method for estimating the level ofethanol in a fuel-us20100191478.pdf

8/11/2019 METHOD FOR ESTIMATING THE LEVEL OFETHANOL IN A FUEL-US20100191478.pdf

1/8


2/8

P a t e n t A p p l i c a t i o n

P u b l i c a t i o n

J u l . 2 9 , 2 0 1 0 US 2 0 1 0 / 0 1 9 1 4 7 8 A 1

F I G . 1

1 ; . B o d - 8 G 0

Pbint

F I G .

2


3/8

US 010/0191478

A 1

METHODFORESTIMATING THE LEVEL OF

ETHANOL

N

A FUEL

[ 0 0 0 1 ]

The

n v e n t i o n

f a l l s

W i t h i n

t h e

? e l d o f

i n t e r n a l

com

b u s t i o n g a s o l i n e )

e n g i n e s

W i t h d i r e c t o r i n d i r e c t f u e l i n j e c

t i o n ,

a n d

a

number N f

c y l i n d e r s .

[ 0 0 0 2 ] I t

r e l a t e s

more s p e c i ? c a l l y t o

hoW

t o e s t i m a t e t h e

e t h a n o l c o n t e n t

o f

t h e

f u e l i n j e c t e d ,

t h i s b e i n g

d i s c o v e r e d

b y

d e t e r m i n i n g

t h e

s t a r t

and end

f o m b u s t i o n o f

a f u e l i n j e c t e d

i n t o an n t e r n a l

combustion engine over

a

number

n

of y c l e s

n b e i n g

a n

i n t e g e r g r e a t e r t h a n o r e q u a l t o

1 )

o f i s p l a c e me n t

o f

a p i s t o n

i n

a c y l i n d e r .

[ 0 0 0 3 ] I n t h e f a c e

o f

e v e r - t i g h t e n i n g e m i s s i o n s s t a n d a r d s i t

i s

i m p o r t a n t

f o r motor v e h i c l e m a n u f a c t u r e r s t o h a v e good

c o n t r o l

o v e r

hoW h e f u e l i s

i n j e c t e d

i n t o t h e i r e n g i n e s i n o r d e r

t o l i m i t

p o l l u t a n t

e m i s s i o n s .

[ 0 0 0 4 ] One

o f t h e i m p o r t a n t

p a r a m e t e r s i n

t h e s e i n j e c t i o n

s y s t e m s i s t h e t y p e

o f u e l .

[ 0 0 0 5 ]

P a r t i c u l a r l y i n

t h e c a s e

o f

g a s o l i n e e n g i n e s , t h e

emergence

of combustion systems based

on ?ex f u e l

o r

f u e l s d e r i v e d from

m i x t u r e o f

a s o l i n e

and

f e t h a n o l makes

t h e b a s i c s e t u p s d e ? n e d d u r i n g

e n g i n e

c a l i b r a t i o n c o n s i d e r

a b l y more o m p l i c a t e d .

[ 0 0 0 6 ] The

o n c e n t r a t i o n

o f e t h a n o l i n t h e f u e l v a r i e s e n o r

m o u s l y a c c o r d i n g

t o t h e r e g u l a t i o n s i n f o r c e i n t h e v a r i o u s

c o u n t r i e s .

[ 0 0 07 ] T h i s c o n c e n t r a t i o n g o v e r n s t h e s e l f - i g n i t i o n p r o p e r

t i e s o f t h e f u e l ,

o r

i n o t h e r

W o r d s ,

t h e i g n i t i o n

d e l a y .

[ 0 0 0 8 ]

T h i s d e l a y

i s

i m p o r t a n t b e c a u s e i t

g o v e r n s t h e

t i m

i n g o f

t h e c o m b u s t i o n W i t h i n

t h e

t h e r m o d y n a m i c

c y c l e , W i t h

r e s p e c t

t o

a g i v e n i g n i t i o n a d v a n c e s e t p o i n t .

P o o r l y

t i m e d

combustion i l l

l e a d to an

n c r e a s e

i n p o l l u t a n t e m i s s i o n s .

[ 0 0 0 9 ] I t a l s o makes

c o l d

s t a r t i n g

c o n d i t i o n s more s e v e r e .

[ 0 0 1

]

I t i s

t h e r e f o r e

e x t r e m e l y i m p o r t a n t

o

t a k e t h e

t y p e

o f

f u l p r e s e n t i n

t h e t a n k

i n t o c o n s i d e r a t i o n v e r y a c c u r a t e l y

When e t t i n g u p t h e e n g i n e s .

[ 0 0 1 1 ] At h e p r e s e n t t i m e , t h i s

c o n c e n t r a t i o n

o f e t h a n o l

i n

t h e

f u e l i s t a k e n i n t o c o n s i d e r a t i o n

d u r i n g

e n g i n e d e v e l o p

m e n t . T h i s

i s

p e r f o r m e d b y u s i n g t W o r e f e r e n c e f u e l s ,

f o r

example a ? r s t one c o n s i s t i n g

o f

p u r e g a s o l i n e and a second

c o n t a i n i n g

85 e t h a n o l ,

t h e

r e m a i n i n g 15

c o n s i s t i n g o f

g a s o l i n e .

[ 0 0 1 2 ]

TWo

f u l l o p t i m i z a t i o n s

ar e

p e r f o r m e d

i n

o r d e r

to

d e ? n e

t h e

e n g i n e s e t t i n g s

o p t i m a l l y ,

f o r e a c h f u e l .

[ 0 0 1 3 ] I n o p e r a t i o n ,

i f

t h e v e h i c l e i s run on a d i f f e r e n t f u e l

t h a t

i s

t o

s a y a

f u e l

W i t h a

d i f f e r e n t

e t h a n o l c o n c e n t r a t i o n ) ,

t h e e n g i n e W i l l

n o

l o n g e r o p e r a t e a t

i t s

optimum e t t i n g s .

[ 0 0 1 4 ]

E n g i n e

management t h e r e f o r e u s e s t h e r i c h n e s s

i n f o r m a t i o n

to

c a l c u l a t e

an

image

of

t h e a l c o h o l

c o n t e n t .

T h e r e a f t e r , i n t e r p o l a t i o n i s p e r f o r m e d o r e a c h s e t t i n g p a r a m

e t e r

betWeen

h e

tWo

n i t i a l o p t i m i z a t i o n s .

[ 0 0 1 5 ] S o l u t i o n s

f o r

e s t i m a t i n g

a

q u a n t i t y

c h a r a c t e r i s t i c

o f

t h e s t a r t o f c o m b u s t i o n

h a s b e e n

t h e s u b j e c t o f F r e n c h p a t e n t

a p p l i c a t i o n s i n t h e name f h e

same

p p l i c a n t ,

n a m e l y

a p p l i

c a t i o n s

0 5 / 7 7 4 5 a n d 0 6 / 0 7 0 4 1 , t h e

a t t e r h a v i n g

n o t y e t

b e e n

p u b l i s h e d a t t h e t i m e o f

? l i n g

o f t h e

p r e s e n t

a p p l i c a t i o n .

[ 0 0 1 6 ] I t i s

an

o b j e c t

of

h e

p r e s e n t i n v e n t i o n t o p r o p o s e

a

method o r e s t i m a t i n g

t h e

e t h a n o l c o n t e n t o f

h e

i n j e c t e d u e l ,

d i s c o v e r e d from

e t e r m i n i n g

t h e

s t a r t and end f c o m b u s t i o n

of

f u e l i n j e c t e d i n t o an n t e r n a l combustion

e n g i n e ,

over a

number

n

f y c l e s n

b e i n g

a n i n t e g e r g r e a t e r

t h a n o r e q u a l

to

1 )

o f d i s p l a c e m en t

o f a p i s t o n

i n

a c y l i n d e r .

J u l .

2 9 ,

2 0 1 0

[ 0 0 1 7 ] To a c h i e v e t h i s o b j e c t i v e , t h e i n v e n t i o n

p r o p o s e s

a

method

f o r e s t i m a t i n g t h e e th a n o l c o n t e n t

o f

a

f u e l i n j e c t e d

i n t o

an

n t e r n a l

combustion

n g i n e ,

over

number n

of y c l e s

( n

b e i n g

a n i n t e g e r g r e a t e r

t h a n

o r

e q u a l

t o 1 )

o f d i s p l a c e m en t

o f

a p i s t o n

i n

a

c y l i n d e r ,

c h a r a c t e r i Z e d

i n t h a t

t

c o m p r i s e s

t h e

f o l l o W i n g s t e p s :

[ 0 0 1 8 ] d e t e r m i n i n g a s t a r t of

combustion

of a f u e l

i n j e c t e d f o r e a c h o f t h e c y c l e s ;

[ 0 0 1 9 ]

c a l c u l a t i n g t h e mean s t a r t

o f

c o m b u s t i o n a n g l e

0mm S t a r t f r o m t h e s t a r t o f c o m b u s t i o n 0

v a l u e s

r e c o r d e d f o r

t h e s e t of n

y c l e s ;

[ 0 0 2 0 ] d e t e r m i n i n g

a n

end o f combustion

o f

a f u e l

i n j e c t e d f o r e a c h o f t h e c y c l e s ;

[ 0 0 2 1 ] c a l c u l a t i n g t h e mean e n d

o f

c o m b u s t i o n a n g l e

0mm

e n d f r o m

t h e e n d o f

c o m b u s t i o n

0

v a l u e s

r e c o r d e d f o r

t h e s e t of n

y c l e s ;

[ 0 0 2 2 ]

c a l c u l a t i n g t h e c o m b u s t i o n d e l a y

b e t W e e n

t h e

s t a r t o f c o m b u s t i o n t i m e f o u n d

f r o m

BMW t a r t

a n d

t h e

e n d

o f

c o m b u s t i o n t i m e

f o u n d

f r o m BMW

n d ;

[ 0 0 2 3 ] d e d u c i n g t h e e t h a n o l c o n t e n t f r o m t h e

combus

t i o n

d e l a y , on t h e

b a s i s

of a determined model

o r

of a

l o o k - u p

l i s t

p r o v i d i n g

t h e r e l a t i o n s h i p b e t W e e n t h e

com

b u s t i o n d e l a y s a n d

t h e

e t h a n o l c o n t e n t s .

[ 0 0 2 4 ]

A c c o r d i n g t o

o t h e r

a d v a n t a g e o u s

a n d n o n l i m i t i n g

f e a t u r e s

o f h i s m e t h o d :

[ 0 0 2 5 ] s a i d e t h an o l c o n t e n t i s s t o r ed i n

memory n t i l

a

d i f f e r e n t


i s

l e a r n t ;

[ 0 0 2 6 ]

f o r

v a r i o u s s u c c e s s i v e a n g l e s

t h a t t h e

c r a n k s h a f t

o f t h e e n g i n e a d o p t s W i t h i n e a c h c y c l e , a v a r i a b l e

[ 0 0 2 7 ] C 6 s e v a l u a t e d t a n

a n g l e

0 o f h e c r a n k s h a f t

i n

t h e

c o m b u s t i o n c h a m b e r o f

h e

c y l i n d e r ,

C e

b e i n g

b a s e d on h e a n g u l a r d e r i v a t i v e

o f

t h e q u a n t i t y

o f

e n e r g y Q t

a n

a n g l e 0 , a n d t h e a n g u l a r

v a l u e

CA10, Which s e q u a l t o t h e

a n g l e

a t Which

r e a c h e s 1 0 f

t s maximum

amplitudeAM

s c a l c u l a t e d ,

t h i s

v a l u e

CA1 0

e i n g r e c o rd e d

a s

b e i n g t h e s t a r t o f c o m b u s t i o n

a n g u l a r

v a l u e

f o r

t h e

c y c l e i n q u e s t i o n ;

[ 0 0 2 8 ] f o r v a r i o u s s u c c e s s i v e a n g l e s t h a t t h e c r a n k s h a f t

o f h e

e n g i n e a d o p t s W i t h i n e a c h

y c l e , a v a r i a b l e C 6

s

e v a l u a t e d a t an a n g l e 0 of h e

c r a n k s h a f t i n t h e

com

b u s t i o n chamber f h e c y l i n d e r , C e

b e i n g

b a s e d on h e

a n g u l a r

d e r i v a t i v e

o f

t h e q u a n t i t y o f e n e r g y Q t

a n

a n g l e 0 , a n d t h e a n g u l a r

v a l u e CA90, Which s e q u a l t o t h e a n g l e a t Which

dQ

( 2 4


4/8


5/8

US 010/0191478

A 1

m o s t

n o i s e o n

h e BDC

i d e ) , b y c o m p a r i s o n

W i t h h e

r e g i o n s

i n

Which

t i s l i a b l e t o c o n t a i n

t h e

i n f o r m a t i o n

o f

n t e r e s t o n

t h e TDC i d e ) .

[ 0 0 5 8 ] T h i s

o p e r a t i o n t h e r e f o r e

i n cr e a s e s t h e

s i g n a l - t o

n o i s e

r a t i o

and

e d u c e s

t h e p r e s s u r e ? l t e r i n g

c o n s t r a i n t s t h a t

n e e d

t o

b e a p p l i e d .

[ 0 0 5 9 ]

A c c o r d i n g

t o a s e c o n d

o p t i o n ,

C6

s

c a l c u l a t e d f r o m

t h e f o l l o W i n g

s i m p l i ? e d

e x p r e s s i o n f o r t h e r e l e a s e o f

e n e r g y

i n t h e c y l i n d e r p e r

u n i t

v o l u m e :

Where

V e p r e s e n t s t h e volume f t h e

c o m b u s t i o n

chamber

f o r an a n g l e

6 .

[ 0 0 6 0 ] B e c a u s e

t h e

v o l u m e v a r i e s c y c l i c a l l y W i t h 6 , m u l t i

p l y i n g b y

l

V

h a s t h e a d v a n t a g e o f

r e d u c i n g

t h e a m p l i t u d e o f t h e

n o i s e on

t h e

r e l e a s e

o f e n e r g y a t t h e p l a c e s Where t i s

t y p i c a l l y

t h e

h i g h e s t ( n e a r B D C ) .

T h i s

c a l c u l a t i o n a l s o

a m p l i ? e s

t h e s i g n a l

i n

t h e p l a c e s Where t

i s

o f u s e f o r d e t e c t i n g t h e SOC nd h e

EOC

t y p i c a l l y f o u n d n e a r

TDC).

[ 0 0 6 1 ] T h i s o p e r a t i o n

t h e r e f o r e

i n cr e a s e s t h e

s i g n a l - t o

n o i s e

r a t i o and e d u c e s t h e p r e s s u r e ? l t e r i n g c o n s t r a i n t s t h at

h a v e

t o b e

a p p l i e d .

[ 0 0 6 2 ] I n p r a c t i c e ,

c a l c u l a t i n g

may r o v e c o m p l i c a t e d a n d may

h e r e f o r e

e n t a i l c o m p u t a t i o n

poWer n

o r d e r

t o

be

performed a s

such

i n an onboard e l e c

t r o n i c e n g i n e m a n a g e m e n t

s y s t e m .

H o W e v e r ,

d i v i d i n g b y

t h e

volume

s

o f b e n e ? t b e c a u s e i t a l l o W s

t h e

s i m p l i ? c a t i o n s s e t

o u t

h e r e i n b e l o W t o be

a p p l i e d .

[ 0 0 6 3 ]

We t a r t

o u t from

t h e e x p r e s s i o n ,

W e l l

knoWn to

t h o s e s k i l l e d

i n

t h e

a r t , o f

t h e

a p p a r e n t

r e l e a s e

o f

e n e r g y

o f

t h e

g a s

p r e s e n t

i n

t h e

c h a m b e r :

W h e r e :

[ 0 0 6 4 ] Q s t h e q u a n t i t y

o f

e n e r g y p r e s e n t i n t h e g a s e s i n

t h e c o m b u s t i o n chamber ;

[ 0 0 6 5 ] 6 i s t h e c r a n k

a n g l e ;

[ 0 0 6 6 ] y i s

t h e r a t i o o f s p e c i ? c

h e a t c a p a c i t i e s

( c p

a n d

c ) ;

[ 0 0 6 7 ] V s

t h e

volume o f

t h e

c o m b u s t i o n chamber

t 6 ;

[ 0 0 6 8 ]

p i s

t h e p r e s s u r e i n t h e c o m b u s t i o n chamber t 6 ;

J u l .

2 9 ,

2 0 1 0

[ 0 0 6 9 ] m s

t h e mass

f a s e s t r a p p e d i n

t h e c y l i n d e r

t 6 ;

[ 0 0 7 0 ]

T

s

t h e t e m p e r a t u r e

i n

t h e c o m b u s t i o n chamber .

[ 0 0 7 1 ] I t s h o u l d b e

n o t e d

t h a t

e x p r e s s i o n ( 4 )

c o u l d b e

r e W r i t t e n , u s i n g t i m e i n

p l a c e

o f .

[ 0 0 7 2 ] H o W e v e r , t i s

p r e f e r a b l e

t o u s e t h e a n g l e 6 , b e c a u s e

t h e s y s t e m

t h e n b e c o m e s

i n d e p e n d e n t o f t h e

r o t a t i o n a l

s p e e d

o f

t h e

e n g i n e .

[ 0 0 7 3 ]

I t s h o u l d a l s o b e n o t e d t h a t e x p r e s s i o n 4) t a k e n a s

a

s t a r t i n g p o i n t c o n t a i n s t h e

a n g u l a r

d e r i v a t i v e

o f t h e

t e m p e r a

t u r e r a t h e r t h a n

t h e

d e r i v a t i v e o f

t h e

p r e s s u r e .

[ 0 0 7 4 ] T h a t makes

i t

p o s s i b l e

t o m i n i m i z e t h e n o i s e ,

b e c a u s e

t h e d e r i v a t i v e o f t h e measured

r e s s u r e

p

i n t r o d u c e s

a g r e a t d e a l o f n o i s e

i n t o

t h e r e s u l t .

[ 0 0 7 5 ] A d v a n t a g e o u s l y , o n l y

t h e

p r e s s u r e

p a n d t h e a n g l e 6

a r e v a l u e s measured by t h e d e v i c e a c c o r d i n g

t o F I G . 1 .

[ 0 0 7 6 ] The o t h e r v a r i a b l e s i n e x p r e s s i o n ( 4 ) ar e

e i t h er

neglected

or

e s t i m a t e d ,

a s

We h a l l s e e .

[ 0 0 7 7 ]

R e g a r d i n g t h e mass m, t h e

a s s u m p t i o n i s made o

c o n s i d e r t h i s c o n s t a n t t h e i n j e c t e d

mass

i s

t h e r e f o r e

n e g l e c t e d ) .

The e x p r e s s i o n f o r C

h e n b e c o m e s :

_ldQ_1 pdT

pdV 5 )

C Q -

vw F[T ]+vw

[ 0 0 7 8 ]

The

a t i o

o f

s p e c i ? c h e a t c a p a c i t i e s y i s

c o n s i d e r e d

t o be

o n s t a n t b e f o r e

combustion and n t h e ? r s t feW

moments

o f c o m b u s t i o n . I t

m a y , f o r

e x a m p l e ,

b e

e s t i m a t e d

as b e i n g

e q u a l

t o

1 . 4 .

[ 0 0 7 9 ] F o r a g i v e n

e n g i n e

g e o m e t r y , t h e r e

i s

a n

u n c h a n g i n g

r e l a t i o n s h i p b e t W e e n t h e

volume

V n d t h e a n g l e 6 . T o e s t i

mate t h e

volume

V nd

t s d e r i v a t i v e

dV

a t a b l e o f

a l u e s g i v i n g

t h e volumeV

o r

d i f f e r e n t

v a l u e s

o f 6

i s u s e d .

[ 0 0 8 0 ] The t e m p e r a t u r e T a n d i t s

d e r i v a t i v e

dT

a r e

c a l c u l a t e d

on

h e

b a s i s of a i d volume V nd r e s s u r e p .

[ 0 0 8 1 ]

A c c o r d i n g

t o a ? r s t

Way

o f


T , i t i s

assumed t h a t t h e g a s i s a p e r f e c t g a s . I t can t h e r e f o r e be

W r i t t e n

t h a t ,

a t a n y

i n s t a n t :

PV

( 6 )

mr

: O I I S I B I I I

[ 0 0 8 2 ] T h u s , a t tWo d i f f e r e n t moments

o r

tWo d i f f e r e n t

a n g l e s :

P Q _ V Q

_

P < > _ V < >

( 7 )

T9 _ To

[ 0 0 8 3 ] From h i s We an deduce:

P a v e

( 3 )

T

=

T

Q

0 P0 V0


6/8

US 010/0191478

A 1

W h e r e :

T O ,

p 0 ,

VO a r e t h e i n i t i a l

t e m p e r a t u r e , p r e s s u r e

and

volume

( i . e . t h e v a l u e s upon

l o s u r e

o f

t h e i n l e t v a l v e ) .

T e , p 6 ,

Ve

a r e t h e

t e m p e r a tu r e , p r e s s u r e and volume t

t h e

a n g l e

0 .

[ 0 0 8 4 ]

The

t e m p e r a t u r e i s

t h e r e f o r e e s t i m a t e d f o r e a c h

v a l u e o f t h e a n g l e 0 , f r o m

i n i t i a l

p r e s s u r e , t e m p e r a t u r e a n d

volume c o n d i t i o n s

a t t h e s t a r t o f t h e c y c l e ,

p r e f e r a b l y

j u s t

a f t e r t h e

i n l e t v a l v e c l o s e s .

[ 0 0 8 5 ] The n i t i a l t e m p e r a t u r e can be o n s i d e r e d t o be con

s t a n t and e q u a l t o 300K, o r a l t e r n a t i v e l y , i t can be made t o

depend on h e

a d m i t t e d - a i r t e m p e r a t u r e ,

i f t h i s i s b e i n g mea

s u r e d .

[ 0 0 8 6 ] T h i s method

may b e

p r e f e r r e d b e c a u s e i t e n t a i l s

v e r y

f e W

c a l c u l a t i o n s , g i v e n t h a t

i s c a l c u l a t e d

u s t

o n c e p e r c y c l e a n d h i s r e s u l t n e e d m e r e l y

b e

m u l t i p l i e d b y peVe o r e a c h neW a l u e o f

t h e

a n g l e

0 .

[ 0 0 8 7 ]

A c c o r d i n g

t o a s e c o n d Way

o f c a l c u l a t i n g T ,

i t i s

a g a i n assumed h a t t h e

g a s

i s a p e r f e c t

g a s

(pVImrT, Where

mr s

c o n s t a n t ) ,

b u t

h i s

t i m e t i s

t h e

f o l l o W i n g

t h a t

s deduced

from h i s :

[ 0 0 88 ] T h i s e x p r e s s i o n c o u l d b e r e i n t r o d u c e d i n t o t h e

e x p r e s s i o n f o r C 6 , b u t

t h a t

Would c a u s e

t h e

d e r i v a t i v e o f

p r e s s u r e

M

W

t o

r e a p p e a r ,

and t h i s d e r i v a t i v e i s

a s o u r c e

of o i s e i n

t h e

c a l c u l a t i o n .

[ 0 0 8 9 ]

A i f f e r e n t

Way f

e x p r e s s i n g

ldT

T

w i l l

t h e r e f o r e b e

p r e f e r a b l e .

[ 0 0 9 0 ]

T o d o t h a t , e x p r e s s i o n

( 9 )

i s d i s c r e t i Z e d a n d t h e

v a l u e s

a d o p t e d

by

,

p , T a r e c o n s i d e r e d a t t h e

a n g l e s

0 and

0 - A 0 , Where A0 s c o n s t a n t a n d

r e p r e s e n t s t h e

s t e p s i Z e o f

t h e

c a l c u l a t i o n . E x p r e s s i o n

( 9 ) t h e n b e c o m e s :

[ 0 0 9 1 ]

The f o l l o W i n g e x p r e ss i o n

f o r

t h e

t e m p e r a t u r e

T

t

t h e a n g l e 0

i s t h e n d e d u c e d ,

a s a f u n c t i o n o f t h e

t e m p e r a t u r e

a t

t h e a n g l e 0 - A 0 :

J u l .

2 9 ,

2 0 1 0

T _ T

1

1 1 )

Q

_ 9 A 1

P 0 A A 0

+ V Q e A Q

_ 1 ]

P 0

A0

[ 0 0 9 2 ] T h e t e m p e r a t u r e

i s

t h e r e f o r e e s t i m a t e d r e c u r s i v e l y

f o r

e a c h

v a l u e o f t h e a n g l e 0 , f r o m

a n

i n i t i a l t e m p e r a t u r e

c o r r e s p o n d i n g t o t h e t e m p e r a t u r e i n t h e c y l i n d e r a t t h e

moment t h e i n l e t v a l v e c l o s e s . I t may be

c o n s i d e r e d

t o be

c o n s t a n t

a n d

e q u a l t o

3 0 0 K ,

o r

a l t e r n a t i v e l y may e d e p e n

d e n t

on

n

a d m i t t e d - a i r

t e m p e r a t u r e measured

by p p r o p r i a t e

means.

[ 0 0 9 3 ]

T o

? n i s h f f ,

t h e

e x p r e s s i o n

o f 6 s a l s o

d i s c r e t i Z e d ,

a n d

t h e

v a l u e

o f Ce

o r

e a c h v a l u e o f 0

i s

g i v e n by h e

f o r m u l a :

[ 0 0 9 4 ] F u r t h e r m o r e , e x p r e s s i o n ( 9 ) , ( l l ) o r ( 1 2 ) c a n b e

s i m p l i ? e d

t i l l f u r t h e r ,

i n t e r m s

o f c o m p u t a t i o n , b y

s i m p l i f y

i n g

t h e

e x p r e s s i o n

f o r V

o r V 6 ) .

[ 0 0 9 5 ] S p e c i ? c a l l y ,

a s

s t a t e d h e r e i n a b o v e , t h e l a W r e l a t i n g

t o t h e

volume

V ,

W h i c h i s

u n c h a n g i n g f o r a

g i v e n e n g i n e

g e o m e t r y ,

may

e d e t e r m i n e d

by

t a b l e o f a l u e s , a s s o c i a t i n g

t h e volume a l u e

W i t h

e a c h v a l u e

o f

0 .

[ 0 0 9 6 ]

I n an o n b o a r d s y s t e m , i t i s n o n e t h e l e s s a d v a n t a

g e o u s to r e d u c e t h e s i Z e o f

t h e

t a b l e s o f v a l u e s b e c a u s e t h e s e

use

up

memory

e s o u r c e s . The s i m p l i ? c a t i o n s e t o u t h e r e i n

a f t e r W i l l a t t h e v e r y l e a s t make t p o s s i b l e t o r e d u c e t h e s i Z e

o f t h e t a b l e s o f

v a l u e s

h e l d i n memory,

and t

m o s t ,

make

t

p o s s i b l e t o d i s p e n s e W i t h t h e s e .

[ 0 0 9 7 ]

R a t h e r

t h a n u s i n g t h e t r u e volume n t h e c a l c u l a t i o n s

s e t

o u t

h e r e i n a b o v e ,

u s e

i s made

n

t s

p l a c e

o f

a p a r a b o l i c

l a W

V P

g i v e n b y t h e e x p r e s s i o n :

V P I V O + K P G 2

W h e r e

V 0

i s

c o n

s t a n t a n d i s

t h e

volume t TDC d e a d v o l u m e ) ,

KP s

a c o e f ? c i e n t t h a t n e e d s t o be d j u s t e d s o t h a t t h e

c u r v e

of

VP s

v e r y

c l o s e t o t h e

c u r v e o f V e a r

TDC.

[ 0 0 9 8 ]

V P

may h u s b e s u b s t i t u t e d f o r V o r V 6 )

t h r o u g h o u t

t h e

a f o r e m e n t i o n e d c a l c u l a t i o n s : f o r

c a l c u l a t i n g t h e

t e m p e r a

t u r e s T6

a n d T e _ A 6

and n t h e t e r m

[ 0 0 9 9 ] C o m p u t a t i o n

t i m e

i s t h e r e f o r e s a v e d a n d r e s o u r c e s

are economiZed.

[ 0 1 0 0 ] A c c o r d i n g

t o t h e

i n v e n t i o n ,

t h e e n d

o f c o m b u s t i o n

EOC

a l c u l a t i o n

c a n b e p e r f o r m e d t h r o u g h


t h e

CA90

r a t h e r

t h a n

by

e s t i m a t i n g t h e e n d

o f c o m b u s t i o n

u s i n g t h e

method e t o u t a b o v e .

[ 0 1 0 1 ]

CA90

s

t h e

c r a n k a n g l e , f o r

a

d e t e r m i n e d

c y c l e , a t

Which

9 0

f t h e c h a r g e p r e s e n t i n t h e c o m b u s t i o n chamber

h a s been u r n t .

[ 0 1 0 2 ]

I t c o r r e s p o n d s t o t h e a n g l e a t

W h i c h

dQ

( 2 4


7/8

US 010/0191478

A 1

W h e r e

Q

n d 0 ar e a s

e x p l a i n e d

a b o v e )

r e a c h e s

9 0

o f i t s

maximum

m p l i t u d e

A M .

[ 0 1 0 3 ] T h i s maximum m p l i t u d e AM ay e

m e a s u r e d

b y

c a l c u l a t i n g t h e d i f f e r e n c e b e t W e e n :

[ 0 1 0 4 ] t h e

maximum

and

minimum

a l u e s

o f Q ;

o r

[ 0 1 0 5 ] t h e maximum a l u e o f Q nd e r o ; o r

[ 0 1 0 6 ]

Z e r o

o r t h e minimum

a l u e o f Q ,

and

h e a n g l e

a t

t h e e n d o f i n t e g r a t i o n

o f

Q f t h i s

c o r r e s p o n d s

t o t h e

maximum a l u e o f Q .

[ 0 1 0 7 ] Once t h e

SOC

a n d

EOC a v e

b e e n d e t e c t e d ,

t h e

c o r r e s p o n d i n g

c r a n k

a n g l e s

a r e

r e c o r d e d .

[ 0 1 0 8 ] The v a l u e s

o f

t h e s e n a n g l e s a r e s t o r e d i n memory

and

h e i r

means a r e

determined.

[ 0 1 0 9 ]

The i f f e r e n c e betWeen

h e s e

tWo

a l u e s

EOC-SOC

p r o v i d e s a n image o f

t h e rate

o f c o m b u s t i o n .

[ 0 1 1 0 ]

The

c a l c u l a t e d

v a l u e

EOC-SOC

s i n j e c t e d i n t o

a

map o f t h e

t y p e

i n t h e

e x a m p l e

o f a t t a c h e d F I G . 2 .

[ 0 1 1 1 ]

The

u t p u t from h i s map

r o v i d e s

t h e e t h a n o l c o n

t e n t i n

t h e

f u e l t h a t i s

i n t h e

p r o c e s s o f

b e i n g c o n s u m e d .

[ 0 1 1 2 ]

The

a l u e

from

h e

a f o r e m e n t i o n e d

map

s

s t o r e d

i n

memory

n a p p r o p r i a t e means

u n t i l

a d i f f e r e n t e t h a n o l con

t e n t i s l e a r n t .

[ 0 1 1 3 ]

The

e n g i n e

management

s y s t e m c a l i b r a t i o n s a r e

t h e n a d a p t e d t o t h i s e t h an o l c o n t e n t v a l u e i g n i t i o n a d v a n c e

m a p s

f o r e x a m p l e ) t o g u a r a n te e o p t i m a l e n g i n e

r u n n i n g .

[ 0 1 1 4 ] The a t e of

combustion

EOC-SOC an

be

e s t i m a t e d

b y a l c u l a t i n g

t h e

C A 1 0 ,

a t h e r

t h a n b y e s t i m a t i n g

t h e

s t a r t

o f

c o m b u s t i o n u s i n g t h e method e t o u t a b o v e .

[ 0 1 1 5 ] The CA10

s

t h e a n g l e a t W h i c h 10

o f

t h e c h a r g e

p r e s e n t i n t h e

combustion

chamber a s been u r n t . l t c o r r e

s p o n d s t o t h e a n g l e a t W h i c h

r e a c h e s

1 0 o f t s maximum a m p l i t u d e A M .

[ 0 1 1 6 ]

T h i s maximum

a m p l i t u d e AM

a n b e m e a s u r e d

by

c a l c u l a t i n g t h e d i f f e r e n c e

b e t W e e n :

[ 0 1 1 7 ]

t h e maximum a n d minimum a l u e s

o f Q ;

or

[ 0 1 1 8 ] t h e maximum a l u e o f Q n d

Z e r o ;

or

[ 0 1 1 9 ]

Z e r o

o r t h e minimum

a l u e o f Q ,

and

h e

a n g l e a t

t h e e n d

o f

i n t e g r a t i o n

o f

Q

f

t h i s

c o r r e s p o n d s t o

t h e

maximum

a l u e

o f Q .

1 - 6 . c a n c e l e d )

7 . A method f o r

e s t i m a t i n g e t h a n o l c o n t e n t o f

a f u e l

i n j e c t e d

i n t o

an

n t e r n a l

combustion

e n g i n e ,

over

number n

o f c y c l e s n

b e i n g a n i n t e g e r g r e a t er t h a n o r

e q u a l t o

1 )

o f

d i s p l a c e m e n t o f

a

p i s t o n i n

a

c y l i n d e r ,

c o m p r i s i n g :

d e t e r m i n i n g a

s t a r t o f

combustion

of f u e l i n j e c t e d f o r each

o f t h e c y c l e s ;


t h e

mean

t a r t of

combustion

a n g l e

from

t h e

s t a r t o f combustion a l u e s r e c o r d e d f o r t h e

n

y c l e s ;

d e t e r m i n i n g an end o f combustion o f a f u e l i n j e c t e d f o r

e a c h o f t h e n y c l e s ;


t h e mean n d

o f

o m b u s t i o n a n g l e

from

h e

end

o f combustion a l u e s r e c o r d e d f o r t h e n y c l e s ;


a c o m b u s t i o n d e l a y b e t W e e n t h e c a l c u l a t e d

s t a r t

of combustion time

and

h e c a l c u l a t e d

end

of com

b u s t i o n t i m e ; a n d

J u l .

2 9 ,

2 0 1 0

d e d u c i n g


from

t h e c o m b u s t i o n d e l a y ,

on

t h e b a s i s of determined

model

r a

l o o k - u p

l i s t

p r o v i d

i n g t h e

r e l a t i o n s h i p

b e t W e e n t h e

c o m b u s t i o n

d e l a y s a n d

t h e

e t h a n o l c o n t e n t s .

8 .

The method s

c l a i m e d

i n c l a i m 7 , Wherein t h e e t h a n o l

c o n t e n t s s t o r e d i n memory n t i l a d i f f e r e n t e t h an o l c o n t e n t s

l e a r n e d .

9 . The method

a s

c l a i m e d

i n

c l a i m 7 , W h e r e i n , f o r p l u r a l

s u c c e s s i v e a n g l e s t h a t

a

c r a n k s h a f t o f

t h e

e n g i n e

a d o p t s

W i t h i n e a c h c y c l e , a v a r i a b l e C6 s e v a l u a t e d a t a n a n g l e 0 o f

t h e

c r a n k s h a f t i n

t h e

c o m b u s t i o n chamber

f t h e c y l i n d e r ,

t h e

v a r i a b l e

Ce

e i n g

b a s e d o n a n g u l a r d e r i v a t i v e

o f

h e q u a n t i t y

o f e n e r g y

Q

t

a n

a n g l e

0 ,

a n d a n

a n g u l a r

v a l u e ,

Which

s e q u a l

t o t h e

a n g l e

a t Which

dQ

( 2 4

r e a c h e s 1 0 o f i t s maximum

a m p l i t u d e

i s

c a l c u l a t e d ,

t h e

a n g u l a r v a l u e b e i n g r e c o r d e d

a s

a s t a r t o f o m b u s t i o n a n g u l a r

v a l u e

f o r

t h e c y c l e

i n q u e s t i o n .

1 0 . The method s c l a i m e d i n c l a i m 7 , W h e r e i n , f o r p l u r a l

s u c c e s s i v e a n g l e s t h a t

t h e

c r a n k s h a f t

o f

t h e e n g i n e

a d o p t s

W i t h i n e a c h c y c l e , a v a r i a b l e C6 s e v a l u a t e d a t a n a n g l e 0 o f

t h e

c r a n k s h a f t i n

t h e c o m b u s t i o n

chamber

f t h e c y l i n d e r , Ce

b e i n g

b a s e d

on

h e

a n g u l a r

d e r i v a t i v e

o f h e q u a n t i t y o f e n e r g y Q t a n a n g l e 0 , a n d a n a n g u l a r v a l u e ,

Which s e q u a l t o

t h e

a n g l e

a t

Which

r e a c h e s 9 0 o f i t s maximum a m p l i t u d e i s

c a l c u l a t e d ,

t h e

a n g u l a r v a l u e

b e i n g r e c o r d e d

a s

b e i n g

t h e

e n d

o f

c o m b u s t i o n

a n g u l a r v a l u e

f o r

t h e

c y c l e i n q u e s t i o n .

1 1 . The method a s c l a i m e d i n c l a i m

9 ,

Wherein t h e maxi

mum m p l i t u d e i s

m e a s u r e d b y e s ta b l i s h i n g t h e d i f f e r e n c e

b e t W e e n :

t h e

maximum a n d

minimum a l u e s o f Q ;

or

t h e maximum a l u e

o f Q

n d Z e r o ;

or

Z e r o o r

t h e

minimum

a l u e

of , and

h e a n g l e

t

t h e

end of

i n t e g r a t i o n o f Q f t h i s c o r r e s p o n d s t o t h e maximum

v a l u e o f

Q .


8/8

US 2 0 1 0 / 0 1 9 1 4 7 8 A1 J u l . 2 9 , 2010

6

1 2 .

The method

s

c l a i m e d

i n

c l a i m , w h e r e i n

t h e V a r i a b l e p

b e i n g

t h e

p r e s s u r e

i n

t h e c y l i n d e r

a t t h e

a n g l e 6 ,

C6 s c a l c u l a t e d f r o m t h e f o l l o w i n g e x p r e s s i o n : V e i n g t h e V o l u m e o f h e c o m b u s t i o n

c h a m b e r

t t h e

a n g l e

6 5

T

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t h e c o m b u s t i o n chamber t t h e

d _ Q = L E d _ T +

d _ v

a n g l e 6 ,

d 9 7

1

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0

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b e i n g

t h e

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c P / c v .

* * * * *

method for estimating the level ofethanol in a fuel-us20100191478.pdf

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