[发明专利]估计燃料组分的方法和系统

说明书

技术领域

本申请涉及准确地估计使用液化石油气的车辆内燃料组分并且相应地调节发动机操作。

背景技术

已经研发了替代性燃料来减轻常规燃料的价格上涨并且减少排气排放。例如，一些气态燃料已经被看作是一种引人注意的替代性燃料。对于机动车辆应用而言，天然气或石油气已经以饱和压力被压缩并存储成汽缸内的液体（液化石油气或LPG）。LPG主要由丁烷和丙烷构成，不过准确的比例可以变化。这样，LPG的组分影响LPG的燃料特性，例如燃料密度、饱和压力、辛烷值等等。因为燃料特性又影响发动机操作（例如发动机喷射量和正时等等），所以当使用LPG作为机动车辆燃料时需要准确的燃料组分估计。

在2003/0216883中由Lee示出了用于估计LPG组分的一种示例性方法。其中，由燃料箱内的估计的燃料箱压力和温度来计算LPG燃料组分。具体地，估计燃料箱压力和温度被用于推断饱和蒸气压数据，这又被用于估计燃料组分。

不过，发明人已经在此意识到与这样的方法有关的潜在问题。作为一种示例，燃料箱再添加事件影响燃料组分估计。在组分中由再添加引入的改变还可以影响后续发动机重起时所需的燃料导轨装填的时间段。作为另一示例，燃料箱内残余的空气量会影响组分估计。例如，如果燃料箱内的空气量较高（例如，由于维修事件期间燃料箱没有被充分净化所造成的），则燃料箱空气的分压会超过LPG燃料的饱和压力。升高的燃料箱压力会导致不准确的LPG组分估计。这样，估计LPG组分时的误差会导致不准确的燃料喷射以及不足的装填，从而导致退化的发动机性能且甚至是发动机熄火。

发明内容

因此，在一种示例中，通过基于气态燃料操作的发动机方法来解决一些上述问题，该方法包括：基于燃料箱压力的改变速率来推断再添加事件并且响应再添加事件，选择性地更新估计燃料组分并且在后续发动机重起期间装填燃料导轨。装填时间段可以基于更新的组分。以此方式，可以提高燃料组分更新的准确性和可靠性。

在一种示例中，可以基于燃料箱压力（FTP）的改变速率高于阈值速率来确认存储例如LPG燃料的气态燃料的燃料箱的再添加事件。在替代性实施例中，可以基于燃料水平的增加来推断燃料箱再添加事件。因为燃料箱再添加影响燃料箱内存在的燃料组分，所以随着再添加事件，可以更新燃料组分。通过在发动机停机的时候更新燃料组分，当发动机后续被重起时可以获得保守的且最新的燃料组分估计。可以基于燃料箱压力、温度和剩余空气含量数据来更新燃料组分。具体地，仅在燃料箱条件处于燃料箱数据可靠的限定窗口内时更新燃料组分。更新的组分之后在后续发动机重起期间被使用以确定装填时间段。具体地，在发动机转动和起动之前，可以通过在确定时间段上操作燃料泵来装填燃料系统从而蒸汽净化燃料管线和轨。这样，这提高了发动机起动性。此外，可以基于更新的组分来调节燃料喷射正时和量。如果由于燃料箱条件不允许更新而不能更新燃料组分，则最新的未更新组分估计可以被保留并用于与校正因数一起调节装填时间段。

将意识到，这里提到的气态燃料是在大气条件下气态但是在燃料系统中的高压（具体地，高于饱和压力）情况下会是液体形式的燃料。

以此方式，仅当探明燃料箱数据没有错误或谬误的情况下使能/使得执行组分更新。因而，在具有更高准确性和可靠性的情况下在延长的发动机停机状态后估计燃料组分。通过使用更准确的燃料组分估计来调节发动机起动之前的装填操作和随着发动机起动的喷射器操作，可以提高发动机性能。此外可以减少由于不足的燃料导轨装填造成的发动机熄火。

在另一实施例中，基于气态燃料操作的发动机的方法包括：在燃料箱空气含量小于阈值的第一燃料箱再添加事件期间，更新估计燃料组分；以及在燃料箱空气含量大于阈值的第二燃料箱再添加事件期间，不更新估计燃料组分。

在另一实施例中，基于发动机关机条件下燃料箱压力的绝对改变速率大于阈值来推断第一和第二燃料箱再添加事件。

在另一实施例中，方法还包括，在第一燃料箱再添加事件之后的第一发动机重起期间，基于更新的组分在第一时间段上装填燃料导轨；以及在第二燃料箱再添加事件之后的第二发动机重起期间，基于未更新的燃料组分在第二时间段上装填燃料导轨。

在另一实施例中，第二时间段长于第一时间段。

在另一实施例中，方法还包括，在第二燃料箱再添加事件期间，设定诊断代码来指示燃料组分还未更新，并且在第二发动机重起期间，响应退化指示来增加第二时间段，第二时间段的增加基于校正因数。