十六烷值检测装置以及十六烷值检测方法

专利名称：十六烷值检测装置以及十六烷值检测方法
技术领域：
本发明涉及检测内燃机(例如柴油机等)中燃料的十六烷值的十六烷值检测装置
以及十六烷值检测方法。
背景技术：
用于内燃机操作的燃料根据它们的十六烷值在点火性上有所改变。因此，已经提 出了与以下方法相关的技术用于十六烷值的测量方法、根据十六烷值对燃料喷射量或燃 料喷射正时进行控制的控制方法等。 例如，日本专利申请公开号No. 2006-226188 (JP-A-2006-226188)公开了一禾中 装置，其在每次起动内燃机时都判定补给燃料的存在/缺乏并且根据以下两者之间的
相互关系检测十六烷值由引燃喷射供给的燃料量的燃烧所产生的发热率与十六烷值
之间的相互关系。日本专利申请公开号No. 2006-16994 (JP-A-2006-16994)公开了 一 种装置，其根据在特定操作状态时的点火延迟而检测十六烷值。日本专利申请公开号 No. 2002-201997 (JP-A-2002-201997)公开了一种装置，其根据起动内燃机时的冷却液的温 度以及需要用来起动内燃机的时间量而判定十六烷值。日本专利申请公开号No. 2744507 公开了一种装置，其根据内燃机旋转速度波动或者内燃机起动上升时间而判定当前燃料是 否是低十六烷值燃料。日本专利申请公开号No. 2006-188992 (JP-A-2006-188992)公开了 一种装置，其检测燃料补给并且将关于燃料的信息输入到控制装置中，然后控制内燃机。
顺便提及，当内燃机处于断油状态时，通常的做法是将燃料喷射到燃烧室中以便 测量十六烷值，并且基于点燃燃料时的点火正时检测燃料的十六烷值。然而，在该方法中， 由于直到车辆减速才能执行十六烷值的测量，所以，例如如果在当前的车辆停止期间已经 供给低十六烷值的燃料，则可能不能起动内燃机。

发明内容
本发明提供一种十六烷值检测装置和十六烷值检测方法，用于在起动内燃机时检 测十六烷值。 本发明的第一方面涉及一种用于内燃机的十六烷值检测装置。所述十六烷值检测 装置包括多个燃料喷射装置，所述多个燃料喷射装置分别将燃料喷射到内燃机的多个气 缸中；控制装置，当起动内燃机时，所述控制装置以预定喷射正时从所述多个燃料喷射装置 的至少一个燃料喷射装置实施燃料的喷射；燃烧状态判定装置，其判定至少一个气缸的燃 烧室中的燃烧状态是点火状态还是不发火状态，其中燃料从所述至少一个燃料喷射装置喷 射到所述至少一个气缸的燃烧室中；以及检测装置，其基于燃烧室中的燃烧状态检测燃料 的十六烷值。 根据所述十六烷值检测装置，在起动所述内燃机时，可以粗略地估计燃料的十六 烷值是比特定十六烷值大还是小。 在前面方面中，当通过所述燃烧状态判定装置判定了所述燃烧室中的燃烧状态是
4不发火状态时，所述控制装置重复地执行以下控制将所述至少一个燃料喷射装置的喷射
正时提前一预定值的量并且实施燃料的喷射，直至通过所述燃烧状态判定装置判定了所述
燃烧室中的燃烧状态是点火状态；以及当通过所述燃烧状态判定装置判定了所述燃烧室中
的燃烧状态是点火状态时，所述检测装置基于所述至少一个燃料喷射装置的喷射正时检测
所述燃料的十六烷值。通过这种构造，在起动内燃机时能够准确地检测燃料的十六烷值。 根据前面的方面，当通过所述燃烧状态判定装置判定了所述燃烧室中的燃烧状态
是点火状态时，所述控制装置重复地执行以下控制将所述至少一个燃料喷射装置的喷射
正时延迟一预定值的量并且实施燃料的喷射，直至通过所述燃烧状态判定装置判定了所述
燃烧室中的燃烧状态是不发火状态；以及当通过所述燃烧状态判定装置判定了所述燃烧室
中的燃烧状态是不发火状态时，所述检测装置基于所述至少一个燃料喷射装置的喷射正时
检测所述燃料的十六烷值。所述构造还使得可以在起动内燃机时准确地检测燃料的十六烷值。 在前面的方面中，所述燃烧状态判定装置关于所述多个气缸的每一个判定燃烧室 中的燃烧状态是点火状态还是不发火状态；当起动所述内燃机时，所述控制装置以各自不 同的预定喷射正时从所述多个燃料喷射装置实施燃料的喷射，并且当通过所述燃烧状态判 定装置判定了所述多个气缸的每一个的燃烧室中的燃烧状态是不发火状态时，所述控制装 置重复地执行以下控制将所述多个燃料喷射装置的每一个的喷射正时提前一预定值的量 并且实施燃料的喷射，直至通过所述燃烧状态判定装置判定了所述多个气缸中的任意一个 气缸的燃烧室中的燃烧状态是点火状态；以及当通过所述燃烧状态判定装置判定了所述多 个气缸中的任意一个气缸的燃烧室中的燃烧状态是点火状态时，基于将燃料喷射到其燃烧 状态是点火状态的气缸的燃烧室中的燃料喷射装置的喷射正时，所述检测装置检测所述燃 料的十六烷值。通过这种构造，在起动内燃机时，能够在一个操作中执行多个喷射正时的判 定，并且能够较早地检测十六烷值。 在前面的方面中，所述燃烧状态判定装置关于所述多个气缸中的每一个判定燃烧 室中的燃烧状态是点火状态还是不发火状态；当起动所述内燃机时，所述控制装置以各自 不同的预定喷射正时从所述多个燃料喷射装置实施燃料的喷射，并且当通过所述燃烧状态 判定装置判定了所述多个气缸中的每一个气缸的燃烧室中的燃烧状态是点火状态时，所述 控制装置重复地执行以下控制将所述多个燃料喷射装置的每一个的喷射正时延迟一预定 值的量并且实施燃料的喷射，直至通过所述燃烧状态判定装置判定了所述多个气缸中的任 意一个气缸的燃烧室中的燃烧状态是不发火状态；以及当通过所述燃烧状态判定装置判定 了所述多个气缸中的任意一个气缸的燃烧室中的燃烧状态是不发火状态时，基于将燃料喷 射到其燃烧状态是不发火状态的气缸的燃烧室中的燃料喷射装置的喷射正时，所述检测装 置检测所述燃料的十六烷值。通过这种构造，在起动内燃机时，能够在一个操作中执行多个 喷射正时的判定，并且能够较早地检测十六烷值。 本发明的第二方面涉及用于内燃机的十六烷值检测方法，所述内燃机包括多个燃 料喷射装置，所述多个燃料喷射装置分别将燃料喷射到内燃机的多个气缸中。所述十六烷 值检测方法包括当起动内燃机时，以预定喷射正时从所述多个燃料喷射装置的至少一个 燃料喷射装置实施燃料喷射；判定所述至少一个气缸的燃烧室中的燃烧状态是点火状态 还是不发火状态，从所述至少一个燃料喷射装置将燃料喷射到所述至少一个气缸的燃烧室
5中；以及基于所述燃烧室中的燃烧状态检测所述燃料的十六烷值。


通过参考附图对示例性实施例进行以下描述，本发明的前面以及进一步的特征和 优点将变得显而易见，其中相似的附图标记用来表示相似的元件，其中 图1是示意图，其显示了应用本发明第一实施例的十六烷值检测装置的内燃机的 构造； 图2是图表，其显示了结合所述十六烷值检测装置的气缸的燃烧室的燃烧状态； 图3是流程图，其显示了十六烷值检测要求判定处理； 图4是流程图，其显示了本发明第一实施例的十六烷值检测处理； 图5是图表，其显示了结合十六烷值检测装置的气缸的燃烧室中的燃烧状态； 图6A-6C是图表，其显示了关于内燃机的喷射正时、点火标志以及旋转速度的相
对于时间的变化； 图7是流程图，其显示了本发明第二实施例的十六烷值检测处理；以及
图8A-8D是图表，其显示了关于点火正时及点火标志的相对于时间的变化。
具体实施例方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。 首先，将描述根据本发明第一实施例的内燃机的构造。 图1是示意图，其显示了根据本发明第一实施例的十六烷值检测装置应用于其中 的内燃机l的构造。在图1中，实线箭头显示了气体的流动，虚线箭头显示了信号的输入和 输出。 内燃机1主要具有进气通道3、节流阀4、燃料喷射阀5、气缸6a、进气门7、排气门 8以及排气通道9。内燃机1被构造成例如汽油机、柴油机等。虽然为了简单说明和描述起 见，图1仅仅显示了一个气缸6a，但是内燃机1实际具有多个气缸6a，以及将燃料分别喷射 到气缸6a的燃烧室6b中的多个燃料喷射阀5。 从外侧导入的空气(吸入空气)穿过进气通道3进行输送，并且节流阀4调节穿 过进气通道3的空气的流动量。已经穿过进气通道3的空气被供给给每个气缸6a的燃烧 室6b。另外，燃烧室6b被供给有通过燃料喷射阀5喷射的燃料。基于从ECU20供给的控制 信号S5来控制从燃料喷射阀5喷射的燃料的量、燃料喷射阀5的燃料喷射正时等。
另外，内燃机1设有燃料箱12、燃料泵11以及共轨10。燃料箱12储存燃料。燃 料泵11从燃料箱12泵送燃料，并且在对燃料进行加压之后将燃料供给至共轨10。共轨10 将高压燃料供给至每个燃料喷射阀5。燃料喷射阀5将被供给的高压燃料喷射到气缸6a的 燃烧室6b中。 在燃烧室6b中，通过火花塞(未示出)的火花将被供给的燃料和空气的混合物点 燃。在这种情况下，所述混合物的燃烧使得活塞6c往复运动，并且所述往复运动经由连杆 6d被传递至曲轴6e，从而曲轴6e旋转。而且，排气通道9与内燃机1相连。由混合物的燃 烧所产生的废气经由排气通道9被排出。而且，内燃机1的燃烧室6b设有进气门7和排气 8。进气门7被打开及关闭以便控制进气通道3和燃烧室6b之间的连通/断开。而且，排气门8被打开和关闭以便控制排气通道9和燃烧室6b之间的连通/断开。
在曲轴6e附近设置曲柄角度传感器14。所述曲柄角度传感器14检测曲轴6e的 旋转角度，并且将与被检测出的旋转角度相应的检测信号S14供给到ECU20。燃料箱12设 有燃料量传感器13。所述燃料量传感器13例如是浮动式燃料量传感器，并且检测储存在燃 料箱12中的燃料的量，将与被检测出的燃料量相应的检测信号S13供给到ECU20。
所述ECU(电子控制单元)20包括未图示的CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储 器)、RAM(随机存取存储器)等。ECU20从为内燃机1设置的各种传感器获得检测信号，并 且基于检测信号控制内燃机1。在根据第一实施例的十六烷值检测装置中，在起动内燃机1 时，ECU20通过燃料喷射阀5中的至少一个燃料喷射阀5实施燃料的喷射。然后，基于来自 曲柄角度传感器14的检测信号S14， ECU20判定气缸6a的燃烧室6b (燃料通过所述至少一 个燃料喷射阀5被喷射到该燃烧室6b中)中的燃烧状态是处于点火状态还是不发火状态， 然后基于已判定的燃烧状态检测燃料的十六烷值。因此，ECU20在本发明中用作控制装置、 燃烧状态判定装置以及检测装置。 接着，将参照附图2描述根据第一实施例的十六烷值检测方法。图2是图表，其显 示了在根据第一实施例的十六烷值检测装置中气缸6a的燃烧室中的燃烧状态是点火状态 还是不发火状态。 如图2所示，在燃料的十六烷值是Cp的情况下，根据燃料喷射正时的变化，气缸6 的燃烧室6b中的燃烧状态从点火状态变为不发火状态或者从不发火状态变为点火状态， 两个状态之间的界限为Ap。例如，在燃料的十六烷值是Cp的情况下，当燃料喷射阀5的喷 射正时是从Ap延迟的Aps时，气缸6的燃烧室6b中的燃烧状态是不发火状态。另一方面， 在燃料的十六烷值是Cp的情况下，当燃料喷射阀5的喷射正时是从Ap提前的Apf时，气缸 6的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态。 而且，在点火正时是Ap的情况下，根据十六烷值的变化，气缸6的燃烧室6b中的 燃烧状态从点火状态变为不发火状态或者从不发火状态变为点火状态，两种状态之间的边 界是Cp。在燃料喷射阀5的喷射正时是Ap的情况下，当燃料的十六烷值是CplOCp)时， 气缸6的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态。另一方面，当燃料的十六烷值是Cps ( < Cp) 时，气缸6的燃烧室6b中的燃烧状态是不发火状态。 也就是说，十六烷值是表示点火性的指标，并且点火正时(在该点火正时能够起 动内燃机l)根据十六烷值的数值而改变。因此，为了可靠地起动内燃机l，重要的是事先判 定燃料的十六烷值。 因此，在根据第一实施例的十六烷值检测装置中，在起动内燃机1时检测燃料的 十六烷值。首先，在ECU20中，预定的喷射正时被作为用于检测的喷射正时(下面称作"检 测目的喷射正时")而事先记录。当将要起动内燃机l时，在检测目的喷射正时实施从多个 燃料喷射阀5的至少一个燃料喷射阀5喷射燃料。在第一实施例中，检测目的喷射正时例 如是Ap。 接着，ECU20判定气缸6a的燃烧室6b (下面称之为"检测目的燃烧室")中的燃烧 状态，检测目的燃料喷射阀5将燃料喷射到所述燃烧室6b中。具体而言，基于来自曲柄角 度传感器14的检测信号S14，ECU20判定检测目的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态还是 不发火状态。
基于检测目的燃烧室6b中的燃烧状态，ECU20检测燃料的十六烷值。具体而言， ECU20具有预记录的十六烷值，它是边界值，与检测目的喷射正时相对应的燃烧室中的燃烧 状态在该边界值发生改变(如果检测目的喷射正时是Ap，则十六烷值是Cp)。在已经判定 当在上述检测目的喷射正时喷出燃料时检测目的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态的情 况下，ECU20判定燃料的十六烷值大于Cp。另一方面，在已经判定检测目的燃烧室6b中的 燃烧状态是不发火状态的情况下，ECU20判定燃料的十六烷值小于Cp。因此，在根据第一实 施例的十六烷值检测装置中，在起动内燃机1时，能够粗略地估计燃料的十六烷值是大于 特定的十六烷值Cp还是小于特定十六烷值Cp。 如上所述，根据第一实施例的十六烷值检测装置在起动内燃机1时检测燃料的
十六烷值。然而，没有必要在每次起动内燃机1时检测燃料的十六烷值。 在燃料被储存在燃料箱12中的状态下，燃料的性质和十六烷值大致保持不变。在
将要被供给的燃料的十六烷值与储存在燃料箱12中的燃料的十六烷值不同的情况下燃料
的十六烷值改变。 因此，当在补给燃料之后立即起动内燃机1时专门地进行燃料的十六烷值的检 测。具体而言，只有在将燃料供给到燃料箱12中时，ECU20才打开用于燃料喷射的要求标 志以便检测十六烷值。下面将参照图3所示的流程图具体描述判定是否要执行十六烷值检 测的十六烷值检测要求判定处理的方法。 首先，在步骤S101，基于来自燃料量传感器13的检测信号S13，ECU20判定燃料箱 12中的燃料量Qftank。 接着，在步骤S102中，ECU20判定已判定的燃料量Qftank是否大于以前判定的燃 料量Qftank。如果判定目前判定的燃料量Qftank不大于以前判定的燃料量Qftank，也就 是说，等于或小于以前判定的燃料量Qftank(在步骤S102中为"否")，则能够判定燃料没 有被供给到燃料箱12中，因此ECU20终止该过程。另一方面，如果判定目前判定的燃料量 Qftank大于以前判定的燃料量Qftank(在步骤S102中为"是")，则能够判定燃料已经被供 给到燃料箱12中，因此ECU20打开用于燃料喷射的要求标志(步骤S103)，该用于燃料喷射 的要求标志用于十六烷值的检测，然后终止所述过程。 因此，通过判定为了十六烷值检测目的的用于燃料喷射的要求标志是否打开， ECU20能够判定燃料是否已经被注入到燃料箱12中。也就是说，ECU20能够判定在燃料的 十六烷值方面是否有可能已经发生改变。 接着，将参照图4所示的流程图描述根据第一实施例的十六烷值检测处理。
在步骤Slll中，ECU20判定在起动内燃机1时为了十六烷值检测目的的用于燃料 喷射的要求标志是否是打开的。如果已经判定为了十六烷值检测目的的用于燃料喷射的要 求标志不是打开的，也就是说，为了十六烷值检测目的的用于燃料喷射的要求标志是关闭 的(在步骤Slll中为"否")，则能够判定燃料还没有被供给到燃料箱12中，并且因此燃料 的十六烷值还没有被改变，因此ECU20进入到步骤S115，而不会执行燃料十六烷值的检测。 另一方面，如果已经判定为了十六烷值检测目的的用于燃料喷射的要求标志是打开的(在 步骤Slll中为"是")，则能够判定燃料的十六烷值有可能已经改变，因此ECU20进入到步 骤S112。 在步骤S112中，ECU20设定检测目的喷射正时作为检测目的燃料喷射阀5的喷射
8正时。检测目的喷射正时是事先通过实验等判定的值，并且被记录在ECU20中。在前面的 例子中，喷射正时Ap与检测目的喷射正时相对应。 在步骤S113中，ECU20实施在检测目的喷射正时(在此为喷射正时Ap)通过检测 目的燃料喷射阀5将燃料喷射到气缸6a的燃烧室6b (检测目的燃烧室)中。
在步骤S114中，基于来自曲柄角度传感器14的检测信号S14， ECU20判定检测目 的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态还是不发火状态。基于已判定的燃烧状态，ECU20检 测十六烷值。例如，在检测目的喷射正时被设定为喷射正时Ap的情况下，如果ECU20判定了 检测目的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态，则ECU20能够判定燃料的十六烷值大于Cp。 另一方面，在判定了燃烧室6b中的已检测燃烧状态是不发火状态的情况下，ECU20能够判 定燃料的十六烷值小于Cp。以这种方式，ECU20能够粗略地估计燃料的十六烷值。
在步骤S115中，ECU20执行普通发动机起动控制。如果在该步骤中，ECU20已经执 行了对燃料的十六烷值的检测，则ECU20纠正起动内燃机时所有燃料喷射阀5的喷射正时。 例如，在判定了检测目的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态的情况下，ECU20将检测目的 喷射正时Ap设定为在起动内燃机时所有燃料喷射阀5的喷射正时。另一方面，在判定了检 测目的燃烧室6b中的燃烧状态是不发火状态的情况下，ECU20将从检测目的喷射正时Ap提 前一预定值的一个值设定为起动内燃机时所有燃料喷射阀5的喷射正时。作为提前量的预 定值是通过试验等事先判定的值，并且被记录在ECU20中。通过以这种方式操作，即使供给 了低十六烷值的燃料，也能使所有气缸6a的燃烧室6b中的燃烧状态在起动内燃机1时是 点火状态。因此，能够获得内燃机l的可靠起动。例如，即使在内燃机l处于空转状态时供 给低十六烷值燃料的情况下，每个气缸6a的燃烧室6b中的燃烧状态也成为不发火状态，因 此内燃机1停止，通过重新起动内燃机1而检测十六烷值并校正燃料喷射阀5的喷射正时， 因此使得所有气缸6a的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态。因此，能够可靠地执行内燃 机1的起动。而且，在不执行燃料的十六烷值的检测的情况下，根据该实施例的ECU20不会 在起动内燃机时校正所有燃料喷射阀5的喷射正时。 如上所述，在根据第一实施例的十六烷值检测装置中，当起动内燃机1时，ECU20 在预定的喷射正时(检测目的喷射正时)实施从多个燃料喷射阀5中的至少一个燃料喷射 阀5 (检测目的燃料喷射阀)喷射燃料。然后，ECU20判定气缸6a的燃烧室6b (检测目的 燃烧室，燃料通过检测目的燃料喷射阀5喷射到该燃烧室中)中的燃烧状态是点火状态还 是不发火状态，并且基于检测目的燃烧室6b中的燃烧状态检测燃料的十六烷值。通过以这 种方式操作，根据第一实施例的十六烷值检测装置能够粗略地估计在起动内燃机1时燃料 的十六烷值是大于还是小于特定的十六烷值。 接着，将描述根据本发明第二实施例的十六烷值检测装置。根据第二实施例的内 燃机的构造与根据图1所示的第一实施例的内燃机的构造相同。 在根据第一实施例的十六烷值检测装置中，在起动内燃机1时，ECU20在预定的喷 射正时通过多个燃料喷射阀5中的至少一个燃料喷射阀5 (也就是说，至少一个检测目的燃 料喷射阀5)实施燃料喷射，并且判定气缸6a的燃烧室(检测目的燃烧室，燃料通过检测目 的燃料喷射阀5喷射到该燃烧室中)6b中的燃烧状态是点火状态还是不发火状态，并且基 于燃烧室6b中的判定的燃烧状态检测燃料的十六烷值。 然而，在根据第一实施例的十六烷值检测装置中，难以准确地判定燃料的十六烷值。 因此，在根据第二实施例的十六烷值检测装置中，如果判定了检测目的燃烧室6b 中的燃烧状态是不发火状态，则ECU20重复地执行以下控制通过将检测目的燃料喷射阀 5的喷射正时提前一预定值的量而实施燃料的喷射，直到判定检测目的燃烧室6b中的燃烧 状态是点火状态。然后，当判定了检测目的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态时，ECU20基 于检测目的燃料喷射阀5的喷射正时检测燃料的十六烷值。 将参照图5具体地描述根据第二实施例的十六烷值检测方法。图5是一图表的例 子，其显示了在根据第二实施例的十六烷值检测装置中气缸6a的燃烧室中的燃烧状态是 点火状态还是不发火状态。在图5所示的例子中，假定燃料的十六烷值是Cp。
作为例子，将考虑以下情况，即在起动内燃机1时，ECU20将检测目的燃料喷射阀 5的检测目的喷射正时设定为喷射正时Aps (所述喷射正时Aps从喷射正时Ap延迟)并且 因此实施燃料喷射。在该情况下，正如从图5中能够看见的，检测目的燃烧室6b中的燃烧 状态是不发火状态。在基于来自曲柄角度传感器14的检测信号S14判定了检测目的燃烧 室6b中的燃烧状态是不发火状态的情况下，ECU20将检测目的燃料喷射阀5的喷射正时提 前一预定值，并且因此实施第二次燃料喷射。ECU20重复地进行以下操作将检测目的燃料 喷射阀5的喷射正时提前一预定值的量并且因此实施燃料喷射，直到判定了检测目的燃烧 室6b中的燃烧状态成为点火状态。图5用X标记表示第一至第五燃料喷射的喷射正时。 作为提前量的预定值是通过试验等事先判定的值并且被记录在ECU20中。
在第五次燃料喷射时基于来自曲柄角度传感器14的检测信号S14判定检测目的 燃烧室6b中的燃烧状态已经变成点火状态的情况下，ECU20基于喷射正时Apl检测出燃料 的十六烷值大约是Cp。具体而言，ECU20具有一图谱，其表示喷射正时与如下的十六烷值之 间的关系，在为所述十六烷值时燃烧室中的燃烧状态在给定喷射正时从上述两个状态的一 种状态变为另一种状态。利用该图谱，ECU20能够基于喷射正时Apl检测出燃料的十六烷 值大约是Cp。 也就是说，在该例子中，在起动内燃机1时、以从喷射正时Ap延迟的喷射正时执行 由检测目的燃料喷射阀5进行的燃料喷射的情况下，ECU20重复地执行以下操作将检测目 的燃料喷射阀5的喷射正时提前一预定值并且因此执行燃料的喷射，直到检测目的燃烧室 6b中的燃烧状态从不发火状态变为点火状态。然后，基于检测目的燃料喷射阀5的喷射正 时(其用作检测目的燃烧室6b中的燃烧状态已经变为点火状态时的点火正时)，ECU20能 够检测燃料的十六烷值。通过以这种方式操作，ECU20能够准确地检测在起动内燃机时燃 料的十六烷值。 顺便提一句，在根据第二实施例的变型的十六烷值检测装置中，容许在判定了检 测目的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态的情况下，ECU20可以重复地执行以下控制将 检测目的燃料喷射阀5的喷射正时延迟一预定值的量并且因此实施燃料的喷射，直到判定 了检测目的燃烧室6b中的燃烧状态是不发火状态，并且在判定了检测目的燃烧室6b中的 燃烧状态是不发火状态时，ECU20可以基于检测目的燃料喷射阀5的喷射正时检测燃料的 十六烷值。 作为例子，将考虑以下情况，即在起动内燃机1时，ECU20将检测目的燃料喷射阀 5的检测目的喷射正时设定为喷射正时Apf (所述喷射正时Apf从喷射正时Ap提前)并且因此实施燃料喷射。在该情况下，正如从图5中能够理解的，检测目的燃烧室6b中的燃烧 状态是点火状态。在基于曲柄角度传感器14的检测信号S14判定了检测目的燃烧室6b中 的燃烧状态是点火状态的情况下，ECU20将检测目的燃料喷射阀5的喷射正时延迟一预定 值的量，并且因此实施第二次燃料喷射。ECU20重复地进行以下操作将检测目的燃料喷射 阀5的喷射正时延迟预定值的量并且因此实施燃料喷射，直到判定了检测目的燃烧室6b中 的燃烧状态已成为不发火状态。图5用三角形标记显示了第一次至第五次燃料喷射的喷射 正时。顺便提一句，作为延迟量的预定值是通过试验等事先判定的值并且被记录在ECU20 中。 在第五次燃料喷射时、基于来自曲柄角度传感器14的检测信号S14判定检测目的 燃烧室6b中的燃烧状态已经变成不发火状态的情况下，ECU20基于喷射正时Ap2检测出燃 料的十六烷值大约是Cp。 也就是说，在该例子中，在起动内燃机1时以从喷射正时Ap提前的喷射正时执行 通过检测目的燃料喷射阀5进行的燃料喷射的情况下，ECU20重复地执行以下操作将检测 目的燃料喷射阀5的喷射正时延迟一预定值的量并且因此执行燃料的喷射，直到检测目的 燃烧室6b中的燃烧状态从点火状态变为不发火状态。然后，基于检测目的燃料喷射阀5的 喷射正时(其用作检测目的燃烧室6b中的燃烧状态已经变为不发火状态时的喷射正时)， ECU20能够检测燃料的十六烷值。通过以这种方式操作，ECU20能够准确地检测出在起动内 燃机时的燃料的十六烷值。 图6A至6C是关于第二实施例的内燃机的图表，分别显示了内燃机1的喷射正时、 点火标志以及旋转速度的相对于时间的变化。在图6A至6C中，在起动内燃机1时通过检 测目的燃料喷射阀5进行燃料喷射以便检测出十六烷值的时间段，被设定为十六烷值检测 时间段，并且进行普通发动机起动控制的时间段被设定为普通发动机起动控制时间段。在 图6A中，空心圆显示了在十六烷值检测期间检测目的燃料喷射阀5的喷射正时。
如图6A所示，ECU20重复地进行以下操作将检测目的燃料喷射阀5的喷射正时 提前一预定值的量并且因此在十六烷值检测期间执行燃料喷射。然后，由于在第五次燃料 喷射时ECU20判定检测目的燃烧室6b中的燃烧状态已经成为点火状态，所以如图6B所示 ECU20打开点火标志。 在检测了点火标志已经被打开时，ECU20基于检测目的燃料喷射阀5的喷射正时 检测十六烷值。在检测了十六烷值之后，ECU20基于所检测的十六烷值执行普通发动机起 动控制。具体而言，ECU20也基于所检测的十六烷值判定燃料喷射阀5而不是检测目的燃 料喷射阀5的喷射正时，并且使得所有气缸6a的燃烧室6b中的燃烧状态成为点火状态，并 且如图6C所示逐渐提高内燃机1的旋转速度。通过以这种方式操作，能够防止在起动内燃 机1时燃烧室6b中的燃烧状态成为不发火状态，并且因此能够实现内燃机1的可靠起动。
接着，将参照图7描述根据第二实施例的十六烷值检测处理。 在步骤S121中，在起动内燃机1时ECU20判定用于十六烷值检测目的的燃料喷射 的要求标志是否打开。如果判定了用于十六烷值检测目的的燃料喷射的要求标志没有打 开，也就是说，如果判定了用于十六烷值检测目的的燃料喷射的要求标志是关闭的(在步 骤S121中为"否")，则能够判定燃料没有被输送到燃料箱12中并且燃料的十六烷值没有 改变，因此ECU20进入到步骤S127，而不会执行燃料的十六烷值检测。另一方面，如果检测到用于十六烷值检测目的的燃料喷射的要求标志是打开的(在步骤S121中为"是")，则能 够判定燃料已经被输送到燃料箱12中并且可能在燃料的十六烷值方面已经发生了改变， 因此ECU20进入到步骤S122。 在步骤S122中，ECU20将检测目的喷射正时设定为检测目的燃料喷射阀5的喷射 正时。所述检测目的喷射正时是通过试验等事先判定的值，并且被记录在ECU20中。在前 面的例子中，所述预定喷射正时与喷射正时Aps相对应。 在步骤S123中，ECU20实施在检测目的喷射正时(在此情况下为喷射正时Aps)将 燃料从检测目的燃料喷射阀5喷射到气缸6a的燃烧室6b (检测目的燃烧室)中。
在步骤S124中，ECU20基于来自曲柄角度传感器14的检测信号S14判定检测目 的燃烧室6b中的燃烧状态是否是点火状态。如果判定了检测目的燃烧室6b中的燃烧状态 是不发火状态(在步骤S124中为"否")，则ECU20将从目前喷射正时提前一预定值量的值 设定为新的喷射正时(步骤S125)，然后再执行步骤S123的操作。另一方面，如果判定了检 测目的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态(在步骤S124中为"是")，则ECU20基于检测 目的燃料喷射阀5的喷射正时(例如喷射正时Apl)检测燃料的十六烷值。通过以这种方 式操作，ECU20能够准确地检测燃料的十六烷值。在这里需要注意作为提前量的预定值是 通过试验等事先判定的值，并且被记录在ECU20中。 在步骤S127中，ECU20执行普通发动机起动控制。具体而言，ECU20还基于所检测 的十六烷值判定燃料喷射阀5而不是检测目的燃料喷射阀5的喷射正时，并且使得所有气 缸6a的燃烧室6b中的燃烧状态成为点火状态，并且逐渐提高内燃机l的旋转速度。通过 以这种方式操作，能够防止在起动内燃机1时燃烧室6b中的燃烧状态成为不发火状态，因 此能够实现内燃机1的可靠起动。 如上所述，在根据第二实施例的十六烷值检测装置中，在判定了检测燃烧室6b中 的燃烧状态是不发火状态(或点火状态)的情况下，ECU20重复地实施以下控制将检测目 的燃料喷射阀5的喷射正时提前(或延迟)所述预定值的量并且相应地实施燃料喷射，直 到判定了检测燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态(或不发火状态)。然后，在判定了检测 燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态(或者不发火状态)的情况下，ECU20基于检测目的燃 料喷射阀5的喷射正时检测燃料的十六烷值。通过以这种方式操作，ECU20能够准确地检 测在起动内燃机时燃料的十六烷值。 接着，将描述本发明第三实施例的十六烷值检测装置。第三实施例的内燃机的构 造与图l所示的第一实施例的内燃机的构造大致相同。然而，在第三实施例的内燃机中，曲 柄角度传感器14被分离地设置在与各个气缸6a相对应的曲轴6e的附近。因此，根据来自 于设置在与气缸6a相对应的曲轴6e附近的曲柄角度传感器14的检测信号，关于多个气缸 6a的每一个，ECU20判定燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态还是不发火状态。
在第二实施例的十六烷值检测装置中，在判定检测燃烧室6b中的燃烧状态是不 发火状态(或者点火状态)的情况下，重复地执行以下控制将检测目的燃料喷射阀5的喷 射正时提前(或延迟)预定值的量并且相应地实施燃料的喷射，直到判定检测燃烧室6b中 的燃烧状态是点火状态(或不发火状态)。在判定检测燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态 (或不发火状态)的情况下，基于检测目的燃料喷射阀5的喷射正时检测燃料的十六烷值。
然而，在第二实施例的十六烷值检测装置中，例如在改变一个检测目的燃料喷射阀5的喷射正时的同时进行对重复喷射的控制的情况下，有时ECU20要花费大量的时间获 得检测目的燃烧室6b中的燃烧状态的期望改变。在这种情况下，还要花费大量的时间检测 燃料的十六烷值。结果，就有内燃机l的起动时间变得更长的趋势。 因此，在第三实施例的十六烷值检测装置中，在起动内燃机1时，ECU20以各自不 同的预定喷射正时从多个检测目的燃料喷射阀5实施燃料喷射。在判定多个气缸6a的每 一个的燃烧室6b中的燃烧状态是不发火状态的情况下，ECU20重复地进行以下控制将所 有检测目的燃料喷射阀5的喷射正时提前一预定值的量并且相应地实施燃料的喷射，直至 判定任意一个气缸6a的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态。然后，在判定了任意一个气 缸6a的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态的情况下，ECU20基于检测目的燃料喷射阀5的 喷射正时检测燃料的十六烷值，所述检测目的燃料喷射阀5将燃料喷射到其燃烧状态已经 被判定为点火状态的气缸6a的燃烧室6b中。 下面将参照图8A至8D具体描述第三实施例的十六烷值检测方法。图8A和8B是 图表，其显示了关于第一气缸6a的喷射正时和点火标志的改变。图8C和8D是图表，其显 示了关于第二气缸6a的喷射正时和点火标志的改变。第一气缸6a和第二气缸6a是通过 检测目的燃料喷射阀5将燃料喷射到其中的气缸6a。为了在此描述的方便，将燃料喷射到 第一气缸6a中的检测目的燃料喷射阀5被命名为第一检测目的燃料喷射阀5，将燃料喷射 到第二气缸6a中的检测目的燃料喷射阀5被定义为第二检测目的燃料喷射阀5。
在图8A中，空心圆显示了在十六烷值检测间隔期间第一检测目的燃料喷射阀5的 喷射正时。在图8C中，实心圆显示了在十六烷值检测间隔期间第二检测目的燃料喷射阀5 的喷射正时。另外，在图8C中，第一检测目的燃料喷射阀5的喷射正时由虚线空心圆表示。
如图8A所示，在十六烷值检测期间，ECU20重复地进行以下操作将第一检测目的 燃料喷射阀5的喷射正时提前一预定值的量并且相应地进行燃料的喷射。在图8A所示的 例子中，即使在从第一检测目的燃料喷射阀5进行第三次燃料喷射时，ECU20也没有检测出 第一气缸6a的检测目的燃烧室6b中的燃烧状态已经变成点火状态，因此，如图8B所示，不 会打开与第一气缸6a相关的点火标志。 如图8C所示，在十六烷值检测期间，ECU20进行以下操作与从第一检测目的燃料 喷射阀5的燃料喷射同时地，将第二检测目的燃料喷射阀5的喷射正时提前所述预定值的 量并且相应地进行燃料的喷射。然而，ECU20使得第二检测目的燃料喷射阀5的检测目的喷 射正时(即，来自该阀的第一次喷射的时间)与第一检测目的燃料喷射阀5的检测目的喷 射正时(即，来自该阀的第一次喷射的时间)不同。例如，在图8C所示的例子中，与第一检 测目的燃料喷射阀5的检测目的喷射正时相比较，ECU20将第二检测目的燃料喷射阀5的 检测目的喷射正时提前。而且，第一和第二检测目的燃料喷射阀5的每一个的检测目的喷 射正时是通过试验等事先判定的值，并且被记录在ECU20中。而且，关于第一和第二检测目 的燃料喷射阀5的每一个的作为提前量的预定值是通过试验等事先判定的值，并且被记录 在ECU20中。 参照图8C，在从第一和第二检测目的燃料喷射阀5进行第三次燃料喷射时，ECU20 检测出第二气缸6a的检测目的燃烧室6b中的燃烧状态已经变成点火状态，此时ECU20打 开与图8D所示的第二气缸6a相关的点火标志。 在检测到第二气缸6a的点火标志被打开时，ECU20基于第二检测目的燃料喷射阀5的喷射正时检测十六烷值。具体而言，ECU20具有一图谱，其显示了喷射正时与十六烷值 之间的关系，该十六烷值是一边界值，与喷射正时相对应的燃烧室中的燃烧状态在该边界 值改变，并且通过应用该图谱ECU20能够基于第二检测目的燃料喷射阀5的喷射正时检测 燃料的十六烷值。 也就是说，在图8A至8D所示的例子中，在起动内燃机1时，ECU20在各自不同的 预定喷射正时通过第一检测目的燃料喷射阀5和第二检测目的燃料喷射阀5实施燃料喷 射。在判定了第一气缸6a和第二气缸6a的每一个的燃烧室6b中的燃烧状态是不发火状 态的情况下，ECU20重复地进行以下控制将第一检测目的燃料喷射阀5和第二检测目的燃 料喷射阀5的喷射正时提前一预定值的量并且相应地实施燃料的喷射，直至判定了第一气 缸6a和第二气缸6a的任一个的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态。然后，当在从第一和 第二检测目的燃料喷射阀5进行第三次燃料喷射时、ECU20判定了第一气缸6a和第二气缸 6a中的第二气缸6a的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态的情况下，ECU20基于第二检测 目的燃料喷射阀5的喷射正时检测燃料的十六烷值。因此，通过应用第一检测目的燃料喷 射阀5和第二检测目的燃料喷射阀5，能够在一个操作中判定两个喷射阀的喷射正时，并且 能够较早地检测十六烷值。 在检测十六烷值时，ECU20基于所检测出的十六烷值执行普通发动机起动控制。具 体而言，除了检测目的燃料喷射阀5的喷射正时之外，ECU20也基于所检测的十六烷值判定 燃料喷射阀5的喷射正时，并且使得每个气缸6a的燃烧室6b中的燃烧状态成为点火状态， 并且逐渐提高内燃机1的旋转速度。该操作也防止在起动内燃机1时燃烧室6b中的燃烧 状态成为不发火状态，并且因此能够实现内燃机1的可靠起动。 因此，在第三实施例的十六烷值检测装置中，在起动内燃机1时，ECU20以各自不 同的预定喷射正时从多个检测目的燃料喷射阀5实施燃料喷射。在判定多个气缸6a的每 一个的燃烧室6b中的燃烧状态是不发火状态的情况下，ECU20重复地进行以下控制将多 个检测目的燃料喷射阀5的每一个的喷射正时提前一预定值的量并且相应地实施燃料的 喷射，直至判定多个气缸6a的任意一个的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态。换言之， ECU20重复地进行以下操作关于全部的多个检测目的燃料喷射阀5将喷射正时提前一预 定值的量并且相应地执行燃料的喷射。然后，在判定了多个气缸6a的任意一个的燃烧室6b 中的燃烧状态是点火状态的情况下，ECU20基于检测目的燃料喷射阀5的喷射正时检测燃 料的十六烷值，所述检测目的燃料喷射阀5将燃料喷射到其燃烧状态已经被判定为点火状 态的气缸6a的燃烧室6b中。从而，通过应用多个检测目的燃料喷射阀5，能够在一个操作 中进行在多个喷射正时下的判定。因此，在起动内燃机l时，第三实施例的十六烷值检测装 置能够较早地检测十六烷值。 如下提供根据第三实施例的变型的十六烷值检测装置的变型。也就是说，在起动 内燃机1时，ECU20以各自不同的预定喷射正时从多个检测目的燃料喷射阀5实施燃料喷 射。在判定了多个气缸6a的每一个的燃烧室6b中的燃烧状态是点火状态的情况下，ECU20 重复地进行以下控制将检测目的燃料喷射阀5的每一个的喷射正时延迟一预定值的量并 且相应地实施燃料的喷射，直至判定了任意一个气缸6a的燃烧室6b中的燃烧状态是不发 火状态。换言之，ECU20重复地进行以下操作关于全部的多个检测目的燃料喷射阀5，将喷 射正时延迟一预定值的量并且相应地执行燃料的喷射。然后，在判定了任意一个气缸6a的燃烧室6b中的燃烧状态是不发火状态的情况下，ECU20基于检测目的燃料喷射阀5的喷射 正时检测燃料的十六烷值，所述燃料喷射阀5将燃料喷射到其燃烧状态已经被判定为不发 火状态的气缸6a的燃烧室6b中。顺便说一句，作为延迟量的预定值是通过试验等事先判 定的值，并且被记录在ECU20中。这种构造将使得可以在起动内燃机1时较早地检测十六 烷值。
权利要求
一种用于内燃机的十六烷值检测装置，包括多个燃料喷射装置，所述多个燃料喷射装置分别将燃料喷射到内燃机的多个气缸中；控制装置，当起动内燃机时，所述控制装置以预定喷射正时从所述多个燃料喷射装置的至少一个燃料喷射装置实施燃料的喷射；燃烧状态判定装置，其判定至少一个气缸的燃烧室中的燃烧状态是点火状态还是不发火状态，其中燃料从所述至少一个燃料喷射装置喷射到所述至少一个气缸的燃烧室中；以及检测装置，其基于燃烧室中的燃烧状态检测燃料的十六烷值。
2. 根据权利要求1所述的十六烷值检测装置，其中当通过所述燃烧状态判定装置判定了所述燃烧室中的燃烧状态是不发火状态时，所述控制装置重复地执行以下控制将所述至少一个燃料喷射装置的喷射正时提前一预定量并且实施燃料的喷射，直至通过所述燃烧状态判定装置判定了所述燃烧室中的燃烧状态是点火状态；以及当通过所述燃烧状态判定装置判定了所述燃烧室中的燃烧状态是点火状态时，所述检测装置基于所述至少一个燃料喷射装置的喷射正时检测所述燃料的十六烷值。
3. 根据权利要求1所述的十六烷值检测装置，其中当通过所述燃烧状态判定装置判定了所述燃烧室中的燃烧状态是点火状态时，所述控制装置重复地执行以下控制将所述至少一个燃料喷射装置的喷射正时延迟一预定量并且实施燃料的喷射，直至通过所述燃烧状态判定装置判定了所述燃烧室中的燃烧状态是不发火状态；以及当通过所述燃烧状态判定装置判定了所述燃烧室中的燃烧状态是不发火状态时，所述检测装置基于所述至少一个燃料喷射装置的喷射正时检测所述燃料的十六烷值。
4. 根据权利要求1所述的十六烷值检测装置，其中所述燃烧状态判定装置判定所述多个气缸的每一个的燃烧室中的燃烧状态是点火状态还是不发火状态；当起动所述内燃机时，所述控制装置以各自不同的预定喷射正时从所述多个燃料喷射装置实施燃料的喷射，并且当通过所述燃烧状态判定装置判定了所述多个气缸的每一个的燃烧室中的燃烧状态是不发火状态时，所述控制装置重复地执行以下控制将所述多个燃料喷射装置的每一个的喷射正时提前一预定量并且实施燃料的喷射，直至通过所述燃烧状态判定装置判定了所述多个气缸中的任意一个气缸的燃烧室中的燃烧状态是点火状态；以及当通过所述燃烧状态判定装置判定了所述多个气缸中的任意一个气缸的燃烧室中的燃烧状态是点火状态时，基于将燃料喷射到其燃烧状态是点火状态的气缸的燃烧室中的燃料喷射装置的喷射正时，所述检测装置检测所述燃料的十六烷值。
5. 根据权利要求1所述的十六烷值检测装置，其中所述燃烧状态判定装置判定所述多个气缸中的每一个气缸的燃烧室中的燃烧状态是点火状态还是不发火状态；当起动所述内燃机时，所述控制装置以各自不同的预定喷射正时从所述多个燃料喷射装置实施燃料的喷射，并且当通过所述燃烧状态判定装置判定了所述多个气缸中的每一个气缸的燃烧室中的燃烧状态是点火状态时，所述控制装置重复地执行以下控制将所述多 个燃料喷射装置的每一个的喷射正时延迟一预定量并且实施燃料的喷射，直至通过所述燃 烧状态判定装置判定了所述多个气缸中的任意一个气缸的燃烧室中的燃烧状态是不发火 状态；以及当通过所述燃烧状态判定装置判定了所述多个气缸中的任意一个气缸的燃烧室中的 燃烧状态是不发火状态时，基于将燃料喷射到其燃烧状态是不发火状态的气缸的燃烧室中 的燃料喷射装置的喷射正时，所述检测装置检测所述燃料的十六烷值。
6. 根据权利要求1所述的十六烷值检测装置，其中所述预定喷射正时是当所述燃料的十六烷值是预定十六烷值时使得所述燃烧室中的 燃烧状态成为点火状态的燃料的喷射正时；当通过所述燃烧状态判定装置判定所述燃烧室中的燃烧状态是不发火状态时，所述检 测装置判定所述燃料的十六烷值小于所述预定十六烷值；以及当通过所述燃烧状态判定装置判定所述燃烧室中的燃烧状态是点火状态时，所述检测 装置判定所述燃料的十六烷值大于或等于所述预定十六烷值。
7. 根据权利要求1所述的十六烷值检测装置，进一步包括 曲柄角度传感器，其检测所述内燃机的曲轴的曲柄角度，其中所述燃烧状态判定装置基于由所述曲柄角度传感器所检测的曲柄角度判定所述燃烧 室中的燃烧状态是点火状态还是不发火状态。
8. 根据权利要求1至7中任何一个所述的十六烷值检测装置，进一步包括 燃料量检测装置，其检测储存在内燃机的燃料箱中的燃料的燃料量，其中 当由所述燃料量检测装置检测到的燃料量从以前的燃料量增加时，所述检测装置检测所述燃料的十六烷值。
9. 一种用于内燃机的十六烷值检测方法，所述内燃机包括将燃料分别喷射到内燃机的 多个气缸中的多个燃料喷射装置，所述方法包括当起动内燃机时，以预定喷射正时从所述多个燃料喷射装置的至少一个燃料喷射装置 实施燃料喷射；判定至少一个气缸的燃烧室中的燃烧状态是点火状态还是不发火状态，从所述至少一 个燃料喷射装置将燃料喷射到所述至少一个气缸的燃烧室中；以及 基于所述燃烧室中的燃烧状态检测所述燃料的十六烷值。
全文摘要
一种用于内燃机的十六烷值检测装置，包括将燃料分别喷射到气缸中的燃料喷射装置；控制装置，当起动内燃机时，所述控制装置以预定喷射正时从至少一个燃料喷射装置实施燃料的喷射；燃烧状态判定装置；以及检测装置。所述燃烧状态判定装置判定至少一个气缸的燃烧室中的燃烧状态是点火状态还是不发火状态，燃料通过所述至少一个燃料喷射装置喷射到所述至少一个气缸的燃烧室中。所述检测装置基于燃烧室中的燃烧状态检测燃料的十六烷值。
文档编号F02D41/40GK101765710SQ200880100822
公开日2010年6月30日 申请日期2008年7月30日 优先权日2007年7月31日
发明者岩谷一树 申请人:丰田自动车株式会社