用于確定燃料的十六烷值的方法和設(shè)備的制作方法
用于確定燃料的十六烷值的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】發(fā)動機控制設(shè)備通過使用多個不同的推定邏輯來對燃料的著火性能進行多次推定，并基于多次推定的結(jié)果中的指示最低著火性能的推定的結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制，其中，所述多個不同的推定邏輯與所述多次推定一一對應(yīng)。
【專利說明】用于確定燃料的十六烷值的方法和設(shè)備
[0001]發(fā)明背景
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及推定燃料的著火性能并基于推定的結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制的發(fā)動機控制設(shè)備和發(fā)動機控制方法。
【背景技術(shù)】
[0003]柴油機通過壓燃所噴射的燃料來燃燒所噴射的燃料。市場上可買到的、柴油機用作燃料的輕油具有不同的成分，并且它們的著火性能也不同。燃料的著火性能顯著地影響發(fā)生斷火的狀況、發(fā)動機輸出等。因此，為了提高柴油機的輸出性能、燃料經(jīng)濟性能和排放性能，必須檢查當前使用的燃料的著火性能和根據(jù)燃料的著火性能的檢查結(jié)果來調(diào)節(jié)關(guān)于燃料噴射定時和燃料噴射量等的發(fā)動機控制的執(zhí)行方式。
[0004]通過輕油的十六烷值來評價用作柴油機的燃料的輕油的著火性能。樣本輕油的十六烷值由在十六烷和α-甲基萘的混合物中的十六烷的量的體積百分比表達，所述十六烷和α-甲基萘的混合物呈現(xiàn)出與樣本輕油相同的著火性能。
[0005]已經(jīng)提出了用于推定燃料的十六烷值的各種邏輯。例如，日本專利申請公報N0.2011-256840 (JP 2011-256840Α)公開了一種邏輯，在所述邏輯中，基于在燃料噴射后的柴油機的轉(zhuǎn)動變化、燃料噴射定時和燃料噴射時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系來推定柴油機的燃料的十六烷值。
[0006]可想到的是通過使用不同的推定邏輯來推定燃料的著火性能。在這種情況下，由于推定原理的差異，不同的推定邏輯有時提供不相同的推定結(jié)果。因此，這可能會導致發(fā)動機控制振蕩(hunting)。
[0007]例如，假定基于推定邏輯A的推定給出了當前使用的燃料的十六烷值較低的推定結(jié)果，而基于推定邏輯B的推定給出了當前使用的燃料的十六烷值較高的推定結(jié)果。在這種情況下，在實施基于推定邏輯A的推定之后，實施基于設(shè)想使用了十六烷值較低的燃料而設(shè)計的發(fā)動機控制；另一方面，在實施基于推定邏輯B的推定之后，實施基于設(shè)想使用了十六烷值較高的燃料而設(shè)計的發(fā)動機控制。因此，每次實施基于推定邏輯之一的推定，都要改變發(fā)動機控制的執(zhí)行模式，并且因此，控制變得不穩(wěn)定。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明提供發(fā)動機控制設(shè)備和發(fā)動機控制方法，所述發(fā)動機控制設(shè)備和發(fā)動機控制方法能夠抑制控制振蕩，并且因此能夠適當?shù)貓?zhí)行發(fā)動機控制，即使在采用多個不同的推定邏輯來推定燃料的著火性能的情況下也是如此。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一方面的發(fā)動機控制設(shè)備通過使用多個不同的推定邏輯來執(zhí)行對燃料的著火性能的多次推定，并基于所述多次推定的結(jié)果中的指示最低著火性能的推定結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制，其中，所述多個不同的推定邏輯與所述多次推定一一對應(yīng)。
[0010]在上述構(gòu)造中，當多次推定給出了不同的推定結(jié)果時，指示多個推定結(jié)果中的最低著火性能的推定結(jié)果用作執(zhí)行發(fā)動機控制的基礎(chǔ)。因此，即使輸出不同的推定結(jié)果，也能夠抑制控制振蕩。此外，由于指示多個推定結(jié)果中的最低著火性能的推定結(jié)果用于執(zhí)行發(fā)動機控制，可以適當?shù)卮_保阻止斷火的穩(wěn)健性。因此，根據(jù)上述構(gòu)造，即使使用多個推定方法推定當前使用的燃料的著火性能，也能夠抑制控制振蕩，并且能夠適當?shù)貓?zhí)行發(fā)動機控制。
[0011]在第一方面中，發(fā)動機控制設(shè)備可以基于發(fā)生斷火的狀況來推定燃料的著火性能、基于加燃料的量來推定燃料的著火性能、以及基于通過燃料的燃燒產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小來推定燃料的著火性能。
[0012]如果燃料的著火性能較低，則可能發(fā)生斷火。因此，可以從發(fā)生斷火的狀況推定當前使用的燃料的著火性能。此外，在加燃料之后，燃料箱中的燃料的成分通常會改變，因此，燃料的著火性能改變?？梢詮募尤剂系牧揩@得燃料的著火性能的最大變化量。再者，如果燃料的著火性能降低，則每單位質(zhì)量的燃料燃燒而產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩改變。因此，也可以從通過燃料的燃燒產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小推定當前使用的燃料的著火性能。因此，在上述構(gòu)造中，基于發(fā)生斷火的狀況、加燃料的量和通過燃料的燃燒產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小來推定當前使用的燃料的著火性能。
[0013]如果多次推定給出了不同的結(jié)果，則基于這些不同的推定結(jié)果中指示最低著火性能的推定結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制。因此，即使給出了不同的推定結(jié)果，也能夠抑制控制振蕩。此外，由于通過使用指示最低著火性能的推定結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制，所以可以適當?shù)卮_保阻止斷火的穩(wěn)健性。因此，根據(jù)上述構(gòu)造，即使使用多個推定方法推定當前使用的燃料的著火性能，也能夠抑制控制振湯，并且能夠適當?shù)貓?zhí)打發(fā)動機控制。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第二方面的發(fā)動機控制方法包括:通過使用多個不同的推定邏輯來執(zhí)行對燃料的著火性能的多次推定，所述多個不同的推定邏輯與所述多次推定一一對應(yīng)；和基于所述多次推定的結(jié)果中的指示最低著火性能的推定結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]以下將參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)重要性，在附圖中，相同的附圖標記指示相同的元件，并且其中:
[0016]圖1是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的發(fā)動機控制設(shè)備的總體構(gòu)造的總體視圖；
[0017]圖2是示出了設(shè)置在應(yīng)用所述實施例的柴油機中的噴射器的側(cè)面部分的結(jié)構(gòu)的首丨J視圖;
[0018]圖3是示出了燃料噴射率的時間波形的一個示例的圖表；
[0019]圖4是示出了在上述實施例中采用的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的計算程序的處理過程的流程圖；
[0020]圖5A是示出了在執(zhí)行用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射之前和之后的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化的圖表，并且圖5B是示出了在執(zhí)行用于檢測十六烷值的燃料噴射之前和之后的轉(zhuǎn)速差的變化的圖表；
[0021]圖6是示出了在所述實施例中采用的控制用十六烷值設(shè)定程序的處理過程的流程圖；和
[0022]圖7是時間圖，其示出了在所述實施例的發(fā)動機控制設(shè)備中的基于斷火檢測的十六烷值、基于加燃料確定的十六烷值、基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值和控制用十六烷值的變化方式的一個示例。
【具體實施方式】
[0023]以下，將參照圖1至圖7詳細地說明其中實施根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機控制設(shè)備的實施例。順便提及，該實施例的控制設(shè)備應(yīng)用到待安裝在車輛中的柴油機。
[0024]如圖1所示，應(yīng)用該實施例的控制設(shè)備的柴油機的燃料箱10設(shè)有燃料表11，所述燃料表11測量燃料箱10中剩余的燃料量。此外，燃料箱10連接有燃料供給通路12，所述燃料供給通路12用于傳送待供給到柴油機的燃料。燃料供給通路12的中間部分設(shè)有高壓燃料泵13，所述高壓燃料泵13從燃料箱10泵送燃料，然后將燃料加壓并排出已加壓的燃料。燃料供給通路12的下游端部連接到保持加壓燃料的共軌14。共軌14連接有用于柴油機的氣缸的噴射器16。每個噴射器16都設(shè)有燃料壓力傳感器17，所述燃料壓力傳感器17檢測噴射器16中的燃料壓力。此外，噴射器16連接到返回通路18，所述返回通路18用于將過剩的燃料量返回到燃料箱10。
[0025]如此構(gòu)造的柴油機通過電子控制單元19控制。電子控制單元19包括微型計算機，所述微型計算機執(zhí)行與發(fā)動機控制有關(guān)的各種計算處理。此外，電子控制單元19設(shè)有輸入電路，所述輸入電路接受來自檢測柴油機的操作狀況的各種傳感器的信號輸入。燃料表11和燃料壓力傳感器17連接到輸入電路。連接到輸入電路的其它傳感器包括檢測進氣壓力的進氣壓力傳感器20、檢測柴油機的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器21、檢測柴油機的冷卻劑的溫度的冷卻劑溫度傳感器22、檢測加速器踏板的踩踏量的加速器踏板傳感器23和檢測車輛速度的車輛速度傳感器24等。此外，電子控制單元19設(shè)有用于致動器的驅(qū)動電路，所述致動器驅(qū)動柴油機的各種部分。驅(qū)動電路包括用于驅(qū)動氣缸的噴射器16的電路。
[0026]將說明設(shè)置用于柴油機的各個氣缸的每個噴射器16的構(gòu)造的其它細節(jié)。該柴油機采用電力驅(qū)動型噴射器作為噴射器16。
[0027]如圖2中所示，每個噴射器16都具有殼體30，所述殼體30具有中空圓筒形形狀。在殼體30內(nèi)布置有針閥31，所述針閥31用于沿著圖2中的上下方向往復運動。此外，殼體30的在圖2中相對于針閥31位于上部的一部分內(nèi)布置有彈簧32，所述彈簧32總是沿著圖2中的向下方向推壓針閥31。
[0028]此外，在殼體30內(nèi)形成有兩個燃料室，所述兩個燃燒室通過針閥31彼此分離，更具體地，所述兩個燃料室是在圖2中相對于針閥31位于相對下部的噴嘴室33和在圖2中相對于針閥31位于相對上部的壓力室34。
[0029]噴嘴室33設(shè)有噴射孔35，所述噴射孔35連通噴嘴室33的內(nèi)部和殼體30的外部。噴嘴室33與引入通路36相連，所述引入通路36形成在殼體30內(nèi)。引入通路36連接到共軌14(圖1)。燃料從共軌14經(jīng)由引入通路36供給到噴嘴室33中。
[0030]另一方面，壓力室34通過連通通路37連接到噴嘴室33，并且通過排出通路38連接到上述返回通路18。此外，在壓力室34內(nèi)設(shè)置有閥體40，所述閥體40由壓電(pressure-electric)致動器39驅(qū)動，所述壓電致動器39通過層壓壓電元件而形成，所述壓電元件例如是壓電式(piezoelectric)元件。因而,通過驅(qū)動閥體40使壓力室34選擇性地與連通通路37和排出通路38中的一個連通。
[0031]如上所述的燃料壓力傳感器17設(shè)置成與圖2中的噴射器16的上部部分成一體。燃料壓力傳感器17構(gòu)造成用于檢測引入通路36內(nèi)的燃料壓力。
[0032]如此構(gòu)造的噴射器16中的每個都按照如下方式操作。壓電致動器39在沒有接通驅(qū)動電壓時呈現(xiàn)出收縮狀態(tài)，在所述收縮狀態(tài)，壓電致動器39的整體長度減小，以將閥體40定位使得壓力室34與連通通路37連通并且與排出通路38斷開的位置。此時，噴嘴室33和壓力室34彼此連通，以便使兩個室中的壓力基本相等。因此，此時，彈簧32的彈性力使針閥31到達圖2中的下部，以關(guān)閉噴射孔35。因此，此時，不從噴射器16噴射燃料。
[0033]另一方面，當壓電致動器39接通驅(qū)動電壓時，壓電致動器39的整體長度增大，從而將閥體40定位使得壓力室34與連通通路37斷開并且與排出通路38連通的位置。此時，從壓力室34排出燃料，并且壓力室34中的壓力下降。因此，噴嘴室33中的壓力變得大于壓力室34中的壓力。此時，由于壓力差,彈簧32的彈性力使針閥31在圖2中向上移動，即，運動遠離針閥31關(guān)閉噴射孔35的位置。因此，此時，噴射器16噴射燃料。
[0034]在如上所述構(gòu)造的實施例中，電子控制單元19執(zhí)行柴油機的燃料噴射控制。具體地，電子控制單元19從發(fā)動機轉(zhuǎn)速、加速器踏板的踩踏量和所使用的燃料的十六烷值的推定值(控制十六烷值)來計算燃料噴射量的目標值(目標燃料噴射量)。此外，電子控制單元19從目標燃料噴射量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速來計算燃料噴射定時的目標值和燃料噴射持續(xù)時間的目標值。然后，根據(jù)這些計算出的目標值，電子控制單元19將驅(qū)動電壓施加到每個噴射器16的壓電致動器39，從而控制燃料噴射。
[0035]此外，在該實施例中，與上述燃料噴射控制相結(jié)合，電子控制單元19基于由設(shè)置用于各個噴射器16的燃料壓力傳感器17所檢測到的燃料壓力來實施形成每個噴射器16的燃料噴射率(每單位時間噴射的燃料量)的時間波形的控制。這個控制按照如下方式進行。
[0036]在噴射器16的針閥31根據(jù)施加到壓電致動器39的驅(qū)動電壓而開始從噴射孔35提升之后，噴嘴室33中的燃料壓力隨針閥31的提升量的增大而逐漸減小。然后，停止施加驅(qū)動電壓，并且針閥31的提升量減小。隨著閥的提升量的減小，噴嘴室33中的燃料壓力逐漸升高。因此，利用由噴射器16的燃料壓力傳感器17檢測到的燃料壓力，能夠明確地確定針閥31開始提升的定時(閥打開驅(qū)動開始定時Tos)、燃料噴射率變成最大的定時(達到最大噴射率的定時Toe)、燃料噴射率開始減小的定時(燃料噴射率減小開始定時Tcs)和針閥31結(jié)束提升的定時(達到最小提升的定時Tee)。然后，從這些所確定的定時，可以獲得如圖3中所示的燃料噴射率的時間波形。從該波形，能夠以非常高的準確度檢查燃料噴射的實際狀況。順便提及，在這個實施例中，電子控制單元19獲得每個噴射器16內(nèi)的燃料壓力的變化率(燃料壓力的時間導數(shù))，并且基于該變化率獲得上述定時。
[0037]此外，在這個實施例中，電子控制單元19推定當前使用的燃料的十六烷值，即，推定燃料的著火性能。然后，根據(jù)推定結(jié)果，電子控制單元19調(diào)節(jié)控制燃料噴射定時、控制燃料噴射量、控制EGR量、控制增壓率等的方式。這改進了柴油機的輸出性能、燃料經(jīng)濟性能和排放性能。例如，當推定出當前使用的燃料的十六烷值較低時，電子控制單元19改變控制的方式，例如增加引燃噴射的執(zhí)行次數(shù)或增加引燃噴射量、使引燃噴射的定時和主噴射的定時提前、減小EGR的量、提高增壓率等，以便抑制由燃料較低的著火性能所引起的斷火。
[0038]在該實施例的發(fā)動機控制設(shè)備中，通過使用三個推定邏輯來推定燃料的十六烷值。這三個推定邏輯是基于斷火的燃料十六烷值推定、基于加燃料的燃料十六烷值推定和基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的燃料十六烷值推定。下面將詳細說明這三個推定邏輯。
[0039]【基于斷火的十六烷值推定】如果使用十六烷值較低(其著火性能較差)的燃料，則斷火的發(fā)生率增大。因此，能夠從發(fā)生斷火的狀況推定當前使用的燃料的十六烷值。
[0040]具體地，電子控制單元19從發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化來檢測斷火。然后，當檢測到斷火的次數(shù)達到預定值時，電子控制單元19基于發(fā)生斷火的狀況減小燃料的十六烷值的推定值，即，基于斷火檢測的十六烷值的值。順便提及，在加燃料時，基于斷火檢測到的十六烷值的值被重置為初始值。每次加燃料時，檢測到斷火的次數(shù)都被清除到“O”。
[0041]【基于加燃料的十六烷值推定】當向燃料箱10加燃料時，燃料箱10中的燃料成分改變，并且燃料的十六烷值改變。也可以從加燃料之前的燃料的十六烷值、加燃料的量等獲得十六烷值的變化幅度的最大值。
[0042]具體地，當由于燃料箱10中剩余的燃料量增加而認識到已經(jīng)加燃料時，基于所加的燃料是預期使用的所有燃料中的十六烷值最低的燃料的假設(shè)，電子控制單元19推定加燃料之后的燃料的十六烷值?；谝韵卤磉_式(I)計算此時推定的十六烷值，即，基于加燃料確定的十六烷值Cr。在以下表達式⑴中，F(xiàn)b表示加燃料之前燃料箱10中剩余的燃料量(加燃料之前的剩余燃料量)，F(xiàn)r表示加到燃料箱10中的燃料量(燃料箱增加的燃料量或加燃料的量)，并且Fa表示加燃料之后燃料箱10中剩余的燃料量(加燃料之后的剩余燃料量)。此外，Cb表示加燃料之前的燃料箱10中的燃料的十六烷值推定值(加燃料之前的十六烷值)，并且Cm表示預期使用的燃料的十六烷值中的最小值(最小十六烷值)。
[0043]Cr = (CbXFb+CmXFr)/Fa...(I)
[0044]順便提及，在認識到加燃料時計算基于加燃料確定的十六烷值。然后，在基于燃料噴射之后所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小獲得十六烷值的推定結(jié)果的時間點，將基于加燃料確定的十六烷值的值重置為初始值。
[0045]【基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的十六烷值推定】燃料的著火性能越高，燃燒之后剩下的未燃燒的燃料量就越少，并且燃料噴射之后所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩就越大。因此，當滿足以下說明的執(zhí)行條件時，電子控制單元19噴射少量燃料，獲得通過所噴射的少量燃料燃燒所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩(所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩)的大小，然后從所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小推定燃料的十六烷值。
[0046]具體地，通過圖4中所示的基于轉(zhuǎn)矩確定十六烷值的計算程序的處理來基于燃料噴射之后產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小推定十六烷值(基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值)。在柴油機操作期間，在每個預定的控制循環(huán)時間，電子控制單元19重復地執(zhí)行該程序的處理。
[0047]當該程序的處理開始時，首先在步驟SlOO中判定是否滿足執(zhí)行基于轉(zhuǎn)矩確定十六烷值的計算的條件。該執(zhí)行條件是滿足以下條件(A)至條件(C)。(A)正在執(zhí)行根據(jù)加速器操作(即，加速器踏板的踩踏)的中止實施柴油機的減速時燃料切斷。(B)在上一次對燃料箱10加燃料之后的總?cè)剂蠂娚淞看笥诨虻扔陬A定值a。順便提及，預定值α被設(shè)定成大于可以裝填到從燃料箱10延伸到噴射器16的燃料通道中的總?cè)剂狭康闹?。即，滿足條件(B)意味著，在上一次加燃料之后，上述燃料通道中的燃料已經(jīng)被從燃料箱10供給的新燃料代替。(C)已經(jīng)通過程序計算出的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值沒有與之前計算出的值連續(xù)相同了預定次數(shù)或更多次數(shù)。如果已經(jīng)通過程序計算出的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值與先前計算出的值連續(xù)相同了預定次數(shù)或更多次數(shù)，則可以認為計算出的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值從下一次計算開始保持不變。因此，在這種情況下，這個實施例停止計算基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值。順便提及，在檢測到加燃料時的時間點，清除計算出的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值保持相同的次數(shù)的計數(shù)。
[0048]如果不滿足執(zhí)行條件(否)，則程序的當前處理立即結(jié)束。如果滿足執(zhí)行條件(是)，則處理前進到步驟S101。然后，在步驟SlOl中，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機冷卻劑溫度和進氣壓力設(shè)定用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時。順便提及，使用發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機冷卻劑溫度和進氣壓力來計算燃料噴射定時的原因如下。
[0049]燃燒之后剩下的未燃燒的燃料量依據(jù)燃料噴射定時以及燃料著火性能而改變。如果燃料噴射定時較早，則從燃料噴射時開始到缸內(nèi)壓力和/或缸內(nèi)溫度降低而使得不再能夠進行燃燒時的時間較長。因此，燃料噴射定時越早，則燃燒持續(xù)時間就越長，并且燃燒后剩下的未燃燒的燃料量就越少。另一方面，燃料噴射定時約晚，從燃料噴射時開始到不再能夠進行燃燒時的上述時間就越短，并且燃燒的持續(xù)時間越短，并且因此在氣缸中剩下的未燃燒的燃料量就越多。發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，從燃料噴射時開始到缸內(nèi)壓力和/或缸內(nèi)溫度開始降低時的時間就越短。因此，為了使燃燒條件均勻化，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時需要提前的越多。
[0050]此外，當氣缸壁溫度較低時，發(fā)動機壓縮沖程中的缸內(nèi)溫度的最大值(峰值缸內(nèi)溫度)較低。當進氣壓力較低時，發(fā)動機壓縮沖程中的缸內(nèi)壓力的最大值(峰值缸內(nèi)壓力)較低。峰值缸內(nèi)溫度或峰值缸內(nèi)壓力越低，氣缸中的高溫高壓狀態(tài)的持續(xù)時間就越短，并且燃燒的持續(xù)時間也就越短。因此，為了使燃燒條件均勻化，氣缸壁溫度或進氣壓力越低，用于檢測十六烷值的燃料噴射的定時需要提前得越多。
[0051]因此，在這個實施例中，為了使用于檢測燃料的十六烷值而噴射的燃料的燃燒條件均勻化，根據(jù)當時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速、當時的氣缸壁溫度和當時的進氣壓力來調(diào)節(jié)燃料的噴射定時。具體地，在這個實施例中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時被提前得越多。同樣，在這個實施例中，發(fā)動機冷卻劑溫度(其為氣缸壁溫度的指標值)越低，用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時被提前得越多。此外，在這個實施例中，進氣壓力降低，用于檢測十六烷值的燃料噴射的定時被提前得越多。
[0052]在以上述方式設(shè)定燃料噴射定時之后，在隨后的步驟S102中，在所設(shè)定的定時噴射預定量的燃料。然后，在步驟S103中，獲得通過所述燃料噴射產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小。
[0053]在步驟S103中以如下方式計算所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。電子控制單元19在每個預定的循環(huán)時間獲取發(fā)動機轉(zhuǎn)速，并且獲得在所獲取的發(fā)動機轉(zhuǎn)速與前一個循環(huán)時間所獲取的發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的差(獲得轉(zhuǎn)速差Λ NE)。
[0054]圖5Α示出了執(zhí)行用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射之前和之后的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，并且圖5Β示出了那時的轉(zhuǎn)速差ΛΝΕ的變化。由于執(zhí)行用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射產(chǎn)生了發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，所以發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大或發(fā)動機轉(zhuǎn)速的減小率減小，使得轉(zhuǎn)速差ΛΝΕ增大。產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)速差ΛΝΕ的增大的時間導數(shù)值(其與圖5Β中的陰影線部分的面積相對應(yīng))就越大。因此，在這個實施例中，轉(zhuǎn)速差ΔΝΕ的增大的時間導數(shù)值被計算為旋轉(zhuǎn)變化量Σ △ NE，并且該旋轉(zhuǎn)變化量Σ ΛΝΕ的值用作所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的指標值。
[0055]隨后，在步驟S104中，從步驟S102中執(zhí)行的燃料噴射的燃料噴射率的時間波形獲得實際燃料噴射定時和實際燃料噴射量，并且計算燃料噴射定時和燃料噴射量的命令值與燃料噴射定時和燃料噴射量的實際值的誤差(噴射定時誤差和噴射量誤差)。然后，基于噴射定時誤差和噴射量誤差，修正旋轉(zhuǎn)變化量Σ ΛΝΕ。這個修正是修正與由噴射定時誤差和噴射量誤差引起的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的變化量相對應(yīng)的量，并且用于減輕噴射定時誤差和噴射量誤差對燃料的十六烷值推定結(jié)果的影響。具體地，噴射定時朝向提前側(cè)(噴射定時變得進一步提前的側(cè))的誤差越大，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩就越大，因此更大程度地減小旋轉(zhuǎn)變化量Σ ΔΝΕ以用于修正。此外，噴射量朝向增大量側(cè)的誤差越大，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越大，因此更大程度地減小旋轉(zhuǎn)變化量Σ ΛΝΕ以用于修正。
[0056]隨后，在步驟S105中，基于修正后的旋轉(zhuǎn)變化量Σ Λ NE和執(zhí)行燃料噴射時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速來計算燃料的推定出的十六烷值。電子控制單元19的微型計算機預存儲根據(jù)經(jīng)驗預先確定的燃料的十六烷值與旋轉(zhuǎn)變化量Σ ΛΝΕ和發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系。基于預存儲的這些關(guān)系執(zhí)行步驟S105中的計算。在計算出基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值之后，程序的當前處理結(jié)束。
[0057]【控制用十六烷值的設(shè)定】如上所述，通過使用三個不同的推定邏輯來推定當前使用的燃料的十六烷值。這些推定邏輯在推定原理方面彼此不同，并且因此有時產(chǎn)生不同的十六烷值推定結(jié)果。在這個實施例中，為了防止甚至在這種情況下出現(xiàn)控制振蕩(hunting),按照如下方式設(shè)定實際應(yīng)用于發(fā)動機控制的燃料的十六燒值推定值，即，控制用十六烷值。
[0058]通過圖6中所示的控制用十六烷值設(shè)定程序的處理來設(shè)定這個實施例中的控制用十六烷值。在柴油機操作期間，通過電子控制單元19在每個預定的控制循環(huán)時間下重復地執(zhí)行這個程序的處理。
[0059]當程序的處理開始時，首先在步驟S200中判定三個十六烷值推定值(即基于斷火檢測的十六烷值、基于加燃料確定的十六烷值和轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值)中的任一個是否已經(jīng)更新。如果這三個推定值中沒有一個已經(jīng)更新(否)，則程序的當前處理立即結(jié)束。在這種情況下，將控制用十六烷值保持為當前值。
[0060]另一方面，如果這三個十六烷值推定值中的任一個已經(jīng)更新(在S200中為是)，則將控制用十六烷值設(shè)定為基于斷火檢測的十六烷值、基于加燃料確定的十六烷值和基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值中的最小一個，即，設(shè)定為指示通過三個推定邏輯提供的十六烷值推定結(jié)果中的最低十六烷值的推定結(jié)果。此后，程序的當前處理結(jié)束。
[0061]現(xiàn)在，將參照圖7說明上述實施例的操作。圖7示出了這個實施例的發(fā)動機控制設(shè)備中的基于斷火檢測的十六烷值、基于加燃料確定的十六烷值、基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值以及控制用十六烷值的變化方式的示例。
[0062]直到時間tl為止，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值都是在基于斷火檢測的十六烷值、基于加燃料確定的十六烷值和基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值中的最小值。因此，在時間tl之前的時間段期間，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值被設(shè)定為控制用十六烷值的值。
[0063]當在時間tl加燃料時，基于加燃料確定的十六烷值的值被更新，使得基于加燃料確定的十六烷值的值變得小于基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值(其在該時間點之前是燃料的十六烷值推定值中的最小值)。因此，從時間tl開始，基于加燃料確定的十六烷值的值被設(shè)定為控制用十六烷值的值。
[0064]然后，在時間t2，滿足上述執(zhí)行條件，并且基于通過燃料的燃燒所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩來推定燃料的十六烷值(計算基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值)。在這個推定過程中，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值被計算為與之前計算出的值相同，并且因此，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值不變。依據(jù)此時計算出的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值，在時間tl由于加燃料而更新的基于加燃料確定的十六烷值的值被重置為初始值。結(jié)果，基于加燃料確定的十六烷值的值變得大于基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值，使得基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值是所述三個十六烷值推定值中的最小值。因此，從時間t2開始，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值被設(shè)定為控制用十六烷值的值。
[0065]然后，當在時間t3檢測到斷火時，基于斷火檢測的十六烷值的值減小。結(jié)果，基于斷火檢測的十六烷值的值小于基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值(其在該時間點之前是燃料的所述三個十六烷值推定值中的最小的)。因此，從時間t3開始，基于斷火檢測的十六烷值的值被設(shè)定為控制用十六烷值的值。
[0066]此后，當在時間t4加燃料時，基于加燃料確定的十六烷值的值被更新。另一方面，響應(yīng)于加燃料，基于斷火檢測的十六烷值的值被重置為初始值。結(jié)果，基于加燃料確定的十六烷值的值變得小于基于斷火檢測的十六烷值的值和基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值，使得從時間t4開始，當前更新的基于加燃料確定的十六烷值的值被設(shè)定為控制用十六烷值的值。
[0067]然后，在時間t5，滿足上述執(zhí)行條件，并且執(zhí)行計算基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的處理。在這個計算處理中，計算出基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值與先前計算出的值相同。依據(jù)此時計算出的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值，由于在時間t4加燃料而更新的、基于加燃料確定的十六烷值的值被重置為初始值。因此，結(jié)果，基于加燃料確定的十六烷值的值變得大于基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值，使得基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值是所述三個十六烷值推定值中的最小的一個。因此，從時間t5開始，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值被設(shè)定為控制用十六烷值的值。
[0068]然后，在時間t6，再次滿足執(zhí)行條件，并且再次執(zhí)行計算基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的處理。結(jié)果，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值增大。因此，從時間t6開始，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的增大的值被設(shè)定為控制用十六烷值的值。
[0069]根據(jù)上述實施例的發(fā)動機控制設(shè)備，可以實現(xiàn)以下效果。在所述實施例中，用于發(fā)動機控制的控制用十六烷值被設(shè)定為指示使用各個不同的推定邏輯所獲得的三個十六烷值(基于斷火檢測的十六烷值、基于加燃料確定的十六烷值和基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值)的推定值中的最小的一個的十六烷值的推定值。因此，即使燃料的十六烷值的推定值彼此不同，也能夠抑制控制振蕩。此外，由于指示多個十六烷值的推定值中的最小的一個的十六烷值的推定值，所以能夠確保一定的穩(wěn)健性，以阻止因為燃料的較低著火性能而導致斷火。因此，根據(jù)該實施例，即使在使用多個推定方法推定當前使用的燃料的著火性能的情況下，也能夠抑制控制振湯，并適當?shù)貓?zhí)打發(fā)動機控制。
[0070]在所述實施例中，如果基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值已經(jīng)連續(xù)預定次數(shù)被計算為相同的值，則停止進一步執(zhí)行基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的檢測。在減速時燃料切斷期間(在此期間通常不噴射燃料)，通過噴射燃料來檢測基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值，因此導致通常不必要的燃料消耗并產(chǎn)生白煙。在所述實施例中，在確定基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值已經(jīng)變得基本固定時的時間點，停止檢測基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值。因此，可以適當?shù)叵拗朴糜跈z測的燃料消耗，并限制產(chǎn)生與該檢測相關(guān)的白煙。
[0071]在所述實施例中，根據(jù)斷火的檢測結(jié)果減小基于斷火檢測的十六烷值的值，并且控制用十六烷值的值被設(shè)定為等于基于斷火檢測的十六烷值的值或比基于斷火檢測的十六烷值的值小的值。然后，在加燃料之前，保持該基于斷火檢測的十六烷值的減小的值。因此，在所述實施例中，即使在基于加燃料確定的十六烷值的值和/或基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值較大的情況下，如果發(fā)生斷火的話，將控制用十六烷值設(shè)定成較小。因此，即使當已經(jīng)導致斷火的燃燒不穩(wěn)定不是由燃料的較低著火性能引起的時候，也可以執(zhí)行發(fā)動機控制，使得可以適當?shù)匾种茢嗷?。另一方面，如果?zhí)行加燃料，則響應(yīng)于加燃料，基于斷火檢測的十六烷值的值被重置，這是由于預計到加燃料可以解除斷火的一個因素。由此，能夠執(zhí)行與實際的與燃燒穩(wěn)定性相關(guān)的狀況相稱的、適當?shù)陌l(fā)動機控制。
[0072]在這個實施例中，基于從噴射器16中的燃料壓力的檢測結(jié)果獲得的燃料噴射率的時間波形，控制設(shè)備獲得實際燃料噴射定時和實際燃料噴射量，并且修正所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩(旋轉(zhuǎn)變化量Σ ΛΝΕ)。由于用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射量較小，所以即使燃料噴射定時和/或燃料噴射量發(fā)生輕微變化，也會顯著地影響十六烷值的推定結(jié)果。然而，在所述實施例中，準確地獲得實際燃料噴射定時和實際燃料噴射量，并且修正所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的計算結(jié)果。因此，可以更加準確地基于通過燃料的燃燒所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小來推定十六烷值。
[0073]在所述實施例中，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時。具體地，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，用于檢測十六烷值的燃料噴射的定時被提前得越多。因此，能夠適當?shù)匾种扑a(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化(其取決于發(fā)動機轉(zhuǎn)速)對燃料的十六烷值的推定結(jié)果的影響。
[0074]在所述實施例中，根據(jù)氣缸壁溫度調(diào)節(jié)用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時。具體地，發(fā)動機冷卻劑溫度(其為氣缸壁溫度的指標值)越低，用于檢測十六烷值的燃料噴射的定時被提前得越多。因此，能夠適當?shù)匾种扑a(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化(其取決于氣缸壁溫度)對燃料的十六烷值的推定結(jié)果的影響。
[0075]在所述實施例中，根據(jù)進氣壓力調(diào)節(jié)用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時。具體地，進氣壓力越低，用于檢測十六烷值的燃料噴射的定時被提前得越多。因此，能夠適當?shù)匾种扑a(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化(其取決于進氣壓力)對燃料的十六烷值的推定結(jié)果的影響。
[0076]順便提及，也可以在進行以下修改的情況下執(zhí)行以上實施例。雖然在上述實施例中，基于由燃料表11檢測到的燃料箱10中剩余的燃料量的增加來檢測加燃料，但是也可以以其它方式(例如通過監(jiān)測燃料箱蓋的打開/關(guān)閉)來檢測加燃料。
[0077]雖然在該實施例中，從發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化量獲得通過燃料燃燒產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小，但是也可以從其它參數(shù)獲得通過燃料燃燒產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小，所述其它參數(shù)例如是與燃燒相關(guān)的缸內(nèi)壓力的增大量等。
[0078]雖然在該實施例中，根據(jù)進氣壓力調(diào)節(jié)用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時，但是如果可以假定檢測十六烷值時的進氣壓力是基本恒定的或如果由進氣壓力的差導致的產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化足夠小，則可以省略對燃料噴射定時的這種調(diào)節(jié)。
[0079]雖然在該實施例中，根據(jù)氣缸壁溫度來調(diào)節(jié)用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時，但是如果可以假定檢測十六烷值時的氣缸壁溫度是基本恒定的或如果由氣缸壁溫度的差導致的產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化足夠小，則可以省略對燃料噴射定時的這種調(diào)節(jié)。
[0080]雖然在該實施例中，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時，但是如果可以假定檢測十六烷值時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速是基本恒定的或如果由發(fā)動機轉(zhuǎn)速的差導致的產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化足夠小，則可以省略對燃料噴射定時的這種調(diào)節(jié)。
[0081]在上述實施例中，檢測用于檢測十六烷值的燃料噴射時的每個噴射器16中的燃料壓力的變化，并且從該檢測結(jié)果獲得實際燃料噴射定時和實際燃料噴射量。然后，在將通過燃料燃燒產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小用于推定十六烷值之前，根據(jù)以上述方式獲得的實際燃料噴射定時和實際燃料噴射量修正通過燃料燃燒所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小(旋轉(zhuǎn)變化量Σ ΛΝΕ)。然而，在可以以充分高的準確度控制燃料噴射量或燃料噴射定時的情況下，或在由于燃料噴射量和/或燃料噴射定時的變化導致的所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化足夠小的情況下，可以在不需要執(zhí)行上述修正的情況下更加準確地基于通過燃料的燃燒所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小推定燃料的十六烷值。
[0082]在上述實施例中，當響應(yīng)于檢測到斷火而暫時減小燃料的基于斷火檢測的十六烷值的值時，在加燃料之前一直保持基于斷火檢測的十六烷值的該減小的值，以便適當?shù)卮_保阻止斷火的穩(wěn)健性。在不是優(yōu)先考慮阻止斷火的穩(wěn)健性而是優(yōu)先考慮其它發(fā)動機性能(例如燃料經(jīng)濟性能或輸出性能)時，可以允許在停止檢測到斷火時增大基于斷火檢測的十六烷值的值。
[0083]在上述實施例中，如果燃料的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值已經(jīng)連續(xù)預定次數(shù)被計算為相同的值，則不再進一步檢測基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值。然而，當可以充分忽視用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射所引起的燃料消耗和與產(chǎn)生的該燃料噴射相關(guān)的白煙時，即使基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值已經(jīng)連續(xù)預定次數(shù)被計算為相同的值，也可以繼續(xù)檢測基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值。
[0084]雖然在該實施例中，在減速時燃料切斷期間檢測基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值，但是也可以在除了減速時燃料切斷以外的時間段期間檢測基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值。
[0085]雖然該實施例采用這樣的噴射器16，即，所述噴射器16中的每個均包括燃料壓力傳感器17并且通過使用壓電致動器39來操作，但是也可允許采用使用其它致動(或驅(qū)動)方法的噴射器或沒有燃料壓力傳感器17的噴射器。
[0086]接下來，以下將連同技術(shù)理念的效果一起說明可以從以上實施例及其修改方案想到的或理解到的技術(shù)理念。也可以在假設(shè)通過加燃料所供給的燃料具有考慮到使用的所有燃料中最低的著火性能的情況下基于加燃料的量推定燃料的著火性能。
[0087]也可以通過基于在為了推定而執(zhí)行的燃料噴射時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速、通過上述燃料噴射所噴射的燃料的燃燒而產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小和該燃料噴射的定時之間的關(guān)系計算著火性能的指標值的推定值，來基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小推定燃料的著火性能。
[0088]也可以通過將發(fā)動機轉(zhuǎn)速的由燃料燃燒導致的變化量用作發(fā)動機轉(zhuǎn)矩大小的指標值，來基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小推定燃料的著火性能。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動機控制設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)動機控制設(shè)備通過使用多個不同的推定邏輯來執(zhí)行對燃料的著火性能的多次推定，并基于所述多次推定的結(jié)果中的指示最低著火性能的推定的結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制，其中，所述多個不同的推定邏輯與所述多次推定--對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機控制設(shè)備，其中，所述發(fā)動機控制設(shè)備基于發(fā)生斷火的狀況執(zhí)行對燃料的著火性能的推定，基于加燃料的量執(zhí)行對燃料的著火性能的推定，并基于通過燃料的燃燒產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小執(zhí)行對燃料的著火性能的推定。
3.一種發(fā)動機控制方法，其特征在于，所述發(fā)動機控制方法包括: 通過使用多個不同的推定邏輯來執(zhí)行對燃料的著火性能的多次推定，所述多個不同的推定邏輯與所述多次推定一一對應(yīng)；和 基于所述多次推定的結(jié)果中的指示最低著火性能的推定的結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制。
【文檔編號】F02D41/00GK104204476SQ201380018298
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】土山牧男, 金子廣孝, 谷口守, 高須祐志 申請人:豐田自動車株式會社
【專利摘要】發(fā)動機控制設(shè)備通過使用多個不同的推定邏輯來對燃料的著火性能進行多次推定，并基于多次推定的結(jié)果中的指示最低著火性能的推定的結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制，其中，所述多個不同的推定邏輯與所述多次推定一一對應(yīng)。
【專利說明】用于確定燃料的十六烷值的方法和設(shè)備
[0001]發(fā)明背景
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及推定燃料的著火性能并基于推定的結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制的發(fā)動機控制設(shè)備和發(fā)動機控制方法。
【背景技術(shù)】
[0003]柴油機通過壓燃所噴射的燃料來燃燒所噴射的燃料。市場上可買到的、柴油機用作燃料的輕油具有不同的成分，并且它們的著火性能也不同。燃料的著火性能顯著地影響發(fā)生斷火的狀況、發(fā)動機輸出等。因此，為了提高柴油機的輸出性能、燃料經(jīng)濟性能和排放性能，必須檢查當前使用的燃料的著火性能和根據(jù)燃料的著火性能的檢查結(jié)果來調(diào)節(jié)關(guān)于燃料噴射定時和燃料噴射量等的發(fā)動機控制的執(zhí)行方式。
[0004]通過輕油的十六烷值來評價用作柴油機的燃料的輕油的著火性能。樣本輕油的十六烷值由在十六烷和α-甲基萘的混合物中的十六烷的量的體積百分比表達，所述十六烷和α-甲基萘的混合物呈現(xiàn)出與樣本輕油相同的著火性能。
[0005]已經(jīng)提出了用于推定燃料的十六烷值的各種邏輯。例如，日本專利申請公報N0.2011-256840 (JP 2011-256840Α)公開了一種邏輯，在所述邏輯中，基于在燃料噴射后的柴油機的轉(zhuǎn)動變化、燃料噴射定時和燃料噴射時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系來推定柴油機的燃料的十六烷值。
[0006]可想到的是通過使用不同的推定邏輯來推定燃料的著火性能。在這種情況下，由于推定原理的差異，不同的推定邏輯有時提供不相同的推定結(jié)果。因此，這可能會導致發(fā)動機控制振蕩(hunting)。
[0007]例如，假定基于推定邏輯A的推定給出了當前使用的燃料的十六烷值較低的推定結(jié)果，而基于推定邏輯B的推定給出了當前使用的燃料的十六烷值較高的推定結(jié)果。在這種情況下，在實施基于推定邏輯A的推定之后，實施基于設(shè)想使用了十六烷值較低的燃料而設(shè)計的發(fā)動機控制；另一方面，在實施基于推定邏輯B的推定之后，實施基于設(shè)想使用了十六烷值較高的燃料而設(shè)計的發(fā)動機控制。因此，每次實施基于推定邏輯之一的推定，都要改變發(fā)動機控制的執(zhí)行模式，并且因此，控制變得不穩(wěn)定。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明提供發(fā)動機控制設(shè)備和發(fā)動機控制方法，所述發(fā)動機控制設(shè)備和發(fā)動機控制方法能夠抑制控制振蕩，并且因此能夠適當?shù)貓?zhí)行發(fā)動機控制，即使在采用多個不同的推定邏輯來推定燃料的著火性能的情況下也是如此。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一方面的發(fā)動機控制設(shè)備通過使用多個不同的推定邏輯來執(zhí)行對燃料的著火性能的多次推定，并基于所述多次推定的結(jié)果中的指示最低著火性能的推定結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制，其中，所述多個不同的推定邏輯與所述多次推定一一對應(yīng)。
[0010]在上述構(gòu)造中，當多次推定給出了不同的推定結(jié)果時，指示多個推定結(jié)果中的最低著火性能的推定結(jié)果用作執(zhí)行發(fā)動機控制的基礎(chǔ)。因此，即使輸出不同的推定結(jié)果，也能夠抑制控制振蕩。此外，由于指示多個推定結(jié)果中的最低著火性能的推定結(jié)果用于執(zhí)行發(fā)動機控制，可以適當?shù)卮_保阻止斷火的穩(wěn)健性。因此，根據(jù)上述構(gòu)造，即使使用多個推定方法推定當前使用的燃料的著火性能，也能夠抑制控制振蕩，并且能夠適當?shù)貓?zhí)行發(fā)動機控制。
[0011]在第一方面中，發(fā)動機控制設(shè)備可以基于發(fā)生斷火的狀況來推定燃料的著火性能、基于加燃料的量來推定燃料的著火性能、以及基于通過燃料的燃燒產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小來推定燃料的著火性能。
[0012]如果燃料的著火性能較低，則可能發(fā)生斷火。因此，可以從發(fā)生斷火的狀況推定當前使用的燃料的著火性能。此外，在加燃料之后，燃料箱中的燃料的成分通常會改變，因此，燃料的著火性能改變?？梢詮募尤剂系牧揩@得燃料的著火性能的最大變化量。再者，如果燃料的著火性能降低，則每單位質(zhì)量的燃料燃燒而產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩改變。因此，也可以從通過燃料的燃燒產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小推定當前使用的燃料的著火性能。因此，在上述構(gòu)造中，基于發(fā)生斷火的狀況、加燃料的量和通過燃料的燃燒產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小來推定當前使用的燃料的著火性能。
[0013]如果多次推定給出了不同的結(jié)果，則基于這些不同的推定結(jié)果中指示最低著火性能的推定結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制。因此，即使給出了不同的推定結(jié)果，也能夠抑制控制振蕩。此外，由于通過使用指示最低著火性能的推定結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制，所以可以適當?shù)卮_保阻止斷火的穩(wěn)健性。因此，根據(jù)上述構(gòu)造，即使使用多個推定方法推定當前使用的燃料的著火性能，也能夠抑制控制振湯，并且能夠適當?shù)貓?zhí)打發(fā)動機控制。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第二方面的發(fā)動機控制方法包括:通過使用多個不同的推定邏輯來執(zhí)行對燃料的著火性能的多次推定，所述多個不同的推定邏輯與所述多次推定一一對應(yīng)；和基于所述多次推定的結(jié)果中的指示最低著火性能的推定結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]以下將參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)重要性，在附圖中，相同的附圖標記指示相同的元件，并且其中:
[0016]圖1是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的發(fā)動機控制設(shè)備的總體構(gòu)造的總體視圖；
[0017]圖2是示出了設(shè)置在應(yīng)用所述實施例的柴油機中的噴射器的側(cè)面部分的結(jié)構(gòu)的首丨J視圖;
[0018]圖3是示出了燃料噴射率的時間波形的一個示例的圖表；
[0019]圖4是示出了在上述實施例中采用的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的計算程序的處理過程的流程圖；
[0020]圖5A是示出了在執(zhí)行用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射之前和之后的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化的圖表，并且圖5B是示出了在執(zhí)行用于檢測十六烷值的燃料噴射之前和之后的轉(zhuǎn)速差的變化的圖表；
[0021]圖6是示出了在所述實施例中采用的控制用十六烷值設(shè)定程序的處理過程的流程圖；和
[0022]圖7是時間圖，其示出了在所述實施例的發(fā)動機控制設(shè)備中的基于斷火檢測的十六烷值、基于加燃料確定的十六烷值、基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值和控制用十六烷值的變化方式的一個示例。
【具體實施方式】
[0023]以下，將參照圖1至圖7詳細地說明其中實施根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機控制設(shè)備的實施例。順便提及，該實施例的控制設(shè)備應(yīng)用到待安裝在車輛中的柴油機。
[0024]如圖1所示，應(yīng)用該實施例的控制設(shè)備的柴油機的燃料箱10設(shè)有燃料表11，所述燃料表11測量燃料箱10中剩余的燃料量。此外，燃料箱10連接有燃料供給通路12，所述燃料供給通路12用于傳送待供給到柴油機的燃料。燃料供給通路12的中間部分設(shè)有高壓燃料泵13，所述高壓燃料泵13從燃料箱10泵送燃料，然后將燃料加壓并排出已加壓的燃料。燃料供給通路12的下游端部連接到保持加壓燃料的共軌14。共軌14連接有用于柴油機的氣缸的噴射器16。每個噴射器16都設(shè)有燃料壓力傳感器17，所述燃料壓力傳感器17檢測噴射器16中的燃料壓力。此外，噴射器16連接到返回通路18，所述返回通路18用于將過剩的燃料量返回到燃料箱10。
[0025]如此構(gòu)造的柴油機通過電子控制單元19控制。電子控制單元19包括微型計算機，所述微型計算機執(zhí)行與發(fā)動機控制有關(guān)的各種計算處理。此外，電子控制單元19設(shè)有輸入電路，所述輸入電路接受來自檢測柴油機的操作狀況的各種傳感器的信號輸入。燃料表11和燃料壓力傳感器17連接到輸入電路。連接到輸入電路的其它傳感器包括檢測進氣壓力的進氣壓力傳感器20、檢測柴油機的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器21、檢測柴油機的冷卻劑的溫度的冷卻劑溫度傳感器22、檢測加速器踏板的踩踏量的加速器踏板傳感器23和檢測車輛速度的車輛速度傳感器24等。此外，電子控制單元19設(shè)有用于致動器的驅(qū)動電路，所述致動器驅(qū)動柴油機的各種部分。驅(qū)動電路包括用于驅(qū)動氣缸的噴射器16的電路。
[0026]將說明設(shè)置用于柴油機的各個氣缸的每個噴射器16的構(gòu)造的其它細節(jié)。該柴油機采用電力驅(qū)動型噴射器作為噴射器16。
[0027]如圖2中所示，每個噴射器16都具有殼體30，所述殼體30具有中空圓筒形形狀。在殼體30內(nèi)布置有針閥31，所述針閥31用于沿著圖2中的上下方向往復運動。此外，殼體30的在圖2中相對于針閥31位于上部的一部分內(nèi)布置有彈簧32，所述彈簧32總是沿著圖2中的向下方向推壓針閥31。
[0028]此外，在殼體30內(nèi)形成有兩個燃料室，所述兩個燃燒室通過針閥31彼此分離，更具體地，所述兩個燃料室是在圖2中相對于針閥31位于相對下部的噴嘴室33和在圖2中相對于針閥31位于相對上部的壓力室34。
[0029]噴嘴室33設(shè)有噴射孔35，所述噴射孔35連通噴嘴室33的內(nèi)部和殼體30的外部。噴嘴室33與引入通路36相連，所述引入通路36形成在殼體30內(nèi)。引入通路36連接到共軌14(圖1)。燃料從共軌14經(jīng)由引入通路36供給到噴嘴室33中。
[0030]另一方面，壓力室34通過連通通路37連接到噴嘴室33，并且通過排出通路38連接到上述返回通路18。此外，在壓力室34內(nèi)設(shè)置有閥體40，所述閥體40由壓電(pressure-electric)致動器39驅(qū)動，所述壓電致動器39通過層壓壓電元件而形成，所述壓電元件例如是壓電式(piezoelectric)元件。因而,通過驅(qū)動閥體40使壓力室34選擇性地與連通通路37和排出通路38中的一個連通。
[0031]如上所述的燃料壓力傳感器17設(shè)置成與圖2中的噴射器16的上部部分成一體。燃料壓力傳感器17構(gòu)造成用于檢測引入通路36內(nèi)的燃料壓力。
[0032]如此構(gòu)造的噴射器16中的每個都按照如下方式操作。壓電致動器39在沒有接通驅(qū)動電壓時呈現(xiàn)出收縮狀態(tài)，在所述收縮狀態(tài)，壓電致動器39的整體長度減小，以將閥體40定位使得壓力室34與連通通路37連通并且與排出通路38斷開的位置。此時，噴嘴室33和壓力室34彼此連通，以便使兩個室中的壓力基本相等。因此，此時，彈簧32的彈性力使針閥31到達圖2中的下部，以關(guān)閉噴射孔35。因此，此時，不從噴射器16噴射燃料。
[0033]另一方面，當壓電致動器39接通驅(qū)動電壓時，壓電致動器39的整體長度增大，從而將閥體40定位使得壓力室34與連通通路37斷開并且與排出通路38連通的位置。此時，從壓力室34排出燃料，并且壓力室34中的壓力下降。因此，噴嘴室33中的壓力變得大于壓力室34中的壓力。此時，由于壓力差,彈簧32的彈性力使針閥31在圖2中向上移動，即，運動遠離針閥31關(guān)閉噴射孔35的位置。因此，此時，噴射器16噴射燃料。
[0034]在如上所述構(gòu)造的實施例中，電子控制單元19執(zhí)行柴油機的燃料噴射控制。具體地，電子控制單元19從發(fā)動機轉(zhuǎn)速、加速器踏板的踩踏量和所使用的燃料的十六烷值的推定值(控制十六烷值)來計算燃料噴射量的目標值(目標燃料噴射量)。此外，電子控制單元19從目標燃料噴射量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速來計算燃料噴射定時的目標值和燃料噴射持續(xù)時間的目標值。然后，根據(jù)這些計算出的目標值，電子控制單元19將驅(qū)動電壓施加到每個噴射器16的壓電致動器39，從而控制燃料噴射。
[0035]此外，在該實施例中，與上述燃料噴射控制相結(jié)合，電子控制單元19基于由設(shè)置用于各個噴射器16的燃料壓力傳感器17所檢測到的燃料壓力來實施形成每個噴射器16的燃料噴射率(每單位時間噴射的燃料量)的時間波形的控制。這個控制按照如下方式進行。
[0036]在噴射器16的針閥31根據(jù)施加到壓電致動器39的驅(qū)動電壓而開始從噴射孔35提升之后，噴嘴室33中的燃料壓力隨針閥31的提升量的增大而逐漸減小。然后，停止施加驅(qū)動電壓，并且針閥31的提升量減小。隨著閥的提升量的減小，噴嘴室33中的燃料壓力逐漸升高。因此，利用由噴射器16的燃料壓力傳感器17檢測到的燃料壓力，能夠明確地確定針閥31開始提升的定時(閥打開驅(qū)動開始定時Tos)、燃料噴射率變成最大的定時(達到最大噴射率的定時Toe)、燃料噴射率開始減小的定時(燃料噴射率減小開始定時Tcs)和針閥31結(jié)束提升的定時(達到最小提升的定時Tee)。然后，從這些所確定的定時，可以獲得如圖3中所示的燃料噴射率的時間波形。從該波形，能夠以非常高的準確度檢查燃料噴射的實際狀況。順便提及，在這個實施例中，電子控制單元19獲得每個噴射器16內(nèi)的燃料壓力的變化率(燃料壓力的時間導數(shù))，并且基于該變化率獲得上述定時。
[0037]此外，在這個實施例中，電子控制單元19推定當前使用的燃料的十六烷值，即，推定燃料的著火性能。然后，根據(jù)推定結(jié)果，電子控制單元19調(diào)節(jié)控制燃料噴射定時、控制燃料噴射量、控制EGR量、控制增壓率等的方式。這改進了柴油機的輸出性能、燃料經(jīng)濟性能和排放性能。例如，當推定出當前使用的燃料的十六烷值較低時，電子控制單元19改變控制的方式，例如增加引燃噴射的執(zhí)行次數(shù)或增加引燃噴射量、使引燃噴射的定時和主噴射的定時提前、減小EGR的量、提高增壓率等，以便抑制由燃料較低的著火性能所引起的斷火。
[0038]在該實施例的發(fā)動機控制設(shè)備中，通過使用三個推定邏輯來推定燃料的十六烷值。這三個推定邏輯是基于斷火的燃料十六烷值推定、基于加燃料的燃料十六烷值推定和基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的燃料十六烷值推定。下面將詳細說明這三個推定邏輯。
[0039]【基于斷火的十六烷值推定】如果使用十六烷值較低(其著火性能較差)的燃料，則斷火的發(fā)生率增大。因此，能夠從發(fā)生斷火的狀況推定當前使用的燃料的十六烷值。
[0040]具體地，電子控制單元19從發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化來檢測斷火。然后，當檢測到斷火的次數(shù)達到預定值時，電子控制單元19基于發(fā)生斷火的狀況減小燃料的十六烷值的推定值，即，基于斷火檢測的十六烷值的值。順便提及，在加燃料時，基于斷火檢測到的十六烷值的值被重置為初始值。每次加燃料時，檢測到斷火的次數(shù)都被清除到“O”。
[0041]【基于加燃料的十六烷值推定】當向燃料箱10加燃料時，燃料箱10中的燃料成分改變，并且燃料的十六烷值改變。也可以從加燃料之前的燃料的十六烷值、加燃料的量等獲得十六烷值的變化幅度的最大值。
[0042]具體地，當由于燃料箱10中剩余的燃料量增加而認識到已經(jīng)加燃料時，基于所加的燃料是預期使用的所有燃料中的十六烷值最低的燃料的假設(shè)，電子控制單元19推定加燃料之后的燃料的十六烷值?；谝韵卤磉_式(I)計算此時推定的十六烷值，即，基于加燃料確定的十六烷值Cr。在以下表達式⑴中，F(xiàn)b表示加燃料之前燃料箱10中剩余的燃料量(加燃料之前的剩余燃料量)，F(xiàn)r表示加到燃料箱10中的燃料量(燃料箱增加的燃料量或加燃料的量)，并且Fa表示加燃料之后燃料箱10中剩余的燃料量(加燃料之后的剩余燃料量)。此外，Cb表示加燃料之前的燃料箱10中的燃料的十六烷值推定值(加燃料之前的十六烷值)，并且Cm表示預期使用的燃料的十六烷值中的最小值(最小十六烷值)。
[0043]Cr = (CbXFb+CmXFr)/Fa...(I)
[0044]順便提及，在認識到加燃料時計算基于加燃料確定的十六烷值。然后，在基于燃料噴射之后所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小獲得十六烷值的推定結(jié)果的時間點，將基于加燃料確定的十六烷值的值重置為初始值。
[0045]【基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的十六烷值推定】燃料的著火性能越高，燃燒之后剩下的未燃燒的燃料量就越少，并且燃料噴射之后所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩就越大。因此，當滿足以下說明的執(zhí)行條件時，電子控制單元19噴射少量燃料，獲得通過所噴射的少量燃料燃燒所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩(所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩)的大小，然后從所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小推定燃料的十六烷值。
[0046]具體地，通過圖4中所示的基于轉(zhuǎn)矩確定十六烷值的計算程序的處理來基于燃料噴射之后產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小推定十六烷值(基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值)。在柴油機操作期間，在每個預定的控制循環(huán)時間，電子控制單元19重復地執(zhí)行該程序的處理。
[0047]當該程序的處理開始時，首先在步驟SlOO中判定是否滿足執(zhí)行基于轉(zhuǎn)矩確定十六烷值的計算的條件。該執(zhí)行條件是滿足以下條件(A)至條件(C)。(A)正在執(zhí)行根據(jù)加速器操作(即，加速器踏板的踩踏)的中止實施柴油機的減速時燃料切斷。(B)在上一次對燃料箱10加燃料之后的總?cè)剂蠂娚淞看笥诨虻扔陬A定值a。順便提及，預定值α被設(shè)定成大于可以裝填到從燃料箱10延伸到噴射器16的燃料通道中的總?cè)剂狭康闹?。即，滿足條件(B)意味著，在上一次加燃料之后，上述燃料通道中的燃料已經(jīng)被從燃料箱10供給的新燃料代替。(C)已經(jīng)通過程序計算出的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值沒有與之前計算出的值連續(xù)相同了預定次數(shù)或更多次數(shù)。如果已經(jīng)通過程序計算出的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值與先前計算出的值連續(xù)相同了預定次數(shù)或更多次數(shù)，則可以認為計算出的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值從下一次計算開始保持不變。因此，在這種情況下，這個實施例停止計算基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值。順便提及，在檢測到加燃料時的時間點，清除計算出的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值保持相同的次數(shù)的計數(shù)。
[0048]如果不滿足執(zhí)行條件(否)，則程序的當前處理立即結(jié)束。如果滿足執(zhí)行條件(是)，則處理前進到步驟S101。然后，在步驟SlOl中，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機冷卻劑溫度和進氣壓力設(shè)定用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時。順便提及，使用發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機冷卻劑溫度和進氣壓力來計算燃料噴射定時的原因如下。
[0049]燃燒之后剩下的未燃燒的燃料量依據(jù)燃料噴射定時以及燃料著火性能而改變。如果燃料噴射定時較早，則從燃料噴射時開始到缸內(nèi)壓力和/或缸內(nèi)溫度降低而使得不再能夠進行燃燒時的時間較長。因此，燃料噴射定時越早，則燃燒持續(xù)時間就越長，并且燃燒后剩下的未燃燒的燃料量就越少。另一方面，燃料噴射定時約晚，從燃料噴射時開始到不再能夠進行燃燒時的上述時間就越短，并且燃燒的持續(xù)時間越短，并且因此在氣缸中剩下的未燃燒的燃料量就越多。發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，從燃料噴射時開始到缸內(nèi)壓力和/或缸內(nèi)溫度開始降低時的時間就越短。因此，為了使燃燒條件均勻化，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時需要提前的越多。
[0050]此外，當氣缸壁溫度較低時，發(fā)動機壓縮沖程中的缸內(nèi)溫度的最大值(峰值缸內(nèi)溫度)較低。當進氣壓力較低時，發(fā)動機壓縮沖程中的缸內(nèi)壓力的最大值(峰值缸內(nèi)壓力)較低。峰值缸內(nèi)溫度或峰值缸內(nèi)壓力越低，氣缸中的高溫高壓狀態(tài)的持續(xù)時間就越短，并且燃燒的持續(xù)時間也就越短。因此，為了使燃燒條件均勻化，氣缸壁溫度或進氣壓力越低，用于檢測十六烷值的燃料噴射的定時需要提前得越多。
[0051]因此，在這個實施例中，為了使用于檢測燃料的十六烷值而噴射的燃料的燃燒條件均勻化，根據(jù)當時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速、當時的氣缸壁溫度和當時的進氣壓力來調(diào)節(jié)燃料的噴射定時。具體地，在這個實施例中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時被提前得越多。同樣，在這個實施例中，發(fā)動機冷卻劑溫度(其為氣缸壁溫度的指標值)越低，用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時被提前得越多。此外，在這個實施例中，進氣壓力降低，用于檢測十六烷值的燃料噴射的定時被提前得越多。
[0052]在以上述方式設(shè)定燃料噴射定時之后，在隨后的步驟S102中，在所設(shè)定的定時噴射預定量的燃料。然后，在步驟S103中，獲得通過所述燃料噴射產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小。
[0053]在步驟S103中以如下方式計算所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。電子控制單元19在每個預定的循環(huán)時間獲取發(fā)動機轉(zhuǎn)速，并且獲得在所獲取的發(fā)動機轉(zhuǎn)速與前一個循環(huán)時間所獲取的發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的差(獲得轉(zhuǎn)速差Λ NE)。
[0054]圖5Α示出了執(zhí)行用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射之前和之后的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，并且圖5Β示出了那時的轉(zhuǎn)速差ΛΝΕ的變化。由于執(zhí)行用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射產(chǎn)生了發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，所以發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大或發(fā)動機轉(zhuǎn)速的減小率減小，使得轉(zhuǎn)速差ΛΝΕ增大。產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)速差ΛΝΕ的增大的時間導數(shù)值(其與圖5Β中的陰影線部分的面積相對應(yīng))就越大。因此，在這個實施例中，轉(zhuǎn)速差ΔΝΕ的增大的時間導數(shù)值被計算為旋轉(zhuǎn)變化量Σ △ NE，并且該旋轉(zhuǎn)變化量Σ ΛΝΕ的值用作所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的指標值。
[0055]隨后，在步驟S104中，從步驟S102中執(zhí)行的燃料噴射的燃料噴射率的時間波形獲得實際燃料噴射定時和實際燃料噴射量，并且計算燃料噴射定時和燃料噴射量的命令值與燃料噴射定時和燃料噴射量的實際值的誤差(噴射定時誤差和噴射量誤差)。然后，基于噴射定時誤差和噴射量誤差，修正旋轉(zhuǎn)變化量Σ ΛΝΕ。這個修正是修正與由噴射定時誤差和噴射量誤差引起的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的變化量相對應(yīng)的量，并且用于減輕噴射定時誤差和噴射量誤差對燃料的十六烷值推定結(jié)果的影響。具體地，噴射定時朝向提前側(cè)(噴射定時變得進一步提前的側(cè))的誤差越大，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩就越大，因此更大程度地減小旋轉(zhuǎn)變化量Σ ΔΝΕ以用于修正。此外，噴射量朝向增大量側(cè)的誤差越大，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越大，因此更大程度地減小旋轉(zhuǎn)變化量Σ ΛΝΕ以用于修正。
[0056]隨后，在步驟S105中，基于修正后的旋轉(zhuǎn)變化量Σ Λ NE和執(zhí)行燃料噴射時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速來計算燃料的推定出的十六烷值。電子控制單元19的微型計算機預存儲根據(jù)經(jīng)驗預先確定的燃料的十六烷值與旋轉(zhuǎn)變化量Σ ΛΝΕ和發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系。基于預存儲的這些關(guān)系執(zhí)行步驟S105中的計算。在計算出基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值之后，程序的當前處理結(jié)束。
[0057]【控制用十六烷值的設(shè)定】如上所述，通過使用三個不同的推定邏輯來推定當前使用的燃料的十六烷值。這些推定邏輯在推定原理方面彼此不同，并且因此有時產(chǎn)生不同的十六烷值推定結(jié)果。在這個實施例中，為了防止甚至在這種情況下出現(xiàn)控制振蕩(hunting),按照如下方式設(shè)定實際應(yīng)用于發(fā)動機控制的燃料的十六燒值推定值，即，控制用十六烷值。
[0058]通過圖6中所示的控制用十六烷值設(shè)定程序的處理來設(shè)定這個實施例中的控制用十六烷值。在柴油機操作期間，通過電子控制單元19在每個預定的控制循環(huán)時間下重復地執(zhí)行這個程序的處理。
[0059]當程序的處理開始時，首先在步驟S200中判定三個十六烷值推定值(即基于斷火檢測的十六烷值、基于加燃料確定的十六烷值和轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值)中的任一個是否已經(jīng)更新。如果這三個推定值中沒有一個已經(jīng)更新(否)，則程序的當前處理立即結(jié)束。在這種情況下，將控制用十六烷值保持為當前值。
[0060]另一方面，如果這三個十六烷值推定值中的任一個已經(jīng)更新(在S200中為是)，則將控制用十六烷值設(shè)定為基于斷火檢測的十六烷值、基于加燃料確定的十六烷值和基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值中的最小一個，即，設(shè)定為指示通過三個推定邏輯提供的十六烷值推定結(jié)果中的最低十六烷值的推定結(jié)果。此后，程序的當前處理結(jié)束。
[0061]現(xiàn)在，將參照圖7說明上述實施例的操作。圖7示出了這個實施例的發(fā)動機控制設(shè)備中的基于斷火檢測的十六烷值、基于加燃料確定的十六烷值、基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值以及控制用十六烷值的變化方式的示例。
[0062]直到時間tl為止，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值都是在基于斷火檢測的十六烷值、基于加燃料確定的十六烷值和基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值中的最小值。因此，在時間tl之前的時間段期間，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值被設(shè)定為控制用十六烷值的值。
[0063]當在時間tl加燃料時，基于加燃料確定的十六烷值的值被更新，使得基于加燃料確定的十六烷值的值變得小于基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值(其在該時間點之前是燃料的十六烷值推定值中的最小值)。因此，從時間tl開始，基于加燃料確定的十六烷值的值被設(shè)定為控制用十六烷值的值。
[0064]然后，在時間t2，滿足上述執(zhí)行條件，并且基于通過燃料的燃燒所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩來推定燃料的十六烷值(計算基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值)。在這個推定過程中，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值被計算為與之前計算出的值相同，并且因此，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值不變。依據(jù)此時計算出的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值，在時間tl由于加燃料而更新的基于加燃料確定的十六烷值的值被重置為初始值。結(jié)果，基于加燃料確定的十六烷值的值變得大于基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值，使得基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值是所述三個十六烷值推定值中的最小值。因此，從時間t2開始，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值被設(shè)定為控制用十六烷值的值。
[0065]然后，當在時間t3檢測到斷火時，基于斷火檢測的十六烷值的值減小。結(jié)果，基于斷火檢測的十六烷值的值小于基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值(其在該時間點之前是燃料的所述三個十六烷值推定值中的最小的)。因此，從時間t3開始，基于斷火檢測的十六烷值的值被設(shè)定為控制用十六烷值的值。
[0066]此后，當在時間t4加燃料時，基于加燃料確定的十六烷值的值被更新。另一方面，響應(yīng)于加燃料，基于斷火檢測的十六烷值的值被重置為初始值。結(jié)果，基于加燃料確定的十六烷值的值變得小于基于斷火檢測的十六烷值的值和基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值，使得從時間t4開始，當前更新的基于加燃料確定的十六烷值的值被設(shè)定為控制用十六烷值的值。
[0067]然后，在時間t5，滿足上述執(zhí)行條件，并且執(zhí)行計算基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的處理。在這個計算處理中，計算出基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值與先前計算出的值相同。依據(jù)此時計算出的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值，由于在時間t4加燃料而更新的、基于加燃料確定的十六烷值的值被重置為初始值。因此，結(jié)果，基于加燃料確定的十六烷值的值變得大于基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值，使得基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值是所述三個十六烷值推定值中的最小的一個。因此，從時間t5開始，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值被設(shè)定為控制用十六烷值的值。
[0068]然后，在時間t6，再次滿足執(zhí)行條件，并且再次執(zhí)行計算基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的處理。結(jié)果，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值增大。因此，從時間t6開始，基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的增大的值被設(shè)定為控制用十六烷值的值。
[0069]根據(jù)上述實施例的發(fā)動機控制設(shè)備，可以實現(xiàn)以下效果。在所述實施例中，用于發(fā)動機控制的控制用十六烷值被設(shè)定為指示使用各個不同的推定邏輯所獲得的三個十六烷值(基于斷火檢測的十六烷值、基于加燃料確定的十六烷值和基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值)的推定值中的最小的一個的十六烷值的推定值。因此，即使燃料的十六烷值的推定值彼此不同，也能夠抑制控制振蕩。此外，由于指示多個十六烷值的推定值中的最小的一個的十六烷值的推定值，所以能夠確保一定的穩(wěn)健性，以阻止因為燃料的較低著火性能而導致斷火。因此，根據(jù)該實施例，即使在使用多個推定方法推定當前使用的燃料的著火性能的情況下，也能夠抑制控制振湯，并適當?shù)貓?zhí)打發(fā)動機控制。
[0070]在所述實施例中，如果基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值已經(jīng)連續(xù)預定次數(shù)被計算為相同的值，則停止進一步執(zhí)行基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的檢測。在減速時燃料切斷期間(在此期間通常不噴射燃料)，通過噴射燃料來檢測基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值，因此導致通常不必要的燃料消耗并產(chǎn)生白煙。在所述實施例中，在確定基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值已經(jīng)變得基本固定時的時間點，停止檢測基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值。因此，可以適當?shù)叵拗朴糜跈z測的燃料消耗，并限制產(chǎn)生與該檢測相關(guān)的白煙。
[0071]在所述實施例中，根據(jù)斷火的檢測結(jié)果減小基于斷火檢測的十六烷值的值，并且控制用十六烷值的值被設(shè)定為等于基于斷火檢測的十六烷值的值或比基于斷火檢測的十六烷值的值小的值。然后，在加燃料之前，保持該基于斷火檢測的十六烷值的減小的值。因此，在所述實施例中，即使在基于加燃料確定的十六烷值的值和/或基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值的值較大的情況下，如果發(fā)生斷火的話，將控制用十六烷值設(shè)定成較小。因此，即使當已經(jīng)導致斷火的燃燒不穩(wěn)定不是由燃料的較低著火性能引起的時候，也可以執(zhí)行發(fā)動機控制，使得可以適當?shù)匾种茢嗷?。另一方面，如果?zhí)行加燃料，則響應(yīng)于加燃料，基于斷火檢測的十六烷值的值被重置，這是由于預計到加燃料可以解除斷火的一個因素。由此，能夠執(zhí)行與實際的與燃燒穩(wěn)定性相關(guān)的狀況相稱的、適當?shù)陌l(fā)動機控制。
[0072]在這個實施例中，基于從噴射器16中的燃料壓力的檢測結(jié)果獲得的燃料噴射率的時間波形，控制設(shè)備獲得實際燃料噴射定時和實際燃料噴射量，并且修正所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩(旋轉(zhuǎn)變化量Σ ΛΝΕ)。由于用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射量較小，所以即使燃料噴射定時和/或燃料噴射量發(fā)生輕微變化，也會顯著地影響十六烷值的推定結(jié)果。然而，在所述實施例中，準確地獲得實際燃料噴射定時和實際燃料噴射量，并且修正所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的計算結(jié)果。因此，可以更加準確地基于通過燃料的燃燒所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小來推定十六烷值。
[0073]在所述實施例中，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時。具體地，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，用于檢測十六烷值的燃料噴射的定時被提前得越多。因此，能夠適當?shù)匾种扑a(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化(其取決于發(fā)動機轉(zhuǎn)速)對燃料的十六烷值的推定結(jié)果的影響。
[0074]在所述實施例中，根據(jù)氣缸壁溫度調(diào)節(jié)用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時。具體地，發(fā)動機冷卻劑溫度(其為氣缸壁溫度的指標值)越低，用于檢測十六烷值的燃料噴射的定時被提前得越多。因此，能夠適當?shù)匾种扑a(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化(其取決于氣缸壁溫度)對燃料的十六烷值的推定結(jié)果的影響。
[0075]在所述實施例中，根據(jù)進氣壓力調(diào)節(jié)用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時。具體地，進氣壓力越低，用于檢測十六烷值的燃料噴射的定時被提前得越多。因此，能夠適當?shù)匾种扑a(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化(其取決于進氣壓力)對燃料的十六烷值的推定結(jié)果的影響。
[0076]順便提及，也可以在進行以下修改的情況下執(zhí)行以上實施例。雖然在上述實施例中，基于由燃料表11檢測到的燃料箱10中剩余的燃料量的增加來檢測加燃料，但是也可以以其它方式(例如通過監(jiān)測燃料箱蓋的打開/關(guān)閉)來檢測加燃料。
[0077]雖然在該實施例中，從發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化量獲得通過燃料燃燒產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小，但是也可以從其它參數(shù)獲得通過燃料燃燒產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小，所述其它參數(shù)例如是與燃燒相關(guān)的缸內(nèi)壓力的增大量等。
[0078]雖然在該實施例中，根據(jù)進氣壓力調(diào)節(jié)用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時，但是如果可以假定檢測十六烷值時的進氣壓力是基本恒定的或如果由進氣壓力的差導致的產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化足夠小，則可以省略對燃料噴射定時的這種調(diào)節(jié)。
[0079]雖然在該實施例中，根據(jù)氣缸壁溫度來調(diào)節(jié)用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時，但是如果可以假定檢測十六烷值時的氣缸壁溫度是基本恒定的或如果由氣缸壁溫度的差導致的產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化足夠小，則可以省略對燃料噴射定時的這種調(diào)節(jié)。
[0080]雖然在該實施例中，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射的定時，但是如果可以假定檢測十六烷值時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速是基本恒定的或如果由發(fā)動機轉(zhuǎn)速的差導致的產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化足夠小，則可以省略對燃料噴射定時的這種調(diào)節(jié)。
[0081]在上述實施例中，檢測用于檢測十六烷值的燃料噴射時的每個噴射器16中的燃料壓力的變化，并且從該檢測結(jié)果獲得實際燃料噴射定時和實際燃料噴射量。然后，在將通過燃料燃燒產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小用于推定十六烷值之前，根據(jù)以上述方式獲得的實際燃料噴射定時和實際燃料噴射量修正通過燃料燃燒所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小(旋轉(zhuǎn)變化量Σ ΛΝΕ)。然而，在可以以充分高的準確度控制燃料噴射量或燃料噴射定時的情況下，或在由于燃料噴射量和/或燃料噴射定時的變化導致的所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化足夠小的情況下，可以在不需要執(zhí)行上述修正的情況下更加準確地基于通過燃料的燃燒所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小推定燃料的十六烷值。
[0082]在上述實施例中，當響應(yīng)于檢測到斷火而暫時減小燃料的基于斷火檢測的十六烷值的值時，在加燃料之前一直保持基于斷火檢測的十六烷值的該減小的值，以便適當?shù)卮_保阻止斷火的穩(wěn)健性。在不是優(yōu)先考慮阻止斷火的穩(wěn)健性而是優(yōu)先考慮其它發(fā)動機性能(例如燃料經(jīng)濟性能或輸出性能)時，可以允許在停止檢測到斷火時增大基于斷火檢測的十六烷值的值。
[0083]在上述實施例中，如果燃料的基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值已經(jīng)連續(xù)預定次數(shù)被計算為相同的值，則不再進一步檢測基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值。然而，當可以充分忽視用于檢測燃料的十六烷值的燃料噴射所引起的燃料消耗和與產(chǎn)生的該燃料噴射相關(guān)的白煙時，即使基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值已經(jīng)連續(xù)預定次數(shù)被計算為相同的值，也可以繼續(xù)檢測基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值。
[0084]雖然在該實施例中，在減速時燃料切斷期間檢測基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值，但是也可以在除了減速時燃料切斷以外的時間段期間檢測基于轉(zhuǎn)矩確定的十六烷值。
[0085]雖然該實施例采用這樣的噴射器16，即，所述噴射器16中的每個均包括燃料壓力傳感器17并且通過使用壓電致動器39來操作，但是也可允許采用使用其它致動(或驅(qū)動)方法的噴射器或沒有燃料壓力傳感器17的噴射器。
[0086]接下來，以下將連同技術(shù)理念的效果一起說明可以從以上實施例及其修改方案想到的或理解到的技術(shù)理念。也可以在假設(shè)通過加燃料所供給的燃料具有考慮到使用的所有燃料中最低的著火性能的情況下基于加燃料的量推定燃料的著火性能。
[0087]也可以通過基于在為了推定而執(zhí)行的燃料噴射時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速、通過上述燃料噴射所噴射的燃料的燃燒而產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小和該燃料噴射的定時之間的關(guān)系計算著火性能的指標值的推定值，來基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小推定燃料的著火性能。
[0088]也可以通過將發(fā)動機轉(zhuǎn)速的由燃料燃燒導致的變化量用作發(fā)動機轉(zhuǎn)矩大小的指標值，來基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小推定燃料的著火性能。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動機控制設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)動機控制設(shè)備通過使用多個不同的推定邏輯來執(zhí)行對燃料的著火性能的多次推定，并基于所述多次推定的結(jié)果中的指示最低著火性能的推定的結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制，其中，所述多個不同的推定邏輯與所述多次推定--對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機控制設(shè)備，其中，所述發(fā)動機控制設(shè)備基于發(fā)生斷火的狀況執(zhí)行對燃料的著火性能的推定，基于加燃料的量執(zhí)行對燃料的著火性能的推定，并基于通過燃料的燃燒產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的大小執(zhí)行對燃料的著火性能的推定。
3.一種發(fā)動機控制方法，其特征在于，所述發(fā)動機控制方法包括: 通過使用多個不同的推定邏輯來執(zhí)行對燃料的著火性能的多次推定，所述多個不同的推定邏輯與所述多次推定一一對應(yīng)；和 基于所述多次推定的結(jié)果中的指示最低著火性能的推定的結(jié)果來執(zhí)行發(fā)動機控制。
【文檔編號】F02D41/00GK104204476SQ201380018298
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】土山牧男, 金子廣孝, 谷口守, 高須祐志 申請人:豐田自動車株式會社
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