发动机燃料性能估计装置制造方法
【专利摘要】根据本发明的发动机燃料性能估计装置基于燃料喷射后产生的扭矩，估计燃料的点火性(十六烷值)。通过根据EGR开度VR、车速SPD和气缸壁表面热量Qc，可变地设定用于估计十六烷值的燃料喷射的正时(十六烷值估计用喷射正时)(S103)，抑制由除燃料的点火性外的因素引起的点火延迟的变化对十六烷值的估计结果的影响。
【专利说明】发动机燃料性能估计装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机燃料性能估计装置，在由喷射的燃料的燃烧产生的发动机扭矩的基础上，估计燃料的点火性。
【背景技术】
[0002]柴油机经过压缩通过将喷射的燃料点火来燃烧它。柴油机将轻油用作燃料。市面上销售的轻油的成分不同，并且诸如点火性的燃料性能变化。燃料的点火性大大地影响失火发生状况、发动机输出等等。因此，为了提高柴油机的输出性能、燃料经济性和排放性能，有必要检查目前使用的燃料的点火性和根据燃料的点火性的检查结果，调整有关燃料喷射的正时和量的发动机控制的执行方式。
[0003]通过十六烷值评估作为柴油机的燃料的轻油的点火性。由呈现出与样品轻油相同点火性的十六烷和α-甲基萘的混合物中的十六烷量的体积百分比表示样品轻油的十六烷值。
[0004]日本专利申请公开N0.2010-024870 (JP 2010-024870 Α)公开了在无负载和无燃料喷射的状态下，当发动机转速减小时，执行燃料的单次喷射并且在由喷射燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小和单次喷射的喷射正时的基础上，估计当前使用的燃料的十六烷值的装置。
[0005]燃料的十六烷值的上述估计的原理如下。如果在燃料完全燃烧前，气缸内压力或气缸内温度下降，一部分喷射的燃料不会烧尽，而是未完全燃烧的。燃料的十六烷值越低，点火延迟时间越长并且燃料的燃烧开始越晚。因此，燃料的十六烷值越低，从燃料的燃烧开始到气缸内压力或气缸内温度下降的时间越短。因此，燃料的十六烷值越低，未燃尽而是未完全燃烧的燃料量更大，并且达成燃烧的燃料量越少，因此，由燃料的燃烧产生的发动机扭矩越小。因此，通过检查由喷射燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小，可以估计燃料的十六烷值，即，燃料的点火性的程度。
[0006]除燃料的点火性外，燃烧时的气缸内气体温度也会影响燃料的点火的延迟时间。气缸内气体温度取决于发动机的操作状况而改变。因此，即使当固定喷射的燃料量和喷射燃料的十六烷值，取决于在估计燃料的十六烷值之前的发动机操作状况，所产生的发动机扭矩的大小也会改变。基于由喷射燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小，这种变化可能会劣化燃料的点火性的估计精度。
【发明内容】
[0007]本发明提供能以提高的精度估计燃料的点火性的发动机燃料性能估计装置。
[0008]本发明的第一方面是发动机燃料性能估计装置，其基于由喷射的燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小，估计燃料的点火性。根据废气再循环量，改变用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时。在该方面中，废气再循环量是第一量，可以将用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时设定成比当废气再循环量为小于第一量的第二量时晚。
[0009]随着气缸内的气体温度越高，气缸内的燃料的点火延迟的时间更短。在将废气再循环回进气的发动机中，废气再循环量越高，在进气与再循环的高温废气混合后的进气的温度越高，因此，气缸内气体温度越高。
[0010]结合该方面，在第一方面中，由于根据废气再循环量，改变用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时，变得可以调整用于估计点火性的燃料喷射的正时，使得降低取决于废气再循环量的点火延迟时间的变化对点火性的估计结果的影响。具体地，可以降低由废气再循环量引起的发动机扭矩的变化，因此，当废气再循环量越大时，通过越延迟用于估计的燃料喷射的正时，降低点火性的估计的精度的劣化。因此，根据上述结构，能通过提高的精度估计燃料的点火性。
[0011]本发明的第二方面是一种发动机燃料性能估计装置，其基于由喷射的燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小，估计燃料的点火性。根据车速，改变用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时。在该方面中，当车速是第一速度时，可以将用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时设定成比当车速为小于第一速度的第二速度时晚。
[0012]燃料的点火延迟的时间还取决于气缸壁表面的热量而改变。具体地，当气缸壁表面的热量越大时，点火延迟越短，因为来自气缸壁的热加热气缸内气体，使得气缸内气体的温度增加。如果在估计点火性前，发动机在高负荷下操作，估计时的气缸壁表面的热量大。因此，如果在点火性的估计时的车速高，能估计发动机非常可能先前已经在高负荷下操作。
[0013]结合该考虑，在第二方面中，由于根据车速，改变用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时，变得可以调整用于估计点火性的燃料喷射的正时，使得降低取决于气缸壁表面的热量的点火延迟时间的变化对点火性的估计结果的影响。具体地，可以降低由气缸壁表面的热量差引起的发动机扭矩的变化，因此，当车速更高并且因此在点火性的估计前的发动机负荷被估计为高时，通过越延迟用于估计的燃料喷射的正时，降低点火性的估计的精度的劣化。因此，根据上述方面，能通过提高的精度，估计燃料的点火性。
[0014]本发明的第三方面是一种发动机燃料性能估计装置，其基于由喷射的燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小，估计燃料的点火性。根据气缸壁表面的热量，改变用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时。在该方面中，当气缸壁表面的热量是第一量时，可以将用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时设定成比当气缸壁表面的热量为小于第一量的第二量时晚。
[0015]如上所述，燃料的点火的延迟时间变化还取决于气缸壁表面的热量。因此，在第三方面中，由于根据气缸壁表面的热量，改变用于估计点火性的燃料喷射的正时，变得可以调整用于点火性的估计的燃料喷射的正时，使得降低取决于气缸壁表面的热量的点火延迟时间的变化对点火性的估计结果的影响。具体地，可以降低由气缸壁表面的热量差引起的发动机扭矩的变化，因此，当气缸壁表面的热量越大时，通过越延迟用于估计的燃料喷射的正时，降低点火性的估计的精度的劣化。因此，根据第三方面，能够以提高的精度，估计燃料的点火性。在该方面中，可以从执行点火性的估计前发生的发动机的负荷的状态，估计气缸壁表面的热量。
[0016]本发明的第四方面是一种发动机燃料性能估计装置，其基于由喷射的燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小，估计燃料的点火性。根据进气压力，改变用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时。在该方面中，当进气压力是第一压力时，可以将用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时设定成比当进气压力为高于第一压力的第二压力时早。
[0017]燃料的点火的延迟时间改变还取决于在气缸的压缩冲程期间，发动机的气缸中的压力的最大值(峰值气缸内压力)。具体地，峰值气缸内压力越低，燃料的点火延迟越长。例如，当进气压力越低时，峰值气缸内压力越低，因此，点火延迟越长。因此，通过允许根据进气压力，改变点火性估计用喷射正时，并且进气压力越低时，越提前点火性估计用喷射正时，可以抑制取决于峰值气缸内压力的点火延迟时间的变化对点火性的估计结果的影响，因此，能够以提高的精度，估计燃料的点火性。
[0018]本发明的第五方面是一种发动机燃料性能估计装置，其基于由喷射的燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小，估计燃料的点火性。根据进气温度，改变用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时。在该方面中，当进气温度是第一温度时，可以将用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时设定成比当进气温度为高于第一温度的第二温度时早。
[0019]燃料的点火的延迟时间改变还取决于在气缸的压缩冲程期间，发动机的气缸中的气体的温度(峰值气缸内温度)。具体地，峰值气缸内温度越低，燃料的点火延迟越长。例如，当吸入气缸中的气体的温度(气缸内气体温度)越低时，峰值气缸内温度越低，因此，点火延迟越长。因此，当进气温度越低时，气缸内进气温度越低。因此，通过允许根据进气温度，改变点火性估计用喷射正时，并且进气温度越低，越提前点火性估计用喷射正时，可以抑制取决于气缸内进气温度的点火延迟时间的变化对点火性的估计结果的影响，因此，以提高的精度，估计燃料的点火性。
[0020]本发明的第六方面是一种发动机燃料性能估计装置，其基于由喷射的燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小，估计燃料的点火性。根据发动机冷却液温度，改变用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时。在该方面中，当冷却液温度是第一温度时，可以将用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时设定成比当冷却液温度为高于第一温度的第二温度时早。
[0021]如上所述，燃料的点火的延迟时间改变还取决于气缸壁表面的热量。能从冷却液温度估计气缸壁表面的温度。如果气缸壁表面的温度越低，气缸壁表面热量越小。因此，通过允许根据发动机冷却液温度改变点火性估计用喷射正时，并且进气温度越低时，越提前点火性估计用喷射正时，可以抑制取决于气缸壁表面热量的点火延迟时间的变化对点火性的估计结果的影响，因此，以提高的精度估计燃料的点火性。
[0022]此外，在上述方面中，可以在发动机的燃料切断期间，执行点火性的估计。通过在易于检查发动机扭矩的发动机的燃料切断期间执行估计，能适当地执行上述的燃料的点火性的估计。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]参考附图，在下文中，将描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术及工业重要性，其中，相同的数字表示相同的元件，其中:
[0024]图1是示意性地示出根据本发明的实施例的发动机控制装置的整体结构的一般图；
[0025]图2是示出应用本实施例的柴油机中提供的喷射器的侧部的结构的截面图；
[0026]图3是示出燃料喷射速率的时间波形的例子的图；
[0027]图4是在本实施例中采用的十六烷值估计例程的流程图；
[0028]图5是示出在执行用于十六烷值的检测的燃料喷射前后，发动机转速的转变和转速差的转变的时序图；
[0029]图6A是示出气缸内压力的转变的图；
[0030]图6B是示出燃烧方式的例子的图；
[0031]图6C是示出当点火延迟短时，燃烧方式的例子的图；以及
[0032]图6D是示出根据点火延迟的缩减，延迟燃料喷射正时时，燃烧方式的例子的图。
【具体实施方式】
[0033]在下文中，将参考图1至6，更详细地描述体现根据本发明的发动机燃料性能估计装置的实施例。本实施例的估计装置应用于将安装在车辆中的柴油机。
[0034]如图1所示，应用本实施例的估计装置的柴油机的燃料箱10具有测量在燃料箱10中剩余的燃料量的燃料表11。此外，供给发动机的燃料通过的燃料供给通道12与燃料箱10相连。燃料供给通道12的中间部分具有从燃料箱10泵送燃料、给它加压并且排放加压燃料的高压燃料泵13。燃料供给通道12的下游端连接到保存加压燃料的共轨14。
[0035]用于柴油机的气缸的喷射器16连接到共轨14。每一喷射器16具有检测喷射器16中的燃料压力的燃料压力传感器17。此外，喷射器16连接到用于将燃料的余量返回到燃料箱10的返回通道18。
[0036]该柴油机具有EGR(废气再循环)系统。EGR系统将一部分废气再循环回进气，因此燃烧温度降低，并且因此抑制产生NOx。由设置在连接柴油机的排气通道和进气通道的EGR通道中的EGR阀26，调整由EGR系统再循环的废气量。
[0037]由电子控制单元19，控制由此构成的柴油机。电子控制单元19包括执行与发动机控制有关的各种计算过程的微型计算机。此外，电子控制单元19具有从检测柴油机的操作状况的各种传感器接收信号输入的输入电路。燃料表11和燃料压力传感器17连接到输入电路。与输入电路相连的其他传感器包括分别检测柴油机的进气压力、转速、冷却液温度和进气温度的进气压力传感器20、转速传感器21、冷却液温度传感器22和进气温度传感器25以及检测车速的车速传感器24、检测加速器踏板的下压量的加速器踏板传感器23等等。
[0038]此外，电子控制单元19具有用于驱动柴油机的各个部分的致动器的驱动电路。这些驱动电路包括驱动气缸的喷射器16的电路和驱动EGR阀26的电路。电子控制单元19基于EGR阀26的开度，执行EGR控制，作为发动机控制的一部分。然后，在EGR控制时，电子控制单元19从EGR阀26的开度(EGR开度)、发动机转速等等，得出包含在气缸内的气体中的再循环废气量(EGR量)。
[0039]参考图2，将描述为柴油机的各个气缸提供的喷射器16的每一个的构造的另外的细节。该柴油机将电子驱动型喷射器用作喷射器16。
[0040]如图2所不,每一喷射器16包括具有中空气缸形状的壳体30。在壳体30内，设置用于在图2的上下方向中往复运动的针阀31。此外，总是在图2中向下推动针阀31的弹簧32设置在壳体30的相对于图2中的针阀31向上的部分内。
[0041]此外，在壳体30内，形成由针阀31分隔的两个燃料室，更具体地说，相对于针阀31，在图2中相对向下定位的喷嘴室33，并且相对于针阀31，在图2中相对向上定位的压力室34。
[0042]喷嘴室33具有提供喷嘴室33的内部和壳体30的外部之间的连通的喷射孔35。喷嘴室33与在壳体30内形成的导入通道36相连。导入通道36连接到共轨14(图1)，使得将燃料通过导入通道36供给到喷嘴室33中。
[0043]另一方面，压力室34通过连通通道37连接到喷嘴室33，并且通过排放通道38连接到上述返回通道18。此外，在压力室34内，提供由压电致动器39驱动的阀体40，通过层叠压力-电气元件，例如压电元件形成压电致动器39。由此，提供使得通过驱动阀体40选择地使压力室34与连通通道37和排放通道38中的一个连通的构造。
[0044]上述燃料压力传感器17与图2中的喷射器16的上部一体提供。燃料压力传感器17被构造成检测导入通道36内的燃料的压力。
[0045]由此构成的喷射器16的每一个操作如下。压电致动器39当未施加驱动电压时，呈现缩减压电致动器39的整个长度的收缩状态，使得将阀体40定位在压力室34与连通通道37连通并且从排放通道38关闭的位置。此时，喷嘴室33和压力室34相互连通，使得两个室中的压力基本上相等。因此，此时，通过弹簧32的弹力，在图2中向下设置针阀31，使得关闭喷射孔35。因此，此时，不会从喷射器16喷射燃料。
[0046]另一方面，当压电致动器39被施加驱动电压时，其整个长度增加，使得将阀体40定位在从连通通道37关闭压力室34并且与排放通道38连通的位置。此时，从压力室34排出燃料并且压力室34中的压力下降，使得喷嘴室33中的压力大于压力室34中的压力。由于压力差，此时，在图2中，向上设置针阀31，S卩，使得离开针阀31关闭喷射孔35的位置。即，此时，喷射器16喷射燃料。
[0047]在上述构成的实施例中，电子控制单元19执行柴油机的燃料喷射控制。具体地说，电子控制单元19由发动机转速、加速器踏板的下压量和使用的燃料的十六烷值(控制十六烷值)的估计值，计算燃料喷射量的目标值(目标燃料喷射量)。此外，电子控制单元19由目标燃料喷射量和发动机转速，计算燃料喷射正时和燃料喷射持续时间的目标值。然后，根据这些计算的目标值，电子控制单元19将驱动电压施加到每一喷射器16的压电致动器39，以便控制燃料喷射。
[0048]此外，在该实施例中，结合上述燃料喷射控制，电子控制单元19实现在由为各个喷射器16提供的燃料压力传感器17检测的燃料压力的基础上，形成每一喷射器16的燃料喷射率(每单位时间喷射的燃料量)的时间波形的控制。以下述方式执行该控制。
[0049]在根据施加到压电致动器39的驱动电压，喷射器16的针阀31开始从喷射孔35上升后，喷嘴室33中的燃料压力随着针阀31的逐渐上升而减小。然后，停止施加驱动电压并且针阀31的上升减小。随着阀的上升减小，喷嘴室33中的燃料压力逐步上升。因此，从由喷射器16的燃料压力传感器17检测的燃料压力，可以明确地确定针阀31开始上升的正时(开阀驱动开始正时Tos)、燃料喷射率变为最大的正时(最大喷射率达到正时Toe)、燃料喷射率开始减小的正时(燃料喷射率下降开始正时Tcs)和针阀31的上升结束的正时(最小上升达到正时Tee)。然后，从这些确定的正时，能得到如图3所示的燃料喷射率的时间波形。从该波形，可以非常高精度地检查燃料喷射的实际状况，即实际燃料喷射量、实际燃料喷射正时等等。在该实施例中，电子控制单元19得出每一喷射器16内的燃料压力的变化率(燃料压力的时间导数)，并且在变化率的值的基础上，得出上述正时。
[0050]在该实施例中，电子控制单元19估计当前使用的燃料的十六烷值，其是燃料的点火性的指标值。通过处理图4所示的十六烷值估计例程，执行十六烷值的估计。在柴油机的操作期间，由电子控制单元19按每一预定控制周期重复地执行该例程。
[0051]当该例程的处理开始时，在步骤S100，判定是否已经满足用于执行扭矩判定十六烷值计算的条件。该执行条件是满足下述所有条件(i)至(iii)。(i)正执行将根据停止加速器操作(即停止下压加速器踏板)而实现的柴油机的减速时燃料切断。(ii)先前加燃料(充填油箱)后的燃料喷射的总量大于或等于预定值α。预定值α设定成大于能填充到从燃料箱10延伸到喷射器16的燃料通道中的燃料的总量的值。即，满足条件(ii)是指在先前加燃料后，由从燃料箱10供给的新燃料替代上述燃料通道中的燃料。(iii)在先前加燃料后，还未确定燃料的十六烷值的估计值。
[0052]如果不满足上述执行条件(否)，例程的当前处理立即结束。如果满足执行条件(是)，则过程进行到步骤SlOl。然后，当过程进行到步骤SlOl时，在步骤SlOl中，读取有关柴油机的转速的条件，即，读入发动机转速NE、冷却液温度THW、进气温度THA和进气压力PA。接着，在步骤S102，读入柴油机的气缸内状态，具体地，EGR开度VR、车速SPD和气缸壁表面热量Qc。通过从该时刻之前的发动机负荷的状态的估计，已经得到此时读入的气缸壁表面热量Qc。
[0053]然后，在步骤S103，在所读取的有关转速的条件和所读取的气缸内状态的基础上，设定用于估计燃料的十六烷值的燃料喷射的正时(十六烷值估计用喷射正时)。具体地，发动机转速NE越高，或冷却液温度THW越低，或进气压力PA越低，将十六烷值估计用喷射正时设定得越早。此外，EGR开度VR越小，或车速SH)越低，或气缸壁表面热量Qc越小，十六烷值估计用喷射正时设定成越早。
[0054]接着，在步骤S104，在如上设定的燃料喷射正时，将预定燃料量的单次喷射实现为十六烷值估计用燃料喷射。然后，在步骤S105，得出由喷射的燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小(产生的扭矩)。
[0055]以下述方式执行步骤S105的产生扭矩的计算。即，电子控制单元19获得每一预定周期时间的发动机转速，并且得出所获得的发动机转速)和在之前的前一周期时间获得的发动机转速之间的差(转速差ΛΝΕ)。
[0056]图5的上半部分表示在执行用于十六烷值的检测的燃料喷射前后的发动机转速的转变，并且图5的下半部分表示该时刻转速差ΛΝΕ的转变。当由于执行用于检测燃料的十六烷值的燃料喷射产生发动机扭矩时，发动机转速增加或发动机转速的下降率减小，使得转速差ΛΝΕ增加。所产生的扭矩越大，转速差ΛΝΕ的增加的时间积分值(对应于图5的阴影部分的面积)越大。因此，在本实施例中，将转速差ΛΝΕ的增加的时间积分值计算为旋转变化量Σ Δ NE,并且将该量的值用作所产生的扭矩的指标值。
[0057]接着，在步骤S106，从在步骤S104执行的燃料喷射的燃料喷射率的时间波形，得出实际燃料喷射正时和实际燃料喷射量，并且计算燃料喷射正时和燃料喷射量的实际值与它们的命令值的误差(喷射正时误差和喷射量误差)。然后，在喷射正时误差和喷射量误差的基础上，校正旋转变化量Σ Λ NE。执行该校正以通过执行对应于由喷射正时误差和喷射量误差引起的产生扭矩的变化量的量的校正，来减轻喷射正时误差和喷射量误差对燃料的十六烷值的估计结果的影响。具体地，提前侧(喷射正时进一步提前一侧)的喷射正时误差越大，所产生的扭矩越大，使得为了校正大大地减少旋转变化量Σ ΛΝΕ。此外，增量侧的喷射量误差越大，所产生的扭矩越大，使得为了校正大大地减少旋转变化量Σ ΛΝΕ。
[0058]接着，在步骤S107，在校正后旋转变化量Σ Δ NE和执行燃料喷射时发生的发动机转速的基础上，计算燃料的估计十六烷值。电子控制单元19的微型计算机预先存储燃料的十六烷值与发动机转速和旋转变化量Σ ΛΝΕ的实验上预定的关系。在预存关系的基础上，执行步骤S204的计算。在计算所估计的十六烷值后，例程的当前处理结束。
[0059]接着，将描述具有上述构造的本实施例的发动机燃料性能估计装置的操作。在该实施例中，在燃料喷射后产生的扭矩的基础上，估计燃料的十六烷值。该估计原理如下。
[0060]如图6Α所示，在气缸的活塞达到压缩上死点(TDC)后，当活塞下降时，气缸内压力减小。此外，当压力减小时，气缸内的温度也减小。因此，气缸内状态最后达到燃烧极限，超出该燃烧极限，燃烧不能成立。
[0061]如图6Β所示，从燃料喷射到其点火，存在一定的延迟(滞后)时间。燃料的点火性越高，即，燃料的十六烷值越高，从燃料喷射到其点火的延迟时间越短。
[0062]如图6C所示，如果点火延迟变短，从点火直到达到燃烧极限的时间，即燃烧持续时间变长，则使得未烧尽而是未完全燃烧的燃料量变少。因此，如果点火延迟越短，燃烧的燃料量越大，因此，由燃料的燃烧产生的发动机扭矩越大。因此，从燃料喷射后产生的发动机扭矩的大小，能估计燃料的点火性(十六烷值)。
[0063]在该实施例中，在有关柴油机的转速的条件(发动机转速NE、冷却液温度THW、进气温度THA和进气压力PA)和气缸内状态(EGR开度VR、车速SH)和气缸壁表面热量Qc)的基础上，设定十六烷值估计用喷射正时。由于下述原因，执行燃料喷射正时的该设定。
[0064]如果当点火正时仍然相同，发动机转速NE越高，从点火直到达到燃烧极限的燃烧时间越短，因此，所产生的扭矩越小。因此，在本实施例中，通过当发动机转速越高时，越适当地提前燃料喷射的正时，使从喷射直到达到燃烧极限的时间恒定，与发动机转速NE无关。
[0065]燃料的点火延迟改变还取决于除燃料的点火性(十六烷值)外的因素。例如，在气缸的压缩冲程期间，发动机的气缸内气体的温度的最大值(气缸内气体温度的峰值、气缸内温度的峰值)和压缩冲程期间，气缸内压力的最大值(气缸内压力的峰值、峰值气缸内压力)也影响燃料的点火延迟的时间。具体地，峰值气缸内温度和/或峰值气缸内压力越低，燃料点火延迟越长。
[0066]如果燃料的点火延迟时间由于除燃料的点火性外的因素改变，点火正时改变，因此，即使燃料的点火性仍然相同，燃烧时间和所产生的扭矩改变。因此，基于产生扭矩的燃料的点火性的估计精度下降。
[0067]即使在这种情况下，如果燃料喷射正时改变对应于由除燃料的点火性外的因素引起的燃料的点火延迟的变化的量，只要燃料的点火性仍然相同，即使由除燃料的点火性外的因素引起的燃料的点火性改变，点火正时仍然相同并且产生扭矩保持不变。
[0068]例如，假定由于除燃料的点火性外的因素，发生如图6C所示的点火延迟的缩短。在该情况下，如果使燃料点火正时延迟点火延迟的缩短量，如图6D所示,能获得如图6Β所示的相同点火正时。因此，燃烧时间及产生的扭矩没有变化。因此，如果根据由除燃料的点火性外的因素引起的点火延迟的时间的变化，调整燃料喷射正时，能抑制由于由除燃料的点火性外的因素引起的点火延迟的变化而导致产生扭矩的变化，因此，能提高燃料的十六烷值的估计精度。
[0069]因此，在本实施例中，通过从冷却液温度THW、进气温度THA、进气压力PA、EGR开度VR、车速sro和气缸壁表面热量Qc，得出由除燃料的点火性外的因素引起的点火延迟的变化，能提高燃料的十六烷值的估计精度，然后，根据点火延迟的变化量，可变地设定十六烷值估计用喷射正时。
[0070]例如，相对于进气压力PA，在下述实施例中，可变地设定十六烷值估计用喷射正时。进气压力PA越低，峰值气缸内压力越低并且点火延迟越长。因此，在该实施例中，进气压力PA越低，越提高十六烷值估计用喷射正时。
[0071]另一方面，吸入气缸内的气体的温度(气缸内进气温度)越低，峰值气缸内温度越低并且点火延迟更长。进气温度THA越低，气缸内进气温度越低。因此，在该实施例中，进气温度THA越低，越提前十六烷值估计用喷射正时。
[0072]在采用EGR系统的发动机中，气缸内进气温度改变还取决于EGR量。S卩，与进气混合的高温废气的量越大，气缸内进气温度越高，因此，点火延迟越短。因此，在该实施例中，EGR开度VR越大，因此，EGR量越大，越延迟估计用喷射正时。
[0073]此外，峰值气缸内温度改变还取决于气缸壁表面的热量。S卩，如果气缸壁表面的热量大，将增加的热量传递到气缸内的气体，因此，气缸内气体的温度升高。因此，为了使点火正时与气缸壁表面的热量无关地保持恒定，有必要当气缸壁表面热量越大时，越延迟十六烷值估计用喷射正时。因此，在该实施例中，由发动机的负荷状态估计的气缸壁表面热量Qc越大，越延迟十六烷值估计用喷射正时。
[0074]此外，当车速sro高时，发动机先前非常可能在高负荷下操作。因此，在喷射大量燃料的发动机的高负荷操作期间，气缸壁表面接收的热量大。因此，当车速高时，估计气缸壁表面的热量大。因此，在该实施例中，当车速sro越高时，越延迟十六烷值估计用喷射正时。
[0075]此外，能由冷却液温度THW估计气缸壁表面的温度。因此，如果气缸壁表面的温度相对低，气缸壁表面热量相对小。因此，在该实施例中，当冷却液温度THW越低时，越提前十六烷值估计用喷射正时。
[0076]根据上述实施例的发动机燃料性能估计装置，能实现下述效果。(I)在该实施例中，根据EGR量(EGR开度VR)，改变十六烷值估计用喷射正时。因此，可以抑制取决于EGR量的点火延迟时间的变化对燃料的点火性的估计结果的影响，并且通过提高的精度，估计燃料的点火性。
[0077](2)在实施例中，根据车速SPD，改变十六烷值估计用喷射正时。从车速SPD，能估计气缸壁表面热量。因此，可以抑制取决于气缸壁表面热量的点火延迟时间的变化对燃料的点火性的估计结果的影响，并且通过提高的精度，估计燃料的点火性。
[0078](3)在实施例中，根据在估计十六烷值前发生的发动机的负荷状态估计的气缸壁表面热量Qc，改变十六烷值估计用喷射正时。因此，可以抑制取决于气缸壁表面热量的点火延迟时间的变化对燃料的点火性的估计结果的影响，并且通过提高的精度，估计燃料的点火性。
[0079](4)在实施例中，根据冷却液温度THW，改变十六烷值估计用喷射正时。从冷却液温度THW，可以估计气缸壁表面的温度和气缸壁表面的热量。因此，可以抑制取决于气缸壁表面热量的点火延迟时间的变化对燃料的点火性的估计结果的影响，并且通过提高的精度，估计燃料的点火性。
[0080](5)在实施例中，根据进气温度THA，改变十六烷值估计用喷射正时。因此，可以抑制取决于气缸内进气温度的点火延迟时间的变化对燃料的点火性的估计结果的影响，并且通过提高的精度，估计燃料的点火性。
[0081](6)在实施例中，根据进气压力PA，改变十六烷值估计用喷射正时。因此，可以抑制取决于峰值气缸内压力的点火延迟时间的变化对燃料的点火性的估计结果的影响，并且通过提高的精度，估计燃料的点火性。
[0082](7)在实施例中，根据发动机转速NE，改变十六烷值估计用喷射正时。因此，可以抑制取决于发动机转速NE的点火延迟时间的变化对燃料的点火性的估计结果的影响，并且通过提高的精度，估计燃料的点火性。
[0083](8)在实施例中，由为喷射器16提供的燃料压力传感器17检测的喷射器16的燃料压力的变化，得出燃料喷射正时和燃料喷射量的命令值与其实际值之间的误差(喷射正时误差和喷射量误差)。然后，使用这些误差，校正作为发动机的产生扭矩的指标值的旋转变化量Σ △ NE，因此，校正燃料的十六烷值的估计结果。因此，可以适当地抑制由燃料喷射量和燃料喷射正时的误差引起的燃料的点火性的估计精度的劣化。
[0084]还能通过下述改进，执行上述实施例。在实施例中，由燃料压力传感器17检测的喷射器16的燃料压力的变化，得出燃料喷射正时和燃料喷射量的命令值与其实际值之间的误差(喷射正时误差和喷射量误差)。然后，使用这些误差，校正作为发动机的产生扭矩的指标值的旋转变化量Σ Λ NE。代替旋转变化量Σ Λ NE，也能通过喷射正时误差和喷射量误差，直接校正估计十六烷值。在这种情况下，也可以适当地抑制由燃料喷射量和燃料喷射正时的误差引起的燃料的点火性的估计精度的劣化。
[0085]尽管上述实施例将旋转变化量Σ ΛΝΕ用作发动机的产生扭矩的指标值，但也可以从其他参数，诸如与燃烧有关的气缸内压力的增量，得出产生扭矩。
[0086]尽管在该实施例中，在柴油机的燃料切断期间，估计燃料的十六烷值，但也可以在除燃料切断的状况中，执行十六烷值的估计，只要该状况允许燃料喷射后产生的扭矩的精确估计。
[0087]在估计十六烷值时的发动机转速NE基本上恒定的情况下，能精确地执行十六烷值的估计，而不需要根据发动机转速NE，可变地设定估计用喷射正时。
[0088]在估计燃料的十六烷值时的冷却液温度THW基本上恒定的情形或冷却液温度THW对点火延迟时间的影响基本上小到可忽略的情形下，能精确地执行十六烷值的估计，而不需要根据冷却液温度THW可变地设定十六烷值估计用喷射正时。
[0089]在估计燃料的十六烷值时的进气温度THA基本上恒定的情形或进气温度THA对点火延迟时间的影响基本上小到可忽略的情形下，能精确地执行十六烷值的估计，而不需要根据进气温度THA可变地设定十六烷值估计用喷射正时。
[0090]在估计燃料的十六烷值时的进气压力PA基本上恒定的情形或进气压力PA对点火延迟时间的影响基本上小到可忽略的情形下，能精确地执行十六烷值的估计，而不需要根据进气压力PA可变地设定十六烷值估计用喷射正时。
[0091]在上述实施例中，根据EGR量(EGR开度VR)、车速SH)和气缸壁表面热量Qc，可变地设定十六烷值估计用喷射正时。在能忽略三个参数的任何一个或两个对点火延迟的影响的情况下，可容许省略基于能忽略其影响的参数或多个参数的十六烷值估计用喷射正时的可变设定。具体地，能想到下述结构(I)至(VI)。(I)省略基于EGR量(EGR开度VR)的十六烷值估计用喷射正时的可变设定并且根据车速sro和气缸壁表面热量Qc，改变估计用喷射正时的构造。(II)省略基于车速SPD的十六烷值估计用喷射正时的可变设定，并且根据EGR量(EGR开度VR)和气缸壁表面热量Qc，改变估计用喷射正时的构造。(III)省略基于气缸壁表面热量Qc的十六烷值估计用喷射正时的可变设定，并且根据EGR量(EGR开度VR)和车速SPD，改变估计用喷射正时的构造。(IV)省略基于EGR量(EGR开度VR)和车速SPD的十六烷值估计用喷射正时的可变设定，并且根据气缸壁表面热量Qc，改变估计用喷射正时的构造。(V)省略基于EGR量(EGR开度VR)和气缸壁表面热量Qc的十六烷值估计用喷射正时的可变设定，并且根据车速SPD，改变估计用喷射正时的构造。(VI)省略基于车速SH)和气缸壁表面热量Qc的十六烷值估计用喷射正时的可变设定，并且根据EGR量(EGR开度VR)，改变估计用喷射正时的构造。
[0092]在应用上述实施例的柴油机中，从由燃料压力传感器17检测的喷射器16内的燃料压力的变化，得出实际喷射的燃料量，并且将所提出的实际喷射燃料量反馈到喷射器的驱动控制。还能将上述实施例的燃料的十六烷值(燃料的点火性)的估计类似地应用于不执行这种反馈的柴油机。
[0093]以相同的方式或可与上述实施例中采用的方式相当的方式，上述实施例中的估计逻辑还能应用于除十六烷值外的燃料的点火性的指标值的估计。例如，将没有因失火引起的问题的上述十六烷值的下限值用作分界线值，将燃料划分成十六烷值高于下限值的高十六烷值燃料和十六烷值低于限值的低十六烷值燃料。在这种构造中，能使用基本上与上述实施例相同的估计逻辑，以便估计目前使用的燃料是两种燃料中的哪一种。
【权利要求】
1.一种发动机燃料性能估计装置，所述发动机燃料性能估计装置基于由喷射的燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小，估计燃料的点火性，其特征在于: 根据废气再循环量，改变用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时。
2.根据权利要求1所述的发动机燃料性能估计装置，其中 当所述废气再循环量为第一量时，将所述用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时设定成比当所述废气再循环量为小于所述第一量的第二量时晚。
3.一种发动机燃料性能估计装置，所述发动机燃料性能估计装置基于由喷射的燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小，估计燃料的点火性，其特征在于: 根据车速，改变用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时。
4.根据权利要求3所述的发动机燃料性能估计装置，其中 当所述车速为第一速度时，将所述用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时设定成比当所述车速为低于所述第一速度的第二速度时晚。
5.一种发动机燃料性能估计装置，所述发动机燃料性能估计装置基于由喷射的燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小，估计燃料的点火性，其特征在于: 根据气缸壁表面的热量，改变用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时。
6.根据权利要求5所述的发动机燃料性能估计装置，其中 当所述气缸壁表面的热量为第一量时，将所述用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时设定成比当所述气缸壁表面的热量为小于所述第一量的第二量时晚。
7.根据权利要求5或6所述的发动机燃料性能估计装置，其中 由在点火性的所述估计前的发动机的负荷状态，估计所述气缸壁表面的热量。
8.一种发动机燃料性能估计装置，所述发动机燃料性能估计装置基于由喷射的燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小，估计燃料的点火性，其特征在于: 根据进气压力，改变用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时。
9.根据权利要求8所述的发动机燃料性能估计装置，其中 当所述进气压力为第一压力时，将所述用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时设定成比当所述进气压力为高于所述第一压力的第二压力时早。
10.一种发动机燃料性能估计装置，所述发动机燃料性能估计装置基于由喷射的燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小，估计燃料的点火性，其特征在于: 根据进气温度，改变用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时。
11.根据权利要求8所述的发动机燃料性能估计装置，其中 当所述进气温度为第一温度时，将所述用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时设定成比当所述进气温度为高于所述第一温度的第二温度时早。
12.—种发动机燃料性能估计装置，所述发动机燃料性能估计装置基于由喷射的燃料的燃烧产生的发动机扭矩的大小，估计燃料的点火性，其特征在于: 根据发动机冷却液温度，改变用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时。
13.根据权利要求12所述的发动机燃料性能估计装置，其中 当所冷却液温度为第一温度时，将所述用于估计燃料的点火性的燃料喷射的正时设定成比当所述冷却液温度为高于所述第一温度的第二温度时早。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的发动机燃料性能估计装置，其中，在发动机的燃料切断期间，执行点火性的估计。
【文档编号】F02D19/08GK104246187SQ201380018583
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年3月11日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】土山牧男, 保田郁夫, 岸本岳, 寺田宁之 申请人:丰田自动车株式会社