[发明专利]用于确定爆震控制流体成分的方法和系统

说明书

本申请提供用于使用已经存在于发动机系统中的传感器来准确地确定爆震控制流体的成分的方法和系统。进气氧传感器或排气氧传感器用来响应于异常燃烧的指示，估计直接喷射到发动机汽缸中的爆震控制流体的水含量和醇含量。区别由于爆震控制流体的水含量引起的氧传感器的泵送电流的改变与由于爆震控制流体的醇含量引起的氧传感器的泵送电流的改变。

技术领域

本描述总体涉及用于确定喷射到发动机中的雨刮器(wiper)流体的成分以便爆震控制的方法和系统。

背景技术

已经开发出各种爆震控制流体以减轻异常燃烧事件，包括汽油、乙醇、甲醇、其它醇、水和其它惰性流体的多种组合。水喷射例如减少爆震、提供充气冷却并且减少辛烷要求。此外，因为水喷射也可以用于发动机稀释控制，所以对于专用的爆震控制流体的需要被减少。

爆震控制流体的另一个示例由Surnilla在US 7,533,651中示出。在上述专利中，包括水和醇(例如，发动机冷却剂或甲醇)的清洗流体的直接喷射影响流体和直接喷射两者的充气冷却性质，以减少爆震。除了保护水以免结冰之外，喷射的爆震控制流体的成分中包括发动机冷却剂还提供具有轻质烃(诸如甲醇)的附加优点，这有助于燃烧过程。总体方法增加发动机效率，同时减少喷射的燃料的辛烷要求，从而增加发动机的动力输出。在本文中，除了用于清洁车辆挡风玻璃之外，雨刮器流体还可以被重新设定用途用于爆震控制。

发明内容

然而，发明人在此已经认识到该方法的问题。可能存在挡风玻璃雨刮器流体成分的改变。例如，流体的乙醇含量或甲醇含量可能有很大的改变，如上所述。此外，当挡风玻璃雨刮器流体箱被再填加时，基于箱中剩下的雨刮器流体的量和成分，再填加之后可用的雨刮器流体的成分可以改变。虽然这不影响流体清洁挡风玻璃雨刮器的能力，但是其可以影响流体的爆震控制能力。例如，流体的辛烷值可以改变。因此，基于喷射的爆震控制流体，调整多个发动机参数。例如，基于喷射的流体的醇含量，可以调整汽缸加燃料。此外，基于流体中的醇的类型，发动机参数可能需要被调整(例如，无论醇是乙醇还是甲醇)。因此，雨刮器流体成分的估计的误差可以导致显著的空气-燃料误差，从而劣化发动机性能。另外，如果雨刮器流体的成分未被准确地知道，则可以限制作为爆震控制流体的雨刮器流体的使用。另一方面，专用于估计爆震控制流体的醇含量和成分的传感器的添加可以显著地增加成本和复杂性。

在一个示例中，通过用于发动机的方法可以解决上述问题，所述方法包含：将一定量的水-醇共混物喷射到发动机进气道中；调制施加到排气氧传感器的参考电压；监测传感器的泵送电流的改变；获悉由于共混物的水含量引起的泵送电流的改变的第一部分；以及获悉由于共混物的醇含量引起的泵送电流的改变的第二部分。以此方式，使用现有的发动机传感器可以准确地确定喷射到发动机中的爆震控制流体的成分。

作为一个示例，在再填加雨刮器流体箱之后，使用排气氧传感器(诸如UEGO传感器)可以估计雨刮器流体成分。然后，雨刮器流体可以用作爆震控制流体。因此，雨刮器流体可以包括水和醇的混合物，但是不包括汽油。另外，流体中的醇类型可以是已知的先验类型。例如，可以知道雨刮器流体是水-乙醇混合物，或水-甲醇混合物。然而，流体中水与指定醇的比率未被准确地知道。控制器可以将限定质量的爆震控制流体喷射到发动机进气道中，诸如到进气节气门下游的进气歧管中。在发动机未加燃料状况期间，诸如当EGR、燃料蒸汽净化和曲轴箱通风被禁用时，可以喷射流体，以减少对非预期的烃引起的结果的干扰。在喷射之后，排气氧传感器的参考电压可以在第一较低的电压(例如，450mV)和第二较高的电压(例如，950mV)之间调制。传感器的泵送电流的改变可以被注意到。因此，由于爆震控制流体的水含量以及由于爆震控制流体的醇含量，泵送电流可以通过在氧传感器处的氧浓度的减小而被影响。具体地，爆震控制流体中的水可以具有对氧传感器的稀释效应，同时爆震控制流体中的醇可以与传感器处的氧一起燃烧，从而减小传感器处的氧浓度。然后，基于泵送电流的改变以及爆震控制流体喷射量，发动机控制器可以计算爆震控制流体的醇含量。例如，发动机控制器可以参考3D校准映射图，以估计流体的醇含量并且更新流体的成分。通过获悉流体的成分，可以提高作为爆震控制流体的雨刮器流体的使用的灵活性。