CN103140657A - 基于燃料质量的发动机控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

发动机控制系统和方法包括例如通过感测诸如硫的排放相关成分的含量来感测发动机中的燃料与排放相关的质量。燃料质量传感器检测燃料的燃料质量，诸如燃料中的硫含量，并且响应于燃料质量而提供信号。发动机控制系统还包括用于确定发动机是处于监管区域中还是处于不监管区域中的导航装置。发动机控制系统接收信号并例如通过基于燃料质量信号或在其它实施方式中基于燃料质量和发动机的位置的组合来启用或禁用提高发动机的性能的一个或更多个发动机算法来控制发动机操作。

Description

基于燃料质量的发动机控制系统和方法

技术领域

本公开涉及发动机、控制发动机的方法和系统。更具体地说，本公开涉及基于发动机正在使用的燃料的质量来控制发动机。

背景技术

使发动机遵照诸如等级4的排放标准的更具限制性的排放标准来操作是一种挑战。针对发动机的排放标准在任何给定的时间在全球范围内发生变化，并且这样的标准还随着时间变化。例如，诸如船舶中的发动机在船只在不同的国家之间行驶时或者如果船只行驶到或机器被卖到具有不同排放标准的新地理位置时，可能遭遇两个或更多个不同的排放标准。在一些国家，驾驶员可能由于没有使用基于强制的柴油燃料排放标准的正确的柴油燃料而受到处罚。在一些具有较少限制性排放标准或没有排放标准的国家中，由于诸如超低硫柴油（ULSD）的一些燃料品级可能根本得不到，因而允许驾驶员不受处罚地使用具有相对较高的杂质含量的燃料。

发明内容

本发明包括一种发动机控制系统，该发动机控制系统包括：燃料成分传感器，其检测发动机中存在的燃料的排放相关成分的含量，并且基于检测到的所述发动机中存在的所述燃料的成分的含量来提供燃料成分含量信号；以及电子控制装置，其基于所述燃料成分含量信号来控制所述发动机的操作。所述排放相关成分可以是硫，并且所述燃料成分传感器可以检测所述发动机中存在的所述燃料中的硫的含量。所述电子控制装置可以适于接收所述燃料成分含量信号并且在所述燃料成分含量信号高于预定含量时停用发动机排气再循环系统，和/或在所述燃料成分含量信号高于预定含量时修改发动机排气后处理系统的操作。所述后处理系统可以是具有柴油排气处理液配量的选择性催化还原系统，并且所述电子控制装置可以适于在所述燃料成分含量信号高于预定含量时禁用所述选择性催化还原系统以防止柴油排气处理液的配量。

本发明还包括一种控制发动机的方法，该方法包括：在燃料处于发动机中时检测所述发动机中存在的所述燃料的排放相关成分的含量；以及基于燃料成分含量来控制所述发动机的操作。所述排放相关成分可以是硫，并且所述检测可以包括检测所述发动机中存在的所述燃料中的硫的含量。

本发明还可以包括一种与发动机相连的发动机控制系统，该发动机控制系统包括：燃料质量传感器，其位于所述发动机中以检测所述发动机中存在的燃料的质量并提供指示所述燃料质量的信号；地理位置装置，其确定所述发动机的地理位置并生成位置信号；以及电子控制装置，其与所述燃料质量传感器和所述地理位置装置通信以接收所述燃料质量信号和所述地理位置信号，其中，所述电子控制装置适于基于所述燃料质量信号和所述地理位置信号来控制所述发动机的操作。所述地理位置装置和所述电子控制装置中的至少一方可以适于基于所述地理位置信号来确定所述发动机是否位于排放受到监管的地理区域中。所述电子控制装置可以适于在确定所述发动机位于不监管的区域中时修改所述发动机的操作。

本发明还包括一种控制发动机的方法，该方法包括：检测所述发动机中存在的燃料的质量；提供指示所述燃料质量的信号；确定所述发动机是否位于排放受到监管的区域中；以及基于所述燃料质量信号以及所述发动机是否位于排放受到监管的地理区域中来控制所述发动机的操作。

附图说明

本发明的前述和其他目的、特征和优点根据对本发明的示例性实施方式的以下更详细的描述将是明显的，如在附图中所例示的，在附图中同样的标号在全部不同的视图中指的是相同的部件。这些图不旨在将本发明限制为用于在实践中实现本发明的特定机制，相反，这些图例示了执行本发明的特定方式。其它方面对于本领域技术人员也非常显而易见。

图1示出了根据本公开的基于发动机装置的位置的不同柴油燃料排放标准的世界地图；

图2示出了根据本公开的使用燃料质量传感器和地理位置系统来修改发动机的操作的发动机控制系统的系统视图；

图3示出了作为发动机装置的发动机的一部分的发动机控制系统的各种组件的示意图；

图4示出了基于燃料质量以及发动机是位于排放受到监管的区域还是位于排放不受监管的区域中而控制发动机的操作的方法；

图5示出了发动机中存在的燃料相对于诸如发动机所在区域的监管限制或预定硫限制的预定硫限制的燃料硫含量而控制发动机的操作的方法；以及

图6示出了基于发动机中存在的燃料的排放相关质量而控制发动机的操作的方法。

具体实施方式

存在具有不同并且变化的排放标准的多个地理管辖区域。现在转到图1，其示出了例示可能具有不同柴油燃料排放标准的不同地区或区域的地图。图1的地图是示例性的，并且不构成对本公开的限制，并且本公开不限于任何具体数量的排放标准。应该注意，特定的国家甚至可能具有超过两个不同的标准。例如，在附图标记10指示的欧盟中，从2005年以来实施了欧4标准，该标准针对多数公路车辆规定在柴油燃料中硫的百万分率“ppm”最大为50。在2005年，具有硫的最高10ppm的超低硫柴油也成为可用的。在2009年，欧盟10将具有不超过10ppm的硫的柴油燃料规定欧5燃料标准。预期多数非公路应用的柴油燃料将遵守欧5标准。

但是，在其他位置（例如，附图标记15指示的俄罗斯）中，到2002年，许多乡村和周围的城市仍在使用的针对柴油燃料中的硫的限制显著高于欧盟10的限制。最高2000和5000ppm的硫含量应用于不同的用途，在特别是在莫斯科和圣彼得堡的某些地区强制执行350ppm和500ppm的较低的硫最高含量。另外，自2002年以来，由附图标记20指示的中国已经将柴油燃料中的硫限制为2000ppm，在某些城市应用500ppm的限制。巴西25要求柴油燃料在农村地区具有2000ppm的等级并且在城市地区具有500ppm的等级。

因此，不同的地理区域（甚至在同一个国家中）常常要求不同的排放标准。但包括建筑设备（如推土机、卡车和船舶）的具有不同类型的发动机装置可以从一个管辖范围行驶到另一个范围并返回，或者可以被出售或出租给一个地区或另一个地区。在发动机装置的使用寿命期间，发动机装置可能经历针对柴油燃料的多个不同的排放标准。发动机装置的寿命可以超过20年，并且必须从其被制造完成时起在该使用寿命期间遵守不同地点的排放标准，否则要冒不遵守标准而受到处罚的风险。

在一些地区，要求超低硫的柴油燃料，而在其他地区，当地的排放标准不要求超低硫的柴油燃料，因此超低硫的柴油燃料可能不容易得到。另外，使用具有与发动机设计的硫含量不同的硫含量的燃料来运行这些发动机可能激活诊断制造指示系统不正确工作。例如，仪表盘上的灯可指示高的NOx排放，或者系统可以降低发动机功率。诊断装置将检测升高的排放水平，并且发动机将接着进行补偿并具有不足或不合标准的性能，这样的性能可能不能满足消费者对发动机的操作的期望。对于驾驶员来说，发现出售超低硫柴油燃料的加油站可能很困难或麻烦。另外，对驾驶员来说，操作性能差的发动机或者甚至面对由于不遵守正确的排放标准而导致的罚款都是令人懊恼的。申请人认识到，可以使用燃料质量传感器在任何给定时间来检测正在发动机中实际使用的燃料的质量，即，排放产生质量，并且基于该质量来控制发动机操作。根据与所要保护的发明一致的实施方式，可以基于指示发动机中存在的并被发动机正在使用的燃料的质量的实时燃料质量信号来修改发动机操作，以在具有较低质量（即，诸如硫的较高排放相关成分含量）的燃料的情况下提高发动机性能，从而保护发动机组件和系统不被较低质量燃料的损害，并控制发动机操作以诱使驾驶员使用较高质量燃料。因而，这些实施方式感测正在发动机中使用的燃料的燃料质量，并基于确定的燃料质量，诸如通过使能或禁用控制算法来控制或改变发动机操作，以在不考虑发动机的地理位置的情况下例如保护发动机不受损害。

尽管上面描述的概念本身是有利的，但发动机装置的使用者可能能够干预发动机装置以例如停用或调整传感器来允许发动机在低质量燃料的情况下操作。驾驶员可接着简单地以具有低于可接受的质量（即，高于杂质或诸如硫的成分的可接受含量）的燃料来对发动机装置加油，并因而违反发动机正在操作时所作的地理位置的当前燃料排放标准。

本文描述的实施方式感测正在发动机中使用的燃料的燃料质量，并且还确定发动机是处于有监管的区域还是处于未监管的区域并控制发动机操作，例如基于燃料质量和发动机的位置而启用或禁用发动机算法以保护发动机系统或控制排放。在另一示例性实施方式中，确定发动机所在的区域的例如硫限制的监管限制并将该限制与实际成分含量进行比较，并且如下面详述地那样采取适当的动作或不采取动作。对于在多个地点之间移动的发动机装置（从一个排放标准到另一个排放标准）来说，该系统和方法是特别有利的。如果发生干预而传感器未感测到燃料质量，并且系统确定发动机处于不监管的区域中，则系统在对驾驶员没有任何影响的情况下不修改发动机操作。此外，如果没有发生干预，但是发动机感测到低的燃料质量（即，高含量的与排放相关的燃料成分，例如硫），并且还确定发动机处于不监管区域中，则控制系统和方法自动修改发动机操作以保护发动机或控制性能，由此允许或加强发动机在不监管的区域中的操作。通过允许发动机装置被运输到其它地点并且在不监管的区域中使用以及在实际燃料满足预定的质量水平时使用而不对诸如EGR的发动机系统造成损害，同时使与排气后处理系统关联的成本最小化，发动机操作的该自动控制增加了发动机装置在市场上的价值，并且同时提高发动机的性能。

参照图2和图3，示例性实施方式包括发动机控制系统45和地理位置或导航装置65，发动机控制系统45包括燃料质量传感器60以检测在发动机中的燃料的质量（与燃料在燃烧时产生的排放的含量相关），地理位置或导航装置65确定发动机装置35的地理位置，并因而确定发动机40的地理位置。使用燃料质量和地理位置，发动机控制系统45可以启用或禁用发动机算法以改善提高发动机40的性能和/或保护发动机40。

现在转到图2，以推土机作为发动机装置35示出了示例性实施方式的系统和方法的使用一个高级别视图。但是，该系统和方法可以使用具有能够燃烧燃料的内燃机的各种类型的发动机装置35，这包括任何可移动的机器或设备、卡车、公共汽车、汽车、机车、建筑和工业设备、便携式或可移动发电机和船舶。发动机装置35包括发动机40和发动机控制系统45。在示例性实施方式中，发动机40是柴油发动机；但是，应该理解，发动机40可以是任何内燃机。发动机40可以连接到燃料箱（未示出），燃料箱例如是装载在发动机装置35上的装有从加油站或加油卡车提供的燃料的典型油箱。本公开不限于任何特定的燃料，并因而可以适用于摘由燃料、汽油、E15燃料、E20燃料、E85燃料、混合动力车辆、乙醇、生物燃料、甲醇、或与内燃机关联地使用的任何其它类型的燃料或燃料源。例如，燃料可以是从第一加油站50获得的具有大约10到50ppm硫含量的超低硫柴油燃料，或者可以包含从第二加油站55获得的具有大于50ppm硫含量的柴油燃料。本公开还包括燃料的任何组合，例如使用与油箱中的燃料不同的燃料注满部分空的油箱而得到的燃料。

应该理解，燃料和燃料质量仅是本公开的一个实施方式的例示，并且燃料可以根据发动机40、在特定地理位置处的特定燃料的可用性和/或排放标准而变化。本公开旨在覆盖多种燃料，这些燃料具有不同含量的与排放相关的燃料成分（即，硫），并且示出的范围仅是本公开的一个非限制性实施方式的例示。例如，加油站50、55可以另选地例示为具有10%或20%的乙醇的汽油或具有E85燃料的汽油。各种配置是可能的，并在本公开的范围内。

应该理解，第一加油站50和第二加油站55可以设置在不同的地理位置，例如，可以设置在要求超低硫柴油燃料的诸如欧洲10中的德国的第一国家或地区中和例如巴西25的没有要求的第二国家或地区中，如在图1中讨论的。优选地，发动机控制系统45可操作为例如通过使用或不使用发动机控制功能（诸如启用和/或停用发动机控制算法）来控制发动机的操作，使发动机40的操作最优化以适应来自第一加油站50或第二加油站55的燃料。本公开可以部分地在计算机系统上实现。发动机控制系统45可以包括发动机的ECU95，或者可以是与ECU95不同的第二控制单元或模块的形式。

发动机40还包括安装在发动机上以检测发动机40中包含的燃料的质量的燃料质量传感器60。燃料质量传感器60用于通过优选地确定发动机中的燃料中或来自发动机中的燃料的燃烧的排气中的至少一种排放相关成分的含量、或发动机中的燃料的排放相关参数或特性来确定（例如，检测、感测或测量）燃料的质量。燃料成分或特性可以与燃料质量直接相关或可以与燃料质量间接相关，使得燃料质量可以例如通过计算来确定。在一个示例性实施方式中，燃料质量传感器60检测燃料中或在排气中诸如硫的成分的量，该成分与发动机中的燃料的燃烧时产生的排放直接相关。因而，在一个实施方式中，燃料传感器60可以包括硫传感器，该硫传感器适于感测发动机中存在的燃料中的硫的量或感测从发动机中的燃料的燃烧得到的排气中存在的二氧化硫。在一个实施方式中，硫传感器60对燃料的燃烧使用紫外线测量。该测量针对特定波长而执行，以确定与燃料中的硫相关的二氧化硫的排放。针对此的方法是ASTM54、53，并且一个工具可以是由Antek Instruments公司提供的传感器或分析器机器。燃料质量传感器60可以是能够直接感测液体燃料中的硫的类型（例如，燃烧来自燃料提供系统的燃料样本以测量硫）或通过测量发动机排气中的诸如二氧化硫的成分而确定硫含量的类型。传感器装置可以连接到燃料箱或燃料供应线路或发动机排气，并且对燃料进行自动地、连续或周期性地取样并确定硫含量。另选地，在燃料供应箱的充入/再充入或一些其他情况时触发的开关进行初始化时，传感器装置可以周期性地对燃料或排气取样，并确定硫含量。优选地，燃料质量传感器60针对ECU95生成输出信号，该输出信号表示燃料的质量（即，硫含量），如本文所讨论的。

系统30还包括地理位置装置65，地理位置装置65优选地是从全球定位卫星75接收至少一个信号72的全球定位系统接收器70。“GPS”是针对全球定位系统的缩写，该系统是卫星、计算机和接收器的系统，能够通过计算来自不同卫星75的信号72到达接收器70的时间差来在陆地和海上确定接收器70的经度和纬度。GPS70和卫星75在本领域是公知的。

由美国国防部开发和运行的GPS是由24个卫星星座组成的无线电导航系统。使用由这些卫星发射的精确的位置和定时信号，GPS允许陆上、海上和空中的用户一天24小时全天候地确定他们的三维位置、速度和时间。即时GPS系统可操作为在世界上任何地方获得位置信息，提供具有远比任何其它无线电导航系统更好的精度和准确性的定位。优选地，使用由GPS接收器70接收到的信号72，可以确定发动机装置35的在经度和纬度上的精确和准确的位置。GPS接收器70优选地包括天线70a、无线信号发射器70b、身份存储器（identification memory）70c和信号处理芯片组70e，这些组件全部连接到电源70d。芯片组70e优选地包括能够标识特定接收器70的唯一代码。

另选地，系统30优选地可以使用其它导航装置65来制造，其它导航装置65例如为EGNOS、伽利略或Euridis卫星导航。例如，系统30可以另选地使用移动电话网络来推断发动机装置35的位置。如本领域已知的，系统30可以获得从移动通信装置发射到移动通信基站或塔的无线电频率信号的强度读数和方向。在软件程序中利用信号的强度和方向以及移动通信塔的已知位置，系统30可以推断出发动机装置35的位置。在另一个另选实施方式中，系统30可以包括电子罗盘来确定发动机装置35的位置。此外，当发动机装置通过收费站或加油站时，发动机装置35可以另选地检测位置信息。

现在转到图3，示出了发动机控制系统45（其是发动机40的一部分），发动机控制系统45包括GPS接收器70、发动机控制单元（ECU）95以及燃料质量传感器60。ECU95包括处理器和数据库80（图2）。发动机控制系统45从传感器60接收燃料质量信号并从接收器70接收实时地指示发动机装置35的位置的GPS信号，并且访问包括可更新的查找表的数据库80。控制系统45接着访问该查找表以识别实时位置处的当前排放标准，并提供代表当前排放标准的信号。例如，信号可以指示诸如该地理位置处柴油燃料中允许的硫的最大量的当前排放标准，和/或简单地指示当前实时区域是不监管的还是受监管的区域，和/或该区域是要求超低硫柴油燃料还是要求包含较高硫含量的另一类别的柴油燃料。

燃料质量传感器60安装在发动机40上的适当位置处以检测发动机中的燃料或者来自燃料燃烧的排气的质量特性。例如，燃料传感器60可以安装在燃料箱上或燃料箱中、来自燃料泵的吸入或排出线路中或者燃料系统中的任何其他位置，而排气传感器可以沿排气系统300安装，诸如在排气歧管（exhaust manifold）中。传感器60检测燃料或排气的指示质量（即，诸如硫的排放相关燃料成分）的特性，并向ECU95提供信号。接着，ECU95基于GPS70检测到的发动机40的地理位置和适用的排放标准来确定燃料是否为正确的燃料。

现在转到图4，示出了根据本公开的用于基于排放相关燃料质量和发动机40的地理位置来修改发动机40的操作的方法或处理220。现在转到步骤115，方法110开始并且进行至步骤120。在步骤120，方法110例如使用传感器60检测发动机装置中的燃料的实际燃料质量，并且在步骤125向ECU95输出表示例如硫含量的实际燃料质量的信号。在步骤128，方法110确定实际燃料质量是否低于预定燃料质量值（即，硫含量大于预定硫含量值）。预定的燃料质量值可以是表示燃料质量的期望含量（诸如特定最大硫含量）的任何值。例如，预定硫含量值可以是全世界范围内的区域的最通用的硫限制。另选地，如果步骤128中的询问的答案是“否”，则该方法返回到步骤120。因而，在发动机40中使用足够低硫的燃料不证明要采取动作（即，发动机操作的修改或控制）。但是，如果步骤128中的询问的答案是“是”，则该方法进行到步骤130，在步骤130中，利用GPS接收器70检测到发动机40的地理位置。即，方法110识别到，如果发动机40正在使用低质量的燃料（即，硫含量高于预定含量，即，不可接受的高含量），则取决于发动机的位置，改变发动机操作可以是令人希望的。

下面，如果燃料质量低于预定标准，则在步骤135，方法110查询发动机40的地理位置是否具有排放监管，即，该位置是否是受到排放监管的地区/位置还是排放不受监管的地区/位置。如果答案为“是”并因而燃料的燃料质量（即，硫含量）在发动机所在的区域中受到监管，则方法110进行到步骤140。例如，纬度48.6908333333和经度9.14055555556（北纬48°41'27"/东经9°8'26"E）是在欧洲。ECU95例如使用来自GPS接收器70的该位置信息访问在数据库80中的查找表，并确定发动机40处于硫监管区域中。由于该区域是排放受监管的区域，因此该方法不修改发动机操作。方法110接着将控制返回到步骤115或120。如果方法110确定发动机位置不具有排放监管，则控制进行到步骤170，在步骤170中，发动机控制系统45修改发动机操作以实现特定的目的，诸如提高发动机性能和/或保护发动机组件或子系统（诸如排气后处理系统310）。在步骤170后，控制接着返回到步骤115或120。

排放监管区域通常包括燃料监管，燃料监管限定了必须在该区域中使用的燃料的质量（例如，对诸如硫的特定燃料成分的量的限制），作为使排放最小化的努力的一部分。另外，为了满足这些排放限制而在发动机/后处理系统上需要的一些组件需要较低硫含量燃料以正常操作。因此，例如为了提高发动机性能或保护发动机系统而在步骤170中修改发动机操作同时可能增加排放是不被本方法/系统允许的。当然，常规的发动机诊断系统可以工作以诱使驾驶员通过例如使用诸如仪表板灯的可视指示器和/或通过降低功率输出而使发动机降低功率来改正排放违规。

但是，另一方面，当发动机40位于不监管的区域中时，即，没有或具有较少的限制性排放监管，则可以修改或控制发动机操作以增强发动机性能和/或保护发动机组件，即使这种控制可能增大发动机排放。应该注意，示例性实施方式的方法/系统可以将不监管的区域限定为包括具有高于预定高含量（诸如即便如本文讨论的那样对发动机操作进行修改也不太可能超过的含量）的最大排放相关成分限制（即，硫限制）的管制区域。

在示例性实施方式中，发动机控制系统45对发动机40的操作的修改或控制例如包括停用发动机的排气再循环（EGR）系统320和/或排气后处理系统310。具体地说，当暴露于来自包含高硫量的燃料的燃烧的排放时，EGR系统不正常工作并可能受到损害。因此，当在位于不监管的区域中在发动机中检测到高硫燃料时，EGR系统被禁用，以保护EGR系统不受到损害。另外，排气后处理系统在不监管的地区中可能是不合适的并且可能被禁用以节省费用。当然，可以修改或控制其它发动机系统和控制以基于燃料的质量和发动机的位置来改变发动机操作。例如，可以执行下面的任何一项或更多项：控制发动机排气的流到空气冷却器；启用或停用特定阀门；修改进气阀和排气阀的打开和关闭的定时；启用或停用诊断装置；启用或停用告警系统以例如警告驾驶员采取诸如去除一部件和替换为另一部件的一些动作；启用或停用诊断故障代码；修改一个或更多个火花塞的操作；修改燃料喷射器的操作；修改发动机定时算法的操作；或发动机40的任何其它功率相关参数。对发动机操作的修改的指示可以由指示器82（图2）提供，并且该指示可以是任何音响信号和/或可视信号。例如，在发动机装置35中，仪表盘灯或显示器可以闪烁或发光，以通知驾驶员。

通过在燃料质量在不监管的区域中低时停用特定排放诊断，方法110和系统30防止启用不希望的诱使功能（诸如使发动机降级），由此降低用户为了实现期望的发动机操作而干预或试图禁用发动机传感器、系统和组件的可能性。

现在转到图5，示出了基于发动机中存在的燃料中的硫的含量或量和发动机的地理位置来控制发动机的方法200。现在转到步骤215，方法200开始，并且进行到步骤220。在步骤220，方法200检测正在发动机中使用的燃料中的实际硫含量，并且在步骤225向处理器92输出指示硫含量的信号或与硫含量相对应的信号。例如，燃料中的硫含量可以由传感器60直接检测。在步骤230，方法200使用导航系统65的全球定位系统接收器70来检测发动机的地理位置（即，经度和纬度）。

该方法接着进行到步骤232，在步骤232中，系统确定该位置是否具有硫监管。如果发动机位于排放监管区域、国家或地区中，并因此具有在该地区中使用的燃料的规定的硫限制，则方法进行到步骤235，在步骤235，方法200访问发动机40所在的区域的柴油燃料的可接受的硫限制。如上所述，等级5排放标准在欧洲要求具有大约10ppm硫含量或更少的柴油燃料。在诸如巴西和中国的其它区域中，柴油燃料的硫含量可以相对较高，并且超低硫的柴油燃料可能不容易得到。数据库80还可以经由无线连接105或网络连接周期性地更新以具有基于地理区域的最新的排放标准。

在步骤240，将发动机中正在使用的柴油燃料的实际硫含量与该地点的排放标准的可接受硫限制进行比较。控制进行到步骤250，在步骤250，基于发动机40的位置的排放标准得到关于实际硫含量是否可接受的判断。在步骤250，如果发动机中正在使用的柴油燃料具有可接受的硫含量（即，等于或低于当前发动机位置的硫含量限制），则方法200的控制返回到步骤220。

在步骤250，如果发动机中使用的柴油燃料具有不可接受的实际硫含量（即，高于该区域的规定的硫限制），则方法200的控制转到步骤270，在步骤270，由发动机控制系统采取顺从的动作以诱使驾驶员遵守规定，所述动作诸如是经由例如仪表盘上的灯向发动机使用者提供未遵守规定指示、例如通过控制燃料控制阀等限制发动机功率（降低功率）。控制接着转回到步骤220。

在步骤232，如果发动机的位置不具有硫监管限制，则控制接着转到步骤280，在步骤280，系统指定预定的硫限制，诸如与发动机的位置最接近的监管区域的硫限制、周围区域的规定的最高的硫限制或任何其它值。该方法接着进行到步骤285，在步骤285，确定发动机中使用的燃料的实际硫含量是否高于指定的预定值。如果实际的硫含量值低于或不高于指定的预定硫限制值，则控制返回到步骤220。但是，如果发动机中正在使用的燃料的实际硫含量高于指定的预定值，则该方法移动到步骤290，修改发动机的操作以保护可能受到高硫含量的不利影响的发动机子系统或组件，或修改发动机的操作以不考虑排放地提高发动机的性能。例如，如果排气后处理系统被禁用，则不需要对其组件的热管理，这可以提高燃料经济性。或者，如果排气后处理系统包括选择性催化还原（SCR）并且SCR系统被禁用，将不再需要柴油排气处理液（DEF）。当该位置不具有硫监管并且正在使用的燃料的硫足够低而不会不利地影响EGR或后处理系统时，通过执行步骤232、280和285，该方法避免了诸如停用EGR或后处理系统的发动机控制手段。在本发明的另一可能方面中，即使发动机处于没有监管的区域中，该系统和方法也可以确定正在使用的燃料具有足够低的硫柴油（例如，高于指定的预定值但低于可能对排气后处理系统造成损害的含量，诸如500ppm），以允许排气后处理系统的操作。不论哪种情况，下一个逻辑步骤（logistical step）是给予驾驶员启用或禁用的选择。例如，假设后处理系统包含SCR系统，停用后处理系统将消除操作期间对DEF的需要，这对于一些区域中的一些驾驶员可能是适合的。在另一变型中，在步骤280中的指定的预定值可以是针对排气后处理系统的硫限制。

在本公开的又一实施方式中，图2的全球定位系统接收器70可以帮助用户发现具有硫含量满足所在地的硫标准的燃料的加油站。这可以通过确定发动机40的位置并且处理器95接着访问数据库和存储器80以确定特定的燃料是否在附近特定的地理区域中可用来完成。如上面指出的，数据库80可以经由无线连接周期性地或在服务事件期间更新以具有关于燃料类型可用性和位置的最新信息。控制器95可以向指示器82输出信号以向驾驶员提供关于加油站50的位置的信息。例如，数据库80可以具有供应或出售具有10到50ppm硫含量的超低硫柴油燃料的加油站50的可用性的查找表，并且可以将加油站50的位置和距离信息发送给驾驶员。另选地，数据库80可以访问查找表并确定具有10到50ppm硫含量的超低硫柴油燃料的加油站50不可用，并向驾驶员发送不可用信息。

如上面指出的，当发动机正在使用的燃料的质量低（即，包含比可接受的含量高的含量的诸如硫的排放相关成分），并且发动机位于没有监管的区域中时，与要包含的发明一致的系统和方法可以通过禁用排气后处理系统来修改发动机操作。参照图3，发动机40包括排气系统300，排气系统300可以包括排气后处理系统310。例如，选择性催化还原（SCR）是在催化剂的帮助下将氮氧化物（也称为NO_x）转换为双原子氮（diatomic nitrogen）N2和水H2O的装置。诸如气体还原剂或定量给料试剂（dosingreagent）的柴油排气处理液（通常为无水氨、氨水或尿素）被添加到处理液或排气的流并被吸收到催化剂上。当尿素用作还原剂时，二氧化碳CO₂是反应产物。例如，可以引入尿素以减少污染物质；但是，尿素是昂贵的，并增加了操作发动机40的总费用。在其它管辖范围中，例如在非洲，选择性催化还原不是需要的，并且发动机40的驾驶员不被要求使用选择性催化还原方法。但是，如果不添加尿素，则即使没有指示问题的确切原因，特定的诊断装置也可以被启动。通过在不要求低排放时禁用后处理系统，与要保护的发明一致的系统和方法避免了与还原剂相关的费用。

图6例示了另一种方法500，方法500与要保护的发明一致并由系统执行，该方法包括步骤502，步骤502例如通过使用传感器60来检测发动机中实际存在的燃料中诸如硫的排放相关成分来检测与排放相关的燃料的质量。该方法接着进行到步骤504，其中传感器60输出指示燃料质量（即，硫含量）的信号。ECU95处理该燃料质量信号以基于该信号来确定是否应该修改发动机的操作。例如，在步骤506，ECU95可以将检测到的发动机中的燃料的硫含量与预定硫含量进行比较，并且仅在检测到的含量高于预定的燃料质量（即，硫含量）时才修改发动机操作的某些方面（步骤508）。另选地，在步骤506中，可以查询检测到的燃料质量（即，硫含量）是否低于预定的燃料质量（即，预定的硫含量）。ECU95可以生成并发送适当的控制信号以如上所述地修改各种发动机组件和系统的操作，从而改善使用具有特定的检测到的质量的燃料进行操作时的发动机的性能，或者保护诸如排气后处理系统的发动机组件或系统。例如，由于EGR系统可以被高硫含量的燃烧导致的排放所损害，ECU95可以生成禁用EGR系统的控制信号。

在上述每一种实施方式中，可以使用多个成分阈值或含量来确定是否控制发动机的操作和控制哪些发动机组件。例如，含量可以被视为创建诸如低于50ppm、50至500ppm和高于500ppm范围，如果需要修改，则这些范围要求对发动机操进行不同的修改。例如，排气再循环系统和具有尿素定量给料的选择性催化还原系统具有对燃料中的硫的不同容忍程度。例如，SCR应该是更加宽容。在该情况下，在一种可能的实现中，如果硫含量（ppm）低于x（例如，50ppm），将不采取动作。如果硫含量介于x与y之间（例如，50至500ppm），则修改或停用排气再循环系统的操作。接着，如果硫含量高于y（例如，500ppm），则修改或停用排气再循环系统和选择性催化还原系统的操作。

一般来说，可执行前面附图中示出的方法的计算机系统由操作系统控制。操作系统的典型示例是MS-DOS和由微软公司提供的系统的各种版本、或来自太阳微系统公司的Solaris和SunOS、或来自苹果公司的Apple OSX。在计算机系统工作时，从用户或其它处理系统接收到诸如输入搜索数据、数据库记录数据、程序和命令的输入被存储在存储装置中。某些命令使处理器取回存储的程序并执行。在处理器上执行的程序可以从诸如网络连接的相同或不同输入装置获得更多的数据。程序还可以访问例如在据库中的数据，并且命令和其它输入数据可以使处理器关于其它输入数据对数据库进行编索引、搜索和执行其他操作。可以生成数据，数据被发送到输出装置以显示给用户或发送到另一计算机系统或装置。计算机系统的典型示例是个人计算机和工作站、手持计算机、为特定用途设计的专用计算机和适于许多用户使用的大型主机计算机。本发明不限于在特定类型的计算机系统或数据处理装置上实现。

注意的是，本发明还可以在实现本文公开的逻辑和处理的硬件或电路中实现，或者另选地，本发明可以按照存储在诸如存储装置的计算机可读介质上的计算机程序的形式在软件中实现。在后一种情况下，计算机程序逻辑和可执行指令形式的本发明由处理器读取和执行，并且指示计算机系统执行本文公开的本发明的功能。如果本发明被实施为计算机程序，则计算机程序逻辑并不限于以任何特定编程语言实现。例如，诸如C、C++、JAVA以及其它语言的通用编程语言可以用于实现本发明的逻辑和功能。此外，本发明的主题不限于当前已有的计算机处理装置或编程语言，而是表示能够在硬件和软件二者的多种不同类型的环境中实现。

此外，本发明的实施方式的组合可以分为特定的功能，并在可以互联以彼此通信和交互的不同的单独计算机处理装置和系统上实现。在多个不同计算机之间的划分本发明的功能被包含在本发明的范围内。

尽管已参照其示例性实施方式具体地示出和描述了本发明，但本领域技术人员将理解的是，在不偏离由下面的权利要求所限定本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种发动机控制系统，该发动机控制系统包括：

燃料成分传感器，其检测发动机中存在的燃料的排放相关成分的含量，并且基于所述发动机中存在的所述燃料中的所述成分的检测到的含量来提供燃料成分含量信号；以及

电子控制装置，其基于所述燃料成分含量信号来控制所述发动机的操作。

2.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中，所述排放相关成分是硫，并且所述燃料成分传感器检测所述发动机中存在的所述燃料中的硫的含量。

3.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中，所述电子控制装置适于接收所述燃料成分含量信号，并且适于在所述燃料成分含量信号高于预定含量时停用发动机排气再循环系统。

4.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中，所述电子控制装置适于接收所述燃料成分含量信号，并且适于在所述燃料成分含量信号高于预定含量时修改发动机排气后处理系统的操作。

5.根据权利要求4所述的发动机控制系统，其中，所述后处理系统是具有柴油排气处理液定量给料的选择性催化还原系统，并且所述电子控制装置适于在所述燃料成分含量信号高于预定含量时，禁用所述选择性催化还原系统以防止柴油排气处理液的定量给料。

6.一种控制发动机的方法，该方法包括：

当燃料处于发动机中时，检测所述发动机中存在的所述燃料的排放相关成分的含量；以及

基于所述燃料成分含量，控制所述发动机的操作。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述排放相关成分是硫，并且所述检测包括检测所述发动机中存在的所述燃料中的硫的含量。

8.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：当所述燃料成分含量是高于预定含量、低于预定含量和在预定值范围内这些情况之一时，停用发动机排气再循环系统。

9.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：当所述燃料成分含量是高于预定含量、低于预定含量和在预定值范围内这些情况之一时，修改发动机排气后处理系统的操作。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述后处理系统包括具有柴油排气处理液定量给料的选择性催化还原系统，并且该方法还包括：当所述燃料成分含量高于预定含量时，禁用所述选择性催化还原系统以防止柴油排气处理液的定量给料。

11.一种与发动机相连的发动机控制系统，该发动机控制系统包括：

燃料质量传感器，其位于所述发动机中以检测所述发动机中存在的燃料的质量并提供指示燃料质量的信号；

地理位置装置，其确定所述发动机的地理位置并生成位置信号；以及

电子控制装置，其与所述燃料质量传感器和所述地理位置装置通信以接收所述燃料质量信号和所述地理位置信号，所述电子控制装置适于基于所述燃料质量信号和所述地理位置信号来控制所述发动机的操作。

12.根据权利要求11所述的发动机控制系统，其中，所述地理位置装置和所述电子控制装置中的至少一方适于基于所述地理位置信号来确定所述发动机是否位于排放监管地理区域中，所述电子控制装置适于在确定了所述发动机位于不监管区域中时修改所述发动机的操作。

13.根据权利要求12所述的发动机控制系统，其中，所述燃料质量传感器感测所述发动机中存在的所述燃料中的硫的含量，所述燃料质量信号指示所述燃料中的硫的含量。

14.根据权利要求11所述的发动机控制系统，其中，所述电子控制装置与发动机排气再循环系统通信，所述电子控制装置适于接收所述燃料质量信号和所述地理位置信号，并且所述电子控制装置适于在所述燃料质量信号指示质量低于预定水平并且所述地理位置信号指示所述发动机不在监管区域中时，停用所述发动机排气再循环系统。

15.根据权利要求11所述的发动机控制系统，其中，所述电子控制装置与发动机排气后处理系统通信，所述电子控制装置适于接收所述燃料质量信号和所述地理位置信号，并且所述电子控制装置适于在所述燃料质量信号指示质量低于预定水平并且所述地理位置信号指示所述发动机不在监管区域中时，停用所述发动机排气后处理系统。

16.根据权利要求15所述的发动机控制系统，其中，所述后处理系统包括具有柴油排气处理液定量给料的选择性催化还原系统，并且所述电子控制装置适于在所述燃料质量信号指示质量低于预定水平时，禁用所述选择性催化还原系统以防止柴油排气处理液的定量给料。

17.一种控制发动机的方法，该方法包括：

检测所述发动机中存在的燃料的质量；

提供指示燃料质量的信号；

确定所述发动机是否位于排放监管区域中；以及

基于所述燃料质量信号以及所述发动机是否位于排放监管地理区域中，控制所述发动机的操作。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，检测燃料质量包括：检测所述发动机中存在的所述燃料中的硫的含量，所述燃料质量信号指示所述燃料中的硫的含量。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，控制所述发动机的操作包括：当所述燃料质量信号指示质量低于预定水平并且确定了所述发动机不在监管区域中时，控制发动机排气再循环系统。

20.根据权利要求11所述的方法，其中，控制所述发动机的操作包括：基于所述燃料质量信号以及所述发动机是否位于监管区域中的确定，控制所述发动机排气后处理系统。

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