变化调节进气和排气门正时。在一个例子中，在正在燃烧的燃料中的醇类浓度增加的情况下，凸轮正时可以提前。对于不同的发动机转速、载荷和醇类浓度经验性确定的凸轮正时可以储存在存储器中并且根据发动机运行条件被检索。通过提前凸轮正时，汽缸能够收集附加的空气以用于燃烧，从而有效地提升汽缸的压缩比。在调节进气和排气门正时之后，方法500进行到退出。以这种方式，根据燃料中的醇类浓度可以对发动机进行调节。而且，燃料中的醇类浓度可以通过不需要专门的燃料传感器的系统和方法确定。因此，可以提供确定正在燃烧的燃料的醇类浓度的成本有效的、简化的方式。因此，图5的方法被提供用于运行发动机，其包括响应发动机燃烧的燃料中的醇类浓度调节发动机致动器，该醇类浓度至少基于节气门位置、排气氧传感器的输出、发动机转速以及燃料喷射器脉冲宽度。因此图5的方法能够响应与燃料成分有关的发动机输入调节发动机的运行。在一些例子中，该方 法包括其中发动机致动器是燃料喷射器或曲轴相位致动器或点火系统，并且其中醇类浓度还基于燃料喷射器脉冲宽度。该方法还包括响应发动机转矩的醇类浓度的增加而提前曲轴正时。在一个例子中，该方法还包括从节气门位置、排气氧传感器的输出、发动机转速以及燃料喷射器脉冲宽度确定多个系数。该方法还包括从多个系数提供矢量。方法还包括提供来自多个系数的矢量并且其中醇类浓度基于该矢量的长度。该方法还包括从矢量提供空气或燃料误差并提供对于空气或燃料误差的补偿。该方法还包括其中在发动机中燃烧的燃料从进气口燃料喷射器和直接燃料喷射器提供。在另一个示例中，图5的方法被提供用于运行发动机，其包括在发动机转速和载荷的变化小于预定量的条件期间运行发动机；调节燃料修正小于阈值量；以及响应由发动机燃烧的燃料的醇类浓度来调节发动机致动器，该醇类浓度基于节气门位置、排气氧传感器的输出、发动机转速以及燃料喷射器脉冲宽度。以这种方式，在能够改进估算精度的条件下可以却确定燃料中的醇类浓度。在一些例子中，该方法包括其中燃料由汽油和醇类构成，并且其中汽油和醇类被分别喷射到发动机中。该方法还包括发动机致动器是燃料喷射器，并且响应醇类浓度调节点火正时和进气门的打开和关闭正时。该方法还包括醇类浓度从回归确定。在另一个例子中，该方法还包括从该回归确定多个系数，并且其中一个矢量从所述多个系数确定。该方法还包括醇类浓度基于矢量的长度。正如本领域的技术人员所明白的，图5中公开的方法可以表示任何数目处理对策的其中一个或多个，例如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种步骤或功能可以以所示的顺序进行，同时进行，或在一些情况下可以省略。同样，为了实现这里所述的目的、特征和优点，处理的次序不是必需要求的，而是为了容易示出和描述而提供。虽然没有明白地示出，但是本领域的技术人员将会认识到，所示的步骤或功能的一个或多个根据所用的特定策略可以重复地进行。结束该描述。本领域的技术人员阅读上面的描述将会想起不脱离本发明的精神实质和范围的许多变化和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或可选燃料结构运行的单缸、12、13、14、15、V6、V8、V10、V12和V16发动机利用本发明是有利的。
权利要求
1.一种发动机系统，包括 发动机； 联接于该发动机的第一致动器； 联接于该发动机的第二致动器； 设置在该发动机的排气道中的排气氧传感器；以及 控制器，该控制器包括响应由发动机响应所述第一致动器、所述排气氧传感器和所述发动机的转速而燃烧的燃料的醇类浓度来调节该第一或第二致动器的指令。
2.根据权利要求I的发动机系统，其中该第一致动器是进气节气门，第二致动器是燃料喷射器。
3.根据权利要求I的发动机系统，其中该第一致动器是进气节气门，第二致动器是点火系统。
4.根据权利要求I的发动机系统，其中响应所述第一致动器的位置调节所述第二致动器，并且其中所述第一致动器是发动机进气节气门，并且所述第二致动器是燃料喷射器。
5.根据权利要求I的发动机系统，其中该控制器还包括用于回归来自多个參数的多个系数以确定发动机中燃烧的燃料的醇类浓度的指令。
6.根据权利要求5的发动机系统，其中该控制器还包括用于根据所述多个系数减少发动机空气流质量或燃料流质量的误差的指令。
7.一种用于运行发动机的方法，该方法包括 响应由发动机燃烧的燃料中的醇类浓度来调节发动机致动器，该醇类浓度至少基于节气门位置、排气氧传感器的输出、发动机转速以及燃料喷射器脉冲宽度。
8.根据权利要求7的方法，其中该发动机致动器是燃料喷射器或曲轴相位致动器或点火系统，并且其中该醇类浓度还基于燃料喷射器脉冲宽度。
9.根据权利要求8的方法，还包括响应发动机转矩的醇类浓度的增加来提前曲轴的正时。
10.根据权利要求8的方法，还包括从所述节气门的位置、所述排气氧传感器的输出、所述发动机转速和所述燃料脉冲宽度确定多个系数；其中所述醇类浓度从所述多个系数确定。
全文摘要
本发明公开一种用于确定燃料中的醇类浓度的发动机系统。在一个例子中，发动机节气门位置、燃料脉冲宽度和空气-燃料比形成用于确定在发动机中燃烧的燃料的醇类浓度的基础。该系统及其相关方法连同检测燃料的醇类浓度一起可以改善发动机运行。
文档编号F02D19/08GK102953849SQ20121029235
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月16日 优先权日2011年8月17日
发明者G·苏尼拉, S·B·史密斯, R·A·佐帕, B·M·道森 申请人:福特环球技术公司