CN101265843B - 火花点火式内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种火花点火式内燃机，包括：主油箱，用于存储自燃属性未知的待确定燃料；辅助油箱，用于积累自燃属性已知的基准燃料；控制器，其被编程以执行操作：向燃烧室供应通过以预定的比例混合所述待确定燃料与所述基准燃料而制得的混合燃料；测量所述混合燃料的自燃属性；基于所测得的所述混合燃料的自燃属性、所述基准燃料的已知的自燃属性和所述混合燃料的比例，来确定所述待确定燃料的未知的自燃属性；在所述确定之后，将所述待确定燃料从所述主油箱引入所述辅助油箱，并且将所述待确定燃料存储在所述辅助油箱中，从而使得所述待确定燃料用作自燃属性已知的下一基准燃料。

Description

火花点火式内燃机
技术领域
本发明涉及一种确定(估计)属性未知的燃料的自燃属性(hypergolic property)的火花点火式内燃机(spark ignition typeinternal combustion engine)。
背景技术
使用爆震确定(knocking determination)(即，爆震极限点火定时(knocking limit ignition timing)的测量)来确定燃料的自燃属性(即，表示自燃属性的特征，用辛烷值或十六烷值来表现)是在火花点火式内燃机的领域中一种公知的技术。这种确定已广泛地用于从普通汽油中识别高辛烷值汽油。
现有技术的火花点火式内燃机包括辛烷值不同的两种燃料，将这两种燃料混合并供应给燃烧室(combustion chamber)。在内燃机中，测量低辛烷燃料的辛烷值，然后混合这两种燃料来测量混合燃料的辛烷值。根据这些辛烷值和这两种燃料的混合比来测量高辛烷燃料的辛烷值。
根据现有技术的内燃机，每当供应具有未知辛烷值的燃料时，需要确定两种燃料的辛烷值。如果只在低辛烷燃料的情况下来确定爆震，则会出现这样一个问题：当供应具有极低辛烷值的燃料时，爆震会增强。
发明内容
鉴于这种情形，本发明的目的在于提供一种能够以简单又安全的方式确定燃料的自燃属性的火花点火式内燃机。
在一个实施例中，本发明提供一种火花点火式内燃机，包括主油箱，用于存储自燃属性未知的待确定燃料；辅助油箱，用于积累自燃属性已知的基准燃料；以及控制器，其被编程以执行以下操作：向燃烧室供应通过以预定的比例混合所述待确定燃料与所述基准燃料而制得的混合燃料；测量所述混合燃料的所述自燃属性；基于所测得的所述混合燃料的所述自燃属性、所述基准燃料的已知的所述自燃属性和所述混合燃料的所述比例，来确定所述待确定燃料的未知的所述自燃属性；以及在所述确定之后，将所述待确定燃料从所述主油箱引入所述辅助油箱，并且将所述待确定燃料存储在所述辅助油箱中，从而使得所述待确定燃料用作所述自燃属性已知的下一基准燃料。
在另一实施例中，本发明提供一种用于火花点火式内燃机的燃料性质确定方法，所述内燃机包括主油箱和辅助油箱，所述主油箱用于存储自燃属性未知的待确定燃料，所述辅助油箱用于积累所述自燃属性已知的基准燃料，所述方法包括：向燃烧室供应通过以预定的比例混合所述自燃属性未知的所述待确定燃料与所述自燃属性已知的所述基准燃料而制得的混合燃料；测量所述混合燃料的所述自燃属性；以及基于所测得的所述混合燃料的所述自燃属性、所述基准燃料的已知的所述自燃属性和所述混合燃料的所述比例，来确定所述待确定燃料的未知的所述自燃属性。
根据本发明，即使供应了自燃属性未知的燃料，在辅助油箱中积累的自燃属性已知的基准燃料被用作混合燃料中的一种燃料。因此，每当供应自燃属性未知的燃料时，无需确定两种燃料中每一种燃料的自燃属性。
即使供应了具有极低辛烷值的燃料，当仅使用具有极低辛烷值的燃料来确定自燃属性时也不会增强爆震。这是由于所供应燃料的自燃属性是通过将它与在辅助油箱中积累的自燃属性已知的基准燃料混合而确定。
附图说明
包含在说明书中并构成本说明书的一部分的附图说明了本发明的优选实施例，并且与上文所给出的一般性说明和下文所给出详细说明一起用于解释本发明的特征。
图1是根据本发明的第一实施例的内燃机的系统图；
图2是用于确定燃料自燃属性(例如，辛烷值)的原理的解释图；
图3是用于确定燃料自燃属性的流程图；
图4是图3中流程图的部分的详细流程图；
图5是用于燃料自燃属性确定的映射的解释图；
图6是燃料转换和运行状况改变的解释图；
图7是根据本发明的第二实施例的内燃机的系统图；
图8是根据本发明的第三实施例的内燃机的系统图；
图9是根据本发明的第四实施例的内燃机的系统图；以及
图10是第二燃料确定的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图说明本发明的实施例。
图1是示出根据本发明的第一实施例的内燃机的燃料供应系统的系统图。
内燃机1是在燃烧室2内具有火花塞(ignition plug)3的火花点火式内燃机。内燃机1还包括能够改变进气阀4与排气阀5的阀定时的可变阀定时机构(variable valve timing mechanism，VTC)6。另外，内燃机1包括通过改变活塞7的冲程量能够改变压缩比的可变压缩比机构(variable compression ratiomechanism，VCR)8。
通过置于进入通道(进入口)9中的燃料喷射阀(fuelinjection valve)10将燃料供应给内燃机1。包含在主油箱11中的燃料由燃料泵12通过燃料通道13供应给燃料喷射阀10，过量燃料通过返回通道14返回到主油箱11。
主油箱11具有可以打开/关闭的供应口(supply port)11a，并在从外部供应燃料时存储未知性质的燃料(即，待确定燃料)。
为了确定主油箱11中的燃料的自燃属性，设置有用于容纳自燃属性已知的基准燃料的辅助油箱15。在用于正常操作的燃料喷射阀10旁边，进入通道(进入口)9设有能够喷射基准燃料的燃料喷射阀16。辅助油箱15中的基准燃料由燃料泵17通过燃料通道18供应给燃料喷射阀16，过量的燃料通过返回通道19返回到主油箱11。
辅助油箱15通过控制阀(常闭电磁开关阀)20与主油箱11连通。更具体地，燃料通道21从用于从主油箱11馈送燃料的燃料泵12和燃料喷射阀10之间的燃料通道13分出支路。燃料通道21通过控制阀20连接到辅助油箱15。
燃料喷射阀16和控制阀20以及燃料喷射阀10、火花塞3、可变阀定时机构6和可变压缩比机构8的操作由内燃机控制单元(ECU)22控制。
与运行状况(例如，加速器开度(accelerator opening)，内燃机转速等)相关的信号从各种传感器(未示出)输入到ECU22。另外，其它的信号从爆震传感器23、液位传感器24和液位传感器25输入到ECU 22，爆震传感器23用于基于内燃机1的特定频率的振动来检测爆震，液位传感器24用于检测主油箱11中的燃料量(即，液位)，液位传感器25用于检测辅助油箱15中的燃料量(即，液位)。
接着，将说明对主油箱11内的待确定燃料的自燃属性(尤其是，作为自燃属性指标的辛烷值)的确定。首先，将说明确定的原理。
假定待确定燃料的辛烷值和基准燃料的辛烷值分别是Ox和Oy。通过将这些燃料以预定比例“a”混合而制得的混合燃料的辛烷值Oz可根据下列方程来表示：
Oz＝Ox·a+Oy·(1-a)
其中比例“a”是待确定燃料在混合燃料(总燃料)中的比例，(1-a)是基准燃料在混合燃料中的比例。
通过这个方程，计算Ox＝(Oz-Oy·(1-a))/a。因此，可从混合燃料的辛烷值Oz、基准燃料的辛烷值Oy、以及前述比例来计算待确定燃料的辛烷值Ox。
由于基准燃料的辛烷值Oy是已知的，可通过测量比例为“a”的混合燃料的辛烷值Oz来估计待确定燃料的辛烷值Ox。
如果已知基准燃料的辛烷值并且例如如图2所示RON是100，在基准燃料的比例是90vol.％且辛烷值未知的待确定燃料的比例是10vol.％的情况下，作为通过爆震确定(即，爆震极限点火周期的测量)估计混合燃料的辛烷值的结果，RON可能是90。在这种情况下，确定目标燃料的辛烷值是RON：0。
当只利用待确定燃料操作内燃机来确定爆震时，即使在自燃属性很高的情况下，可通过减小待确定燃料的比例而准确地确定爆震。
接着，将参考图3的流程图说明主油箱11内的待确定燃料的自燃属性(辛烷值)的确定。
在步骤1(注意，图中为S1)，判断是否已建立自燃属性的确定条件(是否选择了确定模式)。
在确定主油箱11中的燃料时，因为通过燃料供应，燃料的性质变成未知，首先通过使用判断是否向主油箱11供应了燃料的燃料供应确定单元来判断发生了燃料供应。之后，当内燃机启动时确定自燃属性。
燃料供应确定单元使用一种能够测量主油箱11中的燃料量的装置(例如，液位传感器24)，当内燃机启动时的燃料量与内燃机停止时燃料量的差超过预定量时，确定发生了燃料供应。其中，设置用于检测燃料流入主油箱11内的装置，由于检测到燃料流入而确定发生了燃料供应。
为了改进自燃属性确定的可靠性，需要在预定内燃机转数和负荷下执行燃料确定，而且如果考虑到对驾驶性能的影响，最优选地在空转操作时执行确定。
因此，作为确定自燃属性的条件，判断在确定发生了燃料供应之后内燃机是否启动，并且判断是否出现空转操作。
如果建立了用于确定自燃属性的条件，则过程进入步骤2。
在步骤2，将主油箱11中待确定燃料和辅助油箱15中的基准燃料以预定比例(喷射量比例)“a”通过喷射供应给内燃机1。更具体地，假定所需的喷射量(所需喷射脉宽)是Ti，则用于待确定燃料的燃料喷射阀10的燃料喷射量(喷射脉宽)是Ti·a，而用于基准燃料的燃料喷射阀16的燃料喷射量(喷射脉宽)是Ti·(1-a)。各燃料喷射阀10、16喷射燃料。
从安全的角度考虑，优选地设置预定比例“a”使得待确定燃料量小于基准燃料量。例如，将其设置成a＝0.1(10％)。
在步骤3中，在利用步骤2中的待确定燃料与基准燃料的混合燃料操作测量爆震极限点火周期θz，将在下文详细说明。
在步骤4，获取混合燃料的爆震极限点火周期θz(在步骤3所测量的)和基准燃料的爆震极限点火周期θy(已知)之间的差(爆震极限点火周期的差)Δθ＝θz-θy。
在步骤5，参考图5所示的映射，从基准燃料的辛烷值Oy(已知)与爆震极限点火周期Δθ(在步骤4中所计算的)来估计混合燃料的辛烷值Oz。
为每个压缩比ε和/或每个进气温度Ta来制得该映射并选用相应的映射。因为爆震现象表示压缩比ε与进气温度Ta之间的强关联，通过利用这些因素来校正该映射可以改进确定精确性。
在步骤6，根据下面的方程，从混合燃料的辛烷值Oz(在步骤5中所估计的)、基准燃料的辛烷值Oy(已知)和比例“a”(在步骤S2中所设置的)来计算待确定燃料的辛烷值Ox。
Ox＝(Oz-Oy·(1-a))/a
主油箱11中待确定燃料的自燃属性的确定完成，过程进入步骤7(完成后的处理)。
在步骤7中，作为完成后的处理，(1)将所使用的燃料转换成该待确定燃料；(2)对应于所确定的辛烷值Ox改变运行状况；以及(3)在辅助油箱15中存储该待确定燃料作为基准燃料。
即，由于在确定自燃属性之后，待确定燃料的辛烷值Ox变得显然，因此通过停止用于基准燃料的燃料喷射阀16的燃料喷射，燃料喷射被切换成只操作用于待确定燃料的燃料喷射阀10。通过逐步地(或持续地)减小用于基准燃料的燃料喷射阀16的燃料喷射量并逐步地(或持续地)增加用于待确定燃料的燃料喷射阀10的燃料喷射量，增加待确定燃料(主油箱燃料)相对于总燃料的比例以切换成利用待确定燃料的操作。因此，可以平稳地实现燃料的切换。
将内燃机1的运行状况变成对应于确定之后的待确定燃料(使用的燃料)的辛烷值Ox的最佳状况。更具体地，如果设置有可变压缩比机构8，则将压缩比变成适于所使用的燃料的自燃属性的值。如果设置有可变阀定时机构6，则将阀定时变成适于所使用燃料的自燃属性的定时。此外，将点火定时和开节流阀特征等变成适于所使用燃料的自燃属性的值。因此，在对于新燃料最优化的运行状况下，可以获得极好的输出、燃料性能价格比和排放性能。同时，当逐渐地执行燃料切换时，优选地也如图6所示逐渐地切换压缩比。由于在图6中，具有高辛烷值的基准燃料被转换成具有低辛烷值的待确定燃料，可变压缩比机构的压缩比从高逐渐切换成低。
由于在辅助油箱15中积累自燃属性已知的基准燃料用于下一自燃属性确定，打开控制阀20以将在主油箱11中的自燃属性已知的待确定燃料引入到辅助油箱15内作为基准燃料并且在其内存储该燃料。如果基准燃料剩余在辅助油箱15中，它在燃料喷射阀16关闭的情况下通过操作燃料泵17通过返回通道19返回到主油箱11。在这种情况下，由于辅助油箱15的容量远小于主油箱11的容量，主油箱11内的燃料性质变化并不是严重的问题。
通过将辅助油箱15构造成通过控制阀20与用于待确定燃料的主油箱11连通，使得在完成自燃属性确定之后，存储自燃属性已知的燃料，即使在经由供应部件11a供应燃料时载入具有未知特征的燃料，基准燃料可以总是安全的，并且可以执行自燃属性的确定。
现将参考图4的流程图更详细地说明图3的流程图的处理步骤2～4。
在步骤21中，设置待确定燃料的相对于总燃料的喷射量比例“a”＝a1，点火定时θ＝θm，以及压缩比ε＝εm作为初始设置。此外，利用进气温度传感器(未示出)来检测进气温度Ta并存储Ta。
在这个状态操作内燃机且在步骤31中，使用爆震传感器判断是否发生了爆震。
如果在步骤31中判断为发生了爆震，则过程进入步骤32，在这个步骤，研究上一爆震确定的结果。如果在上一次发现爆震，则过程进入步骤33，在这个步骤延迟点火定时(θ＝θ-C；其中C是常数值)，过程返回到步骤31的爆震确定。
如果在步骤31判断为没有发生爆震，则过程进入步骤34，在此研究上一爆震确定的结果。如果判断为在上一次没有发生爆震，则过程进入步骤35，在这个步骤提前点火定时(θ＝θ+C；其中C是常数值)，然后，过程返回到步骤31的爆震确定。
如果上一次爆震确定(即，第一次爆震确定)没有结果，则步骤32进入步骤33，步骤34进入步骤35。
如果在步骤32判断为在上一次没有发生爆震，则在上一次没有发生爆震的状态变成这次发生爆震的状态(通过提前该点火定时将没有发生爆震的上一状态变成发生爆震的当前状态)。上一点火定时是爆震极限点火定时。因此，在这种情况下，过程进入步骤36，在这个步骤，将爆震极限点火定时设置为θz＝θ-C。
如果在步骤34判断为在上一次发生爆震，则在上一次发生爆震的状态变成这次不发生爆震的状态(通过延迟该点火定时而将爆震发生的上一状态变成不发生爆震的当前状态)。此时的点火定时是爆震极限点火定时。因此，在这种情况下，过程进入步骤37，在这个步骤，将爆震极限点火定时设置为θz＝θ。
如果在测量爆震极限点火定时期间，通过延迟点火定时并没有消除爆震，即，作为在步骤33延迟点火定时的结果，如果点火定时θ超过预定滞后极限，则在步骤38中可通过可变压缩比机构8来减小压缩比ε。
在步骤36或37中完成了混合燃料的爆震极限点火定时θz的测量之后，过程进入步骤41。
在步骤41，获得混合燃料的爆震极限点火定时θz(在步骤36或37所得到的)与基准燃料的爆震极限点火定时θy(已知)之间的差(爆震极限点火定时之差)Δθ＝θz-θy。
此处所用基准燃料的爆震极限点火定时θy可存储为标准条件下(预定压缩比、预定进气温度)下的值，并利用当前压缩比或进气温度来校正。替代地，可以校正混合燃料的爆震极限点火定时θz。
在步骤42，判断爆震极限点火定时差Δθ是否大于预定值θclr。如果小于预定值，则基准燃料与待确定燃料的之间的辛烷值差小，因此喷射量比例“a”太小。因此，判定该差是不明显的(clear)，然后过程进入步骤43。在步骤43，增加待确定燃料相对于总燃料的喷射量比例“a”(a＝a+da；其中da是常数值)，过程返回到步骤31，在这个步骤再次执行具有新喷射量比例“a”的混合燃料的爆震极限点火定时的测量。
即，可以随意地改变待确定燃料与基准燃料之间的比例。如果混合燃料的爆震极限点火定时与基准燃料的爆震极限点火定时之间的差是预定值或更小，则逐渐增加待确定燃料的比例以能够进行准确的确定。
当步骤42的确定表示Δθ＞θclr时，则获得爆震极限点火定时Δθ。然后，过程进入图3的流程图的步骤5的下一处理，该处理具有爆震极限点火定时差Δθ，压缩比ε、进气温度Ta、基准燃料的辛烷值Oy和喷射量比例“a”。
在这个实施例中，基于基准燃料的自燃属性和混合燃料的爆震极限点火定时与基准燃料的爆震极限点火定时之间的差参考映射估计混合燃料的自燃属性。然后，根据基于混合燃料的自燃属性、基准燃料的自燃属性和混合比例的表达来估计待确定燃料的自燃属性。替代地，可以基于混合燃料的爆震极限点火定时、基准燃料的自燃属性和混合比例参考该映射来估计待确定燃料的自燃属性。
接着，将参考图7来说明本发明的第二实施例。
在第一实施例(图1)中，用于待确定燃料的燃料喷射阀10和用于基准燃料的燃料喷射阀16置于进气通道(进气口)9中。根据第二实施例(图7)，用于待确定燃料的燃料喷射阀10置于进气通道(进气口)9中，而用于基准燃料的燃料喷射阀16置于燃烧室2内。
在直接燃料喷射型内燃机的前提下，允许将用于待确定燃料的燃料喷射阀10和用于基准燃料的燃料喷射阀16均置于燃烧室2内或将用于待确定燃料的燃料喷射阀10置于燃烧室2内而将用于基准燃料的燃料喷射阀16置于进气口通道(进气口)9内。
如果燃料喷射阀置于进气通道9内，它可设于所有汽缸共用的进气口收集器上。
接着，将参考图8说明本发明的第三实施例。
第三实施例包括用于重整燃料的重整器(reformer)且当由重整器重整的燃料供应给内燃机时可确定重整燃料的自燃属性。
通过置于进气通道9中的第一燃料喷射阀31和第二燃料喷射阀32将燃料供应给内燃机1。
将主油箱11中的燃料由燃料泵12通过燃料通道33供应给第一和第二重整器(重整催化剂)34、35。第一重整器34通过重整该燃料产生具有相对较低的自燃属性(高辛烷值，低十六烷值，在下文中被称作高辛烷值)的燃料，第二重整器35通过重整该燃料产生具有相对较高自燃属性(低辛烷值，高十六烷值，在下文中称之为低辛烷值)的燃料。
将第一重整器34所产生的重整燃料(高辛烷燃料)存储在第一重整燃料箱36中，而将第二重整器35所产生的重整燃料(低辛烷燃料)存储在第二重整燃料箱37中。
第一重整燃料箱36中的燃料由燃料泵38通过燃料通道39供应给第一燃料喷射阀31，而第二重整燃料箱37中的燃料由燃料泵40通过燃料通道41供应给第二燃料喷射阀32。
ECU 22选择对应于内燃机1的运行状况(例如，转数或负荷)的重整燃料中的任何一种(或至少一种)以便驱动相应燃料喷射阀31或32。
为了确定在第一重整燃料箱36和第二重整燃料箱37中的燃料的自燃属性，设置有容纳自燃属性已知的基准燃料的辅助油箱15。
辅助油箱15中的燃料可由燃料泵17通过具有开关功能的分配器42供应给第一燃料喷射阀31和第二燃料喷射阀32。因此，来自第一重整燃料箱36的重整燃料(高辛烷燃料)与基准燃料在第一燃料喷射阀31的燃料通道中以预定比例混合，从而使得可喷射该混合燃料。此外，来自第二重整燃料箱37的重整燃料(低辛烷燃料)和基准燃料在第二燃料喷射阀32的燃料通道中以预定比例混合，从而使得可喷射该混合燃料。
第一燃料喷射阀31和第二燃料喷射阀32中的过量燃料通过返回通道43返回到主油箱11。从返回通道43分出的支路燃料通道44通过控制阀(常闭电磁开关阀)20连接到辅助油箱15。
因此，为了确定在第一重整燃料箱36内重整燃料的自燃属性(辛烷值)，通过第一燃料喷射阀31喷射通过以预定比例使重整燃料与基准燃料混合而制得的混合燃料以操作内燃机。然后，测量该混合燃料的爆震极限点火定时以确定重整燃料的自燃属性。在完成确定之后，自燃属性已知的重整燃料从返回通道43通过控制阀20存储于辅助油箱15中。
因此，为了确定在第二重整燃料箱37中的重整燃料的自燃属性(辛烷值)，通过第二燃料喷射阀32喷射通过使重整燃料与基准燃料以预定比例混合而制得的混合燃料以操作内燃机。然后，测量混合燃料的爆震极限点火定时以确定重整燃料的自燃属性。在完成确定之后，将自燃属性已知的重整燃料从返回通道43通过控制阀20存储于辅助油箱15中。
结果，可以确定在使用重整器改变燃料特征的内燃机中所产生的重整燃料的自燃属性。
在重整两种或多种燃料，或产生具有相对较高自燃属性和相对较低自燃属性的燃料的情况下，可确定每一种燃料的自燃属性。
接着，将参考图9说明本发明的第四实施例。
第四实施例包括用于将燃料分成两种燃料的分离单元且当被分离单元分离的燃料供应给内燃机时能够确定这些分离燃料的自燃属性。
通过置于进气通道9中的第一燃料喷射阀31和第二燃料喷射阀32将燃料供应给内燃机1。
主油箱11中的燃料由燃料泵12通过燃料通道33供应给分离单元(分离膜)50。分离单元50分离燃料以产生具有相对较低自燃属性(高辛烷值)的燃料和具有相对较高自燃属性(低辛烷值)的燃料。
将由分离单元50所产生的一种分离燃料(高辛烷燃料)存储在第一分离燃料箱51中，第一分离燃料箱51中的燃料由燃料泵38通过燃料通道39供应给第一燃料喷射阀31。
将由分离单元50产生的另一种分离燃料(低辛烷燃料)存储于第二分离燃料箱52中，第二分离燃料箱52中的燃料由燃料泵40通过燃料通道41供应给第二燃烧喷射阀32。
ECU 22选择对应于内燃机1的运行状况(例如，转数或负荷)的分离燃料中的任一种燃料(或至少一种)以便驱动相应的燃料喷射阀31或32。
为了确定在第一分离燃料箱51和第二分分离燃料箱52中的燃料的自燃属性，设置有容纳自燃属性已知的基准燃料辅助油箱15。
辅助油箱15中的燃料由燃料泵17通过具有开关功能的分配器42供应给第一燃料喷射阀31和第二燃料喷射阀32。因此，第一燃料喷射阀31的燃料通道使得来自第一分离燃料箱51的分离燃料(高辛烷燃料)和基准燃料能够以预定比例混合并喷射该混合燃料。此外，第二燃料喷射阀32的燃料通道使得来自第二分离燃料箱52的分离燃料(低辛烷燃料)与基准燃料以预定比例混合并喷射该混合燃料。
第一燃料喷射阀31和第二燃料喷射阀32中的过量燃料通过返回通道43返回到主油箱11，从返回通道43的半道分出的支路燃料通道44通过控制阀(常闭电磁开关阀)20连接到辅助油箱15。
因此，为了确定在第一分离燃料箱51内的分离燃料的自燃属性(辛烷值)，通过第一燃料喷射阀31喷射通过将分离燃料与基准燃料以预定比例混合而制得的混合燃料以操作该内燃机。然后，测量混合燃料的爆震极限点火定时以确定分离燃料的自燃属性。在完成确定之后，将自燃属性已知的分离燃料从返回通道43通过控制阀20存储于辅助油箱15中。
因此，为了确定在第二分离燃料箱52内的分离燃料的自燃属性(辛烷值)，通过第二喷射阀32喷射混合燃料以操作内燃机，混合燃料通过将分离燃料与基准燃料以预定比例混合而制得。然后，测量混合燃料的爆震极限点火定时以确定分离燃料的自燃属性。在完成确定之后，自燃属性已知的分离燃料从返回通道43通过控制阀20存储于辅助油箱15中。
结果，可确定在使用分离单元改变燃料特征的内燃机中产生的分离燃料的自燃属性。
在分成两种或多种燃料，或者产生具有相对较高自燃属性燃料和相对较低自燃属性的燃料的情况下，可确定每一种燃料的自燃属性。
将参考图10的流程图说明确定两种燃料的自燃属性的过程，例如，在第三实施例与第四实施例。
在步骤101中，判断是否建立了自燃属性的确定条件(是否选择了确定模式)，如图3的步骤1。如果建立了自燃属性的确定条件，则过程进入步骤102。
在步骤102，通过喷射将待确定燃料1(在第一重整燃料箱36中的燃料或在第一分离燃料箱51中的燃料)和辅助油箱15中的基准燃料以预定比例“a”从第一燃料喷射阀31供应给内燃机1。
在步骤103，在使用步骤102的待确定燃料1与基准燃料的混合燃料的操作下测量爆震极限点火定时θz1。
在步骤104，基于在图3的步骤3到步骤5的过程中的θz1来计算待确定燃料1的辛烷值Ox1。
在步骤105，通过喷射将待确定燃料2(在第二重整燃料箱37中的燃料或在第二分离燃料箱52中的燃料)和辅助油箱15中的基准燃料以预定比例“a”从第二燃料喷射阀32供应给内燃机1。
在步骤106，在使用步骤105的待确定燃料2与基准燃料的混合燃料的操作下测量爆震极限点火定时θz2。
在步骤107，基于在图3的步骤3到步骤5的过程中的θz2来计算待确定燃料2的辛烷值Ox2。
当连续执行这两种燃料的自燃属性的确定时，从安全角度考虑，优选地首先确定具有低自燃属性(高辛烷值)的待确定燃料1的自燃属性，然后确定具有高自燃属性(低辛烷值)的待确定燃料2的自燃属性。
完成待确定燃料1、2的自燃属性的确定，过程进入步骤108(完成后的处理)。
在步骤108，作为完成后的处理，(1)将所使用燃料变成待确定燃料1或2；(2)根据所确定的辛烷值Ox1与Ox2来改变内燃机1的运行状况和重整条件(重整器34、35的运行状况)或分离条件(分离单元5的运行状况)；以及(3)在辅助油箱15中存储待确定燃料1或2作为基准燃料。
特别地，在重整器的情况下，根据重整燃料的自燃属性的确定结果来反馈控制该重整器的运行状况(例如，供应给重整器的燃料量、催化剂温度)以确保所希望的自燃属性。因此，可提高该重整器的效率。
特别地，在分离单元的情况下，根据分离燃料的自燃属性的确定结果来反馈控制该分离单元的运行状况(例如，所施加的压力、温度)以确保所希望的自燃属性。因此，可提高该分离单元的效率。
尽管参考特定优选实施例公开了本发明，但在不偏离所附权利要求书和其等同物所限定的本发明的范围和范畴的情况下，对所说明的实施例做出多种修改、代替和变化都是可能的。因此，本发明并不限于所公开的实施例，而是具有权利要求书的语言所限定的全部范畴。
相关申请的交叉引用
本申请要求2007年3月12日提交的日本专利申请2007-061532的优先权，其内容通过引用全部并入本文中。

Claims (20)

1.一种火花点火式内燃机，包括：
主油箱，用于存储自燃属性未知的待确定燃料；
辅助油箱，用于积累自燃属性已知的基准燃料；以及
控制器，其被编程以执行以下操作：
向燃烧室供应通过以预定的比例混合所述待确定燃料与所述基准燃料而制得的混合燃料；
测量所述混合燃料的所述自燃属性；
基于所测得的所述混合燃料的所述自燃属性、所述基准燃料的已知的所述自燃属性和所述混合燃料的所述比例，来确定所述待确定燃料的未知的所述自燃属性；以及
在所述确定之后，将所述待确定燃料从所述主油箱引入所述辅助油箱，并且将所述待确定燃料存储在所述辅助油箱中，从而使得所述待确定燃料用作所述自燃属性已知的下一基准燃料。
2.根据权利要求1所述的火花点火式内燃机，其特征在于，基于所述混合燃料的爆震极限点火定时，来测量所述混合燃料的所述自燃属性。
3.根据权利要求1所述的火花点火式内燃机，其特征在于，基于所述混合燃料的爆震极限点火定时与所述基准燃料的爆震极限点火定时之间的差，来测量所述混合燃料的所述自燃属性。
4.根据权利要求3所述的火花点火式内燃机，其特征在于，如果所述混合燃料的所述爆震极限点火定时与所述基准燃料的所述爆震极限点火定时之间的差是预定值或更小，则增大所述待确定燃料在所述混合燃料中的比例。
5.根据权利要求2所述的火花点火式内燃机，其特征在于，还包括改变压缩比的可变压缩比机构，
其中，所述控制器被编程以执行以下操作：
通过改变点火定时，来测量所述混合燃料的所述爆震极限点火定时；以及
如果通过延迟所述点火定时并不消除爆震，则通过所述可变压缩比机构改变所述压缩比。
6.根据权利要求1所述的火花点火式内燃机，其特征在于，在确定所述待确定燃料的所述自燃属性之后，通过逐渐增大所述待确定燃料在所述混合燃料中的比例，来只供应所述待确定燃料到所述燃烧室。
7.根据权利要求1所述的火花点火式内燃机，其特征在于，通过用于所述待确定燃料的喷射阀来喷射所述待确定燃料，以及通过用于所述基准燃料的喷射阀来喷射所述基准燃料，来将所述混合燃料供应给所述燃烧室。
8.根据权利要求1所述的火花点火式内燃机，其特征在于，通过用于喷射所述混合燃料的喷射阀，来将所述混合燃料供应给所述燃烧室，所述混合燃料是通过以预定的比例混合所述待确定燃料与所述基准燃料而制得的。
9.根据权利要求1所述的火花点火式内燃机，其特征在于，判断是否供应燃料到所述主油箱，以及
当在判断为供应燃料后启动所述内燃机时，确定所述待确定燃料的所述自燃属性。
10.根据权利要求9所述的火花点火式内燃机，其特征在于，测量所述主油箱中的所述燃料的量，以及
如果当所述内燃机启动时所述主油箱中的所述燃料的量与当所述内燃机停止时所述主油箱中的所述燃料的量之间的差超过预定量时，判断为向所述主油箱供应所述燃料。
11.根据权利要求9所述的火花点火式内燃机，其特征在于，通过检测所述燃料到所述主油箱的供应通道的流动，来判断是否向所述主油箱供应所述燃料。
12.根据权利要求1所述的火花点火式内燃机，其特征在于，还包括：
重整器，用于引入所述主油箱中的燃料，并重整所述燃料；以及
重整燃料箱，用于存储由所述重整器重整后的重整燃料，
其中，所述控制器被编程使得所述待确定燃料是所述重整燃料，并确定所述重整燃料的所述自燃属性。
13.根据权利要求12所述的火花点火式内燃机，其特征在于，所述重整器将所述燃料重整成分别具有相对较高自燃属性和相对较低自燃属性的两种燃料。
14.根据权利要求13所述的火花点火式内燃机，其特征在于，在确定具有低自燃属性的所述重整燃料的所述自燃属性之后，确定具有高自燃属性的所述重整燃料的所述自燃属性。
15.根据权利要求1所述的火花点火式内燃机，其特征在于，还包括：
分离单元，用于引入所述主油箱中的燃料，并将所述燃料分成至少两种燃料；以及
至少两个分离燃料箱，分别用于积累由所述分离单元分离得到的所述分离燃料，
其中，所述控制器被编程使得所述待确定燃料是所述分离燃料，并确定所述分离燃料的所述自燃属性。
16.根据权利要求15所述的火花点火式内燃机，其特征在于，所述分离单元将所述燃料分成分别具有相对较高自燃属性和相对较低自燃属性的两种燃料。
17.根据权利要求16所述的火花点火式内燃机，其特征在于，在确定具有低自燃属性的所述分离燃料的所述自燃属性之后，确定具有高自燃属性的所述分离燃料的所述自燃属性。
18.根据权利要求7所述的火花点火式内燃机，其特征在于，用于所述待确定燃料的所述喷射阀置于进入通道中，用于所述基准燃料的所述喷射阀置于所述燃烧室中。
19.一种用于火花点火式内燃机的燃料性质确定方法，所述内燃机包括主油箱和辅助油箱，所述主油箱用于存储自燃属性未知的待确定燃料，所述辅助油箱用于积累所述自燃属性已知的基准燃料，所述方法包括：
向燃烧室供应通过以预定的比例混合所述自燃属性未知的所述待确定燃料与所述自燃属性已知的所述基准燃料而制得的混合燃料；
测量所述混合燃料的所述自燃属性；以及
基于所测得的所述混合燃料的所述自燃属性、所述基准燃料的已知的所述自燃属性和所述混合燃料的所述比例，来确定所述待确定燃料的未知的所述自燃属性。
20.一种火花点火式内燃机，包括：
主油箱，用于存储自燃属性未知的待确定燃料；
辅助油箱，用于积累所述自燃属性已知的基准燃料；以及
供应部件，用于向燃烧室供应通过以预定的比例混合所述待确定燃料与所述基准燃料而制得的混合燃料；
测量部件，用于测量所述混合燃料的所述自燃属性；
确定部件，用于基于所测得的所述混合燃料的所述自燃属性、所述基准燃料的已知的所述自燃属性和所述混合燃料的所述比例，来确定所述待确定燃料的未知的所述自燃属性；以及
引入部件，用于在所述确定之后将所述待确定燃料从所述主油箱引入所述辅助油箱，并且将所述待确定燃料存储在所述辅助油箱中，从而使得所述待确定燃料用作所述自燃属性已知的下一基准燃料。
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