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CN102877971B - 乙醇燃料醇含量检测方法及模块 - Google Patents

乙醇燃料醇含量检测方法及模块 Download PDF

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Abstract

本发明为乙醇燃料汽车提供一种乙醇燃料醇含量检测方法及模块，其中方法包括以下步骤：采集汽车尾气氧含量O(n)；由O(n)和预设乙醇含量Ap(n)，获得空燃比αc(n)；由αc(n)和发动机进气量G，获得喷油量Fc(n)；计算燃油偏差Fd(n)=[Fc(n)－Fp(n)]/Fp(n)，Fp(n)为预设喷油量；由Fd(n)，获得乙醇含量偏差Ad(n)；计算当前乙醇含量Ar(n)=Ad(n)+Ap(n)；修正Ap(n+1)；由Ar(n)，获得当前喷油量Fr(n)；修正Fr(n+1)；以Fr(n)喷射燃油，并循环上述步骤；｜Fd(n)｜＜燃油偏差稳定值S时，停止循环。本发明提出的乙醇燃料醇含量检测方法，可检测出燃油中乙醇含量，提高了燃料汽车的使用性能。

Description

乙醇燃料醇含量检测方法及模块
技术领域
本发明涉及灵活燃料汽车领域，特别涉及一种乙醇燃料醇含量检测方法及模块。
背景技术
燃料乙醇属于可再生能源，可由粮食及各种植物纤维等原料加工制得。乙醇灵活燃料是指在汽油组分油中按体积比加入一定比例的燃料乙醇，并通过特定工艺混配而成的一种燃料，通常将乙醇灵活燃料称为乙醇燃料。乙醇燃料作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点，其优点如下：辛烷值高，抗爆性能良好；含氧量高，有利于充分燃烧；可有效疏通燃油杂质的沉淀和凝结；可有效降低汽车尾气排放，改善能源结构；储运使用方便。
在乙醇燃料使用过程中，常面临着乙醇燃料中醇含量变化的问题，当醇含量变化时，发动机喷油量并不会随着醇含量变化而相应的改变，容易造成喷油量过多或过少的情况，燃料难以完全燃烧，汽车尾气中的污染物也将增多。现在常采用在燃料箱里加装乙醇含量传感器来实现乙醇含量的判断，但是该传感器价格昂贵，不利于产品成本控制。
因此，如何简便地得到乙醇燃料中的醇含量便成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于为灵活燃料汽车提供了一种乙醇燃料醇含量检测方法及模块，得到了乙醇燃料中的醇含量，提高了燃料汽车的使用性能。
本发明提供了一种乙醇燃料醇含量检测方法，包括以下步骤：
（1）采集前氧传感器测得汽车尾气氧含量O(n)，其中n为循环次数；
（2）由所述氧含量O(n)和预设乙醇含量Ap(n)，获得空燃比αc(n)；
（3）由所述空燃比αc(n)和发动机进气量G，获得喷油量Fc(n)；
（4）根据所述喷油量Fc(n)和预设喷油量Fp(n)，计算燃油偏差Fd(n)，其中所述燃油偏差Fd(n)=[Fc(n)－Fp(n)]/Fp(n)；
（5）由所述燃油偏差Fd(n)，获得乙醇含量偏差Ad(n)；
（6）根据所述乙醇含量偏差Ad(n)和预设乙醇含量Ap(n)，计算当前乙醇含量Ar(n)；
（7）Fd(n)＞0时，将所述预设乙醇含量Ap(n+1)置为Ap(n)－k×Ap(n)，Fd(n)＜0时，将所述预设乙醇含量Ap(n+1)置为Ap(n)＋k×Ap(n)，其中k为乙醇含量修正系数；
（8）由所述当前乙醇含量Ar(n)，获得当前喷油量Fr(n)；
（9）Fd(n)＞0时，将所述预设喷油量Fp(n+1)置为Fp(n)＋j×Fp(n)，Fd(n)＜0时，将所述预设喷油量Fp(n+1)置为Fp(n)－j×Fp(n)，其中j为喷油量修正系数；
（10）以所述当前喷油量Fr(n)喷射燃油，并循环步骤（1）～（9）；
（11）当｜Fd(n)｜＜S时，停止循环，其中S为燃油偏差稳定值。
优选地，所述步骤（7）中乙醇含量修正系数k为0.01～0.03，所述步骤（9）中喷油量修正系数j为0.015～0.03。
优选地，所述步骤（11）中的燃油偏差稳定值S为0.03。
优选地，在所述步骤（1）前还包括：
采集油位传感器的油位信号并判断油位是否增加，当油位增加时，前氧传感器开始检测汽车尾气氧含量O的步骤。
优选地，所述步骤（8）为：采集水温传感器测得的水温，判断水温是否高于乙醇挥发温度，当水温高于乙醇挥发温度时，由所述当前乙醇含量Ar(n)和乙醇挥发量Va(n)，获得当前喷油量Fr(n)。
进一步地，所述步骤（8）中的乙醇挥发量Va(n)由乙醇挥发速度B(n)及转速N计算得出：Va(n)=(30×B(n))/N；
所述乙醇挥发速度B(n)由机油中乙醇总量和水温获得，所述机油中乙醇总量由喷油总量获得。
优选地，所述乙醇挥发温度为20℃。
本发明还提供了一种乙醇燃料醇含量检测模块，用于接收前氧传感器的测得的汽车尾气氧含量O(n)的信号，由氧含量O(n)和预设乙醇含量Ap(n)获得空燃比αc(n)，然后由所述空燃比αc(n)和发动机进气量G获得喷油量Fc(n)，接着根据所述喷油量Fc(n)和预设喷油量Fp(n)计算燃油偏差Fd(n)，并由所述燃油偏差Fd(n)获得乙醇含量偏差Ad(n)，根据所述乙醇含量偏差Ad(n)和预设乙醇含量Ap(n)计算当前乙醇含量Ar(n)，由所述当前乙醇含量Ar(n)获得当前喷油量Fr(n)，并以所述当前喷油量Fr(n)喷射燃油，当｜Fd(n)｜小于燃油偏差稳定值S时，停止接收前氧传感器的测得的汽车尾气氧含量O(n)的信号，以及当Fd(n)＞0时，将所述预设乙醇含量Ap(n+1)置为Ap(n)－k×Ap(n)并将所述预设喷油量Fp(n+1)置为Fp(n)＋j×Fp(n)，当Fd(n)＜0时，将所述预设乙醇含量Ap(n+1)置为Ap(n)＋k×Ap(n)并将所述预设喷油量Fp(n+1)置为Fp(n)－j×Fp(n)，其中k为乙醇含量修正系数，j为喷油量修正系数。
优选地，所述乙醇含量修正系数k为0.01～0.03，所述喷油量修正系数j为0.015～0.03。
优选地，所述燃油偏差稳定值S为0.03。
本发明提出的一种乙醇燃料醇含量检测方法及模块，能够简便的得出乙醇燃料中的醇含量，为由乙醇含量调整喷油量进而达到最佳空燃比，以及减少汽车尾气中污染物的排放奠定了基础。
附图说明
图1为本发明一种乙醇燃料醇含量检测方法的流程示意图。
图2为本发明一种乙醇燃料醇含量检测模块实施例的电器结构示意图。
1乙醇含量检测模块。
具体实施方式
为使发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
请参阅图1，为本发明一种乙醇燃料醇含量检测方法的流程示意图，该检测方法的步骤如下：
第一步：采集前氧传感器测得汽车尾气氧含量O(n)，其中n为循环次数。
第二步：由氧含量O(n)和预设乙醇含量Ap(n)，获得空燃比αc(n)，此处的空燃比αc(n)并不真实代表汽车的实际空燃比。预设乙醇含量Ap(n)的初值Ap(1)通常是指汽车前次启动时醇含量检测方法循环结束后得到乙醇含量，也可由操作者自行设定。建立一个汽车尾气氧含量、乙醇含量及空燃比的关系表O-A-α表，所述O-A-α表可由实验得出或者是计算得出，由O-A-α表可查得在某一汽车尾气氧含量下，乙醇含量与空燃比的对应关系，例如当汽车尾气氧含量确定时，可以由O-A-α表查得一个与乙醇含量对应的空燃比的值。
第三步：由所述空燃比αc(n)和发动机进气量G，获得喷油量Fc(n)。此处的喷油量Fc(n)并不真实代表汽车的实际喷油量。建立一个发动机进气量、空燃比和喷油量的关系表G-α-F表，所述G-α-F表可由实验得出或者是计算得出，由G-α-F表可查得在某一发动机进气量下，空燃比与喷油量的对应关系，例如当发动机进气量确定时，可由G-α-F表查得一个与空燃比对应的喷油量的值。
第四步：根据喷油量Fc(n)和预设喷油量Fp(n)，计算燃油偏差Fd(n)=[Fc(n)－Fp(n)]/Fp(n)。预设喷油量Fp(n)的初值Fp(1)通常是指汽车前次启动时醇含量检测方法循环结束后由乙醇含量得出的喷油量，也可由操作者自行设定。
第五步：由所述燃油偏差Fd(n)，获得乙醇含量偏差Ad(n)。建立一个燃油偏差和乙醇含量偏差的关系表D-F表，所述D-F表可由实验得出或者是计算得出，由D-F表可查得燃油偏差与乙醇含量偏差的对应关系，例如当燃油偏差确定时，可由D-F表查得一个与燃油偏差对应的乙醇含量偏差的值。
第六步：根据乙醇含量偏差Ad(n)和预设乙醇含量Ap(n)，计算当前乙醇含量Ar(n)=Ad(n)+Ap(n)。
第七步：当Fd(n)＞0时，将预设乙醇含量Ap(n+1)置为Ap(n)－k×Ap(n)，当Fd(n)＜0时，将预设乙醇含量Ap(n+1)置为Ap(n)＋k×Ap(n)，其中k为乙醇含量修正系数，优选地，乙醇含量修正系数k为0.01～0.03。为了让汽车发动机运行稳定，避免醇含量检测方法中当前乙醇含量变化太大，应该相对缓慢的变化预设乙醇含量，即在预设乙醇含量置为新值时按一定的步长变化。
第八步：由当前乙醇含量Ar(n)，获得当前喷油量Fr(n)。建立一个乙醇含量和喷油量的关系表A-F表，所述A-F表可由实验得出或者是计算得出，由A-F表可查得乙醇含量与喷油量的对应关系，例如当乙醇含量确定时，可由A-F表查得一个与乙醇含量对应的喷油量的值。
第九步：当Fd(n)＞0时，将所述预设喷油量Fp(n+1)置为Fp(n)＋j×Fp(n)，当Fd(n)＜0时，将所述预设喷油量Fp(n+1)置为Fp(n)－j×Fp(n)，其中j为喷油量修正系数，优选地，喷油量修正系数j为0.015～0.03。为了让发动机运行稳定，避免喷油量变化过大的冲击，应该相对缓慢的变化预设喷油量，即在预设喷油量置为新值时按一定的步长变化。
第十步：以当前喷油量Fr(n)喷射燃油，并循环第一步至第九步。
第十一步：当｜Fd(n)｜＜S时，停止循环，其中S为燃油偏差稳定值，优选地，燃油偏差稳定值S为0.03。
以上已经结合本发明的实施例详细描述了乙醇燃料醇含量检测方法的各个步骤。
特别地，在实际运用中，油箱中的乙醇燃料的醇含量发生变化原因通常是由于汽车操作人员往油箱中添加了燃油，因此，在方法的第一步之前也可增加采集油位传感器的油位信号，并判断油位是否增加，当油位增加时，前氧传感器开始检测汽车尾气氧含量O的步骤。
此外，乙醇燃料汽车在发动机启动水温较低时，由于喷射出的燃油雾化效果不佳，乙醇易形成大量的小液滴进入到发动机机油中，但是这部分挥发的乙醇也终将进入气缸参加到燃油燃烧中，进而影响到实际参加燃烧的燃料量，因此，乙醇燃料醇含量检测方法第八步也可为：采集水温传感器测得的水温，判断水温是否高于乙醇挥发温度，当水温高于乙醇挥发温度时，由当前乙醇含量Ar(n)和乙醇挥发量Va(n)，获得当前喷油量Fr(n)，当水温低于乙醇挥发温度时，仍采用方法中的原第八步运行，即由当前乙醇含量Ar(n)，获得当前喷油量Fr(n)，优选地，所述乙醇挥发温度为20℃。建立一个乙醇挥发量、乙醇含量和喷油量的关系表V-A-F表，所述V-A-F表可由实验得出或者是计算得出，由V-A-F表可查得在某一乙醇挥发量下，乙醇含量与喷油量的对应关系，例如当乙醇挥发量确定时，可由V-A-F表查得一个与乙醇含量对应喷油量的值。
进一步地，乙醇挥发量Va(n)根据乙醇挥发速度B(n)及转速N计算得出：Va(n)=[30×B(n)]/N，乙醇挥发速度B(n)由机油中乙醇总量和水温获得，机油中乙醇总量由喷油总量获得，此处提到的术语“喷油总量”是指汽车自启动后喷油量的和。建立一个喷油总量和机油中乙醇总量的关系表U-M表，所述U-M表可由实验得出或者是计算得出，由U-M表可查得喷油总量与机油中乙醇总量的对应关系，例如当喷油总量确定时，可由U-M表查得一个与喷油总量对应的机油中乙醇总量的值。此外，还可建立一个水温、机油中乙醇总量和乙醇挥发速度的关系表T-M-B表，所述T-M-B表可由实验得出或者是计算得出，由T-M-B表可查得在某一水温下，机油中乙醇总量与乙醇挥发速度的对应关系，例如当发动机水温确定时，可由T-M-B表查得一个与机油中乙醇总量对应的乙醇挥发速度的值。
请参阅图2，为本发明一种乙醇燃料醇含量检测模块实施例的电器结构示意图。如图所示，乙醇含量检测模块1接收前氧传感器的测得的汽车尾气氧含量的信号，并输出喷油量的信号。
虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不被限定于上述实施例，而只受所附权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (10)

1.一种乙醇燃料醇含量检测方法，包括以下步骤：
（1）采集前氧传感器测得汽车尾气氧含量O(n)，其中n为循环次数；
（2）由所述氧含量O(n)和预设乙醇含量Ap(n)，获得空燃比αc(n)；
（3）由所述空燃比αc(n)和发动机进气量G，获得喷油量Fc(n)；
（4）根据所述喷油量Fc(n)和预设喷油量Fp(n)，计算燃油偏差Fd(n)=[Fc(n)－Fp(n)]/Fp(n)；
（5）由所述燃油偏差Fd(n)，获得乙醇含量偏差Ad(n)；
（6）根据所述乙醇含量偏差Ad(n)和预设乙醇含量Ap(n)，计算当前乙醇含量Ar(n)=Ad(n)+Ap(n)；
（7）Fd(n)＞0时，将所述预设乙醇含量Ap(n+1)置为Ap(n)－k×Ap(n)，Fd(n)＜0时，将所述预设乙醇含量Ap(n+1)置为Ap(n)＋k×Ap(n)，其中k为乙醇含量修正系数；
（8）由所述当前乙醇含量Ar(n)，获得当前喷油量Fr(n)；
（9）Fd(n)＞0时，将所述预设喷油量Fp(n+1)置为Fp(n)＋j×Fp(n)，Fd(n)＜0时，将所述预设喷油量Fp(n+1)置为Fp(n)－j×Fp(n)，其中j为喷油量修正系数；
（10）以所述当前喷油量Fr(n)喷射燃油，并循环步骤（1）～（9）；
（11）｜Fd(n)｜＜S时，停止循环，其中S为燃油偏差稳定值。
2.如权利要求1所述的乙醇燃料醇含量检测方法，其特征在于，所述步骤（7）中乙醇含量修正系数k为0.01～0.03，所述步骤（9）中喷油量修正系数j为0.015～0.03。
3.如权利要求1所述的乙醇燃料醇含量检测方法，其特征在于，所述步骤（11）中的燃油偏差稳定值S为0.03。
4.如权利要求1所述的乙醇燃料醇含量检测方法，其特征在于，在所述步骤（1）前还包括：
采集油位传感器的油位信号并判断油位是否增加，当油位增加时，前氧传感器开始检测汽车尾气氧含量O的步骤。
5.如权利要求1所述的乙醇燃料醇含量检测方法，其特征在于，在所述步骤（8）为：采集水温传感器测得的水温，判断水温是否高于乙醇挥发温度，当水温高于乙醇挥发温度时，由所述当前乙醇含量Ar(n)和乙醇挥发量Va(n)，获得当前喷油量Fr(n)。
6.如权利要求5所述的乙醇燃料醇含量检测方法，其特征在于，所述步骤（8）中的乙醇挥发量Va(n)根据乙醇挥发速度B(n)及转速N计算得出：Va(n)=[30×B(n)]/N；
所述乙醇挥发速度B(n)由机油中乙醇总量和水温获得，所述机油中乙醇总量由喷油总量获得。
7.如权利要求5所述的乙醇燃料醇含量检测方法，其特征在于，所述乙醇挥发温度为20℃。
8.一种乙醇燃料醇含量检测模块，用于接收前氧传感器的测得的汽车尾气氧含量O(n)的信号，由氧含量O(n)和预设乙醇含量Ap(n)获得空燃比αc(n)，然后由所述空燃比αc(n)和发动机进气量G获得喷油量Fc(n)，接着根据所述喷油量Fc(n)和预设喷油量Fp(n)计算燃油偏差Fd(n)，并由所述燃油偏差Fd(n)获得乙醇含量偏差Ad(n)，根据所述乙醇含量偏差Ad(n)和预设乙醇含量Ap(n)计算当前乙醇含量Ar(n)，由所述当前乙醇含量Ar(n)获得当前喷油量Fr(n)，并输出喷油量Fr(n)的喷射信号，当｜Fd(n)｜小于燃油偏差稳定值S时，停止循环，以及当Fd(n)＞0时，将所述预设乙醇含量Ap(n+1)置为Ap(n)－k×Ap(n)并将所述预设喷油量Fp(n+1)置为Fp(n)＋j×Fp(n)，当Fd(n)＜0时，将所述预设乙醇含量Ap(n+1)置为Ap(n)＋k×Ap(n)并将所述预设喷油量Fp(n+1)置为Fp(n)－j×Fp(n)，其中k为乙醇含量修正系数，j为喷油量修正系数。
9.如权利要求8所述的乙醇燃料醇含量检测模块，其特征在于，所述乙醇含量修正系数k为0.01～0.03，所述喷油量修正系数j为0.015～0.03。
10.如权利要求8所述的乙醇燃料醇含量检测模块，其特征在于，所述燃油偏差稳定值S为0.03。
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