[发明专利]瞬时燃料转扭矩的内燃发动机效率状态评估方法

说明书

一种确定发动机中的燃烧效率的方法，包括利用具有计算机存储器、处理器以及输入和输出的控制模块，处理器执行存储在存储器内的逻辑；通过设置在发动机上的第一传感器和设置在流体联接到发动机的排气系统中的第二传感器来感测数据，第一和第二传感器电连接到输入；在控制模块内接收由第一和第二传感器感测的数据；确定进入发动机的空气的氧气含量，确定氧化催化剂上游的排气的氧气含量；确定燃料的汽化潜热；确定与进入发动机的氧气燃烧的燃料喷射量；基于进入发动机的空气中的和排气中的氧气含量以及燃料的汽化潜热确定燃烧效率指数；调节燃料喷射量。

引言

本公开涉及内燃发动机(ICE)。更具体地，本公开涉及基于感测到的来自各种ICE传感器的操作参数确定热释放和传递的系统和方法。排放标准、环境问题以及操作者对响应性的感知规定了控制典型ICE中的燃烧的许多方式。值得特别关注的是，追求降低排放、环境标准和响应性是燃烧效率的概念。燃烧效率是对燃烧过程中ICE中燃烧的燃料的利用程度的测量。换言之，燃烧效率是对在发动机中燃烧的燃料转换成扭矩而非热量的效率的测量。直接测量燃烧效率是困难的，甚至是不可能的。因此，通常依赖于燃烧效率的间接测量。虽然不是不可能将诸如热电偶的燃烧传感器直接放置在ICE的燃烧室中，但是这样做可能相当昂贵，特别是在较大或大规模生产中。此外，当如此放置时，大多数这样的传感器迅速劣化。因此，大多数ICE基于提供燃烧特性的间接证据的一组传感器的读数来检测和引导燃烧。典型ICE系统中的燃烧效率通常基于已知的指令燃料量、进气空气质量流量测量和进气空气温度测量来计算。然而，传感器和致动器，像其它一切一样，都受到老化效应的影响。随着传感器老化，其读数变得不太精准、精确和可靠。类似地，当诸如燃料喷射器的致动器老化时，其变得较不精准、精确和可靠。因此，随着具有传感器和致动器的ICE老化，燃烧效率的计算变得较不可靠。随着燃烧效率计算的可靠性降低，最终ICE可能以不符合规章标准的方式操作。

因此，尽管当前检测燃烧效率的方法对于其预期目的而言通常是有效的，但是需要一种新的和改进的系统和方法，其增加燃烧效率计算的稳健性，使得这样的计算可以考虑传感器和致动器老化效应以及随时间的偏差的影响。

发明内容

根据本公开的若干方面，一种确定内燃发动机(ICE)中燃烧效率的方法包括利用具有多个输入、多个输出、计算机可读存储器和处理器的控制模块，处理器配置为执行存储在计算机可读存储器内的程序逻辑。该方法进一步包括通过设置在ICE上并且电连接到控制模块的多个输入的多个第一传感器以及电连接到控制模块的多个输入并且设置在流体联接到ICE的排气系统中的多个第二传感器来感测数据，在控制模块内接收由多个第一和第二传感器感测的数据，并且确定进入ICE的空气的氧气(O2)含量并确定氧化催化剂上游的排气的O2含量。该方法进一步包括确定燃料的汽化潜热，确定需要与进入ICE的空气中感测到的O2一起燃烧的燃料喷射量，基于进入ICE的空气的O2含量，氧化催化剂上游的排气的O2含量和燃料的汽化潜热确定燃烧效率指数；调节燃料喷射量。

在本公开的另一方面，确定进入ICE的空气的O2含量进一步包括利用多个第一传感器中的空气质量流量传感器检测进入ICE的空气量。

在本公开的又一方面中，确定进入ICE的空气的O2含量进一步包括利用多个第一传感器中的歧管绝对压力(MAP)传感器检测进入ICE的空气量。

在本公开的又一方面，确定排气的O2含量进一步包括利用多个第二传感器中的氧气传感器检测氧化催化剂上游的排气的O2含量。

在本发明的又一方面中，确定燃料的汽化潜热进一步包括利用多个第一传感器中的燃料温度传感器，所述燃料温度传感器设置在ICE的燃料管线中以感测进入ICE的燃料的温度。

在本公开的又一方面，一种确定内燃发动机(ICE)中的燃烧效率的方法进一步包括确定ICE的负载条件。

在本公开的又一方面中，确定ICE的负载条件进一步包括接收来自多个第一传感器中的若干传感器的输入，包括节气门位置传感器(TPS)和加速器踏板位置(APP)传感器，并且确定ICE是在已负载条件下还是在切断条件下操作。