專利名稱：火花點火式內(nèi)燃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種確定(估計)屬性未知的燃料的自燃屬性(hypergolic property )的火花點火式內(nèi)丈然才幾(spark ignition type internal combustion engine )。
背景技術(shù)：
^吏用火暴震確定(knocking determination )(即，爆震才及限點 火定時(knocking limit ignition timing )的觀'J量)來確定燃才牛的 自燃屬性(即，表示自燃屬性的特征，用辛烷值或十六烷值來 表現(xiàn))是在火花點火式內(nèi)燃機的領(lǐng)域中一種公知的技術(shù)。這種 確定已廣泛地用于從普通汽油中識別高辛烷值汽油。現(xiàn)有技術(shù)的火花點火式內(nèi)燃機包括辛烷值不同的兩種燃 料，將這兩種燃*+混合并供應(yīng)給燃燒室(combustion chamber )。 在內(nèi)燃機中，測量低辛烷燃料的辛烷值，然后混合這兩種燃料 來測量混合燃料的辛烷值。根據(jù)這些辛烷值和這兩種燃料的混 合比來測量高辛烷燃料的辛烷值。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)燃機，每當(dāng)供應(yīng)具有未知辛烷值的燃料 時，需要確定兩種燃料的辛烷值。如果只在低辛烷燃料的情況 下來確定爆震，則會出現(xiàn)這樣一個問題當(dāng)供應(yīng)具有極低辛烷 值的燃料時，爆震會增強。發(fā)明內(nèi)容鑒于這種情形，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠以簡單又 安全的方式確定燃料的自燃屬性的火花點火式內(nèi)燃機。在一個實施例中，本發(fā)明提供一種火花點火式內(nèi)燃機，包括主油箱，用于存儲自燃屬性未知的待確定燃料；輔助油箱，用于積累自燃屬性已知的基準(zhǔn)燃料；以及控制器，其被編程以 執(zhí)行以下操作向燃燒室供應(yīng)通過以預(yù)定的比例混合所述待確 定燃料與所述基準(zhǔn)燃料而制得的混合燃料；測量所述混合燃料的所述自燃屬性；基于所測得的所述混合燃料的所述自燃屬性、 所述基準(zhǔn)燃料的已知的所述自燃屬性和所述混合燃料的所述比 例，來確定所述待確定燃料的未知的所述自燃屬性；以及在所 述確定之后，將所述待確定燃料從所述主油箱引入所述輔助油 箱，并且將所述待確定燃料存儲在所述輔助油箱中，從而使得 所述待確定燃料用作所述自燃屬性已知的下 一 基準(zhǔn)燃料。在另一實施例中，本發(fā)明提供一種用于火花點火式內(nèi)燃機 的燃沖+性質(zhì)確定方法，所述內(nèi)燃才幾包4舌主油箱和輔助油箱，所 述主油箱用于存儲自燃屬性未知的待確定燃料，所述輔助油箱 用于積累所述自燃屬性已知的基準(zhǔn)燃料，所述方法包括向燃 燒室供應(yīng)通過以預(yù)定的比例混合所述自燃屬性未知的所述待確 定燃料與所述自燃屬性已知的所述基準(zhǔn)燃料而制得的混合燃料；測量所述混合燃料的所述自燃屬性；以及基于所測得的所 述混合燃料的所述自燃屬性、所述基準(zhǔn)燃料的已知的所述自燃 屬性和所述混合燃料的所述比例，來確定所述待確定燃料的未 知的所述自燃屬性。根據(jù)本發(fā)明，即使供應(yīng)了自燃屬性未知的燃料，在輔助油 箱中積累的自燃屬性已知的基準(zhǔn)燃料被用作混合燃料中的一種 燃料。因此，每當(dāng)供應(yīng)自燃屬性未知的燃料時，無需確定兩種 燃料中每一種燃料的自燃屬性。即使供應(yīng)了具有極低辛烷值的燃料，當(dāng)僅使用具有極低辛 烷值的燃料來確定自燃屬性時也不會增強爆震。這是由于所供 應(yīng)燃料的自燃屬性是通過將它與在輔助已知的基準(zhǔn)燃料混合而確定。


包含在說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分的

了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并且與上文所給出的一^:性il明和下文所給出詳細說明 一起用于解釋本發(fā)明的特征。圖l是根據(jù)本發(fā)明的第 一 實施例的內(nèi)燃機的系統(tǒng)圖； 圖2是用于確定燃料自燃屬性(例如，辛烷值)的原理的解釋圖；圖3是用于確定燃料自燃屬性的流程圖；圖4是圖3中流程圖的部分的詳細流程圖；圖5是用于燃料自燃屬性確定的映射的解釋圖；圖6是燃料轉(zhuǎn)換和運行狀況改變的解釋圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的內(nèi)燃機的系統(tǒng)圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的內(nèi)燃機的系統(tǒng)圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的內(nèi)燃機的系統(tǒng)圖；以及圖io是第二燃料確定的流程圖。
具體實施方式
在下文中，將參考

本發(fā)明的實施例。 圖i是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的內(nèi)燃機的燃料供應(yīng) 系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。內(nèi)燃機1是在燃燒室2內(nèi)具有火花塞(ignition plug) 3的火 花點火式內(nèi)燃機。內(nèi)燃機l還包括能夠改變進氣閥4與排氣閥5 的閥定時的可變閥定時才幾構(gòu)(variable valve timing mechanism, VTC)6。另外，內(nèi)燃機1包括通過改變活塞7的沖程量能夠改變 壓縮比的可變壓縮比才幾構(gòu) (variable compression ratiomechanism, VCR) 8。通過置于進入通道(進入口 ) 9中的燃料噴射閥(fuel injection valve) IO將燃料供應(yīng)給內(nèi)燃機1 。 包含在主油箱ll中 的燃料由燃料泵12通過燃料通道13供應(yīng)給燃料噴射閥10,過量 燃#牛通過返回通道14返回到主油箱11 。主油箱11具有可以打開/關(guān)閉的供應(yīng)口 (supply port) 11a, 并在從外部供應(yīng)燃料時存儲未知性質(zhì)的燃料(即，待確定燃料)。為了確定主油箱ll中的燃料的自燃屬性，設(shè)置有用于容納 自燃屬性已知的基準(zhǔn)燃料的輔助油箱15。在用于正常操作的燃 料噴射閥10旁邊，進入通道(進入口 )9設(shè)有能夠噴射基準(zhǔn)燃料 的燃料噴射閥16。輔助油箱15中的基準(zhǔn)燃料由燃料泵17通過燃 料通道18供應(yīng)給燃料噴射閥16,過量的燃料通過返回通道19返 回到主油箱11 。輔助油箱15通過控制閥(常閉電；茲開關(guān)閥)20與主油箱11 連通。更具體地，燃料通道21從用于從主油箱1H貴送燃料的燃 料泵12和燃料噴射閥IO之間的燃料通道13分出支路。燃料通道 21通過控制閥20連接到輔助油箱15。燃料噴射閥16和控制閥20以及燃料噴射閥10、火花塞3、可 變閥定時才幾構(gòu)6和可變壓縮比才幾構(gòu)8的才喿作由內(nèi)燃才幾控制單元 (ECU) 224空制。與運4亍y犬；兄(例^口 , 力口速器開度(accelerator opening), 內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速等)相關(guān)的信號從各種傳感器(未示出)輸入到ECU 22。另外，其它的信號從爆震傳感器23、液位傳感器24和液位 傳感器25輸入到ECU 22,爆震傳感器23用于基于內(nèi)燃機l的特 定頻率的振動來一企測爆震，液位傳感器24用于檢測主油箱ll中 的燃料量(即，液位)，液位傳感器25用于檢測輔助油箱15中的 燃料量(即，液位)。接著，將說明對主油箱11內(nèi)的待確定燃料的自燃屬性(尤 其是，作為自燃屬性指標(biāo)的辛烷值)的確定。首先，將說明確 定的原理。假定待確定燃料的辛烷值和基準(zhǔn)燃料的辛烷值分別是O X和Oy。通過將這些燃料以預(yù)定比例"a"混合而制得的混合燃料 的辛烷值Oz可根據(jù)下列方程來表示 Oz = Ox.a + Oy(l-a)其中比例"a，，是待確定燃料在混合燃料(總?cè)剂?中的比例， (l-a)是基準(zhǔn)燃料在混合燃料中的比例。通過這個方程，計算Ox二(Oz-Oy'(l-a))/a。因此，可從混 合燃料的辛烷值Oz、基準(zhǔn)燃料的辛烷值Oy、以及前述比例來計 算待確定燃料的辛烷值O x 。由于基準(zhǔn)燃料的辛烷值O y是已知的，可通過測量比例為 "a"的混合燃料的辛烷值O z來估計待確定燃料的辛烷值O x 。如果已知基準(zhǔn)燃料的辛烷值并且例如如圖2所示RON是 100，在基準(zhǔn)燃料的比例是90 vol.%且辛烷值未知的待確定燃料 的比例是10vol.y。的情況下，作為通過爆震確定(即，爆震極 限點火周期的測量)估計混合燃料的辛烷值的結(jié)果，RON可能 是90。在這種情況下，確定目標(biāo)燃料的辛烷值是RON:0。當(dāng)只利用待確定燃料操作內(nèi)燃機來確定爆震時，即使在自 燃屬性很高的情況下，可通過減小待確定燃料的比例而準(zhǔn)確地 確定爆震。接著，將參考圖3的流程圖說明主油箱11內(nèi)的待確定燃料的 自燃屬性(辛烷值)的確定。在步驟l(注意，圖中為S1),判斷是否已建立自燃屬性的 確定條件(是否選擇了確定模式)。在確定主油箱ll中的燃料時，因為通過燃料供應(yīng)，燃料的性質(zhì)變成未知，首先通過使用判斷是否向主油箱ll供應(yīng)了燃料 的燃料供應(yīng)確定單元來判斷發(fā)生了燃料供應(yīng)。之后，當(dāng)內(nèi)燃機 啟動時確定自燃屬性。燃料供應(yīng)確定單元使用 一種能夠測量主油箱ll中的燃料量 的裝置(例如，液位傳感器24)，當(dāng)內(nèi)燃機啟動時的燃4牛量與內(nèi) 燃機停止時燃料量的差超過預(yù)定量時，確定發(fā)生了燃料供應(yīng)。 其中，設(shè)置用于檢測燃料流入主油箱ll內(nèi)的裝置，由于檢測到 燃料流入而確定發(fā)生了燃料供應(yīng)。為了改進自燃屬性確定的可靠性，需要在預(yù)定內(nèi)燃機轉(zhuǎn)數(shù) 和負荷下執(zhí)行燃料確定，而且如果考慮到對駕駛性能的影響， 最優(yōu)選地在空轉(zhuǎn)操作時執(zhí)行確定。因此，作為確定自燃屬性的條件，判斷在確定發(fā)生了燃料 供應(yīng)之后內(nèi)燃機是否啟動，并且判斷是否出現(xiàn)空轉(zhuǎn)操作。如果建立了用于確定自燃屬性的條件，則過程進入步驟2。在步驟2，將主油箱ll中待確定燃料和輔助油箱15中的基準(zhǔn) 燃料以預(yù)定比例(噴射量比例)"a"通過噴射供應(yīng)給內(nèi)燃機l。 更具體地，假定所需的噴射量(所需噴射脈寬)是Ti，則用于 待確定燃料的燃料噴射閥IO的燃料噴射量(噴射脈寬)是Ti'a, 而用于基準(zhǔn)燃料的燃料噴射閥16的燃料噴射量(噴射脈寬)是 Ti-(l-a)。各燃料噴射閥IO、 16噴射燃料。從安全的角度考慮，優(yōu)選地設(shè)置預(yù)定比例"a"使得待確定燃 料量小于基準(zhǔn)燃料量。例如，將其設(shè)置成a = 0.1 (10%)。在步驟3中，在利用步驟2中的待確定燃料與基準(zhǔn)燃料的混 合燃料操作測量爆震極限點火周期ez,將在下文詳細說明。在步驟4，獲取混合燃料的爆震極限點火周期ez (在步驟3 所測量的)和基準(zhǔn)燃料的爆震極限點火周期ey (已知)之間的差(爆震極限點火周期的差)Ae = ez - ey。在步驟5，參考圖5所示的映射，從基準(zhǔn)燃料的辛烷值Oy(已 知)與爆震極限點火周期Ae (在步驟4中所計算的)來估計混 合燃料的辛烷值Oz。為每個壓縮比s和/或每個進氣溫度Ta來制得該映射并選用 相應(yīng)的映射。因為爆震現(xiàn)象表示壓縮比s與進氣溫度Ta之間的強 關(guān)聯(lián)，通過利用這些因素來校正該映射可以改進確定精確性。在步驟6，根據(jù)下面的方程，從混合燃料的辛烷值Oz (在 步驟5中所估計的)、基準(zhǔn)燃料的辛烷值Oy (已知)和比例"a" (在步驟S2中所設(shè)置的)來計算待確定燃料的辛烷值Ox。Ox-(Oz- Oy.(l畫a))/a主油箱ll中待確定燃料的自燃屬性的確定完成，過程進入 步驟7 (完成后的處理)。在步驟7中，作為完成后的處理，(1 )將所使用的燃料轉(zhuǎn)換 成該待確定燃料；(2)對應(yīng)于所確定的辛烷值Ox改變運行狀況； 以及(3)在輔助油箱15中存儲該待確定燃料作為基準(zhǔn)燃料。即，由于在確定自燃屬性之后，待確定燃料的辛烷值Ox變 得顯然，因此通過停止用于基準(zhǔn)燃料的燃料噴射閥16的燃料噴 射，燃料噴射被切換成只操作用于待確定燃料的燃料噴射閥10。 通過逐步地(或持續(xù)地)減小用于基準(zhǔn)燃料的燃料噴射閥16的 燃料噴射量并逐步地(或持續(xù)地)增加用于待確定燃料的燃料 噴射閥10的燃料噴射量，增加待確定燃料(主油箱燃料)相對 于總?cè)剂系谋壤郧袚Q成利用待確定燃料的操作。因此，可以 平穩(wěn)地實現(xiàn)燃料的切換。將內(nèi)燃機l的運行狀況變成對應(yīng)于確定之后的待確定燃料 (使用的燃料)的辛烷值Ox的最佳狀況。更具體地，如果設(shè)置 有可變壓縮比機構(gòu)8，則將壓縮比變成適于所使用的燃料的自燃 屬性的值。如果設(shè)置有可變閥定時機構(gòu)6，則將閥定時變成適于所使用燃料的自燃屬性的定時。此外，將點火定時和開節(jié)流閥 特征等變成適于所使用燃料的自燃屬性的值。因此，在對于新 燃料最優(yōu)化的運行狀況下，可以獲得極好的輸出、燃料性能價 格比和排放性能。同時，當(dāng)逐漸地執(zhí)行燃料切換時，優(yōu)選地也 如圖6所示逐漸地切換壓縮比。由于在圖6中，具有高辛烷值的 基準(zhǔn)燃料被轉(zhuǎn)換成具有低辛烷值的待確定燃料，可變壓縮比機 構(gòu)的壓縮比從高逐漸切換成低。由于在輔助油箱15中積累自燃屬性已知的基準(zhǔn)燃料用于下 一自燃屬性確定，打開控制閥20以將在主油箱ll中的自燃屬性 已知的待確定燃料引入j J輔助油箱15內(nèi)作為基準(zhǔn)燃料并且在其 內(nèi)存儲該燃料。如果基準(zhǔn)燃料剩余在輔助油箱15中，它在燃料 噴射閥16關(guān)閉的情況下通過操作燃料泵17通過返回通道19返回 到主油箱ll。在這種情況下，由于輔助油箱15的容量遠小于主 油箱11的容量，主油箱11內(nèi)的燃料性質(zhì)變化并不是嚴重的問題。通過將輔助油箱15構(gòu)造成通過控制閥20與用于待確定燃料 的主油箱ll連通，使得在完成自燃屬性確定之后，存儲自燃屬 性已知的燃料，即使在經(jīng)由供應(yīng)部件11 a供應(yīng)燃料時載入具有未 知特征的燃料，基準(zhǔn)燃料可以總是安全的，并且可以執(zhí)行自燃 屬性的確定。現(xiàn)將參考圖4的流程圖更詳細地說明圖3的流程圖的處理步 驟2 4。在步驟21中，設(shè)置待確定燃料的相對于總?cè)剂系膰娚淞勘?例"a"二al,點火定時e二em,以及壓縮比s = sm作為初始設(shè)置。 此外，利用進氣溫度傳感器(未示出)來檢測進氣溫度Ta并存 儲Ta。在這個狀態(tài)操作內(nèi)燃機且在步驟31中，使用爆震傳感器判 斷是否發(fā)生了爆震。如果在步驟31中判斷為發(fā)生了爆震，則過程進入步驟32,在這個步驟，研究上一爆震確定的結(jié)果。如果在上一次發(fā)現(xiàn)爆 震，則過程進入步驟33,在這個步驟延遲點火定時(e = e-c;其中C是常數(shù)值)，過程返回到步驟31的爆震確定。如果在步驟31判斷為沒有發(fā)生爆震，則過程進入步驟34， 在此研究上一爆震確定的結(jié)果。如果判斷為在上一次沒有發(fā)生爆震，則過程進入步驟35,在這個步驟提前點火定時(e = e + C;其中C是常數(shù)值)，然后，過程返回到步驟31的爆震確定。如果上一次爆震確定(即，第一次爆震確定)沒有結(jié)果， 則步驟32進入步驟33，步驟34進入步驟35。如果在步驟32判斷為在上一次沒有發(fā)生爆震，則在上一次 沒有發(fā)生爆震的狀態(tài)變成這次發(fā)生爆震的狀態(tài)(通過提前該點 火定時將沒有發(fā)生爆震的上一狀態(tài)變成發(fā)生爆震的當(dāng)前狀態(tài))。 上一點火定時是爆震極限點火定時。因此，在這種情況下，過程進入步驟36,在這個步驟，將爆震極限點火定時設(shè)置為ez二e -c。如果在步驟34判斷為在上一次發(fā)生爆震，則在上一次發(fā)生 爆震的狀態(tài)變成這次不發(fā)生爆震的狀態(tài)(通過延遲該點火定時 而將爆震發(fā)生的上一狀態(tài)變成不發(fā)生爆震的當(dāng)前狀態(tài))。此時的 點火定時是爆震極限點火定時。因此，在這種情況下，過程進入步驟37,在這個步驟，將爆震極限點火定時設(shè)置為ez = e。 如果在測量爆震極限點火定時期間，通過延遲點火定時并沒有消除爆震，即，作為在步驟33延遲點火定時的結(jié)果，如果點火定時e超過預(yù)定滯后極限，則在步驟3 8中可通過可變壓縮比機構(gòu)8來減小壓縮比s。在步驟36或37中完成了混合燃料的爆震極限點火定時ez的 測量之后，過程進入步驟41。在步驟41,獲得混合燃料的爆震極限點火定時ez (在步驟36或37所得到的)與基準(zhǔn)燃料的爆震極限點火定時ey (已知)之間的差(爆震極限點火定時之差)Ae = ez - ey。此處所用基準(zhǔn)燃料的爆震極限點火定時e y可存儲為標(biāo)準(zhǔn)條件下(預(yù)定壓縮比、預(yù)定進氣溫度)下的值，并利用當(dāng)前壓 縮比或進氣溫度來校正。替代地，可以校正混合燃料的爆震極 限點火定時ez。在步驟42,判斷爆震極限點火定時差A(yù)e是否大于預(yù)定值eclr。如果小于預(yù)定值，則基準(zhǔn)燃料與待確定燃料的之間的辛 烷值差小，因此噴射量比例"a"太小。因此，判定該差是不明顯 的(clear),然后過程進入步驟43。在步驟43,增加待確定燃料 相對于總?cè)剂系膰娚淞勘壤?a" ( a = a + da;其中da是常數(shù)值)， 過程返回到步驟31,在這個步驟再次執(zhí)行具有新噴射量比例"a" 的混合燃料的爆震極限點火定時的測量。即，可以隨意地改變待確定燃料與基準(zhǔn)燃料之間的比例。 如果混合燃料的爆震極限點火定時與基準(zhǔn)燃料的爆震極限點火 定時之間的差是預(yù)定值或更小，則逐漸增加待確定燃料的比例以能夠進行準(zhǔn)確的確定。當(dāng)步驟42的確定表示Ae > eclr時，則獲得爆震極限點火定 時A9。然后，過程進入圖3的流程圖的步驟5的下一處理，該處 理具有爆震極限點火定時差A(yù)e,壓縮比s、進氣溫度Ta、基準(zhǔn) 燃料的辛烷值Oy和噴射量比例"a"。在這個實施例中，基于基準(zhǔn)燃料的自燃屬性和混合燃料的 爆震極限點火定時與基準(zhǔn)燃料的爆震極限點火定時之間的差參 考映射估計混合燃料的自燃屬性。然后，根據(jù)基于混合燃料的 自燃屬性、基準(zhǔn)燃料的自燃屬性和混合比例的表達來估計待確 定燃料的自燃屬性。替代地，可以基于混合燃料的爆震極限點火定時、基準(zhǔn)燃料的自燃屬性和混合比例參考該映射來估計待確定燃料的自燃屬性。接著，將參考圖7來說明本發(fā)明的第二實施例。 在第一實施例(圖1 )中，用于待確定燃料的燃料噴射閥10和用于基準(zhǔn)燃料的燃料噴射閥16置于進氣通道(進氣口 ) 9中。 根據(jù)第二實施例(圖7),用于待確定燃料的燃料噴射閥IO置于 進氣通道(進氣口 ) 9中，而用于基準(zhǔn)燃料的燃料噴射閥16置于 燃燒室2內(nèi)。在直接燃料噴射型內(nèi)燃機的前提下，允許將用于待確定燃 料的燃料噴射閥10和用于基準(zhǔn)燃料的燃料噴射閥16均置于燃燒 室2內(nèi)或?qū)⒂糜诖_定燃料的燃料噴射閥10置于燃燒室2內(nèi)而將 用于基準(zhǔn)燃料的燃料噴射閥16置于進氣口通道(進氣口 ) 9內(nèi)。如果燃料噴射閥置于進氣通道9內(nèi)，它可設(shè)于所有汽缸共用 的進氣口收集器上。接著，將參考圖8說明本發(fā)明的第三實施例。第三實施例包括用于重整燃料的重整器(reformer)且當(dāng) 由重整器重整的燃料供應(yīng)給內(nèi)燃機時可確定重整燃料的自燃屬 性。通過置于進氣通道9中的第一燃料噴射閥31和第二燃料噴 射閥32將燃料供應(yīng)給內(nèi)燃機l。一和第二重整器(重整催化劑)34、 35。第一重整器34通過重 整該燃料產(chǎn)生具有相對較低的自燃屬性(高辛烷值，低十六烷 值，在下文中被稱作高辛烷值)的燃料，第二重整器35通過重 整該燃料產(chǎn)生具有相對較高自燃屬性(低辛烷值，高十六烷值， 在下文中稱之為低辛烷值)的燃料。將第一重整器34所產(chǎn)生的重整燃料(高辛烷燃料)存儲在第一重整燃料箱36中，而將第二重整器35所產(chǎn)生的重整燃料(低 辛烷燃料)存儲在第二重整燃料箱37中。應(yīng)給第一燃料噴射閥31，而第二重整燃料箱37中的燃料由燃料 泵40通過燃料通道41供應(yīng)給第二燃料噴射閥32。ECU 22選擇對應(yīng)于內(nèi)燃機l的運行狀況(例如，轉(zhuǎn)數(shù)或負 荷)的重整燃沖十中的任何一種(或至少一種)以便驅(qū)動相應(yīng)燃 料噴射閥31或32。為了確定在第 一 重整燃料箱36和第二重整燃料箱37中的燃 料的自燃屬性，設(shè)置有容納自燃屬性已知的基準(zhǔn)燃料的輔助油 箱15。配器42供應(yīng)給第 一燃料噴射閥31和第二燃料噴射閥32。因此， 來自第一重整燃料箱36的重整燃料(高辛烷燃料)與基準(zhǔn)燃料 在第一燃料噴射閥31的燃料通道中以預(yù)定比例混合，從而使得 可噴射該混合燃料。此外，來自第二重整燃料箱37的重整燃料 (低辛烷燃料)和基準(zhǔn)燃料在第二燃料噴射閥32的燃料通道中 以預(yù)定比例混合，從而使得可噴射該混合燃泮牛。第一燃料噴射閥31和第二燃料噴射閥32中的過量燃料通過 返回通道4 3返回到主油箱11 。從返回通道4 3分出的支路燃料通 道44通過控制閥(常閉電磁開關(guān)閥)20連接到輔助油箱15。因此，為了確定在第一重整燃料箱36內(nèi)重整燃料的自燃屬 性(辛烷值)，通過第一燃料噴射閥31噴射通過以預(yù)定比例使重 整燃料與基準(zhǔn)燃料混合而制得的混合燃料以操作內(nèi)燃機。然后， 測量該混合燃料的爆震極限點火定時以確定重整燃料的自燃屬 性。在完成確定之后，自燃屬性已知的重整燃料從返回通道43 通過控制閥20存儲于輔助油箱15中。因此，為了確定在第二重整燃料箱37中的重整燃料的自燃屬性(辛烷值)，通過第二燃料噴射閥32噴射通過使重整燃料與基準(zhǔn)燃料以預(yù)定比例混合而制得的混合燃料以操作內(nèi)燃機。然 后，測量混合燃料的爆震極限點火定時以確定重整燃料的自燃 屬性。在完成確定之后，將自燃屬性已知的重整燃料從返回通道43通過控制閥20存儲于輔助油箱15中。結(jié)果，可以確定在使用重整器改變?nèi)剂咸卣鞯膬?nèi)燃機中所產(chǎn)生的重整燃料的自燃屬性。在重整兩種或多種燃料，或產(chǎn)生具有相對較高自燃屬性和相對較低自燃屬性的燃料的情況下，可確定每一種燃料的自燃 屬性。接著，將參考圖9說明本發(fā)明的第四實施例。第四實施例包括用于將燃料分成兩種燃料的分離單元且當(dāng)被分離單元分離的燃料供應(yīng)給內(nèi)燃機時能夠確定這些分離燃料的自燃屬性。通過置于進氣通道9中的第一燃料噴射閥31和第二燃料噴 射閥32將燃料供應(yīng)給內(nèi)燃機l。單元(分離膜)50。分離單元50分離燃料以產(chǎn)生具有相對較低 自燃屬性(高辛烷值)的燃料和具有相對較高自燃屬性(低辛 烷值)的燃料。將由分離單元50所產(chǎn)生的一種分離燃料(高辛烷燃料)存 儲在第一分離燃料箱51中，第一分離燃料箱51中的燃料由燃料 泵38通過燃料通道39供應(yīng)給第 一燃料噴射閥31。將由分離單元50產(chǎn)生的另 一種分離燃料(低辛烷燃料)存 儲于第二分離燃料箱52中，第二分離燃料箱52中的燃料由燃料 泵40通過燃料通道41供應(yīng)給第二燃燒噴射閥32。ECU 22選擇對應(yīng)于內(nèi)燃機l的運行狀況(例如，轉(zhuǎn)數(shù)或負 荷)的分離燃料中的任一種燃料(或至少一種)以便驅(qū)動相應(yīng) 的燃料噴射閥31或32。為了確定在第一分離燃料箱51和第二分分離燃料箱52中的 燃料的自燃屬性，設(shè)置有容納自燃屬性已知的基準(zhǔn)燃料輔助油 箱15。器42供應(yīng)給第一燃料噴射閥31和第二燃料噴射閥32。因此，第 一燃料噴射閥31的燃料通道使得來自第一分離燃料箱51的分離 燃料(高辛烷燃料)和基準(zhǔn)燃料能夠以預(yù)定比例混合并噴射該 混合燃料。此外，第二燃料噴射閥32的燃料通道使得來自第二 分離燃料箱52的分離燃料(低辛烷燃料)與基準(zhǔn)燃料以預(yù)定比 例混合并噴射該混合燃料。第 一燃料噴射閥3 l和第二燃料噴射閥32中的過量燃料通過 返回通道43返回到主油箱11，從返回通道43的半道分出的支^各 燃料通道44通過控制閥(常閉電磁開關(guān)閥)20連接到輔助油箱 15。因此，為了確定在第一分離燃料箱51內(nèi)的分離燃料的自燃 屬性(辛烷值)，通過第一燃料噴射闊31噴射通過將分離燃料與 基準(zhǔn)燃料以預(yù)定比例混合而制得的混合燃料以操作該內(nèi)燃機。 然后，測量混合燃料的爆震極限點火定時以確定分離燃料的自 燃屬性。在完成確定之后，將自燃屬性已知的分離燃料從返回 通道43通過控制閥20存儲于輔助油箱15中。因此，為了確定在第二分離燃料箱52內(nèi)的分離燃料的自燃 屬性(辛烷值)，通過第二噴射閥32噴射混合燃料以操作內(nèi)燃機， 混合燃料通過將分離燃料與基準(zhǔn)燃料以預(yù)定比例混合而制得。 然后，測量混合燃料的爆震極限點火定時以確定分離燃料的自燃屬性。在完成確定之后，自燃屬性已知的分離燃料從返回通道43通過控制閥20存儲于輔助油箱15中。結(jié)果，可確定在使用分離單元改變?nèi)剂咸卣鞯膬?nèi)燃機中產(chǎn) 生的分離燃料的自燃屬性。在分成兩種或多種燃料，或者產(chǎn)生具有相對較高自燃屬性 燃料和相對較低自燃屬性的燃料的情況下，可確定每 一 種燃料 的自燃屬性。將參考圖IO的流程圖說明確定兩種燃料的自燃屬性的過 程，例如，在第三實施例與第四實施例。在步驟101中，判斷是否建立了自燃屬性的確定條件(是否 選擇了確定模式)，如圖3的步驟1。如果建立了自燃屬性的確定 條件，則過程進入步驟102。在步驟102,通過噴射將待確定燃料l (在第一重整燃料箱 36中的燃料或在第一分離燃料箱51中的燃料)和輔助油箱15中 的基準(zhǔn)燃料以預(yù)定比例"a"從第 一 燃料噴射閥31供應(yīng)給內(nèi)燃機在步驟103,在使用步驟102的待確定燃料1與基準(zhǔn)燃料的混合燃料的操作下測量爆震極限點火定時e z i 。在步驟104,基于在圖3的步驟3到步驟5的過程中的ezl來計 算待確定燃料l的辛烷值Oxl。在步驟105,通過噴射將待確定燃料2 (在第二重整燃料箱 37中的燃料或在第二分離燃料箱52中的燃料)和輔助油箱15中 的基準(zhǔn)燃料以預(yù)定比例"a"從第二燃料噴射閥3 2供應(yīng)給內(nèi)燃機 1Q在步驟106，在使用步驟105的待確定燃料2與基準(zhǔn)燃料的混 合燃料的操作下測量爆震極限點火定時e z 2 。在步驟107,基于在圖3的步驟3到步驟5的過程中的ez2來計算待確定燃料2的辛烷值0x2。當(dāng)連續(xù)執(zhí)行這兩種燃料的自燃屬性的確定時，從安全角度 考慮，優(yōu)選地首先確定具有低自燃屬性(高辛烷值)的待確定 燃料l的自燃屬性，然后確定具有高自燃屬性(低辛烷值)的待確定燃料2的自燃屬性。完成待確定燃料l、 2的自燃屬性的確定，過程進入步驟108 (完成后的處理)。在步驟108，作為完成后的處理，(1 )將所使用燃料變成待 確定燃料1或2; ( 2 )根據(jù)所確定的辛烷值Oxl與Ox2來改變內(nèi)燃 機l的運行狀況和重整條件(重整器34、 35的運行狀況)或分離 條件(分離單元5的運行狀況)；以及(3 )在輔助油箱15中存儲 待確定燃料1或2作為基準(zhǔn)燃料。特別地，在重整器的情況下，根據(jù)重整燃料的自燃屬性的 確定結(jié)果來反饋控制該重整器的運行狀況(例如，供應(yīng)給重整 器的燃料量、催化劑溫度)以確保所希望的自燃屬性。因此， 可提高該重整器的效率。特別地，在分離單元的情況下，根據(jù)分離燃料的自燃屬性 的確定結(jié)果來反饋控制該分離單元的運行狀況(例如，所施加 的壓力、溫度)以確保所希望的自燃屬性。因此，可提高該分 離單元的效率。盡管參考特定優(yōu)選實施例公開了本發(fā)明，但在不偏離所附 權(quán)利要求書和其等同物所限定的本發(fā)明的范圍和范疇的情況 下，對所說明的實施例做出多種修改、代替和變化都是可能的。 因此，本發(fā)明并不限于所公開的實施例，而是具有權(quán)利要求書 的語言所限定的全部范疇。相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2007年3月12日提交的日本專利申請 2007-061532的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用全部并入本文中。
權(quán)利要求
1.一種火花點火式內(nèi)燃機，包括主油箱，用于存儲自燃屬性未知的待確定燃料；輔助油箱，用于積累自燃屬性已知的基準(zhǔn)燃料；以及控制器，其被編程以執(zhí)行以下操作向燃燒室供應(yīng)通過以預(yù)定的比例混合所述待確定燃料與所述基準(zhǔn)燃料而制得的混合燃料；測量所述混合燃料的所述自燃屬性；基于所測得的所述混合燃料的所述自燃屬性、所述基準(zhǔn)燃料的已知的所述自燃屬性和所述混合燃料的所述比例，來確定所述待確定燃料的未知的所述自燃屬性；以及在所述確定之后，將所述待確定燃料從所述主油箱引入所述輔助油箱，并且將所述待確定燃料存儲在所述輔助油箱中，從而使得所述待確定燃料用作所述自燃屬性已知的下一基準(zhǔn)燃料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在于， 基于所述混合燃料的爆震極限點火定時，來測量所述混合燃料 的所述自燃屬性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在于， 基于所述混合燃料的爆震極限點火定時與所述基準(zhǔn)燃料的爆震 極限點火定時之間的差，來測量所述混合燃料的所述自燃屬性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在于， 如果所述混合燃料的所述爆震極限點火定時與所述基準(zhǔn)燃料的 所述爆震極限點火定時之間的差是預(yù)定值或更小，則增大所述 待確定燃料在所述混合燃料中的比例。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在于， 還包括 .改變壓縮比的可變壓縮比才幾構(gòu)；以及控制器，其被編程以執(zhí)行以下操作通過改變點火定時，來測量所述混合燃料的所述爆震極限 點火定時；以及如果通過延遲所述點火定時并不消除爆震，則通過所述可 變壓縮比^/L構(gòu)改變所述壓縮比。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在于， 在確定所述待確定燃料的所述自燃屬性之后，通過逐漸增大所 述待確定燃料在所述混合燃料中的比例，來只供應(yīng)所述待確定 燃料到所述燃燒室。 '
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在于， 通過用于所述待確定燃料的噴射閥來噴射所述待確定燃料，以所述混合燃料供應(yīng)給所述燃燒室。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在于， 通過用于噴射所述混合燃料的噴射閥，來將所述混合燃料供應(yīng) 給所述燃燒室，所述混合燃料是通過以預(yù)定的比例混合所述待 確定燃料與所述基準(zhǔn)燃料而制得的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在于，判斷是否供應(yīng)燃料到所述主油箱，以及當(dāng)在判斷為供應(yīng)燃料后啟動所述內(nèi)燃機時，確定所述待確定燃料的所述自燃屬性。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在 于，測量所述主油箱中的所述燃料的量，以及如果當(dāng)所述內(nèi)燃機啟動時所述主油箱中的所述燃料的量與 當(dāng)所述內(nèi)燃機停止時所述主油箱中的所述燃料的量之間的差超 過預(yù)定量時，判斷為向所述主油箱供應(yīng)所述燃料。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在于，通過檢測所述燃料到所述主油箱的供應(yīng)通道的流動，來判 斷是否向所述主油箱供應(yīng)所述燃料。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在于，還包括重整器，用于引入所述主油箱中的燃料，并重整所述燃料； 重整燃料箱，用于存儲由所述重整器重整后的重整燃料；以及控制器，其被編程使得所述待確定燃料是所述重整燃料， 并確定所述重整燃料的所述自燃屬性。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在 于，所述重整器將所述燃料重整成分別具有相對較高自燃屬性 和相對較低自燃屬性的兩種燃料。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在 于，在確定具有低自燃屬性的所述重整燃料的所述自燃屬性之 后，確定具有高自燃屬性的所述重整燃料的所述自燃屬性。
15. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在 于，還包括分離單元，用于引入所述主油箱中的燃料，并將所述燃料 分成至少兩種燃料；至少兩個分離燃料箱，分別用于積累由所述分離單元分離 得到的所述分離燃料；以及控制器，其被編程使得所述待確定燃料是所述分離燃料， 并確定所述分離燃料的所述自燃屬性。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在 于，所述分離單元將所述燃料分成分別具有相對較高自燃屬性 和相對較低自燃屬性的兩種燃料。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在于，在確定具有低自燃屬性的所述分離燃料的所述自燃屬性之 后，確定具有高自燃屬性的所述分離燃料的所述自燃屬性。
18. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的火花點火式內(nèi)燃機，其特征在 于，用于所述待確定燃料的所述噴射閥置于進入通道中，用于 所述基準(zhǔn)燃料的所述噴射閥置于所述燃燒室中。
19. 一種用于火花點火式內(nèi)燃機的燃料性質(zhì)確定方法，所 述內(nèi)燃機包括主油箱和輔助油箱，所述主油箱用于存儲自燃屬 性未知的待確定燃料，所述輔助油箱用于積累所述自燃屬性已 知的基準(zhǔn)燃料，所述方法包括向燃燒室供應(yīng)通過以預(yù)定的比例混合所述自燃屬性未知的 所述待確定燃料與所述自燃屬性已知的所述基準(zhǔn)燃料而制得的 混合燃料；測量所述混合燃料的所述自燃屬性；以及基于所測得的所述混合燃料的所述自燃屬性、所述基準(zhǔn)燃 料的已知的所述自燃屬性和所述混合燃fl"的所述比例，來確定 所述待確定燃料的未知的所述自燃屬性。
20. —種火花點火式內(nèi)燃機，包括主油箱，用于存儲自燃屬性未知的待確定燃料；輔助油箱，用于積累所述自燃屬性已知的基準(zhǔn)燃料；以及 供應(yīng)部件，用于向燃燒室供應(yīng)通過以預(yù)定的比例混合所述 待確定燃料與所述基準(zhǔn)燃料而制得的混合燃料；測量部件，用于測量所述混合燃料的所述自燃屬性； 確定部件，用于基于所測得的所述混合燃料的所述自燃屬 性、所述基準(zhǔn)燃料的已知的所述自燃屬性和所述混合燃料的所 述比例，來確定所述待確定燃料的未知的所述自燃屬性；以及 引入部件，用于在所述確定之后將所述待確定燃料從所述 主油箱引入所述輔助油箱，并且將所述待確定燃料存儲在所述 輔助油箱中，從而使得所述待確定燃料用作所述自燃屬性已知 的下一基準(zhǔn)燃料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種火花點火式內(nèi)燃機，包括主油箱，用于存儲自燃屬性未知的待確定燃料；輔助油箱，用于積累自燃屬性已知的基準(zhǔn)燃料；控制器，其被編程以執(zhí)行操作向燃燒室供應(yīng)通過以預(yù)定的比例混合所述待確定燃料與所述基準(zhǔn)燃料而制得的混合燃料；測量所述混合燃料的自燃屬性；基于所測得的所述混合燃料的自燃屬性、所述基準(zhǔn)燃料的已知的自燃屬性和所述混合燃料的比例，來確定所述待確定燃料的未知的自燃屬性；在所述確定之后，將所述待確定燃料從所述主油箱引入所述輔助油箱，并且將所述待確定燃料存儲在所述輔助油箱中，從而使得所述待確定燃料用作自燃屬性已知的下一基準(zhǔn)燃料。
文檔編號F02D19/00GK101265843SQ200810007800
公開日2008年9月17日 申請日期2008年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月12日
發(fā)明者堀田勇, 蘆田耕一, 野田徹 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社