CN102628408B - 用于识别发动机的燃料箱中的燃料品质的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于识别发动机(1)的燃料箱(4)中的燃料品质的方法。为了确定出由于燃料品质的变化引起的、为识别燃料品质而检测和分析处理的参数的偏差，根据本发明提供具有在给所述燃料箱(4)填加燃料时不与所述燃料箱(4)中的燃料混合的燃料的参考容积(11)。在发动机(1)启动之后，由燃料泵(3)相继地从所述燃料箱(4)以及从所述参考容积(11)将燃料抽吸到所述发动机(1)中并且检测和分析处理与所抽吸的燃料的燃料品质相关的参数。在所述参数存在偏差的情况下推断出所述燃料箱(4)中的燃料(5)的燃料品质在所述发动机(1)启动之前发生了变化，其在混合预控制中可以被加以考虑。

Description

用于识别发动机的燃料箱中的燃料品质的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于识别发动机、尤其是机动车的发动机的燃料箱中的燃料品质的方法和设备。
背景技术
用于识别发动机的燃料箱中的燃料品质的方法首先在所谓的灵活燃料车辆(Flex-Fuel-Fahrzeugen)中具有优点，所述灵活燃料车辆可选择用汽油或用乙醇工作，汽油和乙醇具有区别非常大的燃烧值或热值。此外，这种方法却也在具有柴油发动机的机动车中使用，因为这种机动车也可用燃烧值或十六烷值不同的燃料工作。为了获得最佳燃烧，在任意情况下必须在混合调节中考虑燃料品质，例如通过改变所喷射的燃料量。这种过程通常被称为适配。
在适配时，在发动机启动之后例如借助于燃烧参数的传感器检测的偏差、例如在分析处理λ探针的信号时产生的燃空比偏差来确定：是否燃烧按照规定进行，或者是否存在偏差。在最后所述情况中，发动机控制装置通过混合调节来进行适配或匹配，以便再次获得最佳的燃烧条件。以测量燃空比或空气特征数(Luftkennzahn)λ为基础的用于对燃料分类的方法已经在DE 10 2007 050 122 A1中公开。
虽然通过分析处理λ探针的信号能确定与规定的偏差。但所述偏差可能出于不同的原因，由此，将所检测出的偏差归因于确定的事实、例如燃料品质改变便不容易。例如喷射装置的区域中或空气系统中的泄漏可能导致与燃料箱被填加燃烧值较小的燃料类似的λ探针信号偏差。
虽然除了分析处理λ探针的信号之外也存在其它可用于在机动车的工作中求得机动车的发动机的燃料箱中的燃料品质的方法，例如DE 10 2007022 850 A1、DE 10 2008 007 3895 A1和DE 10 2007 012 309 A1中所公开的那样。但在大多数所述方法中也存在问题：所检测出的并且为了识别燃料品质而分析处理的参数的偏差也可能出于其它原因，由此，由参数的偏差不能可靠地推断出燃料品质的变化。
发明内容
由此出发，本发明的目的在于，改善开头所述类型的方法和设备以能够可靠地确定：所检测出的并且为了识别燃料品质而分析处理的参数的偏差是归因于燃料品质的变化还是其它原因。
所述目的在根据本发明的方法中这样来实现：提供具有在给所述燃料箱填加燃料时不与燃料箱中的燃料混合的燃料的参考容积，由此，在发动机启动之后，相继地从燃料箱以及从参考容积将燃料抽吸到所述发动机中，其中在这两种情况下检测和分析处理所抽吸的燃料的与燃料品质相关的参数；在参数间存在偏差的情况下推断出燃料箱中的燃料的燃料品质发生了变化。
与此相应，根据本发明的设备的特征在于：燃料泵能选择性地与燃料箱和参考容积连接，所述参考容积包含在给燃料箱填加燃料时不与燃料箱中的燃料混合的燃料；用于检测和分析处理与燃料品质相关的参数的装置对从燃料箱抽吸的燃料的所述参数和从参考容积抽吸的燃料的所述参数彼此分开地进行检测和分析处理，以便在存在偏差的情况下将由该偏差计算出的参量作为燃料因子储存起来并且在混合预控制中予以考虑。
本发明的构思基于，提供具有如下的燃料的参考容积：所述燃料的组分在给机动车填加燃料时暂时保持不变。这便实现了，通过检测和分析处理与燃料品质相关的参数而将燃料箱中的燃料和参考容积中的燃料的燃料品质、尤其是燃烧值或十六烷值相互比较，以便确定可能存在的偏差。
在此，本发明以这样的认识为出发点：仅当在发动机启动之前燃料箱被填加了燃料品质与先前处于燃料箱中的燃料的燃料品质不相当的燃料时，燃料箱中与参考容积中的燃料品质才不同。但因为从燃料箱抽吸的燃料与从参考容积抽吸的燃料的燃料品质不同而导致在检测和分析处理与燃料品质相关的参数时产生偏差，所以借助于根据本发明的方法可以非常可靠地确定：所述偏差应归因于燃料箱中的燃料品质变化。
而如果在比较来自燃料箱的燃料的参数与来自参考容积的燃料的参数时没有显示出参数变化，则这应归因于两个事实之一：或者是在发动机启动之前没有给燃料箱填加燃料；或者是给燃料箱填加了与先前处于燃料箱中的燃料具有相同燃烧值或十六烷值的燃料。因为在这两种情况下在发动机启动之前和之后抽吸的燃料的燃料品质不变化，所以在这些情况下不需要进行由燃料引起的对混合调节的适配。
优选在发动机每次启动之后，首先从燃料箱抽吸燃料，对于所述从燃料箱抽吸的燃料求得与燃料品质相关的参数，紧接在其后从参考容积抽吸燃料并且对于所述从参考容积抽吸的燃料求得与燃料品质相关的参数。以此方式，能够对于两种燃料直接地对所检测并且分析处理的参数进行比较，其中，可能情况下确定的偏差应单义地/明确地归因于不同的燃料品质，而不是归因于其它可能原因，因为在相同工作条件下直接相继地从燃料箱和参考容积抽吸燃料时可排除其它原因。
本发明的一个优选构型提出，所抽吸的燃料在发动机中燃烧，与燃料品质相关的参数是发动机排气中的氧含量或燃空比，所述燃空比由发动机的排气系统中的λ探针检测并且在发动机的发动机控制装置中分析处理。但也可以检测和分析处理其它参数，例如在上文所述文献中给出的参数。
根据本发明的另一个有利构型，在发动机的工作中这样补偿燃料箱中的燃料的参数的所确定的偏差、进而补偿燃料品质的所确定的偏差：接着将偏差计入到混合预控制中，以便简化混合调节。为此目的，有利地将由偏差计算出的参量作为所谓的燃料因子储存起来，即作为一再现出所确定的参数偏差的值储存起来。于是在下一次填充燃料前或在下一次在发动机启动之后检测在分析处理参数时的偏差前一直在混合预控制中考虑所述燃料因子，例如通过根据所储存的燃料因子匹配所喷射的燃料量来予以考虑。
本发明的另一个有利构型提出，最迟在从参考容积抽吸燃料之后给参考容积完全填充以来自燃料箱的燃料。以此方式保证，在发动机下一次启动时，仅当在此期间给燃料箱填充了其它燃料品质的燃料时参考容积中的燃料才与燃料箱中的燃料不同，但如果不是这样参考容积中的燃料便不与燃料箱中的燃料不同。
为了避免参考容积需要单独的容器，所述参考容积有利地集成在燃料箱中或燃料泵中，但这样与燃料箱中的燃料分开，使得来自燃料箱的燃料仅在从参考容积在先抽吸了燃料之后才能进入到所述参考容积中，而不能在给燃料箱填加燃料期间进入参考容积。
为了保证参考容积中的燃料的组分在给机动车填加燃料时暂时保持不变，参考容积例如可在燃料箱内部安置在分开的腔中，所述腔通过常闭阀与其余的燃料箱分开。当参考容积是一与燃料箱的气体空间或顶部空间连通的容积时，该实施形式的使用是符合目的的，由此，在所述燃料箱排空时，气体可从气体空间或顶部空间流入到参考容积中并且流入的气体可在参考容积被排空之后通过打开阀再被来自燃料箱的燃料排挤。
作为替换方案，腔与燃料箱也可通过置于燃料箱的液面之下的开口连通，在从参考容积抽吸燃料时，燃料从燃料箱通过所述开口补充流入参考容积中。在此情况下，该开口优选通过止回阀封闭，所述止回阀仅在参考容积中存在负压/低压(Unterdruck)时才打开，其中，参考容积本身符合目的地具有曲折的/回形的或卷绕的形状，以便在从参考容积抽吸燃料期间避免参考容积中的燃料与从燃料箱补充流入的燃料混合。
附图说明
下面借助于附图中示意性示出的实施例详细描述本发明。附图中：
图1表示具有发动机、燃料箱和排气系统的机动车的一部分的示意性剖视图。
图2表示沿着图1的线II-II的燃料箱的示意性剖视图。
具体实施方式
附图中仅部分地示出的机动车具有发动机1，所述发动机通过燃料输送管路2与燃料箱4内部的燃料输送泵3连接，由此，发动机1在工作中可被从燃料箱4供应燃料5。
燃料输送泵3具有抽吸口6，所述抽吸口可以借助于构造成三通阀的转换阀7选择性地通过抽吸接管8与燃料箱4内部连接或通过燃料管路9与腔10内部连接，所述腔包围参考容积11，由此，通过转换阀7的转换可以或者将燃料5从燃料箱4内部或者将燃料从腔10内部或者说从参考容积11抽吸到燃料输送泵3中。
如在图2中最清楚地所示的那样，腔10具有螺旋的构型，所述螺旋的内端部通过燃料管路9与转换阀7连接，而所述螺旋的外端部与燃料箱4内部通过止回阀12连通。这样设计止回阀12，使得所述止回阀在发动机1停机时闭合，由此，在该状态中在对燃料箱4填加燃料时输入到燃料箱4中的燃料5不到达腔10内部，并且由此参考容积11中的燃料不能与在填加燃料时输入到燃料箱4中的燃料5混合。仅当燃料输送泵3的抽吸口6通过转换阀7与燃料管路9连接并且燃料输送泵3从腔10内部抽吸燃料时，止回阀12才打开，由此，在腔10中产生负压，所述负压使得止回阀12打开。在此情况下，燃料通过打开的止回阀12从燃料箱4补充流入腔10中，但所述燃料由于腔10的卷绕的形状而基本上不与先前处于腔10中的燃料混合。与燃料箱4的容积相比，腔10的容积较小、因而参考容积11较小，其中，例如其可取值为小于250ml。
由燃料输送泵3抽吸的燃料被输送到发动机1的喷射装置13，所述喷射装置由发动机控制装置14控制，所述控制主要根据发动机1的排气中的残余氧含量以确定燃空比，所述残余氧含量由发动机1的排气系统16中的λ探针15测量。发动机1的排气中的残余氧含量或燃空比主要与刚刚在发动机1的燃烧室中燃烧的燃料的燃烧值相关，由此，如果不采取相应的应对措施，在燃料品质变化较大的情况下可能导致燃空比与期望的规定值偏差明显。虽然通过混合调节可拦截燃料品质的小变化，但在接近最大诊断阈值的变化较大时可能导致混合调节的适配值受到影响或失真。
为了避免这种影响或失真，在发动机1每次启动时，首先这样调整转换阀7，使得由燃料输送泵3通过抽吸接管8将燃料从燃料箱4内部抽吸出并且输送到喷射装置13。随发动机1的启动开始，在发动机控制装置14中对λ探针15的信号进行分析处理并且激活用于适配的混合调节，以便根据由λ探针15测量的排气中残余氧含量或燃空比来这样匹配喷射装置13的喷嘴的喷射时间，使得产生最佳的燃烧，由此产生期望的燃空比。
在适配之后，将转换阀7这样转换，使得由燃料输送泵3通过燃料管路9将燃料从参考容积11抽吸出并且输送到喷射装置13。在此，虽然燃料通过止回阀12从燃料箱4内部补充流入腔10中，但补充流入的燃料由于腔10的螺旋地卷绕的构型而基本上不与先前包含在腔10中的燃料混合。
此外，在阀7转换之后，由发动机控制装置14分析处理λ探针15的信号。如果与来自燃料箱4内部的在先的燃料抽吸相比不存在信号的偏差，则这意味着，参考容积11中的燃料的燃烧值与燃料箱4中的燃料5的燃烧值无区别，或者因为在发动机1启动之前没有填加燃料或者因为在这样填加燃料时输入到燃料箱4中的燃料具有与先前包含在燃料箱4中的燃料相同的燃烧值。其结果是，燃空比与规定值或期望值间的、在先前适配时产生的可能偏差不应归因于燃料品质变化，而是具有其它原因，例如空气或燃料系统中的泄漏。
而如果一旦从腔10抽吸燃料，在其它方面相同的工作条件下例如在怠速中由λ探针15检测出的燃空比与之前从燃料箱4内部抽吸燃料的情况相比便变化，则这意味着，参考容积11中的燃料的燃烧值与燃料箱4中的燃料的燃烧值不同。其原因仅可能在于，燃料箱4在发动机1启动前被填加的燃料的燃料品质或燃烧值与先前包含在燃料箱4中的燃料的燃料品质或燃烧值的差异这样强，使得现在包含在燃料箱4中的燃料混合物与参考容积11中的燃料相比具有可测量出的不同的燃料品质或可测量出的不同的燃烧值。
为了在下一次给燃料箱4填加燃料之前一直在发动机1的工作中考虑这种变化的燃料品质，将所测量出的燃空比的偏差或由此计算出的参量作为燃料因子储存在发动机控制装置14的存储器中并且在后来给机动车填加燃料时下一次确定燃料品质的变化前一直将该偏差计入到混合预控制中。
接着，由燃料泵3仍这样长时间地从腔10抽吸燃料，直到保证参考容器11中的总燃料被来自燃料箱4内部的在从腔10抽吸燃料期间通过止回阀12补充流入腔10中的燃料替代。此后，再转换转换阀7，以从燃料箱4抽吸燃料5。从该时刻起，参考容积中的燃料在发动机1下一次启动前保持不变。
附图标记清单
1 发动机
2 燃料输送管路
3 燃料输送泵
4 燃料泵
5 燃料
6 燃料输送泵的抽吸口
7 转换阀
8 抽吸接管
9 燃料管路
10 腔
11 参考容积
12 止回阀
13 喷射装置
14 发动机控制装置
15 λ探针
16 排气系统

Claims (17)

1.一种用于识别发动机的燃料箱中的燃料品质的方法，其特征在于：提供具有在给所述燃料箱(4)填加燃料时不与所述燃料箱(4)中的燃料混合的燃料的参考容积(11)，在所述发动机(1)启动之后，相继地从所述燃料箱(4)以及从所述参考容积(11)将燃料抽吸到所述发动机(1)中，并且检测和分析处理与所抽吸的燃料的燃料品质相关的参数；在从所述燃料箱(4)抽吸的燃料的参数和从所述参考容积(11)抽吸的燃料的参数之间存在偏差的情况下，推断出所述燃料箱(4)中的燃料(5)的燃料品质在所述发动机(1)启动之前发生了变化。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述发动机是机动车的发动机。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于：在所述发动机(1)每次启动之后，首先从所述燃料箱(4)抽吸燃料并且求得来自所述燃料箱(4)的燃料的燃料品质；接着从所述参考容积(11)抽吸燃料并且求得来自所述参考容积(11)的燃料的燃料品质。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于：在从所述参考容积(11)抽吸燃料期间或之后给所述参考容积(11)填充来自所述燃料箱(4)的燃料。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于：抵制从所述燃料箱(4)输入到所述参考容积(11)中的燃料与所述参考容积(11)中的燃料的混合。
6.根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于：通过混合预控制来补偿所述燃料箱(4)中的燃料(5)的燃料品质的变化。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于：将由所述参数的偏差计算出的参量作为燃料因子储存起来并且在混合预控制中予以考虑。
8.根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于：与所抽吸的燃料的燃料品质相关的参数在燃料在所述发动机(1)中燃烧的情况下求得。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于：所述参数是所述发动机(1)的排气中的残余氧含量或燃空比。
10.一种用于识别发动机的燃料箱中的燃料品质的设备，具有用于抽吸燃料的燃料泵、用于检测和分析处理至少一个与所抽吸的燃料的燃料品质相关的参数的装置，其特征在于：所述燃料泵(3)能选择性地与所述燃料箱(4)和参考容积(11)连接，所述参考容积包含在给所述燃料箱(4)填加燃料时不与所述燃料箱(4)中的燃料混合的燃料；所述装置(14，15)对从所述燃料箱(4)抽吸的燃料的所述至少一个参数和从所述参考容积(11)抽吸的燃料的所述至少一个参数彼此分开地进行检测和分析处理，以便在从所述燃料箱(4)抽吸的燃料的参数和从所述参考容积(11)抽吸的燃料的参数之间存在偏差的情况下，将由所述偏差计算出的参量作为燃料因子储存起来并且在混合预控制中予以考虑。
11.根据权利要求10的设备，其特征在于：所述发动机是机动车的发动机。
12.根据权利要求10的设备，其特征在于：所述燃料泵能通过转换阀(7)与所述燃料箱(4)或与所述参考容积(11)相连接。
13.根据权利要求10-12中任一项的设备，其特征在于：所述参考容积(11)集成在所述燃料箱(4)中或所述燃料泵(3)中。
14.根据权利要求10-12中任一项的设备，其特征在于：所述参考容积(11)通过处于所述燃料箱(4)中的燃料液面之下的、设置有止回阀或单向阀(12)的进入口与所述燃料箱(4)连通。
15.根据权利要求14的设备，其特征在于：所述参考容积(11)在所述进入口与用于从所述参考容积(11)抽吸出燃料的排出口之间具有卷绕或曲折的构型。
16.根据权利要求10-12中任一项的设备，其特征在于：所述参考容积(11)能通过三通阀选择性地与所述燃料泵(3)连接或为了填充所述参考容积(11)而与所述燃料箱(4)连接。
17.根据权利要求16的设备，其特征在于：所述参考容积(11)与所述燃料箱(4)的气体空间或顶部空间连通。
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