[发明专利]估计酒精燃料混合物中的酒精浓度的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及估计提供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的方法和装置。

背景技术

近年来，为了对汽车的内燃发动机进行供给，酒精燃料混合物(诸如汽油和酒精(诸如乙醇)的混合物)已经以不同的酒精浓度引入全球的市场。例如，近来在多个国家引入了E10，其中E10是10％的无水乙醇和90％的汽油的燃料混合物，其可以用于最现代的汽车和轻型车辆的内燃发动机，而不需要更改发动机或燃料系统。

通常，驾驶者可以在各个国家的加油站，在具有不同酒精浓度的不同燃料种类之中进行选择，并且取决于驾驶者的选择，存储在汽车的燃料箱中的燃料中的实际酒精浓度会在燃料箱的每次填充时变化，并且在供给内燃发动机时通常是未知的。当利用酒精燃料混合物时，合乎期望的是利用针对所供给的燃料中包含的实际酒精浓度而优化的发动机控制单元(ECU)，控制内燃发动机的工作，以便降低燃料消耗和尽可能好地减少燃烧产生的排放物。为此，有必要检测所供给的燃料的实际酒精浓度，以便能够优化控制。

在现有技术中，通常基于被称为每单位燃料质量的放热(例如，单位为J/kg)的量值，检测供给的燃料的实际酒精浓度，通过首先计算放热率，随后基于燃料-空气比(F/A)传感器的传感器输出和质量流量传感器输出计算单位燃料质量，可以计算每单位燃料质量的放热。基于如图1中所示的每单位燃料质量的放热和酒精混合浓度之间的关系，原则上可以确定酒精混合浓度。在JP-A-Sho62-88153和JP-A-2009-74515(US 2011/0301828 A1)中，描述了基于每单位燃料质量的放热的这种酒精混合浓度确定的实例。

然而，根据现有技术的每单位燃料质量的放热的计算会对ECU产生显著的处理负荷，并且需要利用F/A传感器测量燃料-空气比，所述燃料-空气比的测量适合于汽油，但是相当不精确并且困难，从而对乙醇燃料混合物来说不可能。

发明内容

为了避免如上所述的现有技术的问题，本发明的目的是提供一种高效且可靠地估计供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的解决方案。具体地，本发明的目的是提供一种在降低ECU的处理负担的情况下，例如通过避免计算每单位燃料质量的放热的需要、以及通过避免利用F/A传感器的输出的需要，可靠、高效且精确地估计供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的方式。

鉴于本发明的上述目的，根据本发明，提出了一种估计提供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的方法，估计提供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的装置，以及计算机程序产品。

根据本发明的一个方面，提供了一种估计提供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度的方法，所述方法包括：按化学计量条件，控制被供以酒精燃料混合物的内燃发动机的工作；基于来自压力传感器的信号，确定第一参数，所述压力传感器感测按化学计量条件控制的内燃发动机的燃烧室内的压力；以及基于所确定的第一参数、以及预先存储的第一参数与酒精燃料混合物的酒精浓度之间的关系，确定酒精燃料混合物的酒精浓度。

根据本发明，有利的是能够直接基于测量燃烧室内的压力的压力传感器的传感器信号，估计提供给内燃发动机的酒精燃料混合物中的酒精浓度，因为发动机首先被控制成在化学计量条件下工作，以便进行酒精燃料混合物中的酒精浓度的估计，其中可以基于发动机实验，找出指示压力的参数和酒精浓度之间的关系，并把所述关系预先存储在发动机控制单元的存储单元中。因此，与现有技术的方法相比，能够显著降低处理负担，因为不必计算每单位燃料质量的放热。

根据一个优选方面，第一参数可以表示燃烧室内的压力与燃烧室容积的乘积的最大值。

根据一个优选方面，第一参数可以表示燃烧室内的压力和燃烧室容积的乘积的最大值与每燃烧循环的燃料喷射期的持续时间之比(商)。

根据备选的优选方面，第一参数可以表示在燃烧室中往复运动的活塞的第一活塞位置的燃烧室内的压力。

根据一个优选方面，第一活塞位置可以是活塞的上死点位置；或者第一活塞位置可以是优选地当活塞从上死点位置朝着活塞的下死点位置退回时，在晚于活塞的上死点位置的曲柄角度的活塞位置。

根据一个优选方面，按化学计量条件控制被供以酒精燃料混合物的内燃发动机的工作的步骤可以包括：基于来自氧传感器的信号，确定是否在按化学计量条件控制内燃发动机，所述氧传感器感测从燃烧室排出的燃烧气体中的氧浓度。