柴油发动机的控制装置和控制柴油发动机的方法
【专利说明】柴油发动机的控制装置和控制柴油发动机的方法
[0001]本申请是申请号为200880115664.5 (国际申请号为PCT/IB2008/003050)，申请日为2008年11月13日，发明名称为“柴油发动机的控制装置和控制柴油发动机的方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及执行燃料喷射控制的柴油发动机的控制装置和控制柴油发动机的方法。
【背景技术】
[0003]在柴油发动机中，由喷射器喷射到燃烧室中的燃料在从喷射起经过一定时间段之后也就是在从喷射起经过点火延迟之后被压缩并点燃。为了改善柴油发动机的发动机功率和排放，广泛使用了一种考虑到这种点火延迟，并基于发动机的运转状态来控制燃料喷射正时、燃料喷射量等的控制装置(例如，参见公开号为2001-152948的日本专利申请)。
[0004]对于柴油发动机中所使用的燃料，十六烷值越低，点火延迟越长。因此，例如，即使当柴油发动机被运出时基于给定的标准十六烷值而设定了最佳燃料喷射正时和最佳燃料喷射量，如果将诸如冬期燃料的具有较低十六烷值的燃料供给到燃料罐，则燃料点火正时被延迟，并且燃烧状态恶化，在最坏的情况下可能导致失火。为了抑制这种问题的发生，优选的是，基于燃料的十六烷值来调节燃料喷射正时、燃料喷射量等。应当注意到的是，为了适当地执行这种调节，需要准确地估算出燃料的十六烷值。
【发明内容】
[0005]本发明提供了柴油发动机的控制装置和控制柴油发动机的方法，借此可以准确地估算出燃料的十六烷值。
[0006]本发明的第一方案是一种柴油发动机的控制装置，其执行基本喷射控制和辅助喷射控制，在基本喷射控制中，基于柴油发动机的运转状态来控制燃料的基本喷射；在辅助喷射控制中，控制燃料的辅助喷射以估算燃料的十六烷值。所述柴油发动机的控制装置包括控制器件，作为辅助喷射控制，所述控制器件使得多次燃料喷射在各自不同的喷射正时执行；计算由多次燃料喷射中的每次燃料喷射引起的发动机输出轴的转矩的增加量；基于计算出的转矩的增加量随着多次燃料喷射的喷射正时沿一个方向变换的变化趋势来估算失火开始出现时的喷射正时；以及基于估算出的喷射正时来估算燃料的十六烷值。
[0007]随着辅助喷射控制中喷射正时的变换当失火开始出现时，出现了由燃料的燃烧引起的发动机输出轴的转矩的增加量显著下降的趋势。因此，利用以上构造，基于转矩的增加量随着在辅助喷射控制中执行的多次燃料喷射的喷射正时沿一个方向变换的变化趋势，可以准确地估算出失火开始出现时的喷射正时。因为燃料的十六烷值越低，失火开始出现时的喷射正时向提前侧变换得越多，所以可以基于估算出的喷射正时来准确地估算出燃料的十六烷值。
[0008]可以采用这样一种构造，例如，其中转矩的增加量的变化趋势是转矩的增加量随着喷射正时变换使得多次燃料喷射的喷射正时从提前侧变换至延迟侧的变化趋势。当采用这种构造时，可以简单且准确地估算出失火开始出现时的喷射正时。
[0009]所述控制器件可以将转矩的增加量在计算出的转矩的增加量的变化趋势中急剧变化时的喷射正时判定为失火开始出现时的喷射正时。
[0010]随着辅助喷射控制中喷射正时的变换当失火开始出现时，与正常执行燃烧的情况相比，出现了由辅助喷射控制中的燃料喷射引起的发动机输出轴的转矩的增加量快速下降的趋势。
[0011]因此，利用以上构造，通过将转矩的增加量在计算出的转矩的增加量的变化趋势中急剧变化时的喷射正时判定为失火开始出现时的喷射正时，可以准确地估算出失火开始出现时的喷射正时。
[0012]本发明的第二方案是一种柴油发动机的控制装置，其执行基本喷射控制和辅助喷射控制，在基本喷射控制中，基于柴油发动机的运转状态来控制燃料的基本喷射；在辅助喷射控制中，控制燃料的辅助喷射以估算燃料的十六烷值。所述柴油发动机的控制装置包括控制器件，作为辅助喷射控制，所述控制器件使得多次燃料喷射在各自不同的喷射正时执行；计算由多次燃料喷射中的每次燃料喷射引起的发动机输出轴的转速的增加量；基于计算出的转速的增加量随着多次燃料喷射的喷射正时沿一个方向变换的变化趋势来估算失火开始出现时的喷射正时；以及基于估算出的喷射正时来估算燃料的十六烷值。
[0013]利用以上构造，基于转矩的增加量随着在辅助喷射控制中执行的多次燃料喷射的喷射正时沿一个方向变换的变化趋势，可以准确地估算出失火开始出现时的喷射正时。因为燃料的十六烷值越低，失火开始出现时的喷射正时向提前侧变换得越多，所以可以基于估算出的喷射正时来准确地估算出燃料的十六烷值。
[0014]可以采用这样一种构造，例如，其中转速的增加量的变化趋势是转速的增加量随着喷射正时变换使得多次燃料喷射的喷射正时从提前侧变换至延迟侧的变化趋势。当采用这种构造时，可以简单且准确地估算出失火开始出现时的喷射正时。
[0015]在根据第二方案的柴油发动机的控制装置中，所述控制器件可以将转速的增加量在计算出的转速的增加量的变化趋势中急剧变化时的喷射正时判定为失火开始出现时的喷射正时。
[0016]随着辅助喷射控制中喷射正时的变换当失火开始出现时，与正常执行燃烧的情况相比，出现了由辅助喷射控制中的燃料喷射引起的发动机输出轴的转速的增加量快速下降的趋势。
[0017]因此，利用以上构造，通过将转速的增加量在计算出的转速的增加量的变化趋势中急剧变化时的喷射正时判定为失火开始出现时的喷射正时，可以准确地估算出失火开始出现时的喷射正时。
[0018]如果不满足用于执行基本喷射控制的条件，则所述控制器件可以开始辅助喷射控制。
[0019]利用这种构造，如果不满足用于执行基本喷射控制的条件时，则执行辅助喷射控制，从而当执行辅助喷射控制时，不存在由基本喷射控制引起的发动机输出轴的转矩或者转速的变化。因此，可以简单且准确地检测出由辅助喷射控制中的燃料喷射引起的发动机输出轴的转矩或者转速的增加量。
[0020]在安装在车辆上的柴油发动机中，当车辆正在减速并且正在执行燃料切断时，停止基本喷射控制。因此，可以采用这样一种构造，其中如果车辆正在减速并且正在执行燃料切断，则开始辅助喷射控制。
[0021]所述控制器件可以判定在执行前次辅助喷射控制之后是否已经执行为柴油发动机的燃料罐补给燃料，并且在所述判定中获得已经执行补给燃料的结果的条件下允许执行下次辅助喷射控制。
[0022]利用这种构造，当已经执行补给燃料时，即当存在燃料罐中的燃料的十六烷值变化的可能性时，必定执行辅助喷射控制，从而可以准确地检测出燃料的十六烷值的变化。
[0023]在根据第一方案和第二方案的柴油发动机的控制装置中，基本喷射可以包括主要喷射和在主要喷射之前执行的引燃喷射，并且可以调节主要喷射和引燃喷射中的至少一个的喷射方式，使得由所述控制器件估算出的十六烷值越低，通过主要喷射而喷射出的燃料的喷射正时提前得越多。
[0024]燃料的十六烷值越低，喷射出的燃料的点火延迟越长。考虑到这个事实，在以上构造中，调节主要喷射和引燃喷射中的至少一个的喷射方式，使得十六烷值越低，通过主要喷射而喷射出的燃料的点火正时提前得越多。因此，可以抑制由十六烷值的降低引起的燃料的点火正时的延迟，并且可以抑制由燃料点火正时的延迟引起的燃料燃烧状态的恶化。
[0025]可以调节通过主要喷射而喷射出的燃料的喷射正时，使得估算出的十六烷值越低，通过主要喷射而喷射出的燃料的喷射正时提前得越多。
[0026]利用这种构造，调节通过主要喷射而喷射出的燃料的喷射正时，使得十六烷值越低，通过主要喷射而喷射出的燃料的喷射正时提前得越多，因此，即使当由于十六烷值的降低而使燃料点火延迟延长时，也可以抑制燃料点火正时的延迟。
[0027]可以调节执行主要喷射时的喷射压力，使得估算出的十六烷值越低，喷射压力越尚O
[0028]随着主要喷射的喷射压力增加，因为使得通过主要喷射而喷射出的燃料良好地扩散并且促进了燃料和空气的混合，所以燃料点火延迟被缩短。考虑到这个事实，在以上构造中，调节执行主要喷射时的喷射压力，使得十六烷值越低，喷射压力越高。因此，可以抑制由十六烷值的降低引起的燃料的点火正时的延迟。
[0029]可以调节用于引燃喷射的喷射量，使得估算出的十六烷值越低，喷射量越大。
[0030]随着引燃喷射量增加，因为由引燃喷射产生的活化通过主要喷射而喷射出的燃料的效果被增强，所以燃料点火延迟被缩短。考虑到这个事实，在以上构造中，调节引燃喷射的喷射量，使得估算出的