CN102444489A - 用于内燃发动机的控制器 - Google Patents

用于内燃发动机的控制器 Download PDF

Info

Publication number
CN102444489A
CN102444489A CN2011103017814A CN201110301781A CN102444489A CN 102444489 A CN102444489 A CN 102444489A CN 2011103017814 A CN2011103017814 A CN 2011103017814A CN 201110301781 A CN201110301781 A CN 201110301781A CN 102444489 A CN102444489 A CN 102444489A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylinder
fuel
engine speed
operation cylinder
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011103017814A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102444489B (zh
Inventor
樋口和弘
石塚康治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of CN102444489A publication Critical patent/CN102444489A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102444489B publication Critical patent/CN102444489B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/082—Premixed fuels, i.e. emulsions or blends
    • F02D19/085—Control based on the fuel type or composition
    • F02D19/087—Control based on the fuel type or composition with determination of densities, viscosities, composition, concentration or mixture ratios of fuels
    • F02D19/088—Control based on the fuel type or composition with determination of densities, viscosities, composition, concentration or mixture ratios of fuels by estimation, i.e. without using direct measurements of a corresponding sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0087—Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0649—Liquid fuels having different boiling temperatures, volatilities, densities, viscosities, cetane or octane numbers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/082—Premixed fuels, i.e. emulsions or blends
    • F02D19/084—Blends of gasoline and alcohols, e.g. E85
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0611—Fuel type, fuel composition or fuel quality
    • F02D2200/0612—Fuel type, fuel composition or fuel quality determined by estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101—Engine speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于内燃发动机的控制器，其用于为每个气缸设有燃料喷射器(11)的多缸发动机(10)。ECU(20)基于发动机驱动状态限定燃料喷射器(11)的燃料喷射状态，并基于所限定的喷射状态执行用于每个气缸的燃料喷射控制。ECU(20)针对每个气缸计算发动机速度(NE)。当发动机(10)运行时，在操作气缸中操作燃料喷射状态。燃料性质基于操作气缸的发动机速度(NE)和非操作气缸的发动机速度(NE)被确定。

Description

用于内燃发动机的控制器
技术领域
本发明涉及一种用于内燃发动机的控制器，其确定用于内燃发动机的燃料性质。
背景技术
众所周知，内燃发动机的燃烧状态根据燃料性质(例如，十六烷值)变化。当实际的燃料性质与预定的燃料性质大大不同时，内燃发动机的燃烧状态很可能变得不稳定，从而排放和燃料经济性可能恶化。
JP-2006-16994A示出了例如点火定时由燃烧压力传感器检测和燃料性质基于该检测的点火定时检测的燃烧状态。JP-2009-180174A(US-2009-0198456A1)示出了当车辆减速时少量的燃料被喷射，并且燃料性质基于由于小的喷射的发动机速度的变化被检测。
但是，在JP-2006-16994A中，不清楚点火定时延迟是由燃烧状态还是其它原因引起的。十六烷值很可能不能被准确地获得。例如，由于废气再循环(EGR)，因此，由于燃料性质的差别引起的点火定时的偏差不能高精度地获得。
同时，在JP-2009-180174A中，由于燃料性质仅当车辆减速时被检测，因此燃料性质的检测频率相对低。为了改进检测精度，必须增大检测频率。如果当车辆未减速时，燃料被喷射以检测燃料性质，那么驾驶性能很可能恶化。
发明内容
本发明考虑到上面的问题而被完成，并且本发明的目的是提供一种用于内燃发动机的控制器，其能够在驾驶性能没有恶化的情况下准确地确定燃料性质。
按照本发明，用于内燃发动机的控制器被应用至燃料喷射系统，在该燃料喷射系统中燃料喷射器将燃料喷射到多缸发动机的每个气缸中。控制器基于发动机的驱动状态限定燃料喷射器的燃料喷射状态，并基于针对每个气缸所限定的喷射状态执行燃料喷射控制。控制器包括用于针对每个气缸计算发动机速度的计算部分，所述发动机速度根据每个气缸的燃料燃烧变化。控制器包括操作部分，其用于在车辆运行时以与操作气缸以外的非操作气缸中的燃料喷射状态不同的方式操作(或控制)操作气缸中的燃料喷射状态，该操作气缸是气缸的一部分。此外，控制器包括用于当操作部分操作燃料喷射状态时基于由计算部分针对操作气缸计算的发动机速度和由计算部分针对非操作气缸计算的发动机速度来确定燃料性质的确定部分。
燃烧状态根据燃料的十六烷值或乙醇混合燃料的乙醇浓度变化。发动机速度由于每个气缸中的燃烧状态的变化而变化，由此在发动机速度中会发生差别。按照本发明，燃料喷射状态通过进行喷射状态操作而强制地变化。然后，当喷射状态操作进行时，燃料性质基于发动机速度中的变化确定。应当注意到，由于每个气缸中的燃料燃烧而变化的发动机速度可以基于曲轴旋转特定的角度所需的时间计算。该发动机速度也被称为瞬时发动机速度。
由于燃料性质基于操作气缸的发动机速度和非操作气缸的发动机速度确定，因此燃料性质可以基于由于喷射状态操作而发生的发动机速度的变化确定，这指的是非操作气缸的发动机速度。这时，由于在包括扰动的相同的状态下针对操作气缸和非操作气缸获得发动机速度，因此可以想到的是，燃料性质会引起发动机速度的变化。
此外，由于操作气缸被限制为气缸的一部分，因此即使在特定的气缸中产生发动机速度的变化，发动机的驱动状态也会接受很小的影响。因此，虽然燃料喷射状态被强制地操作以确定燃料性质，但是可以限制的是，发动机驱动状态过度的变化。如上所述，虽然在驾驶性能中存在限制的恶化，但是燃料形式可以被适当地确定。
备选地，按照本发明，燃料性质可以基于每个气缸的气缸转矩确定，该转矩通过每个气缸的发动机速度估计。此外，喷射状态操作包括用于使喷射器的燃料喷射定时变化的操作、用于使燃料喷射量变化的操作和用于使多燃料喷射的喷射类型变化的操作。
附图说明
本发明的其它目的、特征和优点将参照附图通过下面的描述变得更加清楚，在其中，相同的部件通过相同的附图标记表示，并且其中：
图1是示意性地示出本发明的一个实施方式中的共轨类型的燃料喷射系统的结构图；
图2是示出发动机速度的变化和瞬时转矩的变化的时间图；
图3是示出每次当NE脉冲上升时执行的过程的流程图；
图4是示出按照第一实施方式的燃料性质确定过程的流程图；
图5A和5B是分别示出性质确定参数CNpm的分布的图表；以及
图6是示出按照其它的实施方式的燃料性质确定过程的流程图。
具体实施方式
在下文中将描述本发明的一个实施方式。该实施方式将本发明具体化为用于车辆的多缸柴油发动机的共轨燃料喷射系统，并且详细的构造将在下面进行描述。图1是示出共轨燃料喷射系统的示意图。
四缸柴油发动机10具有每个气缸的燃料喷射器11。燃料喷射器11被连接至共轨(蓄压器)12。共轨12被连接至向其供给高压燃料的高压泵13。高压泵13由发动机10驱动。高压泵13具有由供给泵14从燃料箱15抽吸的燃料通过其被引入泵13的燃料室的吸入控制阀(SCV)13a。
共轨12具有检测共轨16中的燃料压力的的压力传感器16，该压力被称为共轨压力。此外，共轨12具有减压阀(未示出)。当共轨压力过度地增大时，减压阀被打开以释放共轨压力。
旋转速度传感器18被布置在发动机10的曲柄轴17附近，以检测曲柄轴17的旋转速度。旋转速度传感器18是拾取(pickup)传感器，其输出脉冲发动机速度信号(NE脉冲)。在本实施方式中，NE脉冲每6℃A输出一次。
电子控制单元(ECU)20包括具有CPU、ROM、RAM和EEPROM的微型计算机。ROM将多个控制程序存储在其中。ECU 20从上面的传感器接收多个检测信号。ECU 20基于包括发动机速度、加速器位置和类似信息的发动机驱动信息计算燃料喷射量和燃料喷射定时。然后，ECU 20向燃料喷射器11输出喷射控制信号。在本实施方式中，执行多燃料喷射。多燃料喷射包括主喷射、导向喷射和后喷射。
ECU 20根据当前发动机驱动状态反馈控制燃料压力。具体地，ECU 20基于发动机驱动状态计算目标共轨压力，并控制SCV 13a，从而由压力传感器16检测的共轨压力与目标共轨压力一致。
应当注意到，发动机速度NE根据每个气缸中的燃料燃料变化。发动机速度NE的增大和减小根据燃烧循环中的每个冲程重复。如图2A中所示，四个气缸中的动力冲程的顺序在该系列中是第一气缸(#1)、第三气缸(#3)、第四气缸(#4)和第二气缸(#2)。燃料喷射在曲柄轴17的每180℃A执行一次。在单个气缸的一个燃烧循环中，发动机速度NE与燃料燃烧一起增大，然后发动机速度NE由于被施加至曲柄轴17的载荷而减小。图2A中示出的发动机速度NE基于曲柄轴17旋转特定的角度(6℃A)所需的时间计算。该发动机速度NE被称为瞬时发动机速度。
按照本实施方式，考虑到每个气缸的发动机速度NE的变化，根据发动机速度的变化针对每个气缸估计转矩。具体地，发动机速度NE的变化成分借助于带通过滤器(BPF)被提取为瞬时转矩NEflt。基于发动机速度传感器18的检测信号(NE脉冲)计算的发动机速度NE包括噪音和检测误差。发动机速度NE的检测值相对于实际发动机速度分散。BPF去除高频成分和低频成分，由此瞬时转矩NEflt没有分散。该瞬时转矩NEflt(i)通过下面的公式(1)表达。
NEflt(i)
＝k1*NE(i)+k2*NE(i-1)+k3*NE(i-2)+k4*NEflt(i-1)+k5*NEflt(i-2)(1)
在该公式(1)中，NE(i)是发动机速度的当前采样值，NE(i-1)和NE(i-2)表示之前的采样值。NEflt(i-1)和NEflt(i-2)表示之前的瞬时转矩，“k1”-“k5”是常数。
上面的公式(1)通过使由下面的公式(2)表达的传递函数G(s)离散化获得。
G(s)＝2ζωs/(s2+2ζωs+ω2)                (2)
其中，ζ表示衰减系数，ω表示响应频率。
在本实施方式中，响应频率ω被限定为发动机10的燃烧频率。基于此，常数“k1”-“k5”也被限定。燃烧频率是表示每单位角度的多个燃烧的角频率。在四缸发动机的情况下，燃烧循环是180℃A，其倒数被限定为燃烧频率。
每个气缸的瞬时转矩NEflt在从上死点(TDC)的特定范围内被积分。基于积分的瞬时转矩，气缸转矩NEtrq#1-NEtrq#4针对每个气缸被计算。在本实施方式中，积分的特定范围被限定为从TDC到ATDC 90℃A。备选地，积分的特定范围被限定为从TDC到ATDC 180℃A。积分的特定范围可以针对每个气缸被限定。在下面的描述中，气缸的数字由“#i”表示，气缸转矩NEtrq#1-NEtrq#4由NEtrq#i表示。
此外，按照本实施方式，燃料性质基于气缸转矩NEtrq#i确定。特别地，当发动机10运行时，全部气缸10中的一部分气缸被限定为操作气缸。操作气缸中的燃料喷射状态相对于非操作气缸中的燃料喷射状态被操作(改变)。当操作操作气缸中的燃料喷射状态时，燃料性质基于操作气缸中的气缸转矩NEtrq#i和非操作气缸中的气缸转矩NEtrq#i确定。上面的过程将在下文中进行详细地描述。
图3是示出每当NE脉冲上升时执行的过程的流程图。
在步骤S11中，计算机计算当前NE采样定时和之前的NE采样定时之间的脉冲间隔。脉冲间隔的倒数被限定为发动机速度NE(瞬时发动机速度)。
然后，在步骤S12中，每个气缸的发动机速度NE被带通过滤，并被积分以计算气缸转矩NEtrq#i。气缸转矩NEtrq#i基于发动机速度NE的特定采样数计算。当发动机运行时执行这样的过程，由此，气缸转矩NEtrq#i被接连地计算，并作为历史数值被存储在存储器中。
在步骤S13中，每个气缸之间的气缸转矩NEtrq#i中的离散度UE#i基于计算的气缸转矩NEtrq#i和全部气缸的气缸转矩NEtrq#i的平均值之间的比值计算。具体地，离散度UE#i按照下面的公式(3)计算。
UE # i = NEtrq # i 1 / 4 * ΣNEtrq # i - - - ( 3 )
在公式(3)中，分母与在720℃A中四个气缸的气缸转矩NEtrq#i的平均值相对应。该离散度UE#i也作为历史数值被存储在存储器中。
在步骤S14中，计算机计算表示每个气缸的气缸转矩NEtrq#i的离散度范围的标准偏差(气缸标准偏差σ1-σ4)。具体地，特定的范围(例如，30个循环)中的气缸转矩NEtrq#i的平均值被计算。气缸转矩NEtrq#i和平均值之间的差被取平方。获得取平方的差的平均值的平方根以计算气缸标准偏差σ1-σ4。
代替气缸转矩NEtrq#i的标准偏差，可以使用气缸转矩NEtrq#i的离散度(标准偏差的平方)。
图4是示出燃料性质确定过程的流程图。ECU 20以特定的间隔重复地执行该过程。
在步骤S21中，计算机确定燃料性质确定是否已经完成。在本实施方式中，当点火被打开时，燃料性质确定被执行。当燃料性质确定还未完成时，该程序继续到步骤S22。备选地，当燃料在燃料箱中被再装满时，可以执行燃料性质确定。此外，在燃料被再装满时，可以多次执行燃料性质确定。
在步骤S22中，计算机确定用于执行燃料性质确定的执行状态是否被建立。在本实施方式中，计算机确定发动机驱动状态和其它状态，例如发动机速度、燃料喷射量、发动机冷却剂温度和进气温度是否在特定的状态中。当发动机速度中的变化低于特定值并且燃料喷射量中的变化低于特定值时，计算机确定发动机是稳定的并且执行状态被建立。如果发动机速度过高，那么发动机旋转的惯性力变大，从而气缸之间产生的转矩中的差变小。因此，发动机速度的上限(例如，4000rpm)可以被限定为执行状态。
在步骤S23中，计算机确定是否在喷射状态操作启动之前。如果正好在步骤S22中建立执行状态之后，那么步骤S23中的回答是“是”，并且程序继续到步骤S24。在步骤S24中，对于所有气缸，获得气缸转矩NEtrq#i的气缸标准偏差σ1-σ4。在步骤S25中，基于气缸标准偏差σ1-σ4，限定操作气缸，在其中，燃料喷射状态被操作。具体地，其气缸标准偏差为最小值的气缸被限定(或定义)为操作气缸。应当注意到，气缸标准偏差σ1-σ4与“由发动机速度计算的气缸转矩的偏差”相对应。
在步骤S26中，燃料喷射状态在操作气缸中操作。在本实施方式中，燃料喷射器11的主燃料喷射定时被延迟为喷射状态操作。在这种情况下，当导向喷射和主喷射之间的喷射间隔被固定时，主燃料喷射定时被延迟。例如，在操作气缸相对于作为非操作气缸的第二-第四气缸#2-#4是第一气缸#1的情况下，燃料喷射定时基于例如发动机速度和发动机载荷的当前发动机驱动状态建立。此外，对于第一气缸#1，燃料喷射定时相对于第二-第四气缸的燃料喷射定时被延迟。代替使主喷射定时延迟，主燃料喷射定时可以被提前。
在步骤S27中，计算机获得在喷射状态操作时计算的操作气缸的气缸转矩NEtrq#i中的离散度UEa，和在喷射状态操作之前计算的操作气缸的气缸转矩NEtrq#I中的离散度UEb。气缸转矩的这些离散度与步骤S13中的计算值相对应。在这种情况下，离散度UEb优选地在与当前喷射状态操作中的发动机驱动状态相同的发动机驱动状态下计算。
应当注意到，离散度UEa和UEb中的每一个与操作气缸的气缸转矩NEtrq#i和非操作气缸的气缸转矩NEtrq#i之间的比较结果相对应。在步骤S27中，计算机在喷射状态操作时和喷射状态操作之前获得操作气缸的气缸转矩NEtrq#i和非操作气缸的气缸转矩NEtrq#i之间的比较结果。
在步骤S28中，按照下面的公式(4)，性质确定参数CNpm基于离散度UEa和UEb计算。
CNpm＝UEa/UEb    (4)
然后，在步骤S29-S30中，燃料性质基于确定参数CNpm确定。如果燃料具有高十六烷值，那么即使进行喷射状态操作，气缸转矩NEtrq#i也几乎不变。操作气缸和非操作气缸之间的气缸转矩NEtrq#i的差较小。同时，如果燃料具有低十六烷值，那么气缸转矩NEtrq#i由于喷射状态操作而变化。操作气缸和非操作气缸之间的气缸转矩NEtrq#i的差较较大。考虑到上面的情况，按照本实施方式，之前限定门限TH1，并且燃料性质通过比较性质确定参数CNpm和门限TH1而被确定。
图5A和5B是示出性质确定参数CNpm相对于十六烷值的分布的线图。图5A示出在其中使用两种类型的燃料的情况。一种燃料具有高十六烷值，另一种燃料具有低十六烷值。如图5A中所示，每种燃料的性质确定参数CNpm分别具有相对于发动机速度NE的几乎不变的值。门限TH1被限定在用于高十六烷值燃料和低十六烷燃料的参数CNpm的分布之间。由此，基于门限TH1，可以确定燃料具有高十六烷值还是低十六烷值。由于性质确定参数CNpm在高十六烷值燃料中几乎等于1，因此门限TH1小于1(例如，TH1＝0.9)。
在进行喷射状态操作的情况下，气缸转矩NEtrq#i中的变化取决于发动机驱动状态。当发动机速度较高时，变化变得较小。因此，在燃料性质基于气缸转矩NEtrq#i中的变化确定时，门限应当在高发动机速度和低发动机速度之间变化。按照本实施方式，性质确定参数CNpm基于与操作气缸的气缸转矩NEtrq#i和气缸转矩NEtrq#i的平均值之间的比相对应的离散度UE#i计算(指的是公式(3)和(4))。因此，发动机驱动状态的任何影响从性质确定参数CNpm去除。如图5A中所示，门限TH1可以是与发动机速度无关的不变的值。
具体地，在步骤S29中，计算机确定性质确定参数CNpm大于还是等于门限TH1。当在步骤S29中回答是“是”时，计算机确定当前燃料是高十六烷燃料。当回答是“否”时，计算机确定当前燃料是低十六烷燃料。
门限TH1可以根据一种燃料限定。图5B是示出在其中使用三种燃料的情况的线图。第一燃料具有高十六烷值，第二燃料具有中十六烷值，第三燃料具有低十六烷值。对于每种燃料，性质确定参数CNpm中的分布被示出。第二门限TH2和第三门限TH3被限定。当CNpm≥TH2时，燃料是高十六烷燃料。当TH3≤CNpm＜TH2时，燃料是中十六烷燃料。当CNpm＜TH3时，燃料是低十六烷燃料。
根据燃料性质的确定结果，发动机被控制为保持适当的燃烧状态。例如，当确定使用低十六烷燃料时，
(1)主燃料喷射定时被提前；
(2)导向喷射量被增大；
(3)燃料喷射数量被改变；和/或
(4)EGR量变化。
由此，即使由于低十六烷燃料因此燃烧较慢，但是燃烧状态也可以被改进。
按照本实施方式，可以获得下面的优点。
当发动机10运行时，喷射状态操作在部分气缸中进行。然后，燃料性质基于操作气缸中的气缸转矩NEtrq#i和非操作气缸中的气缸转矩NEtrq#i确定。在这种情况下，非操作气缸的气缸转矩NEtrq#i，具体地，所有气缸转矩NEtrq#i的平均数的被限定为参考。基于操作气缸的气缸转矩NEtrq#i相对于参考的变化，可以确定燃料性质。由于发动机速度NE在包括扰动的相同的状态下针对操作气缸和非操作气缸获得，因此可以想到的是，燃料性质会引起发动机速度中的变化。
此外，由于操作气缸被限制于气缸的一部分，因此即使特定的气缸中产生发动机速度的变化，发动机10的驱动状态也接收很小的影响。因此，虽然燃料喷射状态被强制地操作以确定燃料性质，但是可以限制发动机驱动状态过度的变化。如上所述，当发动机在没有恶化驾驶性能和增大排放的情况下运行时，燃料形式可以被很好地确定。
性质确定参数CNpm基于操作气缸和非操作气缸的气缸转矩NEtrq#i中的离散度UEa和UEb计算。然后，燃料性质基于性质确定参数CNpm确定。由此，不仅在操作喷射状态中进行操作气缸和非操作气缸之间的比较，而且在喷射状态操作之前进行操作气缸和非操作气缸之间的比较。燃料性质基于比较结果确定。因此，当抵消由于每个气缸的单独的差而发生的误差时，可以确定燃料性质。由于在喷射状态操作之前和之后气缸转矩NEtrq#i被相互比较，因此由于气缸之间的单独的差而发生的影响可以被消除。因此，可以提高燃料性质的确定精度。
表示气缸转矩NEtrq#i的离散度范围的标准偏差σ1-σ4被计算。标准偏差是最小值的气缸被限定为操作气缸。在操作气缸中，很可能由于燃料性质引起在操作喷射状态中产生的发动机速度的变化。因此，通过如上所述限定操作气缸，燃料性质可以被精确地确定。
[其它实施方式]
本发明未被限制于上面描述的实施方式，而是可以例如以下面的方法执行。
在第一实施方式中，气缸标准偏差σ1-σ4是最小值的气缸被限定为操作气缸。该过程可以如下改变。
例如，作为用于限定操作气缸的参数，可以使用表示发动机速度NE中的离散度的范围的标准偏差。在这种情况下，获得每个气缸中在特定的旋转位置(例如，正好TDC之后)的发动机速度NE(瞬时发动机速度)。标准偏差基于所获得的发动机速度NE的离散度计算。具体地，在特定的范围内(例如，30个循环)在特定的旋转位置的发动机速度NE的平均值被计算。发动机速度NE和平均值之间的差被取平方。获得取平方的差的平均值的平方根以计算气缸标准偏差。然后，气缸标准偏差是最小值的气缸被限定为操作气缸。
备选地，每个气缸的瞬时转矩NEflt的标准偏差被计算，并且标准偏差为最小值的气缸可以被限定为操作气缸。每个气缸的瞬时转矩NEflt的最大值被采样，并且标准偏差针对最大瞬时转矩被计算。
备选地，在其中发动机10的曲轴的扭转振动的振幅为最小值的气缸被限定为操作气缸。由于曲轴的扭转振动的振幅是每个发动机的单独特性，因此与扭转振动有关的信息之前被存储在ECU 20的存储器中。操作气缸基于扭转振动的信息限定。在扭转振动的振幅为最小值的气缸中，很可能由于燃料性质引起在操作喷射状态中产生的发动机速度的变化。因此，按照上面的构造，燃料性质可以被精确地确定。
备选地，基于在喷射状态操作之前计算的气缸转矩NEtrq#i，气缸可以被限定为在其中气缸转矩NEtrq#i是最大值的操作气缸。在由于气缸的单独的差别引起气缸之间的气缸转矩NEtrq#i彼此不同的情况下，当进行喷射状态操作时很可能由于在操作气缸中燃料性质是最重要的而引起发动机速度的变化。因此，按照上面的构造，燃料性质可以被精确地确定。
操作气缸的数量是可变化的。当发动机10处于高速状态下时，多个气缸被限定为操作气缸。具体地，操作气缸按照图6中示出的流程图限定。图6中示出的该流程图是图4中示出的流程图的一个修改。在图6中，与图4中相同的过程采用相同的附图标记表示。
当在步骤S23中回答是“是”时，程序继续到步骤S41。
在步骤S41中，确定发动机10当前是否处于特定的高速状态。例如，当发动机速度(瞬时发动机速度的平均值)不小于2000rpm时，确定发动机10处于高速状态。当在步骤S41中回答是“否”时，该过程继续到步骤S42，在其中，单个气缸被限定为操作气缸。当在步骤S41中回答是“是”时，该过程继续到步骤S43，在其中，多个气缸(两个气缸)被限定为操作气缸。如上面描述的(指的是步骤S24和S25)，基于气缸标准偏差σ1-σ4，限定操作气缸。具体地，气缸标准偏差σ1-σ4是最小值和第二最小值的两个气缸被限定为操作气缸。备选地，在其中燃烧接连地发生的两个气缸可以被限定为操作气缸。
在限定操作气缸之后，在步骤S26中在操作气缸中进行喷射状态操作。在步骤S27-步骤S31中，燃料性质基于操作气缸中的气缸转矩NEtrq#i和非操作气缸的气缸转矩NEtrq#i确定。在两个气缸被限定为操作气缸的情况下，操作气缸的气缸转矩NEtrq#I的平均值被计算，然后，性质确定参数CNpm根据公式(3)和(4)计算。
根据上述构造，由于当发动机10处于高速状态下时，多个气缸被限定为操作气缸，因此发动机速度NE的采样间隔可以更短，由此，燃料性质确定被中断的情况被限制。当发动机10处于高速状态时，发动机10的转动惯量较大。因此，即使操作气缸的数量增大，也很少发生发动机速度的变化，从而驾驶性能被较小地恶化。
在六缸发动机和八缸发动机中，即使两个气缸被限定为操作气缸，也有多于一半的气缸是非操作气缸。因此，在非操作气缸的数量大于操作气缸的数量的情况下，多个气缸可以被限定为操作气缸。
在操作气缸是在其中燃烧接连地发生的两个气缸的情况下，后面的气缸的气缸转矩NEtrq#i可以被用作操作气缸的气缸转矩NEtrq#i。基于该气缸转矩NEtrq#i，性质确定参数CNpm可以根据公式(3)和(4)计算。也就是说，可以想到的是，后面的气缸比前面的气缸对燃料性质更敏感。因此，按照上述构造，可以提高燃料性质的确定精度。
在第一实施方式中，气缸转矩中的离散度UE#i基于操作气缸的气缸转矩NEtrq#i和所有气缸的气缸转矩NEtrq#i的平均值之间的比计算。备选地，离散度UE#i可以基于操作气缸的气缸转矩NEtrq#i和所有气缸的气缸转矩NEtrq#i的平均值之间的差的绝对值计算。备选地，离散度UE#i可以基于操作气缸的气缸转矩NEtrq#i和非操作气缸的气缸转矩NEtrq#i的平均值计算。
喷射状态操作可以如下进行修改。例如，导向喷射量可以减小，或者导向喷射的数量可以变化。主喷射中的燃烧取决于导向喷射中的燃烧。当导向喷射量变化时，导向喷射中的燃烧状态也根据燃料性质变化。因此，通过改变导向喷射类型，燃料性质可以被确定。
燃料喷射状态可以多种类型操作。性质确定参数CNpm在喷射状态操作的每种类型中计算。基于该性质确定参数CNpm，可以确定燃料性质。具体地，当主燃料喷射定时被操作时，第一性质确定参数CNpm1被计算。当导向燃料喷射量被操作时，第二性质确定参数CNpm2被计算。基于这些参数CNpm1和CNpm2，燃料性质被确定。例如，燃料性质基于“CNpm1+CNpm2”确定。在这种情况下，燃料性质可以基于当进行多种喷射状态操作时发动机速度发生变化的事实确定。因此，其确定精度可以提高。
性质确定参数CNpm1和CNpm2中的每一个被加权，然后，燃料性质可以基于加权的参数CNpm1和CNpm2确定。在加权系数由“ka”和“kb”表示时，燃料性质基于“ka·CNpm1+kb·CNpm2”确定。
喷射状态操作中的气缸转矩的离散度UEa可以被限定为性质确定参数CNpm。在这种情况下，通过比较性质确定参数CNpm和燃料性质的确定值，燃料的十六烷值被确定。
在进行喷射状态操作之前，ECU 20基于所有气缸的气缸转矩NEtrq#i的平均值和每个气缸的气缸转矩NEtrq#i计算。该离散度UE与例如发动机速度NE和发动机载荷的发动机驱动状态一起被存储在存储器中。当进行喷射状态操作时，ECU 20读取性质确定参数CNpm基于其计算的离散度数据。由此，离散度UEa和UEb可以在相同的发动机驱动状态下相互比较。在这种情况下，如果操作气缸之前被确定，那么操作气缸的气缸转矩和所有气缸的气缸转矩的平均之间的差被计算，以和发动机驱动状态一起被存储在存储器中。应当注意到，离散度UEa和离散度UEb不总在相同的发动机驱动状态下相互比较。
离散度UE可以基于每个气缸的发动机速度NE计算。基于该离散度UE，可以确定燃料性质。在这种情况下，在每个气缸的特定的旋转位置检测发动机速度NE，离散度UE基于操作气缸的发动机速度NE和非操作气缸的发动机速度NE之间的比计算。然后，基于该离散度UE，确定燃料性质。备选地，燃料性质可以基于瞬时转矩NEflt确定。
乙醇混合燃料的乙醇浓度可以被确定为燃料性质。本发明可以被应用至汽油发动机和柴油发动机。

Claims (7)

1.一种用于内燃发动机的控制器，所述控制器被应用至燃料喷射系统，在所述燃料喷射系统中燃料喷射器(11)将燃料喷射到多缸发动机(10)的每个气缸中，控制器基于发动机的驱动状态限定燃料喷射器的燃料喷射状态，控制器针对每个气缸基于被限定的喷射状态执行燃料喷射控制，控制器包括：
用于计算发动机速度(NE)的计算部分(S11)，所述发动机速度(NE)针对每个气缸根据燃料燃烧变化；
操作部分(S26)，其用于在发动机(10)运行时以与操作气缸以外的非操作气缸中的燃料喷射状态不同的方式操作操作气缸中的燃料喷射状态，所述操作气缸是气缸的一部分；和
确定部分(S27-S31)，其用于在操作部分操作燃料喷射状态时基于由计算部分针对操作气缸计算的发动机速度和由计算部分针对非操作气缸计算的发动机速度确定燃料性质。
2.如权利要求1所述的用于内燃发动机的控制器，其特征在于，所述确定部分包括：
用于在操作燃料喷射状态中比较操作气缸的发动机速度或气缸转矩与非操作气缸的发动机速度或气缸转矩的第一比较部分(S27)，和
用于在操作燃料喷射状态之前比较操作气缸的发送机速度或气缸转矩与非操作气缸的发动机速度或气缸转矩的第二比较部分(S27)，并且
所述确定部分基于第一比较部分的比较结果和第二比较部分的比较结果确定燃料性质。
3.如权利要求1所述的用于内燃发动机的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：
用于计算表示由计算部分计算的发动机速度的偏差范围或从发动机速度得到的气缸转矩的偏差范围的离散度的离散度计算部分(S24)，其中，
所述操作部分限定在其中离散度是最小值的操作气缸，并且针对操作气缸操作燃料喷射状态。
4.如权利要求1所述的用于内燃发动机的控制器，其特征在于，
操作部分限定在其中发动机(10)的曲轴(17)的扭转振动的振幅是最小值的操作气缸，并且所述操作部分针对所述操作气缸操作燃料喷射状态。
5.如权利要求1所述的用于内燃发动机的控制器，其特征在于，
操作部分限定在其中基于发动机速度计算的气缸转矩是最大值的操作气缸，并且所述操作部分针对所述操作气缸操作燃料喷射状态。
6.如权利要求1所述的用于内燃发动机的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：
用于确定发动机(10)的驱动状态是否保持稳定的驱动状态确定部分(S22)，其中
所述确定部分基于所述计算部分计算的发动机速度的特定数量的采样值确定燃料性质，
所述操作部分可变地设置多个操作气缸，并且
当发动机(10)处于特定的高速状态时，多个气缸被限定为操作气缸。
7.如权利要求6所述的用于内燃发动机的控制器，其特征在于，
在燃烧在其中接连地发生的两个气缸被限定为操作气缸的情况下，燃烧在其中较迟发生的气缸的发动机速度被限定为操作气缸的发动机速度，并且所述确定部分基于所述操作气缸的所述发动机速度确定燃料性质。
CN201110301781.4A 2010-10-05 2011-09-28 用于内燃发动机的控制器 Expired - Fee Related CN102444489B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010226035A JP5168336B2 (ja) 2010-10-05 2010-10-05 内燃機関の制御装置
JP226035/2010 2010-10-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102444489A true CN102444489A (zh) 2012-05-09
CN102444489B CN102444489B (zh) 2014-10-15

Family

ID=45832713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110301781.4A Expired - Fee Related CN102444489B (zh) 2010-10-05 2011-09-28 用于内燃发动机的控制器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8977471B2 (zh)
JP (1) JP5168336B2 (zh)
CN (1) CN102444489B (zh)
DE (1) DE102011083982B4 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106481461A (zh) * 2015-08-28 2017-03-08 长城汽车股份有限公司 双燃料发动机的控制方法、系统及车辆

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5772266B2 (ja) * 2011-06-15 2015-09-02 トヨタ自動車株式会社 セタン価推定装置
JP5741285B2 (ja) * 2011-07-27 2015-07-01 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP5993753B2 (ja) * 2013-02-01 2016-09-14 ヤンマー株式会社 エンジンの制御装置
JP6292957B2 (ja) 2014-04-16 2018-03-14 日立建機株式会社 作業機械の監視システム
JP6340633B2 (ja) * 2016-08-26 2018-06-13 マツダ株式会社 エンジンの燃料性状判定装置および燃焼制御装置
JP7049782B2 (ja) 2017-08-04 2022-04-07 日立Astemo株式会社 内燃機関の制御装置
KR101967453B1 (ko) * 2017-11-23 2019-04-09 현대오트론 주식회사 Ffv 차량의 에탄올 센서 고장 대처 시스템 및 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0914015A (ja) * 1995-06-27 1997-01-14 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の燃料制御装置
JP2007127007A (ja) * 2005-11-02 2007-05-24 Hitachi Ltd 内燃機関の制御装置
JP2008095581A (ja) * 2006-10-10 2008-04-24 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料性状判定装置
CN101466932A (zh) * 2006-06-13 2009-06-24 丰田自动车株式会社 内燃发动机的燃料特性确定系统及燃料特性确定方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58107826A (ja) * 1981-12-22 1983-06-27 Nissan Motor Co Ltd エンジンの電子制御燃料噴射装置
JP4409376B2 (ja) 2004-06-30 2010-02-03 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
US7317983B2 (en) 2005-06-22 2008-01-08 Denso Corporation Fuel injection controlling apparatus for internal combustion engine
JP4600484B2 (ja) 2008-01-31 2010-12-15 株式会社デンソー 燃料性状検出装置およびそれを用いた燃料噴射システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0914015A (ja) * 1995-06-27 1997-01-14 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の燃料制御装置
JP2007127007A (ja) * 2005-11-02 2007-05-24 Hitachi Ltd 内燃機関の制御装置
CN101466932A (zh) * 2006-06-13 2009-06-24 丰田自动车株式会社 内燃发动机的燃料特性确定系统及燃料特性确定方法
JP2008095581A (ja) * 2006-10-10 2008-04-24 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料性状判定装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106481461A (zh) * 2015-08-28 2017-03-08 长城汽车股份有限公司 双燃料发动机的控制方法、系统及车辆
CN106481461B (zh) * 2015-08-28 2019-11-01 长城汽车股份有限公司 双燃料发动机的控制方法、系统及车辆

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011083982B4 (de) 2019-12-12
JP2012077723A (ja) 2012-04-19
US20120083994A1 (en) 2012-04-05
CN102444489B (zh) 2014-10-15
DE102011083982A1 (de) 2012-04-05
JP5168336B2 (ja) 2013-03-21
US8977471B2 (en) 2015-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102444489B (zh) 用于内燃发动机的控制器
CN102235257B (zh) 多次喷射正时控制的方法
US8473180B2 (en) On-board fuel property detection using pattern recognition and power spectral analysis of cylinder pressure signal
US8528521B2 (en) Method and device for closed-loop combustion control for an internal combustion engine
CN102374060B (zh) 在燃烧期间估计和控制声学噪声的方法
EP0858555B1 (de) Verfahren zur zylinderselektiven steuerung einer selbstzündenden brennkraftmaschine
JP5327026B2 (ja) 内燃機関の燃料性状判定装置
JP4096835B2 (ja) 内燃機関の制御装置および内燃機関の失火判定方法
EP1075593B1 (de) Kraftstoffeinspritzverfahren für eine brennkraftmaschine
CN105264204A (zh) 用于内燃机的失火检测系统
US8676471B2 (en) Method for determining an index of the fuel combustion in an engine cylinder
US8527184B2 (en) SBS logical bio-diesel sensor
CN101387235B (zh) 内燃机的燃料喷射控制设备
CN102797569A (zh) 发动机瞬态操作期间对利用生物柴油的稀NOx捕集器再生的自适应控制
CN102619635B (zh) 一种共轨喷油器在车喷油量控制自学习方法
CN103161642B (zh) 内燃机的控制装置
Ravaglioli et al. Combustion indexes for innovative combustion control
CN103256166B (zh) 内燃机的爆震控制装置
JP3854209B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
CN103790751B (zh) 内燃机的控制装置
CN104632442A (zh) 用于识别内燃机的一个汽缸的压缩压力与另一个汽缸的压缩压力的偏差的方法
US20180334985A1 (en) Method and system for determining pressure in a fuel accumulator tank of an engine
Yoneya et al. Combustion torque estimation from mass-produced crank angle sensor
CN115949520A (zh) 基于缸压反馈的低碳-零碳燃料发动机燃烧闭环控制系统及方法
유성은 Study on the engine control using the in-cylinder pressure in Diesel engine

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141015

Termination date: 20160928