燃料组合物和老化估计的制作方法
本描述总体涉及用于估计车辆发动机中的燃料中的乙醇含量和燃料的使用期的方法和系统。
背景技术：
灵活燃料车辆(ffv)是常规汽油驱动的车辆的替代方案并且包括用以燃烧汽油和二次燃料的混合物的内燃发动机，所述二次燃料诸如乙醇、甲醇、丙醇或其他醇类和辛烷值改进剂。掺入乙醇的燃料共混物由于从生物质中衍生乙醇而特别受欢迎，其中各种原料可从农业获得。灵活燃料发动机可适于烧着0-100％乙醇燃料混合物，从而与汽油相比减少油井到车轮碳足迹。在混合动力车辆中，由于仅使用马达扭矩就可长时期推进车辆，因此燃料在燃料箱中可保持未使用。老化可导致燃料组合物的变化。例如，为了确定发动机的燃烧室处的合适的空燃比，pcm可利用燃料组合物的估计值或测量值(例如，乙醇百分比)和燃料使用期来确定有待喷射的燃料量。
提供各种方法来估计灵活燃料中的乙醇含量。例如，在u.s.7,523,723中，marriott等人公开一种用于基于燃料轨压力特性来确定燃料中的乙醇含量的方法。可根据燃料轨压力来确定燃料的有效体积模量和压力扰动特征(pressureperturbationsignature)，并且可基于燃料的有效体积模量和压力扰动特征中的一者或多者来估计燃料乙醇含量。
然而，本文的发明人已经认识到以上方法的潜在缺点。作为一个示例，marriott等人未公开一种用于确定由乙醇吸收的水含量或燃料箱中的燃料的使用期的方法。由于已经长时间闲置的燃料中的乙醇会吸收水，因此可能会发生相分离，从而使燃料对于发动机运转无效。在汽油燃料中，较轻且较易挥发的部分(具有较少碳原子的分子，例如，c3和c4)可能会蒸发掉，从而留下具有较高浓度的较重、较不易挥发的部分的老化的汽油燃料。在混合动力车辆中，由于发动机可能不会长时间运转，因此燃料老化可能会很显著。较轻和较重部分的浓度可能会影响经喷射供燃烧的所需燃料量。专用传感器可用于燃料组合物或使用期确定，但添加单独组分可能会增加制造成本。
技术实现要素：
本文的发明人已经认识到，可通过一种用于发动机的方法来解决上述问题，所述方法包括：基于所述所估计燃料使用期来调整发动机运转，所述燃料使用期基于在燃料喷射之后的燃料轨中的压力脉动的共振频率、燃料轨压力变化和压力脉动的阻尼系数中的至少两者来估计。发动机运转可基于所述燃料中的所述所估计乙醇含量和水含量来进一步调整，所述乙醇含量和所述水含量基于在燃料喷射之后的压力脉动的共振频率、燃料轨压力变化和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数来估计。以此方式，通过监视如由现有传感器估计的燃料特性，可估计燃料乙醇含量、燃料水含量和燃料老化。
在一个示例中，可紧接在燃料再加注事件之后实行燃料乙醇含量测量，并且可周期性地实行燃料老化和水含量估计。在另一示例中，可周期性地实行燃料老化估计。在燃料泵的运转期间，可经由燃料轨压力传感器来估计燃料轨压力。可在燃料喷射或泵冲程之后估计脉动频率、压力变化和压力脉动的阻尼系数。在缺乏燃料轨温度传感器时，在灵活燃料车辆中，可根据脉动频率、压力变化和压力脉动的阻尼系数的函数来估计燃料乙醇含量。而且，可根据脉动频率、压力变化和压力脉动的阻尼系数的不同函数来估计燃料中的水含量。在汽油发动机中，也可根据脉动频率、压力变化和压力脉动的阻尼系数中的两者或更多者的函数来估计燃料老化，所述燃料老化为汽油较轻和较重部分浓度的函数。可基于所述所估计燃料乙醇含量、燃料水含量和燃料使用期来调整发动机运转参数(包括火花正时和燃料喷射量)。如果燃料水含量高于阈值，则可通知操作员使用/更换燃料箱中的燃料。
以此方式，通过使用如由现有燃料系统估计的燃料属性，可确定燃料乙醇含量、水含量、燃料使用期和/或燃料轨温度。通过消除对专用燃料组合物检测传感器和燃料轨温度传感器的需要，可降低部件成本。在灵活燃料车辆中，通过确定每次燃料再加注事件之后的燃料乙醇含量，可估计由先前存在于箱中的燃料与新递送的燃料混合所致的燃料中的所得乙醇含量并且使用其来确定空燃比。周期性地估计汽油中的燃料老化的技术效果在于可及时识别劣化的燃料，并且将其报告给操作员以维持发动机功能。通过基于燃料乙醇含量、燃料水含量或燃料使用期来调整发动机运转参数，可改进发动机性能、燃料效率和排放质量。
应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1示意性地描绘耦接到混合动力车辆的内燃发动机的气缸的示例性实施例。
图2示意性地描绘被配置用于进气道喷射和直接喷射的可与图1的发动机一起使用的燃料系统的示例性实施例。
图3示出流程图，其说明用于确定灵活燃料动力车辆中的乙醇含量的第一方法。
图4示出流程图，其说明用于确定汽油老化的第一方法。
图5示出流程图，其说明用于确定燃料中的乙醇含量的第二方法。
图6示出流程图，其说明用于确定汽油老化的第二方法。
图7示出绘图，其说明响应于燃料泵冲程的燃料轨压力的变化。
图8示出绘图，其说明响应于燃料喷射的燃料轨压力的变化。
图9示出绘图，其说明响应于燃料喷射的燃料轨压力的共振脉动。
图10示出绘图，其说明在燃料喷射之后燃料轨中的压力脉动的阻尼。
图11示出燃料中的乙醇含量与燃料轨压力脉动的阻尼之间的关系。
图12示出燃料中的乙醇含量与阻尼系数之间的关系。
图13示出燃料中的乙醇含量与穿过燃料的声速之间的关系。
图14示出使用燃料轨压力对燃料乙醇含量的示例性确定。
图15示出使用燃料轨压力对燃料使用期的示例性确定。
图16示出流程图，其说明用于确定燃料中的乙醇含量的第三方法。
图17示出流程图，其说明用于确定燃料老化的第三方法。
图18示出使用超声信号对燃料乙醇含量的示例性确定。
图19示出使用超声信号对燃料使用期的示例性确定。
具体实施方式
以下描述涉及用于估计发动机燃料箱中所包含的燃料的乙醇含量、水含量和使用期的系统和方法。内燃发动机中具有直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器中的每一者的气缸的示例性实施例在图1中给出。图2描绘可与图1的发动机一起使用的燃料系统。发动机控制器可被配置为诸如根据图3至图6所述的方法执行示例性例程以基于在燃料喷射或燃料泵冲程之后的燃料轨温度、燃料轨压力的变化、燃料轨压力脉动频率和压力脉动的阻尼系数来确定燃料中的乙醇含量和水含量以及燃料老化。发动机控制器还可被配置为基于燃料中的超声信号的衰减来确定燃料乙醇含量和燃料使用期，如图17至图18所述。示例性绘图7至图10分别示出由于燃料泵冲程、燃料喷射、共振频率振动和压力振动的阻尼所致的压力变化。燃料乙醇含量与燃料轨压力脉动、压力脉动的阻尼系数和燃料中的声速之间的示例性关系分别在图11至图13中示出。燃料乙醇含量和燃料使用期的示例性确定在图14、图15、图18和图19中示出。
图1描绘内燃发动机10的气缸14的示例，所述内燃发动机10可包括在车辆5中的发动机系统100中。发动机10可至少部分地由包括控制器12的控制系统和通过经由输入装置132来自车辆操作员130的输入进行控制。在此示例中，输入装置132包括加速踏板和用于生成成比例的踏板位置信号pp的踏板位置传感器134。发动机10的气缸(在本文中也称为“燃烧室”)14可包括燃烧室壁136，活塞138定位在所述燃烧室壁136中。活塞138可耦接到曲轴140，使得活塞的往复运动被转化成曲轴的旋转运动。曲轴140可经由变速器耦接到乘用车的至少一个驱动轮。此外，起动机马达(未示出)可经由飞轮耦接到曲轴140以实现发动机10的起动操作。
气缸14可经由一系列进气通道142、144和146接收进气。进气通道146还可与发动机10的除了气缸14之外的其他气缸连通。在一些示例中，进气通道中的一者或多者可包括增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出配置有涡轮增压器的发动机10，所述涡轮增压器包括布置在进气通道142与144之间的压缩机174和沿着排气通道148布置的排气涡轮176。在增压装置被配置为涡轮增压器的情况下，压缩机174可至少部分地由排气涡轮176经由轴180提供动力。然而，在其他示例中，诸如在发动机10设置有机械增压器的情况下，可任选地省略排气涡轮176，其中压缩机174可由来自马达或发动机的机械输入提供动力。包括节流板164的节气门162可沿着发动机的进气通道设置以改变提供给发动机气缸的进气的流率和/或压力。例如，节气门162可定位在压缩机174的下游，如图1所示，或替代地可设置在压缩机174的上游。
排气通道148可从发动机10的除了气缸14之外的其他气缸接收排气。排气传感器128被示出为在排放控制装置178的上游耦接到排气通道148。传感器128可从用于提供排气空燃比的指示的各种合适的传感器中选择，所述各种合适的传感器例如像线性氧传感器或uego(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或ego(如所描绘)、hego(加热型ego)、nox、hc或co传感器。排放控制装置178可以是三元催化器(twc)、nox捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。
发动机10的每个气缸可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，气缸14被示出为包括位于气缸14的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中，发动机10的每个气缸(包括气缸14)可包括位于气缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
进气门150可由控制器12经由致动器152进行控制。类似地，排气门156可由控制器12经由致动器154进行控制。在一些条件期间，控制器12可改变提供给致动器152和154的信号以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可由相应的气门位置传感器(未示出)确定。气门致动器可以是电动气门致动型或凸轮致动型或其组合。可同时控制进气门正时和排气门正时，或者可使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时这些可能配置中的任一者。每个凸轮致动系统可包括一个或多个凸轮，并且可利用可由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(cps)、可变凸轮正时(vct)、可变气门正时(vvt)和/或可变气门升程(vvl)系统中的一者或多者。例如，气缸14可替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括cps和/或vct的凸轮致动控制的排气门。在其他示例中，进气门和排气门可由共用的气门致动器或致动系统或者可变气门正时致动器或致动系统控制。
气缸14可具有压缩比，所述压缩比为当活塞138处于下止点与处于上止点时的体积比。在一个示例中，压缩比在9:1至10:1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，压缩比可增大。例如，当使用较高辛烷值燃料或具有较高汽化潜热(latententhalpy)的燃料时，可能发生这种情况。如果由于在发动机爆震方面的效果而使用直接喷射，则压缩比也可增大。
在一些示例中，发动机10的每个气缸可包括用于引发燃烧的火花塞192。在选择操作模式下，点火系统190可响应于来自控制器12的火花提前信号sa而经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而，在一些实施例中，诸如在发动机10可通过自动点火或通过喷射燃料来引发燃烧的情况下，可省略火花塞192，一些柴油发动机的情况就是如此。
在一些示例中，发动机10的每个气缸可被配置有用于向气缸提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例，气缸14被示出为包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166和170可被配置为递送从燃料系统8接收的燃料。如参考图2详述，燃料系统8可包括一个或多个燃料箱、燃料泵、燃料轨以及燃料轨传感器。燃料喷射器166被示出为直接耦接到气缸14以用于经由电子驱动器168与从控制器12接收的信号fpw-1的脉冲宽度成比例地直接向所述气缸14中喷射燃料。以此方式，燃料喷射器166实现燃料到燃烧气缸14中的所谓的直接喷射(在下文中被称为“di”)。虽然图1示出喷射器166定位到气缸14的一侧，但是所述喷射器166可替代地位于活塞的头顶上方，诸如靠近火花塞192的位置。由于一些醇基燃料具有较低挥发性，因此当使用醇基燃料运转发动机时，这种位置可改进混合和燃烧。替代地，喷射器可位于进气门的头顶上方并且靠近进气门以改进混合。燃料可经由高压燃料泵和燃料轨从燃料系统8的燃料箱递送到燃料喷射器166。此外，燃料轨可具有向控制器12提供信号的压力传感器和温度传感器。
燃料喷射器170被示出为布置在进气通道146而非气缸14中，其配置为使得实现到气缸14上游的进气道中的所谓的燃料进气道喷射(在下文中被称为“pfi”)。燃料喷射器170可经由电子驱动器171与从控制器12接收的信号fpw-2的脉冲宽度成比例地喷射从燃料系统8接收的燃料。应注意，单个驱动器168或171可用于两个燃料喷射系统，或可使用多个驱动器，例如，用于燃料喷射器166的驱动器168和用于燃料喷射器170的驱动器171，如所描绘。
在替代示例中，燃料喷射器166和170中的每一者可被配置为用于将燃料直接喷射到气缸14中的直接燃料喷射器。在仍另一示例中，燃料喷射器166和170中的每一者可被配置为用于在进气门150的上游喷射燃料的进气道燃料喷射器。在又其他示例中，气缸14可仅包括单个燃料喷射器，所述单个燃料喷射器被配置为以变化的相对量从燃料系统接收不同燃料作为燃料混合物，并且进一步被配置为作为直接燃料喷射器将此燃料混合物直接喷射到气缸中或者作为进气道燃料喷射器在进气门的上游喷射此燃料混合物。由此，应了解，本文所述的燃料系统不应受到本文通过示例描述的特定燃料喷射器配置的限制。
在气缸的单个循环期间，燃料可通过两个喷射器递送到气缸。例如，每个喷射器可递送在气缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。此外，从每个喷射器递送的燃料的分布和/或相对量可随着工况而变化，所述工况诸如发动机负载、爆震和排气温度，诸如本文中以下所述。进气道喷射的燃料可在打开的进气门事件、关闭的进气门事件(例如，基本上在进气冲程之前)期间以及在打开和关闭的进气门操作两者期间递送。类似地，直接喷射的燃料可例如在进气冲程期间以及部分地在先前的排气冲程期间、在进气冲程期间和部分地在压缩冲程期间递送。由此，即使对于单个燃烧事件，所喷射燃料可在不同正时从进气道喷射器和直接喷射器喷射。此外，对于单个燃烧事件，可每个循环对所递送燃料执行多次喷射。可在压缩冲程、进气冲程或其任何适当组合期间执行多次喷射。
燃料喷射器166和170可具有不同特性。这些不同特性包括大小差异，例如，一个喷射器可具有比另一个喷射器更大的喷射孔。其他差异包括但不限于不同喷雾角、不同操作温度、不同导向、不同喷射正时、不同喷雾特性、不同位置等。此外，取决于喷射器170与166当中的所喷射燃料的分布比率，可实现不同效果。
燃料系统8中的燃料箱可容纳不同燃料类型的燃料，诸如具有不同燃料质量和不同燃料组合物的燃料。所述差异可包括不同醇含量、不同水含量、不同浓度的较轻和较重烃类部分、不同辛烷值、不同汽化热、不同燃料共混物和/或其组合等。具有不同汽化热的燃料的一个示例可包括作为第一燃料类型的具有较低汽化热的汽油和作为第二燃料类型的具有较高汽化热的乙醇。在另一示例中，发动机可使用包含诸如e85(其为大约85％乙醇和15％汽油)或m85(其为大约85％甲醇和15％汽油)的醇的灵活燃料作为第二燃料类型。其他可行的物质包括水、甲醇、醇和水混合物、水和乙醇混合物、醇类混合物等。
在仍另一示例中，两种燃料可以是具有变化的醇组合物的醇共混物，其中第一燃料类型可以是具有较低浓度醇的汽油醇共混物，诸如e10(其为大约10％乙醇)，而第二燃料类型可以是具有较高浓度醇的汽油醇共混物，诸如e85(其为大约85％乙醇)。另外，第一燃料和第二燃料在其他燃料质量方面也可不同，诸如温度差、粘度差、辛烷值差等。此外，一个或两个燃料箱的燃料特性可例如由于箱再填充的逐日变化而频繁变化。
控制器12在图1中被示出为微型计算机，所述控制器12包括微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在此特定示例中示出为用于存储可执行指令的非暂时性只读存储器芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114以及数据总线。除了先前论述的那些信号之外，控制器12还可从耦接到发动机10的传感器接收各种信号，所述各种信号包括：来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(maf)的测量值；来自耦接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ect)；来自耦接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面点火感测信号(pip)；来自节气门位置传感器的节气门位置(tp)；来自传感器124的歧管绝对压力信号(map)；来自燃料轨压力传感器的燃料轨压力；来自燃料轨温度传感器的燃料轨温度；以及来自超声信号传感器的超声信号幅度。发动机转速信号rpm可由控制器12根据信号pip生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号map可用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且采用图1的各种致动器以基于所接收信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机运转。
如上所述，图1仅示出多缸发动机的一个气缸。因此，每个气缸可类似地包括其自身的一套进气门/排气门、一个或多个燃料喷射器、火花塞等。应了解，发动机10可包括任何合适数目的气缸，包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个气缸。此外，这些气缸中的每一者可包括由图1参考气缸14所描述和描绘的各种部件中的一些或所有部件。
在一些示例中，车辆5可以是具有可供用于一个或多个车轮55的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆或仅具有一个或多个电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆5包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当接合一个或多个离合器56时，发动机10的曲轴140以及电机52经由变速器54连接到车轮55。在所描绘的示例中，第一离合器56设置在曲轴140与电机52之间，而第二离合器56设置在电机52与变速器54之间。控制器12可向每个离合器56的致动器发送接合或脱离离合器的信号，以便将曲轴140与电机52和与电机52连接的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器54和与变速器54连接的部件连接或断开。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一类型的变速器。动力传动系统可用各种方式配置，包括并联、串联或串并联混合动力车辆。
电机52从牵引电池58接收电功率以向车轮55提供扭矩。电机52也可作为发电机操作，以例如在制动操作期间提供电功率以便给电池58充电。
图2示意性地描绘燃料系统(诸如图1的燃料系统8)的示例性实施例200。燃料系统200可被操作以将燃料递送到发动机，诸如图1的发动机10。
燃料系统200包括用于在车辆上存储燃料的燃料存储箱210、低压燃料泵(lpp)212和高压燃料泵(hpp)214(在本文中也被称为燃料泵214)。燃料可经由燃料填充通道204提供给燃料箱210。在一个示例中，lpp212可以是至少部分地设置在燃料箱210内的电动低压燃料泵。lpp212可由控制器222(例如，图1的控制器12)操作以经由燃料通道218将燃料提供给hpp214。lpp212可被配置为所谓的燃料提升泵。作为一个示例，lpp212可以是包括电动(例如，dc)泵马达的涡轮(例如，离心)泵，由此可通过改变提供给泵马达的电功率来控制跨泵的压力增大和/或穿过泵的体积流率，由此增加或降低马达转速。例如，在控制器减少提供给提升泵212的电功率时，跨提升泵的体积流率和/或压力增大可减小。可通过增加提供给提升泵212的电功率来增大跨泵的体积流率和/或压力增大。作为一个示例，供应给低压泵马达的电功率可从交流发电机或车辆上的其他能量存储装置(未示出)获得，由此控制系统可控制用于向低压泵提供动力的电气负载。因此，通过改变提供给低压燃料泵的电压和/或电流，在高压燃料泵214的入口处提供的燃料的流率和压力得以调整。
lpp212可流体耦接到过滤器217，所述过滤器217可去除燃料中所包含的可能会潜在地损坏燃料处理部件的小杂质。可促进燃料递送并且维持燃料管线压力的止回阀213可流体定位在过滤器217的上游。在止回阀213处于过滤器217上游的情况下，低压通道218的顺度可增加，原因是过滤器的体积在物理上可以是大的。此外，泄压阀219可被采用来限制低压通道218中的燃料压力(例如，来自提升泵212的输出)。泄压阀219可包括例如以指定压差安置和密封的滚珠和弹簧机构。泄压阀219可被配置为打开的压差设定点可假设各种合适的值；作为非限制性示例，设定点可以是6.4巴或5巴(g)。孔口223可被利用来允许将空气和/或燃料蒸气从提升泵212泄放出去。孔口223处的此泄放还可用于向用于将燃料从箱210内的一个位置转移到另一位置的射流泵提供动力。在一个示例中，孔口止回阀(未示出)可与孔口223串联放置。在一些实施例中，燃料系统8可包括一个或多个(例如，一系列)止回阀，所述一个或多个止回阀流体耦接到低压燃料泵212以阻止燃料在阀的上游回漏。在此上下文中，上游流是指从燃料轨250、260朝向lpp212行进的燃料流，而下游流是指从lpp朝向hpp214并且在hpp214上去往燃料轨的标称燃料流方向。
由lpp212提升的燃料可在低压下供应到通向hpp214的入口203的燃料通道218中。hpp214可接着将燃料递送到第一燃料轨250，所述第一燃料轨250耦接到第一组直接喷射器252(在本文中也被称为第一喷射器组)中的一个或多个燃料喷射器。由lpp212提升的燃料也可被供应给第二燃料轨260，所述第二燃料轨260耦接到第二组进气道喷射器262(在本文中也被称为第二喷射器组)中的一个或多个燃料喷射器。hpp214可被操作以将递送到第一燃料轨的燃料的压力升高到高于提升泵压力，其中耦接到直接喷射器组的第一燃料轨在高压下操作。因此，可启用高压di，同时可在更低压力下操作pfi。
虽然第一燃料轨250和第二燃料轨260中的每一者被示出为将燃料分配给相应喷射器组252、262中的四个燃料喷射器，但是将了解，每个燃料轨250、260可将燃料分配给任何合适数目的燃料喷射器。作为一个示例，第一燃料轨250可针对发动机的每个气缸将燃料分配给第一喷射器组252中的一个燃料喷射器，而第二燃料轨260可针对发动机的每个气缸将燃料分配给第二喷射器组262中的一个燃料喷射器。控制器222可经由进气道喷射驱动器237独立地致动进气道喷射器262中的每一个并且经由直接喷射驱动器238致动直接喷射器252中的每一个。控制器222、驱动器237、238和其他合适的发动机系统控制器可包括控制系统。虽然驱动器237、238被示出在控制器222外部，但是应了解，在其他示例中，控制器222可包括驱动器237、238或可被配置为提供驱动器237、238的功能。控制器222可包括未示出的另外的部件，诸如图1的控制器12中所包括的那些。
hpp214可以是发动机驱动的容积式泵。作为一个非限制性示例，hpp214可以是boschhdp5高压泵，所述泵利用螺线管激活的控制阀(例如，燃料体积调节器、磁性电磁阀等)来改变每个泵冲程的有效泵量。hpp的出口止回阀由外部控制器进行机械控制，而不是电子控制。与马达驱动的lpp212相比，hpp214可由发动机进行机械驱动。hpp214包括泵活塞228、泵压缩室205(在本文中也被称为压缩室)和阶状空间(step-room)227。泵活塞228经由凸轮230从发动机曲轴或凸轮轴接收机械输入，由此根据凸轮驱动的单缸泵的原理来操作hpp。传感器(图2未示出)可定位在凸轮230附近以使得能够确定凸轮的角位置(例如，在0度与360度之间)，所述角位置可被中继到控制器222。
提升泵燃料压力传感器231可沿着燃料通道218定位在提升泵212与高压燃料泵214之间。在此配置中，来自传感器231的读数可解释为提升泵212的燃料压力(例如，提升泵的出口燃料压力)和/或高压燃料泵的入口压力的指示。来自传感器231的读数可用于评估燃料系统200中的各种部件的操作，以确定是否有足够的燃料压力被提供给高压燃料泵214而使得高压燃料泵吸入液体燃料而不是燃料蒸气，和/或以使供应给提升泵212的平均电功率最小化。
第一燃料轨250包括用于分别向控制器222提供直接喷射燃料轨压力和第一燃料轨温度的指示的第一燃料轨压力传感器248和第一燃料轨温度传感器232。同样地，第二燃料轨260包括用于分别向控制器222提供进气道喷射燃料轨压力和第二燃料轨温度的第二燃料轨压力传感器258和第一燃料轨温度传感器232。
燃料轨压力传感器248和/或258和燃料轨温度传感器232和/或234可用于确定燃料箱210中的燃料的乙醇含量和/或使用期。对于灵活燃料(包含乙醇)，燃料乙醇含量为发动机燃料系统的燃料箱210中所包含的燃料中的乙醇的百分比。对于汽油，燃料使用期为由于燃料的较轻、较易挥发部分的汽化所致的燃料成分随时间的改变的指示。燃料的汽化部分可按特定路线输送到燃料蒸气存储罐或大气中。燃料老化过程为燃料存储在燃料箱中的持续时间和条件(诸如昼夜循环期间的温度变化)的函数。在一个示例中，如果燃料在更高温度下(诸如在炎热的环境条件下)存储更长时间，则汽化过程可加快，由此增加燃料使用期。在混合动力车辆中，可在完成自紧接先前的燃料使用期估计以来的阈值行进距离和/或行进持续时间之后周期性地估计燃料使用期。在灵活燃料车辆中，可至少在燃料再加注事件之后的第一阈值行进距离和/或行进持续时间内周期性地估计燃料乙醇含量，并且可在完成自紧接先前的燃料使用期估计以来的第二阈值行进距离和/或行进持续时间之后周期性地估计燃料水含量，所述第二阈值行进距离和/或行进持续时间高于所述第一阈值行进距离和/或行进持续时间。
可基于所估计燃料轨温度以及如在燃料喷射或泵冲程之后估计的脉动频率、压力变化和压力脉动的阻尼系数中的一者来估计燃料箱210中所包含的燃料中的乙醇的体积分数、燃料中的水的体积分数和燃料的使用期。在燃料泵冲程或燃料喷射期间的压力变化可以是燃料体积模量的函数，紧接在燃料泵冲程或燃料喷射之后的燃料轨(诸如第一燃料轨250)中的压力脉动的阻尼系数可以是燃料粘度的函数，并且燃料轨中的压力脉动的共振频率可以是燃料中的声速的函数。可响应于燃料乙醇含量、水含量和燃料使用期的估计来调整一个或多个发动机运转参数。作为示例，在冷起动期间喷射的燃料量可响应于乙醇体积分数的增大或燃料使用期的增加而增加，并且所命令空燃比可响应于乙醇体积分数的增大而降低，并且火花正时可响应于乙醇体积分数的增大而提前。参考图3至图6详细论述用于燃料乙醇含量、水含量和/或老化确定的方法。
在替代实施例中，可消除燃料轨温度传感器232和234，并且可基于燃料轨压力变化来确定燃料轨温度。如果燃料轨温度未知，诸如在不含燃料轨温度传感器的进气道喷射系统中，则可基于如在燃料喷射或泵冲程之后估计的脉动频率、压力变化和压力脉动的阻尼系数中的至少三者来估计灵活燃料车辆中的燃料中的乙醇和水的体积分数以及燃料轨温度。在混合动力车辆中，可基于如在燃料喷射或泵冲程之后估计的脉动频率、压力变化和压力脉动的阻尼系数中的至少两者来估计燃料使用期和燃料轨温度。参考图5至图6详细论述用于燃料轨温度确定的方法。
发动机转速传感器233可用于向控制器222提供发动机转速的指示。由于泵214由发动机202例如经由曲轴或凸轮轴进行机械驱动，因此发动机转速的指示可用于识别高压燃料泵214的转速。
第一燃料轨250沿着燃料通道278耦接到hpp214的出口208。止回阀274和泄压阀(也被称为泵泄压阀)272可定位在hpp214的出口208与第一(di)燃料轨250之间。泵泄压阀272可耦接到燃料通道278的旁路通道279。出口止回阀274仅当直接喷射燃料泵214的出口处的压力(例如，压缩室出口压力)高于燃料轨压力时才打开以允许燃料从高压泵出口208流入燃料轨中。泵泄压阀272可限制hpp214的下游和第一燃料轨250的上游的燃料通道278中的压力。例如，泵泄压阀272可将燃料通道278中的压力限制到200巴。当燃料轨压力大于预定压力时，泵泄压阀272允许燃料朝向泵出口208从di燃料轨250流出去。阀244和242共同工作以使低压燃料轨260保持加压到预定低压。泄压阀242有助于限制由于燃料的热膨胀而可能在燃料轨260中累积的压力。
基于发动机工况，燃料可由一个或多个进气道喷射器262和直接喷射器252递送。例如，在高负载条件期间，燃料可仅经由直接喷射在给定的发动机循环中递送到气缸，其中进气道喷射器262被禁用。在另一示例中，在中负载条件期间，燃料可经由直接喷射和进气道喷射中的每一者在给定发动机循环中递送到气缸。作为仍另一示例，在低负载条件、发动机起动以及暖机怠速条件期间，燃料可仅经由进气道喷射在给定发动机循环中递送到气缸，其中直接喷射器252被禁用。
这里应注意，图2的高压泵214被呈现为高压泵的一个可能的配置的说明性示例。图2所示的部件可被移除和/或更换，而当前未示出的另外的部件可被添加到泵214，同时仍维持将高压燃料递送到直接喷射燃料轨和进气道喷射燃料轨的能力。
在替代实施例中，燃料系统可仅包括进气道喷射器262，而非直接喷射器和进气道喷射器262两者。而且，在经由进气道喷射器262进行燃料喷射的情况下，可消除第二燃料轨260。燃料温度传感器243可被容纳在燃料箱中，以有助于估计箱中的燃料温度。超声信号发生器240可耦接到燃料箱210的壁，并且超声传感器241可耦接到发生器240。超声信号发生器240可生成超声波，所述超声波可穿过箱中的燃料。所述波可能会从固定物体反射，所述固定物体诸如箱的与上面安装有信号发生器240的壁相对的壁。以此方式，超声信号可由耦接到燃料箱的第一壁的超声信号发生器生成，并且超声信号可由耦接到第一壁、与超声信号发生器相邻的的超声传感器检测，所述超声信号发生器和所述超声传感器中的每一者被浸入燃料中。可基于所反射超声信号往返于与第一壁相对的第二壁的行进时间以及第一壁与第二壁之间的距离来估计燃料中的声速。而且，可基于所生成超声信号与所反射超声信号之间的幅度差来估计燃料中的超声信号的衰减系数。可基于燃料温度、燃料中的声速和燃料中的超声信号的衰减系数中的每一者来估计燃料箱中所包含的燃料中的乙醇的体积分数或燃料的使用期。参考图15至图16详细论述用于使用超声信号进行燃料乙醇含量和/或老化确定的方法。
控制器222还可控制燃料泵212和214中的每一者的操作以调整递送到发动机的燃料的量、压力、流率等。作为一个示例，控制器222可改变燃料泵的压力设定、泵冲程量、泵占空比命令和/或燃料流率以将燃料递送到燃料系统的不同位置。电子耦接到控制器222的驱动器(未示出)可用于根据需要向低压泵发送控制信号以调整低压泵的输出(例如，速度、流量输出和/或压力)。
以此方式，以上在图1和图2处论述的系统可启用发动机系统，所述发动机系统包括：控制器，所述控制器具有存储在非暂态存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时使控制器来：在完成燃料再加注事件时，基于燃料轨的温度和两个燃料轨压力因子中的每一者来估计燃料乙醇含量和水含量并且基于所估计燃料乙醇含量和水含量来调整所喷射的燃料量和火花正时中的一者或多者，或在完成自紧接之前的燃料使用期估计以来的阈值持续时间时基于燃料轨的温度和燃料轨压力因子中的每一者来估计燃料使用期，并且调整所喷射的燃料量和燃料喷射正时中的一者或多者。燃料轨压力因子可包括以下中的一者或多者：响应于燃料泵或燃料喷射的冲程的燃料轨压力变化、紧接在冲程或喷射之后燃料轨中的压力脉动的阻尼系数、以及紧接在冲程或喷射之后燃料轨中的压力脉动的共振频率。
图3示出示例性方法300，其可被实施来估计燃料中的乙醇和水的体积分数。用于实施方法300和本文中所包括的剩余方法的指令可由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器(诸如以上参考图1和图2描述的传感器)接收的信号来执行。根据以下描述的方法，控制器可采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机运转。
在302处，可确定当前车辆和发动机运转参数。所述参数可包括车速、扭矩需求、发动机转速、发动机温度等。控制器可估计经由耦接到直接喷射器(诸如图2中的直接喷射器252)的第一燃料轨(诸如图2中的第一燃料轨250)和耦接到进气道喷射器(诸如图2中的进气道喷射器262)的第二燃料轨(诸如图2中的第二燃料轨260)供应给燃料喷射器(直接喷射器和/或进气道喷射器)的燃料量。控制器可监视燃料泵(诸如图2中的高压泵214)的操作，诸如燃料泵冲程的正时。
在304处，例程包括确定是否满足燃料乙醇含量确定的条件。乙醇含量确定可在使用包含乙醇的灵活燃料(诸如包含85％乙醇的e85)的发动机中实行。因此，在一些示例中，乙醇含量确定可仅在被配置为使用乙醇燃料操作的车辆(例如，灵活燃料车辆)中实行。在一个示例中，乙醇含量估计可在检测到车辆燃料再加注之后实行。
所述条件可包括车辆经由发动机扭矩被推进，而燃料经由燃料轨(诸如第一燃料轨)被供应给喷射器。所述条件还可包括已经在阈值时间量内发生的燃料再加注事件。在使用可能包含乙醇的燃料进行燃料再加注时，燃料箱中剩余的燃料可能会与正在分配的燃料混合，从而得到现有燃料与新燃料的燃料共混物。燃料共混物的乙醇含量和水含量可不同于现有燃料或所递送燃料的乙醇含量和水含量，并且可在燃料再加注事件之后的阈值持续时间(或阈值行进距离)内估计燃料共混物的乙醇含量。例如，可在燃料再加注的1天之内或燃料再加注之后行进10英里内实行此类估计。由于乙醇吸收的水量可随时间改变(在燃料再加注事件之间)，因此条件还可包括自先前的燃料乙醇含量估计以来的阈值持续时间。例如，可周期性地(诸如每15天)实行此类估计。如果确定不满足燃料乙醇含量确定的条件，则在306处，可继续当前发动机运转而不进行燃料乙醇含量确定。发动机运转可包括经由一个或多个燃料轨将燃料供应给一个或多个燃料喷射器。
如果确定满足燃料乙醇含量确定的条件，则在308处，可经由耦接到燃料轨的燃料轨温度传感器(诸如图2中的第一燃料轨温度传感器232)来估计燃料轨温度。替代地，可使用基于物理的或使燃料轨温度与发动机工况和状态相关的经验模型来估计燃料轨温度。
在310处，可在燃料喷射或泵冲程之后估计压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的两者或更多者。在一个示例中，可基于由泵冲程或喷射事件所致的燃料轨压力变化(δp)的函数来估计燃料体积模量，可基于由燃料泵冲程或燃料喷射所致的燃料轨中的压力脉动的共振频率(f)的函数来估计燃料中的声速，并且可基于在燃料泵冲程或燃料喷射之后燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)的函数来估计燃料粘度。
为了估计燃料轨压力变化(δp)、压力脉动的共振频率(f)和压力脉动的阻尼系数(α)中的一者或多者，可确定容纳在燃料箱中的高压燃料泵(诸如图2中的hp燃料泵214)的泵冲程。泵冲程可对应于泵的操作，以经由燃料管线将燃料从燃料箱递送到直接喷射器燃料轨。可紧接在泵冲程之后经由燃料轨压力传感器(诸如图2中的压力传感器248)来确定燃料轨压力变化(增大)。在泵被操作来将燃料从燃料箱传输到燃料轨时，燃料轨压力可在泵冲程期间增大。作为示例，在泵冲程期间，控制器可估计压力大小或压力斜率的变化。
控制器可确定导致轨中剩余的燃料的量的至少阈值变化(减小)的燃料直接喷射事件。燃料可经由耦接到燃料轨的一个或多个直接喷射器(诸如直接喷射器252)喷射。可估计燃料喷射的持续时间。持续时间可包括在单个燃料喷射事件中从对某一气缸的燃料喷射开始与燃料喷射完成之间流逝的时间。燃料可经由燃料管线和轨从燃料箱泵送到直接喷射器。在喷射事件之后在轨中剩余的燃料量的降低可导致燃料轨压力减小。燃料轨压力变化(减小)可紧接在燃料喷射之后经由燃料轨压力传感器(诸如图2中的压力传感器248)来确定。以此方式，可紧接在燃料喷射或燃料泵冲程之后估计燃料轨压力变化。
在泵冲程或燃料喷射之后，可在燃料轨处生成压力脉动。燃料轨脉动可具有共振频率。可在泵冲程或燃料喷射之后经由处理来自燃料轨压力传感器(诸如图2中的压力传感器248)的压力信号来确定燃料轨中的压力脉动的共振频率。
在燃料喷射或泵冲程之后在燃料轨处生成的压力脉动可随着脉动的幅度随时间降低而减幅。压力脉动的幅度可按指数速率衰变。可确定燃料轨中的压力脉动的阻尼系数。指数曲线可拟合压力脉动的衰变幅度廓线和/或指数函数可拟合压力信号包络。在一个示例中，阻尼系数在指数函数中可以是恒定的。在另一示例中，指数减幅的正弦曲线可拟合衰变的压力脉动。阻尼系数在指数函数(乘以正弦曲线)中可以是恒定的。在又另一示例中，可使用prony分析来估计阻尼系数。压力信号的快速傅立叶变换(fft)也可用于估计阻尼系数，因为从fft获得的共振频率分量的幅度为阻尼系数的函数。
图7示出示例性绘图700，其说明燃料轨压力随时间的变化。y轴表示燃料轨压力(以psi为单位)，并且x轴表示时间(以秒为单位)。可经由耦接到燃料轨的压力传感器(诸如图2中的压力传感器248)来估计压力。
在时间t1处，燃料泵冲程可开始并且继续到时间t2为止。在时间t1与t2之间，如线702所示，燃料箱压力稳定增大。在泵冲程完成之后，压力可达到平衡。在时间t1处的压力与在时间t2处的压力之间的压差(δp1)可以是紧接在燃料泵冲程之后的燃料轨压力变化。而且，可估计在时间t1与t2之间的燃料轨压力绘图的斜率。
图8示出示例性绘图800，其说明燃料轨压力随时间的变化。y轴表示燃料轨压力(以psi为单位)，并且x轴表示时间(以秒为单位)。可经由耦接到燃料轨的压力传感器(诸如图2中的压力传感器248)来估计压力。所述绘图基于燃料喷射持续时间被设定在2ms的实验而生成。
第一燃料喷射可在时间t1处发生，之后是时间t2处的第二燃料喷射。如线802中所见，δp2可以是紧接在第一燃料喷射前后的燃料轨压差，并且δp3可以是第二燃料喷射前后的燃料轨压差。
图9示出示例性绘图900，其说明在泵冲程之后燃料轨中的共振频率脉动。y轴表示燃料轨压力(以psi为单位)，并且x轴表示时间(以秒为单位)。可经由耦接到燃料轨的压力传感器(诸如图2中的压力传感器248)来估计压力。如线902中所见，压力脉动波谷在时间t1、t2、t3等处出现。可使用快速傅立叶变换(fft)或prony分析来确定频率。
图10示出示例性绘图1000，其说明在燃料喷射之后燃料轨中的压力脉动的阻尼。y轴表示燃料轨压力(以psi为单位)，并且x轴表示时间(以秒为单位)。可经由耦接到燃料轨的压力传感器(诸如图2中的压力传感器248)来估计压力。如线1002中所见，指数曲线可拟合压力脉动的衰变幅度。可基于拟合曲线的指数函数来估计阻尼系数。也可基于减幅正弦曲线的指数函数或使用prony分析或fft来估计阻尼系数。
在312处，可基于如在燃料喷射或泵冲程之后估计的燃料轨温度、压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)来估计燃料乙醇含量(体积分数)。在当燃料水含量未知时的条件期间，可根据燃料轨温度以及压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的两者来估计燃料乙醇含量。换句话说，可基于燃料轨温度以及所估计燃料体积模量、燃料中的声速和燃料粘度中的至少两者来估计燃料乙醇含量。在一个示例中，可根据燃料轨温度f和α来计算乙醇含量的第一估计值，并且可根据燃料轨温度δp和α来计算第二估算值。接着可根据第一估计值和第二估计值的加权平均值来估计乙醇含量。来自基于不同函数的估计值的加权平均值可用于提高精确度。
在燃料水含量已知的条件期间，可根据以下中的一者来估计燃料乙醇含量：共振频率(f)和燃料轨温度的第一函数、燃料中的燃料轨压力变化(δp)和燃料轨温度的第二函数、以及阻尼系数(α)和燃料轨温度的第三函数。
图11示出示例性绘图1100，其描绘燃料中的乙醇含量与燃料轨压力脉动的归一化均方根(rms)包络之间的关系。x轴表示时间，并且y轴表示包含0％乙醇、50％乙醇或100％乙醇的燃料中的轨压力脉动的rms包络。如从绘图所见，由于乙醇相对于汽油具有更高粘度，因此压力脉动的衰变速率随着燃料乙醇含量的增加而变得更快。
图12示出示例性绘图1200，其描绘燃料中的乙醇含量与燃料轨压力脉动的阻尼系数(α)之间的关系。x轴表示测量次数，而y轴表示包含0％乙醇、50％乙醇或100％乙醇的燃料中的阻尼系数(以hz为单位)。如从绘图所见，阻尼系数随着燃料乙醇含量的增加而增大。
图13示出示例性绘图1300，其描绘燃料中的乙醇含量与穿过燃料的声速之间的关系。声速可基于燃料中的压力脉动的共振频率(f)来估计。x轴表示燃料中的乙醇体积分数(以％为单位)，并且y轴示出燃料中的声速(以m/s为单位)。声速可随着乙醇含量变化而非单调地改变。一直到30％乙醇分数，声速与乙醇分数成反比，而在30％乙醇分数以上，声速与乙醇分数成正比。
返回图3，在312处，可直接基于以下中的两者或更多者来估计燃料乙醇含量：压力脉动的阻尼系数α、燃料轨压力脉动频率f、在泵冲程δp期间的燃料轨压力变化、燃料轨温度t和燃料轨压力p。作为示例，如果水含量不显著，则阻尼系数α、燃料轨压力脉动频率f和在泵冲程期间的燃料轨压力变化δp为乙醇体积分数y、燃料轨温度t和燃料轨压力
以上提及的变量之间的关系由下式给出：
其中1、2......n为变量中的每一者的测量次数(数据点)。
逆映射
以此方式，乙醇体积分数(y)可使用关系(1)、(2)或(3)来确定：
如果对燃料轨压力(p)的依赖是可忽略的(诸如小于2％)，则燃料轨压力(p)可从估计值删除，并且乙醇体积分数可根据阻尼系数(α)和燃料轨温度(t)或根据燃料轨压力脉动频率(f)和燃料轨温度(t)来估计。乙醇含量(y)可根据
作为另一示例，如果水含量显著但未知，则阻尼系数α、燃料轨压力脉动频率f和在泵冲程期间的燃料轨压力变化δp为乙醇体积分数y、水体积分数x、燃料轨温度t和燃料轨压力
以上提及的变量之间的关系由下式给出：
乙醇体积分数(y)可使用逆关系(1*)、(2*)或(3*)来确定：
在某些国家，分配给车辆燃料箱的灵活燃料可包括水。而且，燃料中的乙醇可随时间吸收水。在313处，可基于如在燃料喷射或泵冲程之后估计的燃料轨温度、压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)来估计燃料中的水含量(体积分数)。可根据燃料轨温度以及压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的两者来估计燃料水含量。基于不同逆关系(1*)、(2*)和(3*)的估计值的加权平均值可用于提高所估计水含量的精确度。
在当燃料乙醇含量已知(诸如所估计)的条件期间，可根据以下中的一者来估计燃料水含量：共振频率(f)和燃料轨温度的第一函数、燃料中的燃料轨压力变化(δp)和燃料轨温度的第二函数、以及阻尼系数(α)和燃料轨温度的第三函数。
以此方式，在一个示例中，可使用为体积模量、声速和粘度中的两者或更多者的函数的映射来估计乙醇和水分数。在另一示例中，可使用使δp、f和α中的两者或更多者与乙醇和水分数相关的直接映射。当使用直接映射时，可不实行体积模量、声速和粘度作为中间变量的计算。
在314处，可基于所估计燃料乙醇含量和/或所估计燃料水含量来调整发动机运转。根据所检测燃料组合物的变化，所调整发动机运转参数可包括调整所喷射燃料量、火花正时和/或燃料喷射正时。
例如，如果乙醇百分比增大，则辛烷值水平变高，并且火花正时可由于乙醇与汽油相比的更高激活能而被提前，这继而延长了点火时段(对于乙醇而言)。而且，在乙醇含量增加时，辛烷值也增大，来自di喷射器的冷却效果也随之增加，因此，火花正时可响应于乙醇含量增加而从边界条件提前到mbt正时。作为另一示例，在冷起动时喷射的燃料量可响应于乙醇含量的增加而增加，使得在启动发动机之前足够的燃料被汽化。作为另一示例，所喷射的燃料量(质量)可响应于由于乙醇的化学计量空燃比降低所致的乙醇含量的增加而增加。而且，可基于乙醇含量的增加来调整经由di和pfi递送的每个燃料分数。
例如，如果燃料水含量增加，则燃料烧着率可降低，并且点火时段可延长，并且火花正时可提前以允许点火时段变长。而且，在燃料中的水含量增加时，燃料中的汽油和/或乙醇的分数可能降低，因此可通过增加喷射正时和喷射脉冲宽度来增加所喷射的燃料量，以维持所需量的可燃物(汽油和/或乙醇)组分。此外，随着燃料水含量在冷起动期间增加，可增加所喷射的燃料量以维持所需量的所汽化可燃物组分。
在316处，例程包括确定燃料水含量是否高于阈值水平。阈值水平可基于燃料水含量，在所述燃料水含量下可能会发生相分离(乙醇与水之间)，从而使燃料对发动机运转无效。阈值可被预校准到低于燃料可能变得无效的燃料水量，使得可在燃料降解之前用完燃料。
如果确定燃料水含量高于阈值水含量，则在320处，可经由仪表板指示通知操作员需要在阈值时间内用完燃料。阈值时间可基于燃料将变得无效的燃料水含量。在一个示例中，操作员可再次加注燃料(添加新燃料)，使得更旧的燃料可与更新的燃料混合，由此减少所稀释燃料的影响。如果确定燃料水含量低于阈值水平，则可推断出燃料可继续用于发动机运转。在318处，可指示当前燃料适合燃烧。
以上提及的方法可用于估计燃料轨(非燃料箱)中的燃料的燃料乙醇含量。在一个示例中，如果在燃料再加注与乙醇含量估计之间未使用燃料轨中的燃料(诸如喷射到气缸)，则如(基于燃料轨中的燃料)所估计的乙醇含量相对于燃料箱中的燃料的乙醇含量可能存在差异。图16所述的方法可用于估计燃料箱中的燃料乙醇含量。因此，由于由进气道喷射器分配的燃料的组合物可能不同于由直接喷射器分配的燃料的组合物，因此一些车辆可使用如图3和图16所示的用于燃料乙醇估计的两种方法。
图4示出示例性方法400，其可被实施以估计燃料(诸如燃料箱中的汽油)的使用期。燃料使用期是由于燃料的较轻、较易挥发部分的汽化所致的燃料成分随时间改变的指示。燃料老化过程随燃料存储在燃料箱中的持续时间和条件而变化。在402处，可确定当前车辆和发动机运转参数。所述参数可包括车速、扭矩需求、发动机转速、发动机温度等。控制器可估计燃料喷射的正时和经由耦接到直接喷射器(诸如图2中的直接喷射器252)的第一燃料轨(诸如图2中的第一燃料轨250)和耦接到进气道喷射器(诸如图2中的进气道喷射器262)的第二燃料轨(诸如图2中的第二燃料轨260)供应给燃料喷射器(直接喷射器和/或进气道喷射器)的燃料量。控制器可监视燃料泵(诸如图2中的高压泵214)的操作，诸如燃料泵冲程的正时。
在404处，例程包括确定是否满足燃料使用期确定的条件。可在使用汽油作为燃料的发动机中实行燃料使用期确定。因此，在一些示例中，燃料使用期确定可仅在被配置为使用汽油运转的车辆中实行。在另一示例中，如果醇含量已知(诸如基于乙醇含量燃料箱传感器和/或使用排气氧传感器的自适应算法)，则可在被配置为使用灵活燃料(诸如包含醇)运转的车辆中实行燃料使用期估计。
所述条件可包括车辆经由发动机扭矩被推进，而燃料经由燃料轨(诸如第一燃料轨)被供应给喷射器。所述条件还可包括使用马达扭矩(燃料不燃烧)进行的车辆运转的第一阈值持续时间。例如，如果车辆在没有发动机运转的情况下运转了7天，则可在紧接随后的发动机起动时实行燃料使用期确定。内部电子控制单元预备时间(soaktime)、连接车辆(车辆与车辆、基础设施到车辆)和/或连接到车辆控制器的手机可用于访问日期并且确定自先前燃料使用以来流逝的时间。所述条件还可包括自先前燃料使用期估计以来流逝的第二阈值持续时间。例如，此类估计可在每15天之后周期性地实行。而且，所述条件可包括第三阈值持续时间，在所述第三阈值持续时间期间消耗了小于阈值燃料量。如果确定不满足燃料使用期确定的条件，则在406处可继续当前发动机运转而不进行燃料使用期确定。发动机运转可包括经由一个或多个燃料轨将燃料供应给一个或多个燃料喷射器。
如果确定满足燃料使用期确定的条件，则在408处，可经由耦接到燃料轨的燃料轨温度传感器(诸如图2中的第一燃料轨温度传感器232)来估计燃料轨温度。替代地，可使用基于物理的或使燃料轨温度与发动机工况和状态相关的经验模型来估计燃料轨温度。
在410处，可在燃料喷射或泵冲程之后估计压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的一者或多者。可根据由燃料轨中的燃料量变化(诸如在泵冲程或喷射事件时)所致的燃料轨压力变化(δp)来估计燃料体积模量，可根据由燃料泵冲程或燃料喷射所致的燃料轨中的压力脉动的共振频率(f)来估计燃料中的声速，并且可根据在燃料泵冲程或燃料喷射之后燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)来估计燃料粘度。图3的步骤310中详细论述压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的每一者的估计并且不会重述。
在412处，可基于如在燃料喷射或泵冲程之后估计的燃料轨温度以及压力脉动的共振频率(f)、燃料轨温度变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的至少一者来估计燃料使用期。
由于燃料老化，因此可能会发生较轻部分(碳原子更少的分子，例如，c3和c4)和较重部分的浓度改变。作为示例，燃料老化可导致较重部分的浓度增大和较轻部分的浓度减小。燃料体积模量、燃料中的声速和燃料粘度中的每一者可以是汽油较轻和较重部分(指示燃料使用期)的浓度的函数。换句话说，可基于燃料轨温度和所估计燃料体积模量、燃料中的声速和燃料粘度中的至少一者来估计燃料使用期。
以此方式，可根据燃料轨温度以及压力脉动的共振频率、燃料轨压力变化和压力脉动的阻尼系数中的两者或更多者的第一函数来估计燃料乙醇含量，可根据燃料轨温度以及压力脉动的共振频率、燃料轨压力变化和压力脉动的阻尼系数中的一者或多者的第二函数来估计燃料使用期，并且可根据燃料轨温度以及压力脉动的共振频率、燃料轨压力变化和压力脉动的阻尼系数中的两者或更多者的第三函数来估计燃料水含量。在计算第一函数和第三函数时，可假设燃料老化的影响不显著，而在计算第二函数时，可假设燃料乙醇含量和燃料水含量已知或不显著。
在414处，可基于所估计燃料使用期来调整发动机运转。根据所检测燃料组合物的变化，所调整发动机运转参数可包括所喷射的燃料量、火花正时和燃料喷射正时。例如，所老化燃料可具有更大浓度的汽油的较重、较不易挥发部分，因此可在冷起动期间喷射更大的燃料量。作为示例，可基于燃料使用期和/或由于所老化燃料的成分的不同汽化速率来调整燃料喷射正时和喷射脉冲宽度。燃料喷射正时和喷射脉冲宽度可随着燃料使用期的增加而增加。作为另一示例，火花正时可提前到mbt以解释由于燃料老化所致的点火时段变化。
在416处，例程包括确定燃料使用期是否高于阈值使用期。阈值使用期可基于燃料可能无效的较重部分的增大的浓度。阈值可被预校准成低于燃料可变得无效的燃料使用期，使得可在燃料降解之前用完要老化的燃料。
如果确定燃料使用期高于阈值使用期，则在418处可经由仪表板指示通知操作员需要在阈值时间内用完燃料。阈值时间可基于燃料将变得无效的燃料使用期。在一个示例中，在混合动力车辆上，控制器可增加发动机对总需求电功率的贡献，以在剩余燃料变得无效之前消耗剩余燃料。在另一示例中，操作员还可再次加注燃料(添加新燃料)，使得更老(老化的)燃料可被稀释，由此减少所老化燃料的影响。如果确定燃料使用期低于阈值使用期，则可推断燃料可继续用于发动机运转。在420处，可指示当前燃料适合燃烧。
以上提及的方法可用于估计燃料轨(非燃料箱)中的燃料的燃料使用期。在一个示例中，如果车辆长时间不经由发动机扭矩(消耗燃料)进行运转，则如(基于燃料轨中的燃料)所估计的燃料使用期相对于燃料箱中的燃料的使用期可存在差异。图17所述的方法可用于估计燃料箱中的燃料使用期。因此，由于由进气道喷射器分配的燃料的燃料使用期可不同于由直接喷射器分配的燃料的使用期，因此一些车辆可使用如图4和图17所述的用于燃料使用期估计的两种方法。
以此方式，在第一条件期间，可估计燃料轨温度，可基于所估计燃料轨温度以及所估计燃料体积模量、所估计燃料粘度和燃料中的声速中的两者来估计燃料箱中所包含的燃料中的乙醇和水的体积分数，可基于所估计乙醇体积分数来调整发动机运转，而在第二条件期间，可估计燃料轨温度，可基于所估计燃料轨温度以及所估计燃料体积模量、所估计燃料粘度和燃料中的声速中的一者来估计燃料箱中所包含的燃料的使用期，并且可基于燃料的使用期来调整发动机运转。第一条件可包括燃料再加注事件的完成，所述燃料为灵活燃料，而第二条件可包括自紧接先前的燃料使用期估计以来的阈值行进距离和/或行进持续时间的完成，所述燃料为汽油。
图5示出示例性方法500，其可被实施以估计燃料中的乙醇的体积分数和燃料轨温度。不同于图3所述的燃料乙醇含量估计的方法，在此方法中，燃料轨温度不用作用于估计燃料乙醇含量的输入。在502处，可确定当前车辆和发动机运转参数。图3中的步骤302中详述所确定参数并且不会重述。
在504处，例程包括确定是否满足燃料乙醇含量确定的条件。图3中的步骤304中详述乙醇体积分数的条件并且不会重述。如果确定不满足燃料乙醇含量确定的条件，则在506处，可继续当前发动机运转而不进行燃料乙醇含量确定。发动机运转可包括经由一个或多个燃料轨将燃料供应给一个或多个燃料喷射器。
如果确定满足燃料乙醇含量确定的条件，则在508处可在燃料喷射或泵冲程之后估计压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的每一者。图3的步骤310中详细论述压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的每一者的估计并且不会重述。可根据如由燃料轨中的燃料量的变化(诸如在泵冲程或喷射事件时)所致的燃料轨压力变化(δp)来估计燃料体积模量，可根据由于燃料泵冲程或燃料喷射所致的燃料轨中的压力脉动的共振频率(f)来估计燃料中的声速，并且可根据在燃料泵冲程或燃料喷射之后燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)来估计燃料粘度。
在510处，可基于如在燃料喷射或泵冲程之后估计的压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)来估计燃料乙醇含量(体积分数)。在当燃料水含量未知时的条件期间，可根据压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的每一者来估计燃料乙醇含量。换句话说，可基于所估计燃料体积模量、燃料中的声速和燃料粘度中的每一者来估计燃料乙醇含量。
在当燃料水含量已知(或不显著)时的条件期间，可根据压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的两者来估计燃料乙醇含量。可直接基于压力脉动的阻尼系数α、燃料轨压力脉动频率f、在泵冲程δp期间的燃料轨压力变化和燃料轨压力p中的两者或更多者来估计燃料乙醇含量。作为示例，阻尼系数α、燃料轨压力脉动频率f和在泵冲程δp期间的燃料轨压力变化为乙醇体积分数y、燃料轨温度t以及燃料轨压力
以上提及的变量之间的关系由下式给出：
其中1、2......n为变量中的每一者的测量次数(数据点)。
逆映射l使得
以此方式，乙醇体积分数(y)可使用关系(4)来确定：
如果对燃料轨压力(p)的依赖是可忽略不计的(诸如小于2％)，则燃料轨压力(p)可从估计值删除，并且可根据阻尼系数(α)和燃料轨压力脉动频率(f)来估计乙醇体积分数。可使用其他替代逆映射：
如果燃料水含量显著且未知，则阻尼系数α、燃料轨压力脉动频率f和在泵冲程期间的燃料轨压力变化δp为乙醇体积分数y、水体积分数x、燃料轨温度t以及燃料轨压力
在某些国家，分配给车辆燃料箱的灵活燃料可包括水。而且，燃料中的乙醇可随时间吸收水。在511处，可基于如在燃料喷射或泵冲程之后估计的压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的每一者来估计燃料中的水含量(体积分数)。
在512处，可基于压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的每一者来估计燃料轨温度。燃料轨温度(t)可直接基于压力脉动的阻尼系数(α)、燃料轨压力脉动频率(f)、在泵冲程期间的燃料轨压力变化(δp)和燃料轨压力(p)中的两者或更多者来估计。在一个示例中，燃料水含量不显著，并且燃料轨温度(t)可使用(逆映射)关系(5)来确定：
如果对燃料轨压力(p)的依赖是可忽略不计的(诸如小于2％)，则燃料轨压力(p)可从估计值删除，并且可根据阻尼系数(α)和燃料轨压力脉动频率(f)来估计燃料轨压力。在另一示例中，燃料水含量显著且未知，并且燃料轨温度(t)可使用(逆映射)关系(5*)来确定：
可基于所估计燃料轨温度来调整燃料加注。由于燃料体积为压力和温度的函数，因此必须基于燃料轨温度来修改喷射器脉冲宽度以喷射目标燃料量。
在514处，可基于所估计燃料乙醇含量和水含量来调整发动机运转。图3的步骤314中详述示例性调整并且不会重述。以此方式，可基于所估计燃料乙醇含量来估计发动机运转，所述燃料乙醇含量基于燃料体积模量、燃料粘度和燃料中的声速中的两者或更多者来估计。
在516处，例程包括确定燃料水含量是否高于阈值水平。阈值水平可基于燃料水含量，在所述燃料水含量下可能会发生相分离(乙醇与水之间)，从而使燃料对发动机运转无效。阈值可被预校准到低于燃料可能变得无效的燃料水量，使得可在燃料降解之前用完燃料。
如果确定燃料水含量高于阈值水含量，则在520处，可经由仪表板指示通知操作员需要在阈值时间内用完燃料。阈值时间可基于燃料将变得无效的燃料水含量。在一个示例中，操作员可再次加注燃料(添加新燃料)，使得更旧的燃料可与更新的燃料混合，由此减少所稀释燃料的影响。如果确定燃料水含量低于阈值水平，则可推断出燃料可继续用于发动机运转。在518处，可指示当前燃料适合燃烧。
图6示出示例性方法600，其可被实施以估计燃料箱中的燃料的使用期和燃料轨温度。如先前所述，燃料老化可导致较重部分的浓度增大和较轻部分的浓度减小。燃料体积模量、燃料中的声速和燃料粘度中的每一者可以是汽油较轻和较重部分(指示燃料使用期)的浓度的函数。不同于图4所述的用于燃料使用期估计的方法，在此方法中，燃料轨温度不用作用于估计燃料使用期的输入。在602处，可确定当前车辆和发动机运转参数。图4中的步骤402中详述所述参数并且不会重述。
在604处，例程包括确定是否满足燃料使用期确定的条件。图4中的步骤404中详述所述条件并且不会重述。如果确定不满足燃料使用期确定的条件，则在606处可继续当前发动机运转而不进行燃料使用期确定。发动机运转可包括经由一个或多个燃料轨将燃料供应给一个或多个燃料喷射器。
如果确定满足燃料使用期确定的条件，则在608处可在燃料喷射或泵冲程之后估计压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的两者或更多者。图3的步骤310中详细论述压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的每一者的估计并且不会重述。可根据如由燃料轨中的燃料量的变化(诸如在泵冲程或喷射事件时)所致的燃料轨压力变化(δp)来估计燃料体积模量，可根据由于燃料泵冲程或燃料喷射所致的燃料轨中的压力脉动的共振频率(f)来估计燃料中的声速，并且可根据在燃料泵冲程或燃料喷射之后燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)来估计燃料粘度。
在610处，可基于压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的两者或更多者来估计燃料使用期。可根据以下中的一者来估计指示汽油的较轻和较重部分的浓度的燃料使用期：共振频率(f)和阻尼系数(α)的函数、燃料中的燃料轨压力变化(δp)和阻尼系数(α)的第二函数、以及阻尼系数(α)和共振频率(f)的第三函数。来自先前提及的函数中的两者或三者的估计值的加权平均值可用于提高精确度。换句话说，可基于所估计燃料体积模量、燃料中的声速和燃料粘度中的至少两者来估计燃料使用期。
在612处，可根据压力脉动的共振频率(f)、燃料轨压力变化(δp)和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数(α)中的至少两者来估计燃料轨温度。
在614处，可基于所估计燃料使用期来调整发动机运转。图4中的步骤414中详述示例性调整并且不会重述。在616处，例程包括确定燃料使用期是否高于阈值使用期。阈值使用期可基于燃料可能无效的较重部分的浓度增加。阈值可被预校准成低于燃料可变得无效的燃料使用期，使得可在燃料降解之前用完要老化的燃料。如果确定燃料使用期高于阈值使用期，则在620处可经由仪表板指示通知操作员需要在阈值时间内用完燃料。在一个示例中，在混合动力车辆上，控制器可增加发动机对总需求电功率的贡献，以在剩余燃料变得无效之前消耗剩余燃料。在另一示例中，操作员可再次加注燃料(添加新燃料)，使得更老(老化的)燃料可被稀释，由此减少所老化燃料的影响。在618处，可指示当前燃料适合燃烧并且可不提供燃料改变通知。
以此方式，在第一条件期间，可基于所估计燃料体积模量、所估计燃料粘度和燃料中的声速中的(至少)两者来估计燃料箱中所包含的燃料中的乙醇和水的体积分数，可基于所估计乙醇体积分数来调整发动机运转，而在第二条件期间，可基于所估计燃料体积模量、所估计燃料粘度和燃料中的声速中的(至少)两者来估计燃料箱中所包含的燃料的使用期，并且可基于燃料的使用期来调整发动机运转，并且在第一条件和第二条件中的每一者期间，可基于所估计燃料体积模量、所估计燃料粘度和燃料中的声速中的(至少)两者来估计燃料轨温度。第一条件可包括燃料再加注事件的完成，所述燃料为灵活燃料，而第二条件可包括自紧接先前燃料使用期估计以来的阈值行进距离和/或行进持续时间的完成，所述燃料为汽油。
图16示出示例性方法1600，其可被实施以估计包含乙醇的灵活燃料中的乙醇的体积分数。与用于燃料乙醇含量估计的方法相比，如图3所述，此方法可用于确定燃料箱而非燃料轨中的燃料的乙醇含量。由于此方法使用容纳在燃料箱中的传感器来进行乙醇含量估计，因此此方法可用于不具有耦接到燃料轨的直接喷射器的系统和/或可在当燃料由进气道喷射器分配时的发动机运转期间实行。
在1602处，可确定当前车辆和发动机运转参数。所述参数可包括车速、扭矩需求、发动机转速、发动机温度等。控制器可估计从燃料箱供应给燃料喷射器(诸如图1中的进气道喷射器262)的燃料量。
在1604处，例程包括确定是否满足燃料乙醇含量确定的条件。所述条件可包括燃料再加注事件。在燃料再加注期间，燃料箱中剩余的燃料可与被分配的燃料混合，从而得到现有燃料和新燃料的燃料共混物。可在燃料再加注事件之后的阈值持续时间(或阈值行进距离)内估计燃料共混物的乙醇含量。例如，可在燃料再加注的1天之内或燃料再加注之后行进10英里内实行此类估计。所述条件还可包括自先前燃料乙醇含量估计以来流逝的阈值持续时间。例如，此类估计可在每15天之后周期性地实行。
如果确定不满足燃料乙醇含量确定的条件，则在606处，可继续当前发动机运转而不进行燃料乙醇含量确定。发动机运转可包括将燃料从燃料箱供应给一个或多个燃料喷射器。如果确定满足燃料乙醇含量确定的条件，则在1608处可激活耦接到燃料箱内部(耦接到第一燃料箱壁)的燃料箱超声信号发生器(诸如图2中的超声信号发生器240)。超声信号发生器可生成超声信号，所述超声信号可通过燃料从燃料箱的第一壁(发生器定位在此处)行进到燃料箱的相对的第二壁。超声信号发生器可从箱的第二壁反射并且可返回到第一壁。所反射超声信号可在与超声信号发生器相邻的耦接到第一壁的超声传感器(诸如图2中的超声传感器241)处被接收。
在1610处，可估计来自第二燃料箱壁的所反射超声信号的行进时间。作为示例，在位于第一壁处的发生器首先生成超声信号时，计时器可被设定，并且在如由近端耦接到发生器的超声传感器检测到的所反射超声信号(来自第二壁)返回时，计时器可被停止。在计时器的起动和停止之间流逝的持续时间可以是超声信号往返于第二壁的行进时间。
在1612处，可基于所估计行进时间来估计燃料中的声速。可从控制器存储器检索第一壁与第二壁之间的距离。可根据第一壁与第二壁之间的距离和超声信号的所估计行进时间来估计燃料中的声速。
在1616处，可估计燃料中的超声信号的衰减。当超声信号在第一壁和第二壁之间行进通过燃料时，所述信号可被衰减。换句话说，在第一壁处生成的超声信号的幅度可高于在通过燃料来回行进之后在第一壁处被接收的超声信号的幅度。超声传感器可估计所生成超声信号与所反射超声信号之间的幅度差以推断超声信号的衰减系数。衰减系数还可取决于燃料箱的材料。燃料中的超声信号的衰减水平可基于信号被反射所在的燃料箱壁的材料而变化。作为示例，当信号从墙壁被反射时，某些材料(诸如金属)可吸收信号的一部分。而且，衰减水平可基于信号从中被反射的壁的厚度。控制器可使用基于燃料箱壁的材料和厚度校准的查找表来确定燃料中的超声信号的衰减系数，其中信号的幅度差、第一壁与第二壁之间的距离以及超声信号往返第二壁的行进时间中的一者或多者作为输入，而衰减系数作为输出。衰减系数可以是燃料的粘度的函数，并且可基于燃料乙醇含量。
在1618处，可基于来自耦接到燃料箱的燃料温度传感器(诸如图2中的温度传感器243)的输入来估计燃料箱中的燃料的温度。在1620处，可根据燃料中的声速、燃料的温度和燃料中的衰减系数来估计燃料乙醇含量(体积分数)。此外，燃料乙醇含量也可基于燃料压力，然而，在测量期间和在不同测量当中，燃料压力可保持基本恒定。
在1622处，可基于所估计燃料乙醇含量来调整发动机运转。根据当前燃料乙醇含量，所调整发动机运转参数可包括所喷射的燃料量、火花正时和/或燃料喷射正时。例如，如果乙醇百分比增大，则火花正时可由于乙醇与汽油相比激活能变高和因此乙醇的点火时期变长而被提前。作为另一示例，在冷起动时喷射的燃料量可响应于乙醇含量增加而增加，使得足够的燃料被汽化以启动发动机。作为另一示例，所喷射的燃料量(质量)可响应于由于乙醇的化学计量空燃比降低所致的乙醇含量的增加而增加。
以此方式，可基于所估计燃料乙醇含量来调整发动机运转，基于燃料温度、燃料中的声速和燃料中的超声信号的衰减系数中的每一者来估计所述燃料乙醇含量。
图17示出示例性方法1700，其可被实施以估计燃料箱中的燃料的使用期。与用于燃料使用期估计的方法相比，如图4所述，此方法可用于确定燃料箱而非燃料轨中的燃料的使用期。由于此方法使用容纳在燃料箱中的传感器来进行燃料使用期估计，因此此方法可用于不具有耦接到燃料轨的直接喷射器的系统和/或可在当燃料由进气道喷射器分配时的发动机运转期间实行。
在1702处，可确定当前车辆和发动机运转参数。所述参数可包括车速、扭矩需求、发动机转速、发动机温度等。控制器可估计从燃料箱供应给燃料喷射器(诸如图1中的进气道喷射器262)的燃料量。
在1704处，例程包括确定是否满足燃料使用期确定的条件。所述条件可包括使用马达扭矩(燃料不燃烧)进行的车辆运转的第一阈值持续时间。例如，如果车辆在没有发动机运转的情况下运转了7天，则可在紧接随后的发动机起动时实行燃料使用期确定。所述条件还可包括自先前燃料使用期估计以来流逝的第二阈值持续时间。例如，此类估计可在每15天之后周期性地实行。而且，所述条件可包括第三阈值持续时间，在所述第三阈值持续时间期间消耗了小于阈值燃料量。如果确定不满足燃料使用期确定的条件，则在1706处可继续当前发动机运转而不进行燃料使用期确定。发动机运转可包括通过一个或多个燃料轨将燃料供应给一个或多个燃料喷射器。
如果确定满足燃料使用期确定的条件，则在1608处可激活耦接到燃料箱内部(耦接到第一燃料箱壁)的燃料箱超声信号发生器(诸如图2中的超声信号发生器240)。超声信号发生器可生成超声信号，所述超声信号可通过燃料从燃料箱的第一壁(发生器定位在此处)行进到燃料箱的相对的第二壁。超声信号发生器可从箱的第二壁反射并且可返回到第一壁。所反射超声信号可在与超声信号发生器相邻的耦接到第一壁的超声传感器(诸如图2中的超声传感器241)处被接收。
在1710处，可估计来自第二燃料箱壁的所反射超声信号的行进时间。作为示例，在位于第一壁处的发生器首先生成超声信号时，计时器可被设定，并且在如由近端耦接到发生器的超声传感器检测到的所反射超声信号(来自第二壁)返回时，计时器可被停止。在计时器的起动和停止之间流逝的持续时间可以是超声信号往返于第二壁的行进时间。
在1712处，可基于所估计行进时间来估计燃料中的声速。可从控制器存储器检索第一壁与第二壁之间的距离。可根据第一壁与第二壁之间的距离和超声信号的所估计行进时间来估计燃料中的声速。
在1716处，可估计燃料中的超声信号的衰减。当超声信号在第一壁和第二壁之间行进通过燃料时，所述信号可被衰减。超声传感器可估计所生成超声信号与所反射超声信号之间的幅度差以推断超声信号的衰减系数。衰减常数还可取决于燃料箱的材料。燃料中的超声信号的衰减水平可基于信号被反射所在的燃料箱壁的材料而变化。作为示例，当信号从墙壁被反射时，某些材料(诸如金属)可吸收信号的一部分。而且，衰减水平可基于信号从中被反射的壁的厚度。控制器可使用基于燃料箱壁的材料和厚度校准的查找表来确定燃料中的超声信号的衰减系数，其中信号的幅度差、第一壁与第二壁之间的距离以及超声信号往返第二壁的行进时间中的一者或多者作为输入，而衰减系数作为输出。衰减系数可以是燃料的粘度的函数并且可基于燃料使用期。
在1718处，可基于来自耦接到燃料箱的燃料温度传感器(诸如图2中的温度传感器243)的输入来估计燃料箱中的燃料的温度。在1720处，可基于燃料中的所估计声速、燃料中的衰减系数和燃料温度中的每一者来估计指示汽油的较轻和较重部分的浓度的燃料使用期。
在1722处，可基于所估计燃料使用期来调整发动机运转。根据所检测燃料组合物的变化，所调整发动机运转参数可包括所喷射燃料量、火花正时和/或燃料喷射正时。例如，所老化燃料可具有更高浓度的汽油的较重、较不易挥发部分，因此可在冷起动期间喷射更大的燃料量。
在1724处，例程包括确定燃料使用期是否高于阈值使用期。阈值使用期可基于燃料可能无效的较重部分的浓度增加。阈值可被预校准成低于燃料可变得无效的燃料使用期，使得可在燃料降解之前用完要老化的燃料。
如果确定燃料使用期高于阈值使用期，则在1726处可经由仪表板指示通知操作员需要在阈值时间内用完燃料。阈值时间可基于燃料将变得无效的燃料使用期。在一个示例中，在混合动力车辆上，控制器可增加发动机对总需求功率的贡献，以在剩余燃料变得无效之前消耗剩余燃料。在另一示例中，操作员可再次加注燃料(添加新燃料)，使得更老(老化的)燃料可被稀释，由此减少所老化燃料的影响。如果确定燃料使用期低于阈值使用期，则可推断燃料可继续用于发动机运转。在1728处，可指示当前燃料适合燃烧。
以此方式，可经由定位在燃料箱的第一壁上的超声信号发生器来生成超声信号，可经由超声传感器接收从燃料箱的第二相对壁反射的所反射超声信号，可基于所生成信号和所反射信号来估计容纳在燃料箱中的燃料中的声速和燃料中的超声信号的衰减系数，可基于燃料中的所估计声速、燃料中的超声信号的所估计衰减系数和燃料温度来估计燃料中的乙醇百分比或燃料的使用期，并且可基于燃料中的所估计乙醇百分比或燃料的使用期来调整发动机运转。
图14示出示例性时间线1400，其说明使用燃料轨压力来确定汽油中的含醇燃料(灵活燃料)中的燃料乙醇含量。在一个示例中，可对车辆发动机诸如灵活燃料发动机实行燃料乙醇含量估计。水平线(x轴)表示时间，而竖直标记t1–t4识别用于燃料乙醇含量和燃料使用期确定的例程中的大量时间。
第一绘图，线1402，示出如经由耦接到燃料轨(诸如图2中的燃料轨250)的燃料轨温度传感器(诸如图2中的温度传感器232)估计的燃料轨温度变化。第二绘图，线1404，示出如经由耦接到燃料轨的燃料轨压力传感器(诸如图2中的压力传感器248)测量的燃料轨压力变化。第三绘图，线1406，示出燃料直接喷射脉冲。在每个脉冲处，燃料经由直接喷射器(诸如图2中的直接喷射器252)从燃料轨递送到燃烧室。第四绘图，线1410，示出当燃料在加油站处经由外部喷嘴分配到燃料箱时的燃料再加注事件。第五绘图，线1412，示出乙醇含量估计事件。第六绘图，线1416，示出相对于最大制动扭矩(mbt)正时的火花正时。
在时间t1之前，经由直接喷射来喷射燃料，并且操作泵以将燃料从燃料箱输送到燃料轨以用于喷射。燃料轨压力基于燃料喷射事件而波动。火花正时基于发动机工况进行调整。此时不实行燃料乙醇含量。在时间t1处，启动燃料再加注事件，并且将燃料从外部来源分配到燃料箱中。在时间t1与t2之间，在燃料再加注期间，由于车辆不会被推进，因此不会将燃料喷射到燃烧室中。在新添加的燃料与燃料箱中的现有燃料混合时，所混合燃料的乙醇含量可能会改变。
在时间t2处，完成燃料加注并且恢复发动机运转。在时间t2与t3之间，将燃料从燃料箱泵送到燃料轨，并且经由燃料喷射器将燃料喷射到燃烧室。在时间t3处，启动乙醇含量估计，并且记录在燃料喷射期间的燃料轨压力变化。燃料轨压力变化为燃料喷射前后的燃料轨压力差。估计紧接在燃料喷射之后的燃料轨中的压力脉动的共振频率和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数中的每一者。根据燃料轨温度、燃料轨压力变化、燃料轨中的压力脉动的共振频率和压力脉动的阻尼系数中的三者或更多者来估计燃料乙醇含量。在时间t4处完成燃料乙醇含量估计。如从虚线1413所见，在乙醇含量估计之后确认燃料乙醇含量已在燃料加注事件之后(在时间t1与t2之间)增加。与汽油相比，乙醇的激活能更高，因此更高乙醇含量将需要更长点火时期。因此，响应于增加的燃料乙醇含量，在时间t4之后，发动机使用提前到mbt的火花正时进行运转。由于提前的火花正时，因此提高了发动机效率。
图15示出示例性时间线1500，其说明基于燃料轨压力的燃料使用期的确定。水平线(x轴)表示时间，而竖直标记t1–t3识别用于燃料使用期确定的例程中的大量时间。在一个示例中，可在使用汽油作为燃料的车辆中实行燃料使用期估计。在另一示例中，可对灵活燃料车辆实行燃料使用期估计，其中燃料的乙醇含量是已知的。
第一绘图，线1502，示出如经由曲轴传感器估计的发动机转速变化。第二绘图，线1504，示出如经由耦接到燃料轨(诸如图2中的燃料轨250)的燃料轨温度传感器(诸如图2中的温度传感器232)估计的燃料轨温度。第三绘图，线1506，示出如经由耦接到燃料轨的燃料轨压力传感器(诸如图2中的压力传感器248)测量的燃料轨压力变化。第四绘图，线1508，示出燃料直接喷射脉冲。在每个脉冲处，燃料经由直接喷射器(诸如图2中的直接喷射器252)从燃料轨递送到燃烧室。第五绘图，线1510，示出燃料使用期估计事件。虚线1511示出所估计燃料使用期。虚线1512示出阈值燃料使用期，在所述阈值燃料使用期以上，通知操作员用完燃料。阈值可被预校准成低于燃料可变得无效的燃料使用期，使得可在燃料降解之前用完要老化的燃料。第六绘图，线1514，示出相对于最大制动扭矩(mbt)正时的火花正时。
在时间t1之前，在不经由发动机扭矩推进车辆时，发动机不运转。燃料喷射和火花在发动机关闭期间被禁用。在时间t1处，使发动机从静止状态起动，并且经由直接喷射将燃料喷射到发动机气缸中。燃料轨压力基于燃料喷射事件而波动。火花正时基于发动机工况进行调整。此时不实行燃料使用期估计。
在时间t2处，推断出自先前燃料使用期确定以来已流逝的阈值持续时间。因此，在时间t2处，启动燃料使用期估计。根据燃料轨温度、燃料轨压力变化、燃料轨中的压力脉动的共振频率和压力脉动的阻尼系数中的两者或更多者来估计燃料使用期。在时间t3处完成燃料使用期估计。在燃料使用期估计之后，确认燃料使用期已增加。然而，由于燃料使用期持续在阈值使用期1512以下，因此不会通知操作员。响应于增加的燃料使用期，在时间t3之后，使用提前到mbt的火花正时来运转发动机。由于提前的火花正时，因此提高了发动机效率。
以此方式，可基于燃料轨压力来估计燃料乙醇含量或燃料使用期，然后可调整发动机运转诸如火花正时以提高燃料效率和发动机性能。
图18示出示例性时间线1800，其说明基于超声信号的燃料乙醇含量的确定。水平线(x轴)表示时间，而竖直标记t1–t4识别用于燃料乙醇含量确定的例程中的大量时间。
第一绘图，线1802，示出如经由耦接在燃料箱内部的燃料温度传感器(诸如图2中的温度传感器243)估计的燃料温度变化。第二绘图，线1804，示出来自超声信号发生器(诸如图2中的超声信号发生器240)的超声信号的生成。超声信号发生器耦接到燃料箱的第一壁，并且所生成超声信号从燃料箱的第二相对壁反射。所反射超声信号由耦接到位于超声信号发生器的近端的第一壁的超声信号传感器(诸如图2中的超声信号传感器241)记录。第三绘图，线1806，示出当燃料在加油站处经由外部喷嘴分配到燃料箱时的燃料加注事件。第四绘图，线1808，示出乙醇含量估计事件。虚线1809示出在乙醇含量估计事件期间和之后的所估计燃料乙醇含量。第五绘图，线1812，示出相对于最大制动扭矩(mbt)正时的火花正时。
在时间t1之前，经由发动机扭矩推进车辆，并且使火花正时维持在mbt。燃料温度改变取决于发动机运转，并且燃料不会供应给燃料箱。此时不实行燃料乙醇含量或燃料使用期估计，并且超声信号发生器和传感器保持不活动。在时间t1处，启动燃料加注事件，并且将燃料分配到燃料箱中。在时间t1与t2之间，在燃料加注期间，由于车辆不会被推进，因此发动机不会运转。在新添加的燃料与燃料箱中的现有燃料混合时，所混合燃料的乙醇含量可能会改变。
在时间t2处，完成燃料加注并且恢复发动机运转。在时间t2与t3之间，经由燃料喷射器将燃料喷射到燃烧室。在时间t3处，启动对箱中的燃料的乙醇含量估计。为了估计燃料乙醇含量，激活超声信号发生器以生成超声信号。超声信号在从燃料箱的相对壁反射时由超声传感器检测到。基于超声信号通过燃料在燃料箱的第一壁与燃料箱的第二相对壁之间往返的行进时间以及第一壁与第二壁之间的距离来估计燃料中的声速。基于在从第二壁反射之后到达超声信号传感器的超声信号的幅度改变来估计超声信号的衰减系数。基于燃料温度、燃料中的声速和燃料中的超声信号中的衰减系数来估计燃料乙醇含量。在时间t4处完成燃料乙醇含量估计。如从虚线1809所见，在乙醇含量估计之后确认燃料乙醇含量已在燃料加注事件之后(在时间t1与t2之间)降低。由于乙醇含量降低，因此在时间t4与t5之间，火花正时延迟了mbt。
图19示出示例性时间线1900，其说明基于超声信号的燃料使用期的确定。水平线(x轴)表示时间，而竖直标记t1–t3识别用于燃料使用期确定的例程中的大量时间。
第一绘图，线1902，示出如经由曲轴传感器估计的发动机转速变化。第二绘图，线1904，示出如经由耦接在燃料箱内部的燃料温度传感器(诸如图2中的温度传感器243)估计的燃料温度变化。第三绘图，线1906，示出来自超声信号发生器(诸如图2中的超声信号发生器240)的超声信号的生成。超声信号发生器耦接到燃料箱的第一壁，并且所生成超声信号从燃料箱的第二相对壁反射。所反射超声信号由耦接到位于超声信号发生器的近端的第一壁的超声信号传感器(诸如图2中的超声信号传感器241)记录。第四绘图，线1908，示出燃料使用期估计事件。虚线1909示出在燃料使用期估计事件期间和之后的所估计燃料使用期。虚线1910示出阈值燃料使用期，在所述阈值燃料使用期以上，通知操作员改变燃料。第五绘图，线1912，示出相对于最大制动扭矩(mbt)正时的火花正时。
在时间t1之前，在不经由发动机扭矩推进车辆时，发动机不运转。燃料喷射和火花在发动机关闭期间被禁用。在时间t1处，使发动机从静止状态起动，并且经由直接喷射将燃料喷射到发动机气缸中。燃料温度改变基于发动机运转，并且燃料不会供应给燃料箱。此时不实行燃料使用期估计，并且超声信号发生器和传感器保持不活动。
在时间t2处，推断出自先前燃料使用期确定以来已流逝的阈值持续时间。因此，在时间t2处，启动燃料使用期估计。为了估计燃料使用期，激活超声信号发生器以生成超声信号。超声信号在从燃料箱的相对壁反射时由超声传感器检测到。基于超声信号通过燃料在燃料箱的第一壁与燃料箱的第二相对壁之间往返的行进时间以及第一壁与第二壁之间的距离来估计燃料中的声速。基于在从第二壁反射之后到达超声信号传感器的超声信号的幅度改变来估计超声信号的衰减系数。基于燃料温度、燃料中的声速和燃料中的超声信号的衰减系数中的每一者来估计燃料箱中所包含的燃料的使用期。在时间t3处完成燃料使用期估计。
在燃料使用期估计之后，确认燃料使用期已增加。然而，由于燃料使用期持续低于阈值使用期1910，因此不会通知操作员。响应于增加的燃料使用期，在时间t3之后，使用提前到mbt的火花正时来运转发动机。由于提前的火花正时，因此提高了发动机效率。
以此方式，可基于燃料箱内部的超声信号的反射来估计燃料乙醇含量或燃料使用期，然后可调整发动机运转诸如火花正时以提高燃料效率和发动机性能。
一种用于发动机的示例性方法包括：基于所估计燃料使用期来调整发动机运转，所述燃料使用期基于在燃料喷射或泵冲程之后的压力脉动的共振频率、燃料轨压力变化和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数中的至少两者来估计。在任何前述示例中，所述方法还包括：另外地或任选地，基于所述压力脉动的共振频率、所述燃料轨压力变化和所述压力脉动的阻尼系数中的每一者来估计燃料乙醇含量和/或燃料水含量；以及基于所述所估计燃料乙醇含量和/或水含量来调整发动机运转。在前述示例中的任一项或所有项中，所述方法还包括：另外地或任选地，根据所述压力脉动的共振频率、所述燃料轨压力变化和所述压力脉动的阻尼系数中的每一者来估计燃料轨温度。在前述示例中的任一项或所有项中，另外地或任选地，所述燃料乙醇含量为灵活燃料车辆的发动机的所述燃料箱中的燃料中的乙醇的百分比并且其中所述燃料水含量为所述燃料轨中的燃料中的水的百分比。在前述示例中的任一项或所有项中，另外地或任选地，所述燃料使用期为所述燃料箱中的燃料的存储持续时间以及所述箱中的所述燃料的温度和压力的函数，所述燃料使用期指示由于所述燃料的挥发性组分的汽化所致的燃料成分的变化。在前述示例中的任一项或所有项中，另外地或任选地，所述燃料轨压力变化为如在经由耦接到所述燃料轨的喷射器进行的所述燃料喷射或高压燃料泵的所述泵冲程前后经由耦接到所述燃料轨的燃料轨压力传感器估计的燃料轨压力差。在前述示例中的任一项或所有项中，另外地或任选地，所述压力脉动的共振频率是基于如紧接在所述燃料喷射或所述泵冲程之后经由耦接到所述燃料轨的所述燃料轨压力传感器估计的压力脉动来估计。在前述示例中的任一项或所有项中，另外地或任选地，所述阻尼系数是基于指数函数与所述压力脉动的衰变廓线或包络的拟合、prony分析和所述衰变廓线的快速傅立叶变换中的一者或多者来估计。在前述示例中的任一项或所有项中，另外地或任选地，所述燃料乙醇含量是至少在燃料再加注事件之后的第一阈值行进距离和/或行进持续时间内周期性地估计，并且所述燃料使用期是在完成自紧接先前的燃料使用期估计以来的第二阈值行进距离和/或行进持续时间之后周期性地估计，所述第二阈值行进距离和/或行进持续时间高于所述第一阈值行进距离和/或行进持续时间。在前述示例中的任一项或所有项中，另外地或任选地，调整发动机运转包括：基于所述所估计燃料乙醇含量和/或所述燃料使用期来调整火花正时，所述火花正时响应于燃料乙醇含量的增加而提前到mbt。在前述示例中的任一项或所有项中，另外地或任选地，调整发动机运转还包括：基于所述所估计燃料乙醇含量、燃料水含量和/或燃料使用期来调整冷起动期间所喷射的燃料量，所喷射的燃料量响应于所述燃料乙醇和/或水含量的增加和燃料使用期的增加而在冷起动期间增加。在前述示例中的任一项或所有项中，所述方法还包括，另外地或任选地，基于所述所估计燃料轨温度来调整燃料喷射期间的喷射器脉冲宽度。在前述示例中的任一项或所有项中，所述方法还包括，另外地或任选地，响应于燃料使用期增加到高于阈值使用期和燃料水含量增加到高于阈值水平中的一者，通知操作员使用/更换所述燃料。
另一示例性发动机方法，包括：在第一条件期间，基于所估计燃料体积模量、所估计燃料粘度和燃料中的声速中的每一者来估计燃料箱中所包含的燃料中的乙醇和水的体积分数，并且基于所估计乙醇体积分数来调整发动机运转，在第二条件期间，基于所估计燃料体积模量、所估计燃料粘度和燃料中的声速中的至少两者来估计燃料箱中所包含的燃料的使用期，并且基于燃料的使用期来调整发动机运转；并且在第一条件和第二条件中的每一者期间，基于所估计的燃料中的乙醇体积分数、燃料中的水体积分数、或燃料的使用期、以及所估计燃料体积模量、所估计燃料粘度和燃料中的声速中的一者来估计燃料轨温度。在任何前述示例中，另外地或任选地，所述第一条件包括对灵活燃料车辆完成燃料再加注事件，并且其中所述第二条件包括完成自紧接先前的燃料使用期估计以来的阈值行进距离和/或行进持续时间。在前述示例中的任一项或所有项中，另外地或任选地，所述燃料体积模量为在燃料泵冲程或喷射事件之后的压力变化的函数，其中所述燃料粘度为紧接在所述燃料泵冲程或喷射事件之后燃料轨中的压力脉动的阻尼系数的函数，并且其中所述燃料中的声速为所述燃料轨中的所述压力脉动的共振频率的函数。在前述示例中的任一项或所有项中，另外地或任选地，基于所估计乙醇体积分数的所述调整发动机运转包括：响应于所述体积分数的增大而使火花正时提前到mbt，并且其中基于所述燃料的所述使用期的所述调整发动机运转包括：响应于燃料使用期增加而增加冷起动期间的燃料喷射量。
又另一示例性发动机系统包括：控制器，所述控制器具有存储在非暂态存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时使控制器来：在完成燃料再加注事件时，基于燃料轨压力因子来估计燃料乙醇含量并且基于所估计燃料乙醇含量调整所喷射的燃料量和火花正时中的一者或多者；并且在完成自紧接之前的燃料使用期估计以来的阈值持续时间时，基于燃料轨压力因子来估计燃料使用期，并且基于所估计燃料使用期来调整所喷射的燃料量、燃料喷射正时和火花正时中的一者或多者。在任何前述示例中，另外地或任选地，所述燃料轨压力因子包括：响应于燃料泵的冲程或喷射事件的燃料轨压力变化、紧接在所述冲程或喷射事件之后燃料轨中的压力脉动的阻尼系数、以及紧接在所述冲程或喷射事件之后所述燃料轨中的所述压力脉动的共振频率。在前述示例中的任一项或所有项中，另外地或任选地，所述燃料轨为直接喷射器轨和进气道喷射器轨中的一者，所述燃料轨包括燃料轨压力传感器。
应注意，本文所包括的示例性控制和估计例程可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和例程可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来实行。本文所述的具体程序可表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等)中的一种或多种。由此，所说明的各种动作、操作和/或功能可按照所说明的顺序执行、并行地执行或者在某些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。所说明的动作、操作和/或功能中的一者或多者可根据所使用的特定策略重复地执行。此外，所描述的动作、操作和/或功能可图形地表示将被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令而实行。
将了解，本文所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。例如，以上技术可应用于v型6缸、直列4缸、直列6缸、v型12缸、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。
如本文所用，除非另有指定，否则术语“约”被解释为意味着范围的±5％。
所附权利要求特别指出被视为新颖和非明显的特定组合和子组合。这些权利要求可能提及“一个”元件或“第一”元件或其等效物。此类权利要求应被理解为包括一个或多个此类要素的引入，从而既不要求也不排除两个或更多个此类要素。通过修正本权利要求或者通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合。此类权利要求，无论与原始权利要求相比在范围上更广、更窄、相等或不同，也都被视为包括在本公开的主题内。
根据本发明，提供一种用于发动机的方法，其具有：基于所估计燃料使用期来调整发动机运转，所述燃料使用期基于在燃料喷射或泵冲程之后的压力脉动的共振频率、燃料轨压力变化和燃料轨中的压力脉动的阻尼系数中的至少两者来估计。
根据一实施例，本发明的特征还在于，基于所述压力脉动的共振频率、所述燃料轨压力变化和所述压力脉动的阻尼系数中的每一者来估计燃料乙醇含量和/或燃料水含量；以及基于所述所估计燃料乙醇含量和/或水含量来调整发动机运转。
根据一实施例，本发明的特征还在于，根据所述压力脉动的共振频率、所述燃料轨压力变化和所述压力脉动的阻尼系数中的每一者来估计燃料轨温度。
根据一实施例，所述燃料乙醇含量为灵活燃料车辆的发动机的所述燃料箱中的燃料中的乙醇的百分比并且其中所述燃料水含量为所述燃料轨中的燃料中的水的百分比。
根据一实施例，所述燃料使用期为所述燃料箱中的燃料的存储持续时间以及所述箱中的所述燃料的温度和压力的函数；所述燃料使用期指示由于所述燃料的挥发性组分的汽化所致的燃料成分的改变。
根据一实施例，所述燃料轨压力变化为如在经由耦接到所述燃料轨的喷射器进行的所述燃料喷射或高压燃料泵的所述泵冲程前后经由耦接到所述燃料轨的燃料轨压力传感器估计的燃料轨压力差。
根据一实施例，所述压力脉动的共振频率是基于如紧接在所述燃料喷射或所述泵冲程之后经由耦接到所述燃料轨的燃料轨压力传感器估计的压力脉动来估计。
根据一实施例，所述阻尼系数是基于指数函数与所述压力脉动的衰变廓线或包络的拟合、prony分析和所述衰变廓线的快速傅立叶变换中的一者或多者来估计。
根据一实施例，所述燃料乙醇含量是至少在燃料再加注事件之后的第一阈值行进距离和/或行进持续时间内周期性地估计，并且所述燃料使用期是在完成自紧接先前的燃料使用期估计以来的第二阈值行进距离和/或行进持续时间之后周期性地估计，所述第二阈值行进距离和/或行进持续时间高于所述第一阈值行进距离和/或行进持续时间。
根据一实施例，调整发动机运转包括：基于所述所估计燃料乙醇含量和/或所述燃料使用期来调整火花正时，所述火花正时响应于燃料乙醇含量的增加而提前到mbt。
根据一实施例，调整发动机运转还包括：基于所述所估计燃料乙醇含量、燃料水含量和/或燃料使用期来调整冷起动期间所喷射的燃料量，所喷射的燃料量响应于所述燃料乙醇和/或水含量的增加和燃料使用期的增加而在冷起动期间增加。
根据一实施例，本发明的特征还在于，基于所述所估计燃料轨温度来调整燃料喷射期间的喷射器脉冲宽度。
根据一实施例，本发明的特征还在于：响应于燃料使用期增加到高于阈值使用期和燃料水含量增加到高于阈值水平，通知操作员使用/更换所述燃料。
根据本发明，提供一种发动机方法，其具有：在第一条件期间，基于所估计燃料体积模量、所估计燃料粘度和燃料中的声速中的每一者来估计燃料箱中所包含的燃料中的乙醇和水的体积分数，并且基于所估计乙醇体积分数来调整发动机运转，在第二条件期间，基于所估计燃料体积模量、所估计燃料粘度和燃料中的声速中的至少两者来估计燃料箱中所包含的燃料的使用期，并且基于燃料的使用期来调整发动机运转；并且在第一条件和第二条件中的每一者期间，基于所估计的燃料中的乙醇体积分数、燃料中的水体积分数、或燃料的使用期、以及所估计燃料体积模量、所估计燃料粘度和燃料中的声速中的一者来估计燃料轨温度。
根据一实施例，所述第一条件包括对灵活燃料车辆完成燃料再加注事件，并且其中所述第二条件包括完成自紧接先前的燃料使用期估计以来的阈值行进距离和/或行进持续时间。
根据一实施例，所述燃料体积模量为在燃料泵冲程或喷射事件之后的压力变化的函数，其中所述燃料粘度为紧接在所述燃料泵冲程或喷射事件之后燃料轨中的压力脉动的阻尼系数的函数，并且其中所述燃料中的声速为所述燃料轨中的所述压力脉动的共振频率的函数。
根据一实施例，基于所估计乙醇体积分数的所述调整发动机运转包括：响应于所述体积分数的增大而使火花正时提前到mbt，并且其中基于所述燃料的所述使用期的所述调整发动机运转包括：响应于燃料使用期增加而增加冷起动期间的燃料喷射量。
根据本发明，提供一种发动机系统，其具有：控制器，所述控制器具有存储在非暂态存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时使控制器来：在完成燃料再加注事件时，基于燃料轨压力因子来估计燃料乙醇含量并且基于所估计燃料乙醇含量调整所喷射的燃料量和火花正时中的一者或多者；并且在完成自紧接之前的燃料使用期估计以来的阈值持续时间时，基于燃料轨压力因子来估计燃料使用期，并且基于所估计燃料使用期来调整所喷射的燃料量、燃料喷射正时和火花正时中的一者或多者。
根据一实施例，所述燃料轨压力因子包括：响应于燃料泵的冲程或喷射事件的燃料轨压力变化、紧接在所述冲程或喷射事件之后燃料轨中的压力脉动的阻尼系数、以及紧接在所述冲程或喷射事件之后所述燃料轨中的所述压力脉动的共振频率。
根据一实施例，所述燃料轨为直接喷射器轨和进气道喷射器轨中的一者，所述燃料轨包括燃料轨压力传感器。
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