用于確定燃料質(zhì)量的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于確定用于燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的燃料質(zhì)量的方法和裝置，并且涉及計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]生物柴油為基于植物油或動(dòng)物脂肪的柴油燃料，通過(guò)如下方法制造:使酒精與例如來(lái)自菜籽油、棕櫚油或豆油的脂類起化學(xué)反應(yīng)，生成甲基、丙基或乙基的長(zhǎng)鏈烷基酯。在標(biāo)準(zhǔn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中使用生物柴油。在裝備有注射泵的標(biāo)準(zhǔn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，生物柴油可以以純形式(“B100”)不被混合地使用，或替代地可以與任意濃度的礦物柴油燃料(石油柴油、石化柴油)混合。然而，比如，取決于制造商，新型高壓(29，OOOpsi)共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)具有嚴(yán)格的B5或B20的工廠限制(意指在混合物中允許最大5vol%和20vol%的生物柴油)。
[0003]生物柴油可以被用作燃料，而不更改燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，生物柴油以及合成柴油具有與石化柴油不同的密度和特定卡值。這可能導(dǎo)致更改比如注射系統(tǒng)中的燃料數(shù)量的必要性以便當(dāng)使用不同燃料成分的燃料時(shí)實(shí)現(xiàn)相同的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和相同的轉(zhuǎn)速。另一方面，更改噴射燃料數(shù)量可能需要發(fā)動(dòng)機(jī)控件的控制參數(shù)的適應(yīng)，因?yàn)檫@可能影響排氣溫度以及排氣成分。
[0004]比如，在發(fā)動(dòng)機(jī)中生成的煙塵量以及氮氧化物的含量受到燃料成分的影響并且與石化柴油相比甚至可以被改進(jìn)，使得還必須適應(yīng)排氣再生。通常，當(dāng)將這種合成柴油或生物柴油燃料添加劑與石化柴油一起使用或如果石化柴油完全由這種替代燃料替換時(shí)，相對(duì)于排放、噪音、燃料消耗等而言，發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)通常不被最佳地適應(yīng)。
[0005]EP 2 080 888 A2公開(kāi)了一種用于確定車輛中直接噴射式內(nèi)燃機(jī)的燃料的質(zhì)量的方法。共軌燃油噴射系統(tǒng)包括受到PID-調(diào)節(jié)器控制的燃料泵。當(dāng)燃料粘度改變時(shí)，PID調(diào)節(jié)器的I值將改變。響應(yīng)于修改的粘度并且因此修改的軌壓，I值也將改變。隨后，使用新的I值結(jié)合存儲(chǔ)在特性映射中的參考值來(lái)確定新的粘度。在燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)或遞減操作模式期間，執(zhí)行對(duì)燃料的粘度的評(píng)估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于利用車輛中現(xiàn)有硬件盡可能快且盡可能精確地確定燃料質(zhì)量的方法和裝置。
[0007]其它目的是提供用于執(zhí)行這樣的方法的計(jì)算機(jī)程序、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品O
[0008]這些目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)獲得。其它權(quán)利要求、附圖和描述公開(kāi)了本發(fā)明的有利實(shí)施例。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種用于確定用于燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)特別是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的燃料質(zhì)量的方法，其中，燃料從低壓燃料箱被輸送至高壓空間并且被噴射到燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸中，其中，控制閥被提供用于直接或間接地控制被噴射到所述至少一個(gè)汽缸中的燃料量。將控制閥的定時(shí)信號(hào)的實(shí)際值與控制閥的定時(shí)信號(hào)的參考值相比較，并且根據(jù)控制閥的定時(shí)信號(hào)的實(shí)際值與參考值之間的差來(lái)導(dǎo)出燃料質(zhì)量參數(shù)。
[0010]此外或替代地，根據(jù)在高壓空間中在壓力的構(gòu)建階段期間壓力增加的梯度與在高壓空間中壓力增加的梯度的參考值相比較來(lái)導(dǎo)出燃料質(zhì)量參數(shù)。
[0011]有利地，可以在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的共軌噴射系統(tǒng)以及單體式噴射器系統(tǒng)中采用該方法。
[0012]方便地，控制閥可以是在燃料箱與高壓空間之間的溢流閥，該高壓空間為在共軌噴射系統(tǒng)中的共軌或單體式噴射器系統(tǒng)的燃料泵中的泵室?？梢愿鶕?jù)燃料供應(yīng)系統(tǒng)的溢流閥的定時(shí)信號(hào)的實(shí)際值與參考值之間的差和/或根據(jù)燃料系統(tǒng)中壓力梯度的實(shí)際值與壓力梯度的參考值之間的差來(lái)導(dǎo)出燃料質(zhì)量參數(shù)。
[0013]方便地，燃料可以從處于第一壓力下的燃料箱被輸送至處于高于第一壓力的壓力下的高壓空間并且被噴射到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸中，其中溢流閥被提供用于限制高壓空間中的燃料壓力。
[0014]在有利的實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)節(jié)控制閥定時(shí)和/或其操作持續(xù)時(shí)間經(jīng)壓力的閉環(huán)控制來(lái)建立高壓空間中所需的壓力。
[0015]方便地，可以在恒定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩下確定控制閥的定時(shí)信號(hào)的實(shí)際值。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定操作條件來(lái)改進(jìn)確定控制閥定時(shí)的精確度。
[0016]在進(jìn)一步的方便的實(shí)施例中，可以利用燃料的溫度的實(shí)際值來(lái)精確化控制閥的定時(shí)信號(hào)的實(shí)際值?？梢韵剂厦芏群腿剂险扯鹊臏囟认嚓P(guān)性，因此改進(jìn)本發(fā)明方法的精確度。
[0017]在進(jìn)一步的有利的實(shí)施例中，可以利用燃料的溫度的實(shí)際值來(lái)精確化高壓空間的壓力信號(hào)的實(shí)際值。可以消除燃料密度和燃料粘度的溫度相關(guān)性，因此改進(jìn)本發(fā)明方法的精確度。
[0018]在進(jìn)一步的方便實(shí)施例中，可以根據(jù)參考燃料的特性曲線集合來(lái)導(dǎo)出控制閥的定時(shí)信號(hào)的參考值。參考燃料可以是其參數(shù)已公知的石化柴油。
[0019]當(dāng)燃料在純生物柴油或純合成柴油或柴油與合成柴油或生物柴油的混合物(例如RME ;RME是油菜籽生物柴油的簡(jiǎn)式)上運(yùn)行時(shí)，確定本發(fā)明的燃料質(zhì)量有利地解決測(cè)量燃料的成分的問(wèn)題。優(yōu)點(diǎn)在于，在共軌噴射系統(tǒng)的情況下，不需要附加硬件。在單體式噴射器系統(tǒng)的情況下，方便的是將壓力傳感器聯(lián)接至高壓空間。
[0020]可以避免安裝附加燃料傳感器，這將降低總發(fā)動(dòng)機(jī)成本?？刂崎y的定時(shí)信號(hào)可以根據(jù)控制所述控制閥的操作的控制單元的控制信號(hào)容易地導(dǎo)出，所述控制閥比如在共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中可以是控制共軌裝置中的各種執(zhí)行器的操作的控制單元(也被稱為軌道控制器)。定時(shí)信號(hào)優(yōu)選是控制閥的接通信號(hào)或斷開(kāi)信號(hào)。在共軌噴射器系統(tǒng)的情況下，溢流閥的激活針對(duì)所有發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件被編程(即，被映射)并且因此在相應(yīng)的控制單元中可用。
[0021]本發(fā)明在這樣的共軌噴射系統(tǒng)中是特別有用的，其中，燃料在被噴射到燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的所述至少一個(gè)汽缸中之前從低壓燃料箱被輸送至處于高壓下的共軌(高壓空間)。
[0022]在共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃料從低壓燃料箱被輸送至高壓空間(即，共軌)，并且經(jīng)共軌被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中。溢流閥可以被理解為壓力控制閥。軌壓和噴射持續(xù)時(shí)間確定所噴射的燃料量。
[0023]比如，在共軌噴射系統(tǒng)中，由高壓貯存器(其被稱為軌道)中的柱塞(活塞)泵生成燃料壓力。軌道內(nèi)的壓力經(jīng)溢流閥控制器是可調(diào)節(jié)的。對(duì)于給定的軌壓和被噴射到(發(fā)動(dòng)機(jī))汽缸中的給定的燃料量，需要柱塞泵送的某種占空比。泵送周期由被稱為在軌道(軌道控制器)的控制單元(ECU)中使用的“占空比”的參數(shù)表示。為了獲得所需的軌壓，將壓力傳感器放置在軌道中，并且經(jīng)對(duì)軌壓的閉環(huán)控制通過(guò)調(diào)節(jié)溢流閥的操作的定時(shí)和/或持續(xù)時(shí)間(在下文中也被描述為溢流閥定時(shí)和/或其操作持續(xù)時(shí)間)來(lái)控制對(duì)正確壓力的調(diào)節(jié)。這有利地被用來(lái)檢測(cè)物理燃料性質(zhì)(諸如，燃料的粘度和/或密度)上的差異。如果燃料的這些性質(zhì)變化，則與純石化柴油相比泵送功必須下降或增加，即，必須改變占空比。比如，如果不同于石化柴油的實(shí)際燃料的粘度和密度的值低于石化柴油的那些值，則對(duì)于這樣的其它燃料而言泵送周期必須相應(yīng)地增加，并且因此，如果實(shí)際燃料的粘度和密度的值高于石化柴油的那些值，則泵送周期必須下降。相應(yīng)的石化柴油性質(zhì)已公知并且被標(biāo)準(zhǔn)化，并且因此，可以作為參考性質(zhì)有利地被利用。
[0024]替代地或此外，可以用將燃料從燃料箱輸送至諸如軌道(尤其是在共軌噴射系統(tǒng)中)的高壓空間中的燃料泵的泵送周期的實(shí)際來(lái)精確化控制閥的定時(shí)信號(hào)的實(shí)際值。可以通過(guò)包括更多信號(hào)用于確定控制閥的定時(shí)信號(hào)的實(shí)際值來(lái)改進(jìn)該方法的精確性和穩(wěn)健性。
[0025]該方法在單體式噴射器系統(tǒng)中也是特別有用的，在單體式噴射器系統(tǒng)中，燃料在泵空間中被壓縮，同時(shí)泵送在將燃料噴射到至少一個(gè)汽缸中期間發(fā)生。特別地，在單體式噴射器柴油中，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)汽缸中的針閥來(lái)噴射發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。溢流閥提供在燃料泵與燃料箱之間。在單體式噴射器系統(tǒng)的情況下，溢流閥定時(shí)相當(dāng)于特定曲柄角位置?？梢愿鶕?jù)溢流閥定時(shí)以及根據(jù)在構(gòu)建階段期間壓力的梯度對(duì)比在燃料的噴射期間高壓空間特別地泵室中的溢流閥定時(shí)(即，曲柄轉(zhuǎn)角位置)來(lái)導(dǎo)出燃料質(zhì)量參數(shù)。
[0026]根據(jù)在構(gòu)建階段期間高壓空間中的壓力增加的梯度與燃料泵的高壓空間特別地泵室的壓力信號(hào)的參考值相比來(lái)導(dǎo)出燃料質(zhì)量參數(shù)。
[0027]在單體式噴射器系統(tǒng)的情況下，對(duì)溢流閥的激活針對(duì)所有發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件被編程(即，被映射)并且因此在諸如溢流閥控制器的相應(yīng)的控制單元中是可用的。在這樣的系統(tǒng)中不存在共軌。燃料泵壓縮泵室中的燃料，該泵室在單體式噴射器系統(tǒng)