專利名稱：虛擬靈活燃料傳感器系統(tǒng)的弱燃料補(bǔ)給檢測(cè)系統(tǒng)和方法
^m靈活燃糾專麟系統(tǒng)的弱燃料補(bǔ)給檢測(cè)系統(tǒng)和方法 5對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求2007年8月31日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?0/969^297的優(yōu)先權(quán)。 戰(zhàn)申請(qǐng)的公開內(nèi)雜此弓l入以供參考。 獄領(lǐng)域
本公開通常涉及 |燃茅 制，并且更特別地涉及一種用于估計(jì)車輛燃料箱 io 中燃料成分(fod composition)的系辦口方法。 背景駄
閉環(huán)M控制系統(tǒng)通常用在汽油動(dòng)力糊中維持化學(xué)計(jì)量(stoichiometiy) 的運(yùn)轉(zhuǎn)空燃比(A/F)。但是化學(xué)計(jì)量值隨^^料成分發(fā)生變化。例如，當(dāng)燃料 被添入 5燃料箱，其與燃料箱中已有的燃料混合。例如，在變化的混合物中 15的乙醇戯油醇可以M^加到箱中已有的汽油中。如果加入的燃料與箱中已有 燃料的成分不同，，發(fā)動(dòng)機(jī)在補(bǔ)給麟斗之后便需要運(yùn)行在不同的化學(xué)計(jì)量值 下。目前所生產(chǎn)的^WT能包括感測(cè)燃料中的乙醇含量并將其傳逛'j，中其 4M統(tǒng)的硬^^自。

發(fā)明內(nèi)容
20 在一個(gè)實(shí)iter式中，本公jm對(duì)一種估計(jì) ^料箱中的燃料成分的方法。
檢測(cè)燃料補(bǔ)給(refoel)事件。確定向燃料箱中加入的燃料量(volume of fUel)
是否滿足第一閾值。如果燃料補(bǔ)給事件滿足第一閾值，則暫停燃料成分估計(jì)。
基于滿足第一閥值的多 料補(bǔ)給事件累積燃料總量。基于滿足第二閾值的累
積的燃料總量估itif的燃料成分。 25 根據(jù)其他實(shí)施方式，計(jì)算燃料量變化。計(jì)算燃料量的百分比變化?；谒?jì)
算的燃料量變化、燃料量的百分比變化和累積的弱燃料總量確定燃料補(bǔ)給事件。 根據(jù)以下的詳細(xì)說(shuō)明本公開的適用性的其他區(qū)域?qū)⒆兊蔑@而易見。應(yīng)當(dāng)理
解，本發(fā)明的詳細(xì)描述和具體示例雖然說(shuō)明了本公開的示范性實(shí)施方式，但只
是為了圖解說(shuō)明的目的，而不打算限第i體發(fā)明的范圍。 30


通過附圖和詳細(xì)說(shuō)明將更全面地M本發(fā)明，其中 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的包括用于檢測(cè)弱燃料補(bǔ)給事件(weak refiiel event)的燃料成分估計(jì)系統(tǒng)的糊的功能框圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)駄式的控制莫塊的功能框圖； 5 圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)駄式的檢測(cè)燃料補(bǔ)給事件的方法的淑呈圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)船式的檢測(cè)弱燃料補(bǔ)給事件的方法的繊亂和 圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的計(jì)算累積的弱燃料量(weak foel volume)
的方法的^f呈圖。 具體實(shí)M式
io 以下對(duì)本發(fā)明各實(shí)施例的描述本質(zhì)上只Ji^范性的，不打算以任何方式P艮制 本發(fā)明及其應(yīng)用鋼途。為了清楚起見，附圖中艦相同的參考數(shù)字標(biāo)相似 的元件。如這里所用的，術(shù)語(yǔ)模塊和/或錢是指專用集成電路(ASIC)、電子 電路、用于執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件禾辨的處理器(共用的，專用的，艦 組的)和存儲(chǔ)器、組誠(chéng)輯電路，柳或提供所描述功能的其艦當(dāng)部件。
15 在一個(gè)實(shí)船式中，本發(fā)明針對(duì)一種估計(jì) ^料箱中的燃料成分的方法， 例如乙醇和汽油的相對(duì)量。通常，當(dāng) 被補(bǔ)給燃料，當(dāng)作為所消耗的燃料的 函數(shù)測(cè)量時(shí)，現(xiàn)有的燃料成分和,料成分之間的轉(zhuǎn)換(transition)以t斜爾的固 定速率發(fā)生。因此燃料成分變化可以與燃料系統(tǒng)故障區(qū)分開，'燃料系統(tǒng)故障通 常是突然發(fā)生或者非常緩慢發(fā)生。燃料系統(tǒng)的慢性故障可能是由于例如部件老
20化而導(dǎo)致的。當(dāng)相對(duì)于消耗的燃料測(cè)量時(shí)，燃料系統(tǒng)故障不可能按與燃料轉(zhuǎn)換
完全相同的速率發(fā)生。本發(fā)明還針對(duì)一種確定弱燃料補(bǔ)給事m可時(shí)發(fā)生的方法。
弱燃糾卜給事件通常是導(dǎo),加到^W燃料箱中的燃料量低于閾值的燃料補(bǔ)給 事件。所述閾值可以對(duì)應(yīng)于任何適合的燃料量，例如2加侖。該方法可以在檢 測(cè)到弱燃料補(bǔ)給事件時(shí)，暫停燃料成分估計(jì)。該方法還可以對(duì)一系列弱燃料補(bǔ)
25給事件進(jìn)行動(dòng)卩。當(dāng)相加的量滿足閾錢求時(shí)，可以確定燃料成分。
現(xiàn)在參見圖1,包括根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)弱燃糾卜給事件的燃料成 分估計(jì)系統(tǒng)的車輛用參考數(shù)字20大1^^?？捎酶鞣N百分比的汽油稱或乙醇向 §20力卩燃料。適用于車輛20的燃料包括但不限于汽油、E85 (通常包含體積 高達(dá)85%的變性燃料乙醇和汽油或其他 化，的酒精燃料混合物)，和本領(lǐng)
30域中己知的含90%^油和10%乙醇的"汽油醇，。燃料通MM料管28和多個(gè)燃料噴射器32 ;!A^料箱26 li^撥動(dòng)機(jī)22。燃糾專 30感測(cè)燃料箱26中的燃 料7j^平并將鄉(xiāng)料水平傳凝啦審猴塊42 。 M31ia氣歧管34將空，入發(fā)動(dòng)機(jī) 22。
電子節(jié)氣門控制器(ETC) 36根據(jù)加速器踏板40位置和由控諱鵬塊42執(zhí) 5行的節(jié)氣門控制算法來(lái)調(diào)節(jié)位于進(jìn)氣歧管34入口P(銜的節(jié)氣門板(throttleplate) 38。在控制車輛20的運(yùn)tfMH中，控帶懶塊42可以利用指示進(jìn)氣歧管34中壓 力的傳感器信號(hào)44?？貍i塊42還可利用指^ffil節(jié)氣門板38 JtAia氣歧管 34的質(zhì)量空氣驢(mass air flow)的傳感器信號(hào)46、指^itn歧管34中空氣 驗(yàn)的信號(hào)48,和指示節(jié)氣門板38的開口量的節(jié)氣門位置傳繊信號(hào)50。
io 發(fā)動(dòng)機(jī)22包括以一個(gè)或多個(gè)汽缸組56排列的多個(gè)汽缸52。汽缸52接 自^M料噴射器32的燃料，燃料在其中燃燒以便驅(qū)動(dòng)曲軸58?；钚証IT:存罐 60收絲自燃料箱26的蒸汽。罐60 ilil排氣閥(vent valve) 62排出到空氣中。 fflil凈化閥(purge valve) 64來(lái)凈化罐60。當(dāng)蒸M罐60中清除出去時(shí)，其被 輸超腿氣歧管34并在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸52中燃燒?？伫i莫塊42控制判愾閥62、凈
15化閥64、 ^$4噴射器32和點(diǎn)鄉(xiāng)統(tǒng)54的運(yùn)行?？刂颇K42還與加速器踏板傳 66相連接，加速器踏板傳自66翻咖速器踏板40的位置并將 ^踏板 位置的信號(hào)發(fā)送給控制模塊42。
催化轉(zhuǎn)化器68 Mil掃愾歧管70接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)22的廢氣。一對(duì)祠愾傳感 器72 (例如，氧傳麟)中的每一個(gè)與相應(yīng)的汽缸組56相關(guān)聯(lián)。氧傳繊72
20感測(cè)歧管70中的廢氣并將 ^廢氣是稀薄(lean)還是富裕(rich)的信號(hào)傳遞 到控希鵬塊42。氧傳感器72的信號(hào)輸出被控偉蝶塊42用作閉環(huán)形式中的反饋， 以調(diào)節(jié)例如通過燃料噴射器32送入^h汽缸組56的燃料。注意，本發(fā)明的配 置也可以用于具有單組汽缸和/或單個(gè)排氣歧魏傳麟的發(fā)動(dòng)機(jī)的糊。 在一些實(shí) 式中，傳繊70是開關(guān)型氧傳繊，如本領(lǐng)域中已知的?？?br> 25偉訴莫塊42可以利用傳 72反饋將實(shí)際SM比驅(qū)動(dòng)至期望值，該期望值通常 在化學(xué)計(jì)量值附近。在控制到發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料輸ita^中控第襥塊42涉及多 ^hf頁(yè)定義的發(fā)動(dòng)t/U:作范圍。工作范圍可以基于例如發(fā)動(dòng)機(jī)22的繊和/或負(fù)荷 而定義?？刂颇K42可以執(zhí)行根據(jù)當(dāng)前有效的糊工作范圍而變化的控制功能。 到發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料、空氣和/或翻環(huán)至撥動(dòng)機(jī)22的戯是可以調(diào)節(jié)的，
30例如，修正，以校正距離期望空燃比的偏差。用于進(jìn)行這種校正的修正值可以存儲(chǔ)在控偉訴莫塊42的存儲(chǔ)II^S，該存儲(chǔ),置位置對(duì)應(yīng)于與 20工作范 圍相關(guān)聯(lián)的多個(gè)預(yù)定義閉環(huán)空燃比控制單元(也稱為子范圍)。單元值用于提供 M、空氣和/或幫盾環(huán)廢氣的閉環(huán)控制。例如，長(zhǎng)期乘法器(LTM)可以用于 響應(yīng)于改，動(dòng)機(jī)狀況給到發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料命令提供長(zhǎng)期校正。LTM典型地存 5儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)器查找表中?？刂颇K42按照長(zhǎng)期的時(shí)間周期對(duì) LTM進(jìn)行周期性的調(diào)節(jié)，例如，禾,比1秒長(zhǎng)的周期如10秒。這種調(diào)節(jié)可以被 稱為"長(zhǎng)期學(xué)習(xí)"。
附加ife^可皿，短期積分器(STI)可以用于響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)狀況給到發(fā)動(dòng) 機(jī)22的 4命令提供短期校正?？貍サ麎K42按照短期的時(shí)間周期對(duì)STI進(jìn)行
io周期性的調(diào)節(jié)，例如利用比1秒短的周期如每6,25毫秒。這樣的調(diào)節(jié)可以被稱 為"短期學(xué)習(xí)"。STI可以存儲(chǔ)在易失性存儲(chǔ)器中并基于、翻的(active)單元LTM 和氧傳自72的信號(hào)進(jìn)fi^節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，控帝猴塊42維護(hù)用于估計(jì)燃料成分的燃料修 正存儲(chǔ)器繊(例如査條)。多個(gè)閉環(huán)校正("CLC")單元可以與^^汽缸組
15 56相關(guān)聯(lián)。例如，可以為^Na56提供8個(gè)單元。CLC單元是基于到發(fā)動(dòng)機(jī) 22的質(zhì)量空氣流量定義的并用于記錄在各種發(fā)動(dòng)t;iX作^K牛下的總閉環(huán)燃料修 正。控制模塊42在CLC單元中存儲(chǔ)用于發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍的基線閉環(huán)校正值。當(dāng) 下面所進(jìn)一步描述的凈化被命令結(jié)束(off)時(shí)，可以更新基線CLC值?；€ CLC值為新的燃料/空氣估計(jì)的確定,基礎(chǔ)。
20 CLC單元值存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中。ilil將LTM和STI校正相 得用 于赫的閉環(huán)燃茅4^制單元的CLC值。在其他隨中，CLC值可以其他方式組 合。例如，在另一種配置中可以艦將LTM和STI校正相加獲得用于、赫的閉 環(huán)燃豐 制單元的CLC值。在本配置中，控帝贖塊42采用分離的結(jié)構(gòu)進(jìn)行閉 環(huán)燃茅被制和燃料成分估計(jì)。這些結(jié)構(gòu)是分離的，使得即使閉環(huán)燃料控制結(jié)構(gòu)
25可能在，系統(tǒng)加電(power-up)時(shí)M置時(shí)，燃料成分估計(jì)結(jié)構(gòu)仍可以在點(diǎn)火 循環(huán)中保M效(remain current)。通常需要注意也考慮其中，控偉贖塊可以 采用單個(gè)儲(chǔ)存器結(jié)構(gòu)用于閉環(huán)燃料控制和燃料成分估計(jì)的配置。根據(jù)這里教導(dǎo) 的用于估計(jì)燃料成分的控制模塊的更多細(xì)節(jié)可以在共同擁有的美國(guó)專利號(hào) 7159623中找到，該美國(guó)專利在此引入以供參考。
30在如圖2所示的一種實(shí)肺式中，控制模塊42可以包括弱燃料補(bǔ)給檢測(cè)模塊80，累積弱燃料補(bǔ)給模塊82和補(bǔ)給燃料檢測(cè)模塊84。
圖3中的參考數(shù)字100 ^(表示燃料補(bǔ)給檢測(cè)模塊80的一個(gè)實(shí) 式的流 程圖?？刂茝牟襟E102開始。步驟104中，控制確定是否檢測(cè)到燃料補(bǔ)給事件。 在一個(gè)實(shí)例中，基于^^糾專 30傳^啦帝蝶塊42的燃料水平可以確定 5燃料補(bǔ)給事件。如果燃料補(bǔ)給割牛以及被檢測(cè)到，則在步驟108中控制確定燃 料量的變化是否大于閾值T1。如果沒有檢測(cè)到燃料補(bǔ)給事件，貝啦制終止于步 驟106。如果燃料量的變化大于閾值Tl,貝贓步驟112中控制確定燃料量的百 分比變化是否小于或等于閾值T2。如果燃料量不大于Tl,控帶擺環(huán)到步驟108。 如果在步驟112中燃料量的百分比變化小于或等于T2,貝i底步驟116中控
io律鵬定弱 4補(bǔ)縫的變化是否小于或等于T3 。如果在步驟112中燃料量的百 分比變化不小于或等于T2,則控制假定發(fā)生了正常的燃料補(bǔ)給事件并在步驟 114中執(zhí)碰料成分(乙醇濃度)估計(jì)。如果在步驟116中弱燃茅科卜縫的變化 小于或等于T3，則在步驟120中控制累積弱燃糾卜縫。如果在步驟116中弱 燃料補(bǔ)給量的變化不小于或等于T3,貝啦帝l,發(fā)生了正常的燃料補(bǔ)給事件并
15在步驟114中執(zhí)行燃料成分估計(jì)。
下面介紹弱^l斗補(bǔ)給檢湖鵬塊80。一般而言，弱燃料補(bǔ)給檢測(cè)模塊80確定 是否有少量的燃料被加入到燃料箱26。圖4中，參考數(shù)字130大 ^弱燃料 補(bǔ)給檢測(cè)模塊80的一個(gè)實(shí)施方式的淑呈圖?？刂茝牟襟E132開始。在步驟134 中將燃料量的變化與閾值Tl相比較。如果燃料量的變化大于或等于闕值T1，
20貝贓步驟136中控制確^M料量的百分比變化是否小于或等于閾值T2。如果不 是，控制循環(huán)到步驟134。如果燃料量的百分比變化小于或等于閾值T2，貝贓 步驟138中控制確定弱累積量的變化(如下面的圖5所示)是否小于或等于閾 值T3。如果燃料量的百分比變化不小于或等于閾值T2，則控制假定發(fā)生了正常 的燃糊卜給割牛并在步驟139中執(zhí)行燃料成分估計(jì)并循環(huán)到步驟144。如果弱累
25積量的變化小于或等于閾值T3，則控銅勝步驟140中假定發(fā)生了弱燃料補(bǔ)給事 件。如果不是，貝啦制前,陟驟139。在步驟142中控制暫停新的乙醇濃度估 計(jì)?？刂圃诓襟E144中結(jié)束。
下面介紹累積弱燃料計(jì)算模塊82。 一般而言，累積弱燃料計(jì)算模塊82將符 合弱燃料補(bǔ)給標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)燃料量進(jìn)行動(dòng)fJ。圖5中，參考數(shù)字150 ^/示累積弱
30燃料計(jì)難塊82的一個(gè)實(shí)lte"式的iiP呈圖?？刂茝牟襟E152開始。步驟154中，控制確定是否檢測(cè)至鵬燃料補(bǔ)給。如果己經(jīng)檢測(cè)到弱燃料補(bǔ)給，貝贓步驟156 中控制設(shè)定累積弱燃料磐于舊的弱燃料量加上新的弱燃料量。如果在步驟154 中沒有檢測(cè)到弱燃料補(bǔ)給事件，則控糊盾環(huán)到步驟154。在步驟158中控制結(jié)束。 前縣統(tǒng)和方法的實(shí) 式使得可能考慮非常小的燃料補(bǔ)給事件(如低于兩
s力口侖)，從而不僅可以精確地估ifM4成分，還實(shí)現(xiàn)了更高精度的閉環(huán)m控制、
點(diǎn)她制、系統(tǒng)診斷和其他^^功能。
Mii以上描述,本領(lǐng)W^人員應(yīng)該M可M多種形^實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的教 導(dǎo)。因此，雖然結(jié)合實(shí)瞎定的實(shí)例對(duì)本公開進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明的實(shí)際范 圍不應(yīng)限于此，因?yàn)樵谘芯苛烁綀D、說(shuō)明書和隨后的權(quán)禾頓求書之后其他的變 io 3M于本領(lǐng)^^:人員來(lái)說(shuō)將變得顯而易見。
權(quán)利要求
1、一種估計(jì)車輛燃料箱中燃料的成分的方法，所述方法包括檢測(cè)燃料補(bǔ)給事件；確定燃料補(bǔ)給事件中加入的燃料量是否滿足第一閾值；基于所述確定暫停燃料成分估計(jì)；基于滿足所述第一閾值的多個(gè)燃料補(bǔ)給事件累積燃料總量；基于滿足第二閾值的所述累積總量估計(jì)新的燃料成分。
2、 如^l利要求1所述的方法，其中所述確定包掛十算燃料量的變化。
3、如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述確定包括計(jì)算燃料量的百分比變 化。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定是基于所述計(jì)算的燃料量變 化、所述燃料量的百分比變化和所述累積應(yīng)料總量的。
5、 如^5l利要求1所述的方法，其中所述累積包括將滿足所述第一閾值的第 —燃料量與后續(xù)的滿足B^—閾值的^I4量相加。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中檢測(cè)所述燃料補(bǔ)給事#^括確定燃料箱 中的燃料水平。
7.一種估計(jì)^M料箱中燃料的成分的系統(tǒng)，所縣統(tǒng)包括 確定在燃料補(bǔ)給事件中所加入的燃料量是否滿足第一閾值的弱燃料檢20測(cè)模塊；基于滿足所述第一閾值的多個(gè)燃料補(bǔ)給事件累積燃料總量的累積弱燃 料計(jì)算模塊；以及基于戶;M累積應(yīng)料量估itf 的燃料成分的燃ffi卜給檢湖蝶塊。
8、 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述弱燃料檢測(cè)?！姥胗?jì)算燃料量的變25化。
9、 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng),其中所述弱燃料檢測(cè)模塊計(jì)算燃料量的百分 比變化。
10、 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中戶艦弱燃料檢測(cè)模塊基于所述計(jì)算的 燃料量變化、所述燃料量的百分比變化和所述累積撒料量確定在所述燃料補(bǔ)給 事件中加入的燃料量是否滿足第二閾值。
11、 如權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中所述累積弱燃料補(bǔ)斜十對(duì)莫塊將滿;^ 述 第一閾值的第一燃料量與后續(xù)的滿足所述第一閥值的燃料量相加。
12、 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所^M糾卜給檢測(cè)模塊確定燃料箱中 的燃料水平。
13、如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述弱燃料檢測(cè)模塊基于所述確定暫停燃料成分估計(jì)。
14、 一種估計(jì)車WI4箱中燃料的成分的方法，所述方艦括 檢測(cè)騰卜給事件； 確^^料箱中的燃料量變化； 確定燃料箱中的百分比 斗量變化；基于所 料量變化和所述百分比燃料量變化確定所皿料補(bǔ)給事件 是否滿足第一閾值；基于所述確定暫停燃料成分估計(jì)；基于滿足所述第一閾值的多于一個(gè)的燃料補(bǔ)給事件累積燃料總量；以及 15 基于滿足第二閾值的所述累積'微斗總量估計(jì)新的燃料成分。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中檢測(cè)所^^料補(bǔ)給事#^括確定燃料 箱中的燃料水平。
全文摘要
本發(fā)明涉及虛擬靈活燃料傳感器系統(tǒng)的弱燃料補(bǔ)給檢測(cè)系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明針對(duì)一種估計(jì)車輛燃料箱中的燃料成分的方法。檢測(cè)燃料補(bǔ)給事件。確定向燃料箱中加入的燃料量是否滿足第一閾值。如果燃料補(bǔ)給事件滿足第一閾值，則暫停燃料成分估計(jì)。基于滿足第一閾值的多個(gè)燃料補(bǔ)給事件累積燃料總量?；跐M足第二閾值的累積的燃料總量估計(jì)新的燃料成分。
文檔編號(hào)G01M99/00GK101435814SQ20081016860
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者F·W·施佩林, M·D·卡, S·羅賓遜 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司