基於內部平均有效壓力評估的生物柴油混合檢測方法

2023-06-05 03:29:31

專利名稱：基於內部平均有效壓力評估的生物柴油混合檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種用於基於內部平均有效壓力(IMEP)評估的生物柴油混合檢測的 方法，該評估通過車輛的電子控制單元(ECU)進行。
背景技術：
生物柴油可單純地或以任意濃度與石油柴油混合而用於最近的現代柴油發動機。可以預計，生物柴油的使用在未來會增加，這特別是由於這種燃料的優點。特別地，使用生物柴油可具有高達到80%的顆粒減少效果。此外，生物柴油提供了重新標定煙塵-NOx折衷的可能性，以消除NOx的增加。並且，其還提供了減少抗顆粒過濾器的再生頻率的可能性。但是，生物柴油的使用並不是沒有問題；例如，對於生物柴油燃料，發動機的冷啟 動相對於石油柴油可能變難，特別是以較低溫度。另一問題是增加的油稀釋，這是由於生物柴油的糟糕揮發性。此外，生物柴油的使用可具有使發動機的功率減小7-10%的影響。此外，生物柴油可導致氮氧化物排放增加60%。本發明的目的是使得可以檢測車輛油箱中的生物柴油，以便提供生物柴油體積百 分比的儘可能準確的評估。另一目的是不使用專用傳感器、而僅使用現有發動機傳感器和ECU可得數據來實 現該評估。本發明的另一目的是通過合理和廉價的方案實現這些目標。這些目的通過具有獨立權利要求所述的特徵的一種方法、一種發動機、一種計算 機程序和電腦程式產品，以及通過一種電磁信號實現。從屬權利要求限定了本發明的優選和/或特別有利的方面。

發明內容
本發明提供了一種用於內燃機中的生物柴油混合檢測的方法，包括至少如下步 驟-通過至少第一傳感器提供的測量值進行內部平均有效壓力(IMEP)的第一評估， 該第一傳感器的輸出代表實際的IMEP值，以便使用該第一評估作為參考值；-通過測量燃料轉換效率(FCE)、噴射的燃料量(QfuJ以及低熱值(LHV)進行內部 平均有效壓力(IMEP)的第二評估，並通過所述發動機的電子控制單元(EOT)執行所述第二 評估；-確定由第一評估和第二評估獲得的值之間的偏差。通過該方法，燃料中的生物柴油可在使用已有信息而不使用額外部件且因此沒有 額外的成本的情況下被檢測。優選地，該方法還包括步驟使用所述值的偏差和生物柴油相對於石油柴油百分3比之間的一組預計算的相關度值，以便確定生物柴油混合值。本發明由此基於以兩種不同方式評估的內燃機中的內部平均有效壓力(IMEP)的 監視和比較。第一評估基於發動機的內部平均有效壓力(IMEP)的直接測量，優選地使用利用 對缸內壓力曲線進行積分的直接測量，該壓力曲線由壓力傳感的電熱塞提供。這樣的評估 對車輛油箱中的實際生物柴油混合不敏感，且可被用作表示實際IMEP值的參考。第二評估通過發動機的燃料轉換效率(FCE)的、噴射燃料量(QfuJ的和石油柴油 的低熱值LHV的測量值評估內部平均有效壓力(IMEP)，這些測量值全部是車輛E⑶已有信 息。給出生物柴油混合的測量值，由於低熱值LHV對於生物柴油混合敏感，根據該參數計算 的RAFR顯示了與正確值的偏差，該偏差作為生物柴油相對於石油柴油的百分比增加的函 數而增加。因此，通過將來自傳感器的第一直接IMEP測量值與利用車輛E⑶獲得的第二 IMEP 評估值相比較，可以確定生物柴油加油和混合比(fueling and blending ratio)。該方法的步驟可連續地重複，以便獲得生物柴油百分比的連續監視。根據本發明的方法可以電腦程式的形式和電腦程式產品的形式實現，該程序 包括程序代碼以執行本發明方法的全部步驟，該電腦程式產品包括用於執行電腦程式 的裝置。根據本發明的優選實施例，電腦程式產品包括用於IC發動機的控制設備，例如 發動機的ECU，其中存儲有程序，以使得該控制設備以與該方法相同的方式限定本發明。在 這種情況下，控制設備執行電腦程式，根據本發明的方法的全部步驟被執行。根據本發明的方法可通過電磁信號傳送，所述信號被調製，以執行代表計算機程 序的數據位序列，以執行本發明的方法。本發明還提供了 一種內燃機，特別地被設置用於執行檢測方法。結合附圖考慮，本發明的其它目的、特徵和優點將通過優選實施例的以下詳細說 明變得明顯。


將通過示例參考附圖描述本發明，其中圖1是本發明的方法的步驟的示意圖；和圖2是實驗數據的柱形圖，用來證明FCE和Qfuel不因生物柴油加油而顯示明顯變 化。
具體實施例方式現將描述本發明的優選實施例。本發明的方法允許通過由其特性導致的相對於石油柴油的燃燒差別而檢測生物 柴油在常規柴油燃料中的混合百分比。作為低熱值(lower heating value)，LHV，生物柴油 和常規石油柴油燃料之間的主要差別之一，本方法使用其在內部平均有效壓力(IMEP)評 估上的作用來檢測混合百分比。更具體地，內部平均有效壓力(IMEP)可以以兩種替換的方式評估；內部平均有效4壓力的第一評估通過第一傳感器提供的測量值提供，該第一傳感器的輸出基本上獨立於燃 料規格，並給出實際的IMEP值。該評估優選地通過對缸內壓力曲線積分進行，該壓力曲線由壓力傳感電熱塞提{共。評估IMEP的第二種方式通過組合由以下等式表示的信息進行
權利要求
1.一種用於內燃機中的生物柴油混合檢測的方法，包括至少如下步驟-通過至少第一傳感器提供的測量值進行內部平均有效壓力(IMEP)的第一評估，該第 一傳感器的輸出代表實際的IMEP值；-通過測量燃料轉換效率(FCE)、噴射的燃料量(QfuJ以及石油柴油的低熱值(LHV)進 行內部平均有效壓力(IMEP)的第二評估，並通過所述發動機的電子控制單元(ECU)執行所 述評估；-確定由第一評估和第二評估獲得的值之間的偏差。
2.如權利要求1所述的方法，還包括步驟使用所述值的偏差和生物柴油相對於石油 柴油百分比之間的一組預計算的相關度值，以便確定生物柴油混合值。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第一評估通過對缸內壓力曲線積分而 進行，該壓力曲線由壓力傳感電熱塞提供。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，內部平均有效壓力(IMEP)的所述第二評估 通過以下公式進行T,,PD FCE .Qfucl-LHVIMEP =^mmW-⑴其中，FCE是發動機的燃料轉換效率，Qfuel是噴射的燃料量，HLV是低熱值。
5.如權利要求4所述的方法，其中，為了確定生物柴油混合值，建立生物柴油混合物的 實際低熱值LHV和根據所述第二評估估計的IMEP之間的對應關係。
6.如權利要求5所述的方法，其中，所述對應關係大致是線性的，以便允許插值。
7.如權利要求1所述的方法，其中，第一評估和第二評估連續地重複，以便獲得生物柴 油百分比的連續監視。
8.如權利要求1所述的方法，其中，考慮對於整個發動機的ECU可得的數據進行IMEP 的第一評估和第二評估。
9.一種內燃機，特別是柴油發動機，該內燃機具有相關的傳感器用於測量燃燒參數，其 特徵在於，內燃機包括ECU，用於執行如前述權利要求任一項所述的方法。
10.一種電腦程式，包括程序代碼，適用於執行權利要求1至8中任一項所述的方法。
11.一種電腦程式產品，包括根據權利要求10的電腦程式。
12.如權利要求11所述的電腦程式產品，包括控制設備，其中存儲有電腦程式。
13.—種電磁信號，調製為用於數據位序列的載波，該數據位序列代表如權利要求10 的電腦程式。
全文摘要
一種用於內燃機中的生物柴油混合檢測的方法，包括至少如下步驟通過至少第一傳感器進行內部平均有效壓力(IMEP)的第一評估，該第一傳感器的輸出代表實際的IMEP值，以便使用該第一評估作為參考值；通過測量燃料轉換效率(FCE)、噴射的燃料量(Qfuel)以及低熱值(LHV)進行內部平均有效壓力(IMEP)的第二評估，並通過所述發動機的電子控制單元(ECU)執行所述第二評估；確定由第一評估和第二評估獲得的值中的偏差。
文檔編號F02D41/26GK102042106SQ20101051739
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月19日 優先權日2009年10月19日
發明者克勞迪奧·西亞拉維諾, 艾伯託·瓦薩洛, 費德裡科·L·古格利爾蒙 申請人:通用汽車環球科技運作公司