CN116867960A - 燃料分发方法 - Google Patents
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Abstract
用于确定要应用于内燃机的喷嘴的燃料的特征的方法，所述内燃机包括燃料箱、至少一个喷嘴和插在连接燃料箱与所述至少一个喷嘴的导管中的特征测量传感器，所述方法的特征在于：‑借助于测量传感器在第一时间段上收集燃料的特征的数据，确定所收集的数据的平均值并将其存储在矩阵中，将其关联至具有给定初始值的体积计数器，‑对于后续的每个时间段，收集燃料的特征的数据和在该时间段期间喷射的燃料体积的数据，从与矩阵的每个平均值相关联的每个体积计数器减去喷射的燃料体积，确定所收集的数据的平均值，如果该平均值与所存储的上一平均值相差正负预定系数，则将所述平均值存储在矩阵中并将所述平均值关联至具有给定初始值的体积计数器，‑要应用于喷嘴的特征是存储在矩阵中的体积计数器小于等于零的上一个平均值。
Description
技术领域
本发明的技术领域是用于控制内燃机燃料供应的装置和方法。
背景技术
自从能够用具有可变特征的燃料运转的内燃机上市以来，就需要高度准确地了解喷射到发动机的燃烧室中的燃料的特征的实际含量(taux)。实际上，燃料的特征(例如乙醇)的含量使得能够确定要喷射的燃料量，以便实现燃料/空气混合物的完全燃烧，从而优化发动机性能。与此相反，不完全燃烧会影响发动机的性能和耐久性，还会消耗燃料并且污染环境。
这种类型的发动机需要配备用于测量燃料的多种特征的传感器。然而，由于其固有特征，这种传感器只能设置在燃料压力较低的位置，即燃料箱与处于燃料喷嘴上游的高压泵之间。在传感器测得的特征含量与实际喷射到发动机中的特征含量之间于是有一个延迟。需要将该延迟考虑在内，才不会在发生燃料过渡时(例如，在更换燃料时)中断发动机的运转。
在例如燃料箱加满且燃料箱中的燃料有新的乙醇含量之后，会有一个新燃料的过渡体积。该体积介于乙醇含量传感器测量的燃料箱与喷嘴之间。喷嘴中的乙醇含量将从旧含量变为新含量，在此过渡期间，需要尽可能准确地了解乙醇含量，以优化发动机的运转。
属于本申请人的FR1858049中描述了一种方法。该方法包括在基于传感器测得的乙醇含量复原喷嘴处的乙醇含量时将燃料消耗考虑在内。该方法也将传感器周围与喷嘴周围的体积的差异考虑在内，该差异会影响燃料的过渡速度。最后，该方法使得能够基于乙醇含量的测量来检测燃料过渡。
为了虑及乙醇含量过渡期间的延迟，该方法连续存储乙醇含量传感器的采集结果。将乙醇含量采集结果存储在矩阵中，并根据燃料消耗来延迟复原。于是，所用矩阵的大小需要与传感器与喷嘴之间的距离相关。然而，这种矩阵的使用需要大量的存储资源，并且传感器距喷嘴越远，存储资源就越多。此外，因为需要保留测量历史，因此矩阵需要存储在非易失性存储器中。当含量变化且计算机断电时，这样保存在非易失性存储器中是尤其推荐的。当驾驶员刚刚加满燃料，移动车辆并在不久后停车时，可能会出现这种情况。
不言而喻，上述方法也使得能够确定喷嘴实际感受到的包含在燃料中的任何产品的含量，只要设置了相应的测量传感器。如今存在使得能够测量燃料的各种特征的测量传感器，这进一步增加了存储的数据量，因此增加了例如发动机控制单元的存储资源。
需要减少为了确定将实际喷射到喷嘴中的燃料的特征而存储的燃料的特征数据的量。
发明内容
因此，本发明涉及一种用于确定要应用于内燃机的喷嘴的燃料的特征的方法，所述内燃机包括燃料箱、至少一个喷嘴和用于测量所述特征的测量传感器，所述测量传感器插在连接燃料箱与所述至少一个喷嘴的导管中，所述方法的特征在于：
-借助于测量传感器在第一时间段上收集燃料的所述特征的数据，确定所收集的所述数据的平均值并将其与参考值进行比较，如果该平均值与所收集的数据的平均值的参考值相差正负预定系数，则将所收集的所述数据的所述平均值存储在矩阵中，或者如果所述矩阵不包括所述参考值，则使所收集的所述数据的所述平均值成为参考值，
-每当出现所收集的数据的平均值的新参考值时，将其关联至体积计数器(compteur de volume)，所述体积计数器的初始值与位于所述测量传感器与所述至少一个喷嘴之间的导管体积相对应，
-对于后续的每个时间段，收集燃料的所述特征的所述数据和在每个时间段期间喷射的燃料体积的数据，从与矩阵的每个平均值相关联的每个体积计数器减去对于每个经过的时间段喷射的燃料体积，
-要应用于喷嘴的燃料的特征是存储在所述矩阵中的体积计数器小于等于零的最早的平均值。
根据本发明的一个实施例，预定系数对应于喷嘴可接受的要应用于喷嘴的燃料的特征的误差容限。
根据本发明的另一实施例，预定系数K在2％至5％之间。
根据本发明的又一实施例，当与平均值相关联的体积计数器小于等于零时，从矩阵删除所述体积计数器和所述平均值。
根据本发明的又一实施例，要应用于内燃机的喷嘴的燃料的特征对应于燃料的乙醇含量。
根据本发明的又一实施例，燃料的特征对应于选自包括以下的组的特征：燃料的密度、燃料的PCI(pouvoir calorique inférieur，低位燃烧热)、燃料的辛烷值、燃料的十六烷值和燃料的酯含量。
根据本发明的又一实施例，在上一个应用于喷嘴的特征PRj与下一个要应用于喷嘴的燃料的特征之间估算要应用于喷嘴的燃料的特征。
有利地，所述估算包括应用上一个应用的特征所通过的仿射规律(loi affine)，所述仿射规律的斜率等于再上一个应用的特征与上一个应用的特征之间的梯度，应用所述仿射规律直到接收到下一个要应用的特征，或者所述估算以下一个要应用的特征为限。
本发明还涉及用于实施根据本发明的方法的内燃机的发动机控制单元。
本发明的一个优点在于减少了存储在例如发动机控制单元的存储器中的数据量。
本发明的另一优点在于确定要应用于喷嘴的燃料的多个特征的可能性。
仍另一优点在于降低了与确定要应用于喷嘴的燃料的特征的方法的实施相关联的成本。
附图说明
通过结合附图阅读下面的进一步描述，将更好地理解本发明的其他特征、优点和细节，在附图中：
图1示出了内燃机的示意图，
图2示出了例示由测量传感器测得的燃料的特征的变化的曲线图，
图3示出了例示根据本发明一个实施例的方法的步骤的流程图，并且
图4示出了例示根据本发明一个实施例的方法的步骤的另一流程图。
图5以曲线图方式示出了估算喷射的乙醇含量的示例。
具体实施方式
如上所述，本发明涉及一种用于确定要应用于内燃机的喷嘴的燃料的特征的方法。
在本发明的范围内，“燃料的特征(caractéristique d′un carburant)”意指用于发动机运转的燃料的固有特征。特征与发动机容许使用的燃料类型有关。尤其可以例举具有高度优化效率的小汽缸容量涡轮增压直喷汽油发动机。对于这种类型的发动机，需要非常准确地知道乙醇含量。
在本发明的范围内，“燃料的特征”意指表征所用燃料的任何特征。燃料的特征尤其可以对应于燃料的乙醇含量、燃料的密度、燃料的PCI、燃料的辛烷值、燃料的十六烷值、或燃料的酯含量。
图1示出了可用于实施根据本发明的方法的内燃机。发动机包括通过导管5连接到喷嘴4的燃料箱1、位于导管5处的特征测量传感器3以及发动机控制单元2。用VTOT来表示位于测量传感器3与喷嘴4之间的导管5的体积。
测量传感器3以规则的时间间隔收集通过导管5的燃料的特征的数据。
喷嘴4使得能够将期望量的燃料喷射到燃烧室中。
发动机控制单元2使得能够存储、处理并向喷嘴4转送(retranscrire)由测量传感器收集的数据。所述发动机控制单元2尤其包括数据存储装置、数据处理装置和喷嘴4控制装置。发动机控制单元2使得能够实现根据本发明的方法。
因此，根据本发明的方法使得能够在将燃料消耗考虑在内的情况下确定位于测量传感器下游的待喷射燃料的特征。
图2示出了例示由测量传感器测得的燃料的特征的变化的曲线图。
在五个时间段Tx-1、Tx、Tx+1、Tx+2和Tx+3上例示了特征变化。各时间段Tx-1、Tx、Tx+1、Tx+2和Tx+3的持续时间可彼此不同，并且与待测的燃料特征和测得的特征变化有关。因此，一个时间段的持续时间通常在1s至20s之间，优选为10s。
最初，借助于测量传感器在第一时间段Tx-1上收集燃料的特征的数据Px-1。数据Px-1是在时间段Tx-1期间以规则的时间间隔收集的。数据Px-1的收集间隔比持续时间Tx-1短。例如，针对等于10s的持续时间Tx-1，每100ms收集一次数据P。
所收集的数据Px-1使得能够确定持续时间Tx-1期间收集的数据Px-1的平均值PMx-1。这样就在时间段Tx-1结束时确定了平均值PMx-1。
于是将平均值PMx-1与包括在矩阵中的收集数据的平均值的参考值PMCURi-1进行比较。如果平均值PMx-1与收集数据的平均值的参考值PMCURi-1相差正负预定系数K，或者如果矩阵不包括参考值，则将收集数据Px-1的平均值PMx-1存储在矩阵中，并使之成为参考值PMCURi。
每当出现收集数据的平均值的新参考值PMCURi时，将其关联至体积计数器CVi，所述体积计数器CVi的初始值VTOT与位于所述测量传感器3与所述至少一个喷嘴4之间的导管体积相对应。
体积计数器CVi的初始值等于VTOT。实际上，在测量传感器处确定燃料的特征的平均值PMx-1。于是，具有平均特征PMx-1的燃料需要完成测量传感器与喷嘴之间的等效体积VTOT才能到达喷嘴。
于是就得到一个矩阵，该矩阵包括与初始值为VTOT的体积计数器CVi相关联的单个数据PMx-1。这使得能够大幅减少在单个时间段Tx-1内存储的数据量。如果考虑时间段Tx-1持续10s，并且每100ms收集一次数据Px-1，则存储的数据量会减少至百分之一。如果平均特征PMx-1仅每50个时间段Tx-1与PMCURi有差距，则存储的数据量会减少至五千分之一。
根据图2所示的根据本发明的方法的实施例，时间段Tx-1之后是时间段Tx，时间段Tx之后是时间段Tx+1，时间段Tx+1之后是时间段Tx+2，时间段Tx+2之后是时间段Tx+3。
因此，根据本发明的方法包括连续的时间段Tx、Tx+1、Tx+2等。后续的每个时间段Tx、Tx+1、Tx+2等在前一个时间段Tx-1、Tx、Tx+1结束时开始。对于后续的每个时间段Tx、Tx+1、Tx+2等，在时间段Tx、Tx+1、Tx+2等期间收集燃料的特征的数据Px、Px+1、Px+2等和喷射的燃料体积VIx、VIx+1、VIx+2等。
预定系数K对应于喷嘴可接受的要应用于喷嘴的燃料的特征的误差容限。所谓可接受的容限意指，只要应用于喷嘴的燃料的特征出现了不超过预定系数K的误差，发动机的运转就仍保持最佳。系数K尤其是根据测得的燃料特征。系数K通常在2％至5％之间，优选为3％。
这样，在每个时间段Tx结束时，获得参考值PMCURi和喷射的燃料体积VIx，喷射的燃料体积VIx使与矩阵中的参考值PMCURi相关联的体积计数器CVx的值减小。要应用于喷嘴的燃料特征PRj是存储在矩阵中的体积计数器CVi小于等于零的最早参考值PMCURi。实际上，每个体积计数器CVi都有一个初始值VTOT，并在每个时间段Tx结束时减小该时间段期间喷射的体积VIx。因此，每个计数器CVi减小，当其小于等于零时，这意味着与之相关联的平均值PMx已到达喷嘴。喷嘴实际看到的特征以及因此应用于喷嘴的特征PRi是存储在所述矩阵中的相关联体积计数器CVi小于等于零的最早参考值PMCURi。根据本发明的一个实施例，从矩阵删除体积计数器CVi小于等于零的参考值PMCURi。
该值PRj将应用于喷嘴，直到新的计数器CVi+1变得小于等于零。与该计数器相关联的参考值PMCURi将是要应用于喷嘴的新特征PRj+1。虽然喷嘴实际看到的燃料特征在值PRj与PRi+1之间变化，但是由于误差小于等于预定系数K，因此保持为最低限度。
为了弥补该缺陷，根据本发明的方法的一个实施例使得能够估算要应用于喷嘴的燃料的特征在两个值PRj之间的变化。这样，在上一个应用于喷嘴的特征PRj与下一个要应用于喷嘴的燃料的特征PRj+1之间估算要应用于喷嘴的特征PR。该估算包括例如应用上一个应用的特征PRj通过了的仿射规律，该仿射规律的斜率等于再上一个应用的特征PRj-1与上一个应用的特征PRj之间的梯度，应用所述仿射规律，直到接收到下一个要应用的特征PRj+1，或者估算以下一个要应用的特征PRj+1为限。
通过应用例如仿射或线性规律来实现作为时间的函数的该估算。于是，根据前一变化的梯度，应用于喷嘴的燃料的特征PRj将因预定系数K的值而饱和，直到接收到要应用的新特征PRj+1。或者，如果在饱和前接收到了要应用的新特征PRj+1，则立即应用它。
因此，应用梯度，直到接收到下一个要应用的特征PRj+1，或者直到应用的梯度值与上一个应用的特征PRj相差正负系数K。
基于先前计算出的斜率估算即时喷射的乙醇含量。从体积计数器CVi达到零值或负值的瞬间起，所估算的即时乙醇含量等于值PRj。从这个时刻开始，基于上一个应用的特征PRj所通过了的仿射规律来计算即时喷射的乙醇含量的估算值，该仿射规律的斜率等于先前计算出的梯度。于是应用该仿射规律：
-直到下一个体积计数器CVi+1达到零值或负值。在这种情况下，估算出的即时乙醇含量于是被校正并调整为值PMCURi+1；或者
-直到即时喷射的乙醇含量的估算计算值达到值PMCURi+1。在这种情况下，将即时喷射的乙醇含量的估算值冻结在值PMCURi+1，直到下一个体积计数器CVi+1达到负值。就这样针对每个时间段Tx重复根据本发明的方法。
图5例示了上述过程：横轴上是时间，纵轴上是喷嘴处的估算乙醇浓度。在两次复原a、b、c、d之间，基于根据刚刚接收到的样本和前一样本确定的斜率来估算即时乙醇含量。该乙醇含量将因下一样本的值而饱和。在图5的示例中，当接收到样本b时，用样本a和样本b的测量值来计算梯度，并一直参照该梯度，直到接收到样本c。在图5中有：a＝PRj-1；b＝PRj；c＝PRj+1(待接收)，d＝PRj+2(待接收)。
参考图2所示的示例来考虑矩阵的演变。
在时间段Tx-1结束时，矩阵由单个值PMx-1组成，与之相关联的是初始值为VTOT的体积计数器CVi-1。平均值PMx-1于是为参考值PMCURi-1，因为它是存储在矩阵中的上一个值。
在时间段Tx结束时，获得了平均值PMx和在持续时间Tx期间的喷射的体积的值VIx。将平均值PMx与参考值PMCURi-1(此处为PMx-1)进行比较，以确定它们是否相差正负预定系数K。根据该示例，值PMCURi-1与PMx没有相差正负预定系数K，因此不将平均值PMx纳入矩阵中。体积计数器CVi-1减小VIx的值。这样，在时间段Tx结束时，矩阵由参考值PMCURi-1组成，与之相关联的是值为VTOT-VIx的体积计数器CVi-1。
在时间段Tx+1结束时，获得了平均值PMx+1和在持续时间Tx+1期间喷射的体积的值VIx+1。将平均值PMx+1与参考值PMCURi-1(此处为PMx-1)进行比较，以确定它们是否相差正负预定系数K。根据该示例，值PMCURi-1与PMx+1没有相差正负预定系数K，因此不将平均值PMx+1纳入矩阵中。体积计数器CVi-1和前面所有的体积计数器CVi-2等都减小VIx+1的值。这样，在时间段Tx+1结束时，矩阵由参考值PMCURi-1组成，参考值PMCURi-1与体积计数器CVi-1相关联，所述体积计数器CVi-1的值为VTOT-VIx-VIx+1和体积计数器也减小了值VIx+1的先前存储的值。
在时间段Tx+2结束时，获得了平均值PMx+2和在持续时间Tx+2期间喷射的体积的值VIx+2。将平均值PMx+2与参考值PMCURi-1(此处为PMx-1)进行比较，以确定它们是否相差正负预定系数K。根据该示例，值PMCURi-1与PMx+2相差了正负预定系数K，因此将平均值PMx+2存储在矩阵中并成为参考值PMCURi。体积计数器CVi-1和前面所有的体积计数器CVi-2等都减小VIx+2的值。这样，在时间段Tx+2结束时，矩阵由参考值PMCURi-1和参考值PMCURi组成，参考值PMCURi-1与体积计数器CVi-1相关联，所述体积计数器CVi-1的值为VTOT-VIx-VIx+1-VIx+2和体积计数器也减小了值VIx+2的先前存储的值，参考值PMCURi与初始值为VTOT的体积计数器CVi相关联。
在时间段Tx+3结束时，获得了平均值PMx+3和在持续时间Tx+3期间喷射的体积的值VIx+3。将平均值PMx+3与参考值PMCURi-1(此处为PMx+2)进行比较，以确定它们是否相差正负预定系数K。根据该示例，值PMCURi与PMx+3相差了正负预定系数K，因此将平均值PMx+3存储在矩阵中并成为参考值PMCURi+1。体积计数器CVi-1和CVi减小VIx+3的值。这样，在时间段Tx+3结束时，矩阵由参考值PMcURi-1、参考值PMcURi和参考值PMCURi+1组成，参考值PMCURi-1与值为VTOT-VIx-VIx+1-VIx+2-VIx+3的体积计数器CVi-1相关联，参考值PMCURi与体积计数器CVi相关联，并且参考值PMCURi+1与初始值为VTOT的体积计数器CVi+1相关联。
现在假设在时间段Tx+3结束时，与平均值PMx-1(CVi-1)相关联的最早的体积计数器小于等于零。因此，在时间段Tx+3结束时要应用于喷嘴的特征PRj是特征PMx-1。
图3示出了例示根据本发明一个实施例的方法的步骤的流程图，其中，所测量的燃料的特征是乙醇含量。该流程图示出了例如由集成计算机在每个时间段t执行的快速计算回路。在图3所示的示例中，t等于100ms。所图示的流程图还使得能够确定乙醇含量平均值、将其存储在矩阵中、并将其与体积计数器相关联。
这样，每100ms测量一次测量传感器处的乙醇含量和喷射的燃料体积。对于后续的每个时间段T，确定累积乙醇含量和累积喷射的燃料体积。
如步骤10所示，累积乙醇含量等于每个时间段T测得的乙醇含量之和。同样，累积喷射的燃料体积等于每个时间段T测得的喷射燃料体积之和。
当时间段t的总和大于等于预定时间段T1时，如步骤11所示，在步骤12中计算在时间段T1期间测得的乙醇含量的平均值。如果在时间段T中确定的乙醇含量的平均值与存储在矩阵中的乙醇含量的上一个平均值相差正负系数K(步骤13)，则将在时间段T中确定的乙醇含量的平均值存储在矩阵中并使之成为存储在矩阵中的乙醇含量的上一平均值，并将其关联至初始值为VTOT的体积计数器(步骤14)。
接下来是使得能够确定和估算要应用于喷嘴的乙醇含量的步骤。这些步骤还包括图4所示的慢速计算回路15。
图4是例示根据本发明一个实施例的方法的步骤的流程图。该流程图示出了上面提到的慢速计算回路15，例如由计算机在每个时间段T1执行。在图4所示的示例中，T1＝10s。该慢速计算回路也使得能够确定和估算要应用于喷嘴的乙醇含量。
这样，对于每个时间段T1，将与存储在矩阵中的乙醇含量的每个平均值相关联的体积计数器减小在时间段T1期间喷射的燃料体积的值(步骤16)。当体积计数器变得小于等于零时(步骤17)，相关联的乙醇含量的平均值于是即为要应用于喷嘴的乙醇含量平均值(步骤18)。
于是，需要估算要应用于喷嘴的乙醇含量，直到确定了下一个要应用于喷嘴的乙醇含量。这样就确定了新的估算的斜率(步骤19)。该斜率等于上一个应用于喷嘴的平均值与新应用于喷嘴的平均值之间的斜率。
Claims (9)
1.用于确定要应用于内燃机的喷嘴(4)的燃料的特征(PRj)的方法，所述内燃机包括燃料箱(1)、至少一个喷嘴(4)和用于测量所述特征的测量传感器(3)，所述测量传感器(3)插在连接燃料箱(1)与所述至少一个喷嘴(4)的导管(5)中，所述方法的特征在于：
-借助于测量传感器(3)在第一时间段(Tx-1)上收集燃料的所述特征的数据(Px-1)，确定所收集的所述数据(Px-1)的平均值(PMx-1)并将其与参考值(PMCURi-1)进行比较，如果该平均值(PMx-1)与所收集的数据的平均值的参考值(PMCURi-1)相差正负预定系数(K)，则将所收集的所述数据(Px-1)的所述平均值(PMx-1)存储在矩阵中，或者如果所述矩阵不包括所述参考值，则使所收集的所述数据(Px-1)的所述平均值(PMx-1)成为参考值(PMCURi)，
-每当出现所收集的数据的平均值的新参考值(PMCURi)时，将其关联至体积计数器(CVi)，所述体积计数器(CVi)的初始值(VTOT)与位于所述测量传感器(3)与所述至少一个喷嘴(4)之间的导管体积相对应，
-对于后续的每个时间段(Tx，Tx+1，Tx+2，...)，收集燃料的所述特征的所述数据(Px，Px+1，Px+2，...)和在每个时间段(Tx，Tx+1，Tx+2，...)期间喷射的燃料体积(VIx，VIx+1，VIx+2，...)的数据，从与矩阵的每个参考值(PMCURi，PMCURi-1，PMCURi-2)相关联的每个体积计数器(CVi，CVi-1，CVi-2，...)减去对于每个经过的时间段(Tx，Tx+1，Tx+2，...)喷射的燃料体积(VIx，VIx+1，VIx+2，...)，
-要应用于喷嘴的燃料的特征(PRj)是存储在所述矩阵中的体积计数器(CVi)小于等于零的最早的参考值(PMCURi)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预定系数对应于喷嘴可接受的要应用于喷嘴的燃料的特征的误差容限。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，预定系数在2％至5％之间。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，当与参考值(PMCURi，PMCURi-1，PMCURi-2)相关联的体积计数器(CVi，CVi-1，CVi-2，...)小于等于零时，从矩阵删除所述体积计数器(CVi，CVi-1，CVi-2，...)和所述参考值(PMCURi，PMCURi-1，PMCURi-2)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，要应用于内燃机的喷嘴(4)的燃料的特征(PRj)对应于燃料的乙醇含量。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，燃料的特征(PRj)对应于选自包括以下的组的特征：燃料的密度、燃料的PCI、燃料的辛烷值、燃料的十六烷值和燃料的酯含量。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在上一个应用于喷嘴的特征(PRj)与下一个要应用于喷嘴的燃料的特征(PRj+1)之间估算要应用于喷嘴的燃料的特征(PRj)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述估算包括应用上一个应用的特征(PRj)所通过的仿射规律，所述仿射规律的斜率等于再上一个应用的特征(PRj-1)与上一个应用的特征(PRj)之间的梯度，应用所述仿射规律直到接收到下一个要应用的特征(PRj+1)，或者所述估算以下一个要应用的特征(PRj+1)为限。
9.内燃机的发动机控制单元(2)，其用于实施根据前述权利要求中的任一项所述的方法。
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