專利名稱：火花點火式內燃機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種火花點火式內燃機，其中由適合以可變混合比混合高和低辛烷值燃料的燃料混合裝置將高辛烷值燃料和低辛烷值燃料混合起來，并將混合燃料供給到燃燒室中。
背景技術：
低辛烷值燃料的可燃性好但抗爆震性差，而高辛烷值燃料的可燃性差但抗爆震性好。已知將低辛烷值燃料和高辛烷值燃料混合起來并通過燃料噴射閥供給到發(fā)動機以便符合發(fā)動機運行情況的內燃機，如日本專利申請?zhí)亻_2001-050070中描述的。
然而，在這種內燃機中，雖然高辛烷值燃料和低辛烷值燃料分別具有預定的辛烷值，但由于燃料噴射閥的混合設備等等的公差，供給到燃燒室中的混合燃料的辛烷值有時偏離目標辛烷值。根據(jù)現(xiàn)有技術，沒有用來檢測該辛烷值偏差的方法，因而，如果辛烷值有偏差，則發(fā)動機在辛烷值保持偏差的情況下運行，因而不能精確提供預期的工作性能，即，不能提供預期的加速性能、預期的燃料消耗和預期的廢氣排放。
因而，在日本專利申請?zhí)亻_4-234571里描述的裝置中，估計燃料的辛烷值，設定與估計的辛烷值對應的點火正時以使得發(fā)動機總是能在爆震極限運行。然而，在日本專利申請?zhí)亻_4-234571里描述的裝置僅僅執(zhí)行一般所稱的癥狀療法，其中通過調節(jié)點火正時來符合燃料辛烷值的偏差，該裝置沒有提供將燃料辛烷值設定成預定值的根治方法。即，由于不確定混合比，裝置不能消除混合比的偏差。在混合比偏差很大的情況下，裝置可能不能獲得實際效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目標是提供一種火花點火式內燃機，其中將高辛烷值燃料和低辛烷值燃料混合起來并供給到發(fā)動機，并能確定混合燃料中的高辛烷值燃料和低辛烷值燃料之間的混合比。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，一種火花點火式內燃機，其中通過燃料混合裝置以可變混合比將高辛烷值燃料和低辛烷值燃料混合起來并將混合燃料供給到燃燒室中，其特征在于根據(jù)火花點火式內燃機的運行狀態(tài)設定標準辛烷值，和調節(jié)高辛烷值燃料與低辛烷值燃料之間的第一混合比以便獲得標準辛烷值，和設定與標準辛烷值對應的參考點火正時，和在火花點火式內燃機中提供爆震測量裝置與混合比估計裝置，爆震測量裝置測量火花點火式內燃機的預定運行狀態(tài)期間的爆震出現(xiàn)狀態(tài)，混合比估計裝置確定真正供給到燃燒室中的高辛烷值燃料和低辛烷值燃料之間的第二混合比與第一混合比之間的偏差值，該偏差值基于測量的爆震出現(xiàn)狀態(tài)確定，并基于該偏差值估計高辛烷值燃料與低辛烷值燃料之間的第二混合比。
在本發(fā)明第一方面中，通過燃料混合裝置以可變混合比混合高辛烷值燃料和低辛烷值燃料并將它們供給到燃燒室中。根據(jù)運行狀態(tài)設定標準辛烷值，并調節(jié)高辛烷值燃料與低辛烷值燃料之間的混合比以便獲得標準辛烷值，并設定與標準辛烷值對應的參考點火正時。測量預定運行狀態(tài)期間的爆震出現(xiàn)狀態(tài)，基于測量的爆震出現(xiàn)狀態(tài)，確定與設定混合比的偏差，并估計低辛烷值燃料與高辛烷值燃料之間的混合比。因而，能容易地估計低辛烷值燃料與高辛烷值燃料之間的混合比。
在本發(fā)明第一方面中，如果第二混合比與第一混合比不同，則改變供給到燃燒室中的高辛烷值燃料的數(shù)量和/或低辛烷值燃料的數(shù)量，以使得第二混合比變得基本上等于第一混合比。
在第一方面或與其相關的形式中，如果在預定運行狀態(tài)期間沒有出現(xiàn)爆震，則可以將點火正時提前。因而，發(fā)動機能在高效率區(qū)域中運行，以使得燃料經(jīng)濟性和發(fā)動機輸出得到改善。
在第一方面或與其相關的形式中，如果在預定運行狀態(tài)期間出現(xiàn)爆震，則可以增加高辛烷值燃料的比例。因而，能抑制爆震的再現(xiàn)。
在第一方面或與其相關的形式中，爆震測量裝置根據(jù)爆震出現(xiàn)時的爆震強度執(zhí)行延遲點火正時的爆震控制，并且混合比估計裝置基于由爆震控制引起的點火正時的延遲量估計第二混合比。
在第一方面或與其相關的形式中，由爆震控制引起的點火正時的延遲量可以由進氣溫度修正。因而，消除了進氣溫度的影響，所以混合比估計的精確性變好。
在第一方面或與其相關的形式中，燃料混合裝置可以基于高辛烷值燃料的已知標稱辛烷值和低辛烷值燃料的已知標稱辛烷值混合高辛烷值燃料和低辛烷值燃料以便獲得標準辛烷值。
在第一方面或與其相關的形式中，火花點火式內燃機還可以包括適合檢測低辛烷值燃料的實際辛烷值和高辛烷值燃料的實際辛烷值的實際辛烷值檢測裝置，其中燃料混合裝置根據(jù)運行狀態(tài)設定高辛烷值燃料和低辛烷值燃料之間的第三混合比，以便基于由實際辛烷值檢測裝置檢測的高辛烷值燃料的實際辛烷值和由實際辛烷值檢測裝置檢測的低辛烷值燃料的實際辛烷值獲得標準辛烷值。因而，由于提供了實際辛烷值檢測裝置，所以即使事先不知道兩種燃料的辛烷值，也檢測了低辛烷值燃料和高辛烷值燃料的實際辛烷值?；跈z測的實際辛烷值，設定高辛烷值燃料和低辛烷值燃料之間的混合比以便獲得標準辛烷值。然后，通過爆震測量裝置測量預定運行狀態(tài)期間的爆震出現(xiàn)狀態(tài)，基于測量的爆震出現(xiàn)狀態(tài)，混合比估計裝置如上所述地確定與設定混合比的偏差，和由此估計低辛烷值燃料和高辛烷值燃料之間的混合比。
在第一方面或與其相關的形式中，實際辛烷值檢測裝置可以將低辛烷值燃料的比例設定在100％以測量預定運行狀態(tài)期間的爆震出現(xiàn)狀態(tài)，和可以基于測量的爆震出現(xiàn)狀態(tài)確定低辛烷值燃料的實際辛烷值，和可以以預定比例將實際辛烷值已經(jīng)被確定的低辛烷值燃料與高辛烷值燃料混合，和可以測量預定運行狀態(tài)期間的爆震出現(xiàn)狀態(tài)，和可以基于測量的爆震出現(xiàn)狀態(tài)確定高辛烷值燃料的實際辛烷值。
在第一方面或與其相關的形式中，火花點火式內燃機還可以包括將燃料分離成高辛烷值燃料和低辛烷值燃料的燃料分離器設備，其中混合比估計裝置確定燃料分離器設備是否正在正常工作以便將燃料分離成具有預定辛烷值的高辛烷值燃料和具有預定辛烷值的低辛烷值燃料。因而，由燃料分離器設備通過分離從燃料生產(chǎn)高辛烷值燃料和低辛烷值燃料。此外，能通過混合比估計裝置確定燃料分離器設備是否正在正常工作以便將燃料分離成具有預定辛烷值的高辛烷值燃料和具有預定辛烷值的低辛烷值燃料。
在第一方面或與其相關的形式中，在燃料分離器設備中，在分離出的高辛烷值燃料和分離出的低辛烷值燃料具有預定辛烷值的假定之下，設定合乎運行狀態(tài)的第四混合比以便得到標準辛烷值，和如果基于爆震出現(xiàn)狀態(tài)確定的第二混合比和第四混合比之間的偏差值大于預定判別值，則混合比估計裝置確定燃料分離器設備的工作是異常的。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，一種用于估計供給到火花點火式內燃機的燃燒室中的高辛烷值燃料和低辛烷值燃料之間的混合比的方法，其特征在于包括下列步驟根據(jù)火花點火式內燃機的運行狀態(tài)設定標準辛烷值的第一步驟；調節(jié)高辛烷值燃料與低辛烷值燃料之間的第一混合比以便獲得標準辛烷值的第二步驟；設定與標準辛烷值對應的參考點火正時的第三步驟；測量預定運行狀態(tài)期間的爆震出現(xiàn)狀態(tài)的第四步驟；確定真正供給到燃燒室中的高辛烷值燃料和低辛烷值燃料之間的第二混合比與第一混合比之間的偏差值的第五步驟，該偏差值基于測量的爆震出現(xiàn)狀態(tài)確定；和基于該偏差值估計高辛烷值燃料與低辛烷值燃料之間的第二混合比的第六步驟。


圖1是表示第一實施例的構造和其變型的圖；圖2是表示第六實施例的構造的圖；圖3是表示第一實施例中的控制的流程圖；圖4是表示第二實施例中的控制的流程圖；圖5是表示第三實施例中的控制的流程圖；圖6是表示第四實施例中的控制的流程圖；圖7是表示第五實施例中的控制的流程圖；圖8是流程圖，表示在圖7的步驟100A中計算低辛烷值燃料的辛烷值的子程序；圖9是流程圖，表示在圖7的步驟100B中計算高辛烷值燃料的辛烷值的子程序；圖10是表示第六實施例中的控制的流程圖；圖11是表明與運行情況對應的目標辛烷值的圖；圖12是表示取決于低辛烷值燃料和高辛烷值燃料之間的混合比的辛烷值變化的圖；圖13是表明與運行情況對應的總燃料噴射量的圖；圖14是表明與運行情況對應的基本點火正時的圖；圖15是表明由爆震控制引起的點火正時延遲與辛烷值的偏差之間的關系的圖；圖16是表明辛烷值偏差的基于進氣溫度的修正值的圖；圖17是表明(修正后的)辛烷值偏差和混合比修正量的圖；圖18是表示第二實施例的工作和效果的圖；
圖19是表示第三實施例的工作和效果的圖；圖20是表示第四實施例的工作和效果的圖；圖21是表明根據(jù)第五實施例的在辛烷值和爆震控制引起的點火正時延遲之間的關系的圖。
具體實施例方式
在下文中將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖1是表示第一實施例的構造的示意圖。參考圖1，車輛100的低辛烷值燃料箱5存儲具有較低辛烷值的低辛烷值燃料，高辛烷值燃料箱7存儲具有較高辛烷值的高辛烷值燃料。
分別通過低辛烷值燃料泵5a和高辛烷值燃料泵7a將低辛烷值燃料和高辛烷值燃料供給到燃料噴射閥13a、13b，兩個燃料噴射閥13a、13b聯(lián)接到具有火花塞11的火花點火式內燃機(在下文中，簡稱為“發(fā)動機”)的進氣口12。燃料噴射閥13a、13b按照來自電控單元(ECU)20的指令將適合于運行情況的預定比例的低辛烷值燃料和高辛烷值燃料噴射到進氣口12中，噴射的燃料在進氣口12和燃燒室中混合。
雖然在本實施例中，兩個燃料噴射閥13a、13b設置在進氣口12上，但也能將兩個噴射閥中的一個設置為將燃料直接噴射到氣缸中的燃料噴射閥，或提供一個能將兩種燃料噴射到進氣口12中的燃料噴射閥。
發(fā)動機10設有用于檢測發(fā)動機轉速的曲柄角傳感器10a和用于測量爆震出現(xiàn)狀態(tài)的爆震傳感器10b。此外，進氣管14設有用于檢測作為負載的進氣量的空氣流量計14a，空氣流量計14a具有用于檢測進氣溫度的內置進氣溫度傳感器，這些傳感器和測量計檢測的值被送到ECU 20。各種其它傳感器等等將信號送到ECU 20，ECU 20將信號送到許多控制設備等等。然而，不是直接與本發(fā)明相關的傳感器、設備等等從附解中省略。
如果爆震傳感器10b檢測到爆震，則ECU20延遲火花塞11的點火正時以使得爆震不出現(xiàn)，該控制在下文中將稱為“爆震控制”。
在本實施例中，設定由燃料噴射閥13a、13b形成的混合燃料的辛烷值，對于由進氣量和轉速確定的運行情況采用該辛烷值，即，目標混合燃料辛烷值TMRON。圖11表示目標混合燃料辛烷值TMRON的圖。在圖中，混合燃料辛烷值TMRON對于低負荷設定得低，對于高負荷設定得高。
圖12是一個圖，表示為了獲得如上述設定的混合燃料辛烷值MRON而由燃料噴射閥13a、13b執(zhí)行的低辛烷值燃料和高辛烷值燃料的混合。例如，將通過混合具有辛烷值LRON的低辛烷值燃料和具有辛烷值HRON的高辛烷值燃料形成的混合物的混合燃料辛烷值MRON規(guī)定為MRON＝RLRON×LRON+RHRON×HRON，其中低辛烷值燃料所占比例為RLRON，高辛烷值燃料所占比例為RHRON(RLRON+RHRON＝1)。
通過改寫該公式，給出下面的公式。
高辛烷值燃料的比例RHRON＝(MRON-(RLRON×LRON))/HRON低辛烷值燃料的比例RLRON＝(MRON-(RHRON×HRON))/LRON第一實施例采用已知的標稱辛烷值設定作為低辛烷值燃料的辛烷值LRON和高辛烷值燃料的辛烷值HRON。
圖13是一個圖，表明與發(fā)動機運行情況對應的、具有如上述的混合燃料辛烷值MRON的混合燃料的總噴射量QT。圖14是一個圖，表明基于具有如圖11中所示的混合燃料辛烷值MRON設定的燃料在工作中采用的基本點火正時。如果對于各種運行情況將混合燃料辛烷值MRON規(guī)定為預定的，則設定基本點火正時以便在避免出現(xiàn)爆震的同時產(chǎn)生盡可能大的轉矩。即，將基本點火正時設定在MBT(對于最佳轉矩的最小提前)，如果允許該設定的話。在設定在MBT提高爆震出現(xiàn)的可能性的區(qū)域中，將基本點火正時設定在MBT的延遲側上。
然而，由于燃料噴射閥13a、13b的制造誤差等等，有這樣的情況，其中沒有噴射為運行情況預先確定的混合燃料辛烷值MRON，因而，在本實施例中，如果在某種運行狀態(tài)期間，例如大約50km/h的平穩(wěn)運行狀態(tài)期間，出現(xiàn)爆震，則根據(jù)爆震出現(xiàn)情形確定實際混合燃料辛烷值與目標辛烷值的偏差，和通過進氣溫度修正該偏差，然后用該偏差計算混合比的修正量，然后，將修正量加到當前混合比以確定混合比。
圖3是流程圖，表示根據(jù)第一實施例執(zhí)行控制的過程。首先，在步驟101中確定當前運行狀態(tài)是否是預定的平穩(wěn)運行狀態(tài)。如果確定的結果是否定的，則過程立即終止。如果確定的結果是肯定的，則過程前進到步驟102，其中根據(jù)爆震傳感器10b的工作，更具體地，基于爆震傳感器是否檢測到爆震和基于檢測使點火正時延遲，確定是否出現(xiàn)爆震。如果確定的結果是否定的，即，如果沒有出現(xiàn)爆震，過程立即終止。
如果在步驟102中確定的結果是肯定的，即，如果出現(xiàn)爆震，則過程前進到步驟103，其中輸入基于爆震控制的點火正時的延遲量KNKSA。隨后在步驟104中，根據(jù)如圖15中所示的預先存儲的圖，確定與基于爆震控制的點火正時延遲量KNKSA對應的燃料辛烷值的偏差DRON。
由于爆震受進氣溫度的影響，所以在步驟105中根據(jù)如圖16中所示的預先存儲的圖確定辛烷值的偏差DRON的溫度修正因數(shù)KT。隨后在步驟106中，用溫度修正因數(shù)KT乘辛烷值的偏差DRON以計算與標準溫度狀態(tài)對應的辛烷值的溫度修正后的偏差DRONF。隨后在步驟107中，根據(jù)如圖17中所示的圖確定與溫度修正后的辛烷值偏差DRONF對應的混合比修正量RDRONF。
混合比修正量RDRONF是一個修正量，其用于與如圖11中設定的當前目標辛烷值TMRON對應的算出的當前目標高辛烷值燃料比例RHRONi。隨后在步驟108中，將在步驟107中確定的混合比修正量RDRONF加到當前目標高辛烷值燃料比例RHRONi以確定新的高辛烷值燃料比例RHRONi。隨后在步驟109中，用1減在步驟108中確定的高辛烷值燃料的新混合比RHRONi以確定低辛烷值燃料的新混合比RLRONi。
隨后在步驟110中，從圖13所示的圖中輸入當前運行狀態(tài)的總燃料噴射量QT。在步驟111和112中，分別用在步驟108和109中確定的高辛烷值燃料的混合比RHRONi和低辛烷值燃料的混合比RLRONi乘在步驟110中輸入的總燃料噴射量QT，以確定高辛烷值燃料和低辛烷值燃料的新的噴射量QHi、QLi。
第一實施例如上所述地構造和工作。即，如果在預定的平穩(wěn)運行狀態(tài)中出現(xiàn)爆震和通過爆震控制延遲點火正時，則根據(jù)延遲量計算辛烷值的偏差，然后修正辛烷值的偏差以便抵消進氣溫度的影響。用這樣修正的辛烷值偏差計算混合比的偏差，基于算出的偏差，計算且然后修正高辛烷值燃料和低辛烷值燃料的混合比，以得到目標混合比。
下面將描述第二實施例。
圖4是流程圖，表示作為第一實施例的第一變型的第二實施例的控制。步驟101到112與第一實施例中的相同，第二實施例與第一實施例不同之處在于增加了步驟113，其中取消了由爆震控制引起的正時延遲。
圖18表示第二實施例的控制的原理和效果。如圖18中所示，如果出現(xiàn)爆震，通過爆震控制延遲點火正時。然而，增加高辛烷值燃料比例RHRON，以使得爆震不可能出現(xiàn)，從而使點火正時回到原始正時，因此，燃料消耗減少(燃料效率提高)，能防止燃料經(jīng)濟性變差。
下面將描述第三實施例。圖5是表示根據(jù)第三實施例的控制的流程圖。步驟101到113與第二實施例中的相同，然而，第三實施例與第二實施例的不同之處在于增加了步驟114，其中如果在步驟102中作出了否定的確定，即如果沒有出現(xiàn)爆震，則將點火正時提前到MBT。
圖19表示第三實施例的控制的原理和效果。如圖19中所示，如果沒有出現(xiàn)爆震，則將點火正時提前到MBT，以使得燃料消耗減少(燃料效率提高)和燃料經(jīng)濟性提高。如果將基本點火正時SA設定在MBT，則沒有獲得任何效果。然而，如果為了防止爆震的出現(xiàn)將基本點火正時SA設定在MBT的延遲側，則能將點火正時提前到MBT，因而，能獲得前述效果。
下面，將描述第四實施例。圖6是表示根據(jù)第四實施例的控制的流程圖。步驟101到113與第二實施例中的相同，然而，第四實施例與第二實施例的不同之處在于增加了步驟114a。在步驟114a中，如果在步驟102中作出了否定的確定，即如果沒有出現(xiàn)爆震，則增加低辛烷值燃料比例。
圖20是表示根據(jù)第四實施例的控制的原理的圖。如果在預定的平穩(wěn)運行狀態(tài)期間沒有出現(xiàn)爆震，那么增加低辛烷值燃料比例將最終引起爆震。由于增加低辛烷值燃料的比例最終會引起爆震，所以將在步驟102中作出肯定的確定，從而將會執(zhí)行步驟103和113，由此將再次將混合比調節(jié)到最佳比例。由于上述安排，所以第四實施例，即第一實施例的第三變型，防止連續(xù)使用具有不必要高的辛烷值的燃料。
在第一到第四實施例中，在高辛烷值燃料和低辛烷值燃料具有已知的標稱辛烷值的假定下，根據(jù)運行狀態(tài)設定高辛烷值燃料和低辛烷值燃料之間的混合比以便獲得標準辛烷值。然而，有這樣的情況，其中不知道高辛烷值燃料和低辛烷值燃料的辛烷值，或燃料的標稱辛烷值偏離其實際辛烷值。
第五實施例應付這些情況，下面將描述第五實施例。在第五實施例中，確定分別存儲在低辛烷值燃料箱5a和高辛烷值燃料箱7a中的低辛烷值燃料和高辛烷值燃料的辛烷值，基于確定的燃料辛烷值設定兩種燃料之間的混合比。如果出現(xiàn)與混合比的偏差，則確定偏差的混合比。
圖7表示流程圖，該流程圖表示根據(jù)第五實施例的控制。步驟101到112與第一實施例中的相同，然而，在第五實施例中，在步驟101之前執(zhí)行步驟100A到100D。在步驟100A中，計算低辛烷值燃料的辛烷值LRON。在步驟100B中，計算高辛烷值燃料的辛烷值HRON。隨后在步驟100C中，輸入在步驟100A和100B中計算的辛烷值LRON和HRON。在步驟100D中，基于輸入的LRON和HRON，設定與運行狀態(tài)對應的混合比。
圖8是流程圖，表示在步驟100A中執(zhí)行的計算低辛烷值燃料的辛烷值LRON的程序。如果在步驟A1中確定當前的運行狀態(tài)是預定運行狀態(tài)，則程序前進到步驟A2，其中將低辛烷值燃料的比例設定成100％。然后，如果在步驟A3中確認出現(xiàn)爆震，則在步驟A4中輸入由爆震控制響應爆震的出現(xiàn)引起的點火正時的延遲量。隨后在步驟A5中，根據(jù)圖21中所示的圖計算低辛烷值燃料的辛烷值LRON。如果步驟A2中的確定是否定的，則過程立即終止。如果在步驟A3中沒有確認出現(xiàn)爆震，則在步驟A6中使點火正時提前以便使爆震出現(xiàn)。
圖9是流程圖，表示在步驟100B中執(zhí)行的計算高辛烷值燃料的辛烷值HRON的程序。如果在步驟B1中確定當前的運行狀態(tài)是預定運行狀態(tài)，則程序前進到步驟B2，其中輸入如上述確定的低辛烷值燃料的辛烷值LRON。
隨后在步驟B3中，以預定比例將辛烷值已知的低辛烷值燃料和辛烷值未知的高辛烷值燃料混合起來。優(yōu)選地，設定比例以便提供具有較低辛烷值的混合燃料，例如，低辛烷值燃料∶高辛烷值燃料＝9∶1，因而很可能引起爆震。
然后，如果在步驟B4中確認出現(xiàn)爆震，則在步驟B5中輸入由爆震控制響應爆震的出現(xiàn)引起的點火正時的延遲量。隨后在步驟B6中，根據(jù)圖21中所示的圖計算通過以如上述預定比例混合兩種燃料獲得的混合燃料的辛烷值MRON。
根據(jù)MRON＝HRON×TRHRON+LRON×(1-TRHRON)，其中TRHRON是高辛烷值燃料的比例，HRON＝LRON+(MRON-LRON)/TRHRON 成立?；诘仁紿RON＝LRON+(MRON-LRON)/TRHRON，在步驟B7中確定高辛烷值燃料的辛烷值HRON。如果步驟B1中的確定是否定的，則過程立即終止。如果在步驟B4中沒有確認出現(xiàn)爆震，則在步驟B8中使點火正時提前以便使爆震出現(xiàn)。
第五實施例如上所述地工作。即，確定低辛烷值燃料和高辛烷值燃料的實際辛烷值，然后混合兩種燃料以便得到目標辛烷值。因而，即使在不知道高辛烷值燃料和低辛烷值燃料的辛烷值的情況下，或高辛烷值燃料和低辛烷值燃料的辛烷值偏離它們的標稱辛烷值的情況下，也能獲得具有合乎運行狀態(tài)的標準辛烷值的燃料。
下面，將描述第六實施例。
圖2是表示第六實施例的結構的圖。除了圖1中所示的第一到第五實施例的布置之外，第六實施例還包括存儲燃料的燃料箱3和燃料分離器設備4，燃料分離器設備4用于將通過燃料泵3a從燃料箱3供給的燃料分離成高辛烷值燃料和低辛烷值燃料。雖然沒有詳細示出，但燃料分離器設備4例如配備有對于芳香族組分具有良好透過性的分離膜，和使燃料流向分離膜，從而將燃料分離成包含大量芳香族組分的高辛烷值燃料和包含減少量芳香族組分的低辛烷值燃料，高辛烷值燃料穿過分離膜，低辛烷值燃料在不穿過分離膜的情況下被收回。
然而，燃料分離器設備4不局限于這種類型的設備，而可以是任何類型的設備，只要該設備能將燃料分離成高辛烷值燃料和低辛烷值燃料。例如，燃料分離器設備4可以是這樣的類型，其中通過分餾完成分離。在任何類型中，與第一和第二實施例中的相似，將由燃料分離器設備4分離的低辛烷值燃料和高辛烷值燃料存儲在低辛烷值燃料箱5和高辛烷值燃料箱7中。
根據(jù)第六實施例中的分離膜類型的燃料分離器設備4，如果分離器設備正常工作，能將市場上可買到的辛烷值大約為90的普通汽油分離成辛烷值大約為86的汽油和辛烷值大約為100的汽油。能通過分離器設備4將市場上可買到的辛烷值大約為100的高辛烷值汽油分離成辛烷值大約為96的汽油和辛烷值大約為110的汽油。
因而，在第六實施例中，在這樣的假定下設定混合燃料的目標辛烷值、點火正時等等，即，如果普通汽油存儲在燃料箱3中，則辛烷值為86的低辛烷值燃料和辛烷值為100的高辛烷值燃料存儲在它們各自的儲箱中，和如果高辛烷值汽油存儲在燃料箱3中，則辛烷值為96的低辛烷值燃料和辛烷值為110的高辛烷值燃料存儲在它們各自的儲箱中。在第六實施例中，在預定的平穩(wěn)運行狀態(tài)期間避免了爆震。
在上述前提下，執(zhí)行圖10中所示的流程圖所示的控制。步驟101到107與第一實施例中的相同，然而，第六實施例與第一實施例的不同之處在于在步驟107后面執(zhí)行步驟107E到107G，省略了步驟108到112。在步驟107E中，確定在步驟107中計算的RDRONF是否大于預定判別值JSEP。如果步驟107E中的確定是肯定的，則在步驟107F中確定燃料分離器設備有異常。如果步驟107E中的確定是否定的，則在步驟107G中確定燃料分離器設備沒有異常。之后，過程終止。如果確定燃料分離器設備沒有異常，則也能執(zhí)行第一實施例中的步驟108到112，以便確定由不同于燃料分離器設備的部分中的異常引起的偏離標準混合比的混合比。由于第六實施例如上所述地工作，所以能確定燃料分離器設備4是否正在正常工作以便將燃料分離成具有預定辛烷值的高辛烷值燃料和具有預定辛烷值的低辛烷值燃料。
權利要求
1.一種火花點火式內燃機，其中通過燃料混合裝置(13a，13b)以可變的混合比將高辛烷值燃料和低辛烷值燃料混合起來并將混合燃料供給到燃燒室中，其特征在于根據(jù)所述火花點火式內燃機的運行狀態(tài)設定標準辛烷值，和調節(jié)所述高辛烷值燃料與低辛烷值燃料之間的第一混合比以便獲得所述標準辛烷值，和設定與所述標準辛烷值對應的參考點火正時，和在所述火花點火式內燃機中提供爆震測量裝置(10b)與混合比估計裝置，所述爆震測量裝置(10b)測量火花點火式內燃機的預定運行狀態(tài)期間的爆震出現(xiàn)狀態(tài)，所述混合比估計裝置確定真正供給到燃燒室中的高辛烷值燃料和低辛烷值燃料之間的第二混合比與所述第一混合比之間的偏差值，該偏差值基于測量的爆震出現(xiàn)狀態(tài)確定，和基于該偏差值估計高辛烷值燃料與低辛烷值燃料之間的所述第二混合比。
2.如權利要求1所述的火花點火式內燃機，其特征在于如果所述第二混合比與第一混合比不同，則改變供給到所述燃燒室中的高辛烷值燃料的數(shù)量和/或低辛烷值燃料的數(shù)量，以使得所述第二混合比變得基本上等于所述第一混合比。
3.如權利要求1或2所述的火花點火式內燃機，其特征在于如果在預定運行狀態(tài)期間沒有出現(xiàn)爆震，則將所述點火正時提前。
4.如權利要求1到3中任一個所述的火花點火式內燃機，其特征在于如果在預定運行狀態(tài)期間出現(xiàn)爆震，則增加高辛烷值燃料的比例。
5.如權利要求1到4中任一個所述的火花點火式內燃機，其特征在于所述爆震測量裝置(10b)根據(jù)爆震出現(xiàn)時的爆震強度執(zhí)行延遲點火正時的爆震控制，和所述混合比估計裝置基于由爆震控制引起的點火正時的延遲量估計所述第二混合比。
6.如權利要求5所述的火花點火式內燃機，其特征在于由所述爆震控制引起的點火正時的延遲量由進氣溫度修正。
7.如權利要求1到6中任一個所述的火花點火式內燃機，其特征在于所述燃料混合裝置(13a，13b)基于高辛烷值燃料的已知標稱辛烷值和低辛烷值燃料的已知標稱辛烷值混合所述高辛烷值燃料和低辛烷值燃料以便獲得所述標準辛烷值。
8.如權利要求1到7中任一個所述的火花點火式內燃機，其特征在于還包括適合檢測所述低辛烷值燃料的實際辛烷值和所述高辛烷值燃料的實際辛烷值的實際辛烷值檢測裝置，其中所述燃料混合裝置(13a，13b)根據(jù)運行狀態(tài)設定高辛烷值燃料和低辛烷值燃料之間的第三混合比，以便基于由所述實際辛烷值檢測裝置檢測的高辛烷值燃料的實際辛烷值和由實際辛烷值檢測裝置檢測的低辛烷值燃料的實際辛烷值獲得所述標準辛烷值。
9.如權利要求8所述的火花點火式內燃機，其特征在于所述實際辛烷值檢測裝置將低辛烷值燃料的比例設定在100％以測量預定運行狀態(tài)期間的爆震出現(xiàn)狀態(tài)，并基于測量的爆震出現(xiàn)狀態(tài)確定所述低辛烷值燃料的實際辛烷值，并以預定比例將實際辛烷值已經(jīng)被確定的低辛烷值燃料與所述高辛烷值燃料混合，和測量預定運行狀態(tài)期間的爆震出現(xiàn)狀態(tài)，并基于測量的爆震出現(xiàn)狀態(tài)確定所述高辛烷值燃料的實際辛烷值。
10.如權利要求1到9中任一個所述的火花點火式內燃機，其特征在于還包括將燃料分離成所述高辛烷值燃料和低辛烷值燃料的燃料分離器設備(4)，其中所述混合比估計裝置確定燃料分離器設備(4)是否正在正常工作以便將燃料分離成具有預定辛烷值的高辛烷值燃料和具有預定辛烷值的低辛烷值燃料。
11.如權利要求10所述的火花點火式內燃機，其特征在于在所述燃料分離器設備(4)中，在分離出的高辛烷值燃料和分離出的低辛烷值燃料具有預定辛烷值的假定之下設定合乎運行狀態(tài)的第四混合比以便得到所述標準辛烷值，和如果基于爆震出現(xiàn)狀態(tài)確定的所述第二混合比和所述第四混合比之間的偏差值大于預定判別值，則所述混合比估計裝置確定燃料分離器設備(4)的工作是異常的。
12.一種用于估計在供給到火花點火式內燃機的燃燒室中的高辛烷值燃料和低辛烷值燃料之間的混合比的方法，其特征在于包括下列步驟根據(jù)火花點火式內燃機的運行狀態(tài)設定標準辛烷值的第一步驟；調節(jié)所述高辛烷值燃料與低辛烷值燃料之間的第一混合比以便獲得所述標準辛烷值的第二步驟；設定與所述標準辛烷值對應的參考點火正時的第三步驟；測量預定運行狀態(tài)期間的爆震出現(xiàn)狀態(tài)的第四步驟；確定真正供給到燃燒室中的高辛烷值燃料和低辛烷值燃料之間的第二混合比與所述第一混合比之間的偏差值的第五步驟，該偏差值基于測量的爆震出現(xiàn)狀態(tài)設定；和基于該偏差值估計高辛烷值燃料與低辛烷值燃料之間的所述第二混合比的第六步驟。
全文摘要
以一個混合比將存儲在低辛烷值燃料箱(5)和高辛烷值燃料箱(7)中的都具有已知辛烷值的低辛烷值燃料和高辛烷值燃料從燃料噴射閥(13a，13b)噴射到進氣口(12)中，該混合比實現(xiàn)根據(jù)發(fā)動機運行狀態(tài)設定的標準辛烷值。如果在預定的平穩(wěn)發(fā)動機運行狀態(tài)期間出現(xiàn)爆震，則由爆震傳感器(10b)檢測爆震，并與爆震對應，將點火正時從基本點火正時延遲。參考一圖根據(jù)點火正時延遲的量確定辛烷值的偏差，然后通過進氣溫度修正辛烷值的偏差?；谛拚男镣橹灯睿瑓⒖家粓D確定高辛烷值燃料的混合比的偏差，將這樣確定的偏差加到與標準辛烷值對應的算出的目標混合比，由此計算當前混合比。
文檔編號F02D41/00GK1806109SQ200480016311
公開日2006年7月19日 申請日期2004年6月4日 優(yōu)先權日2003年6月12日
發(fā)明者小田富久, 新美國明 申請人:豐田自動車株式會社