CN103237973A - 十六烷值估计装置 - Google Patents

Abstract

一种十六烷值估计装置，其基于目标燃料喷射量将燃料从柴油发动机中的燃料喷射阀喷射，计算通过燃料喷射所产生的柴油发动机的输出扭矩的指标，并且使用所计算出的指标估计燃料的十六烷值。该十六烷值估计装置包括压力传感器，其用于检测燃料喷射时通过燃料喷射阀中的实际燃料压力的变化而变化的燃料压力。该十六烷值估计装置还具有压力校正部，其适于基于所检测出的燃料压力的变化波形来计算燃料喷射阀的实际操作特性，并且基于所计算出的实际操作特性和指定的基准操作特性之间的差来对目标燃料喷射量进行校正。

Description

十六烷值估计装置

技术领域

本发明涉及一种用于对供应给柴油发动机的燃油的十六烷值进行估计的十六烷值估计装置。

背景技术

在柴油发动机中，燃油通过燃油喷射阀被喷射进燃烧室并且被压缩，并且自燃油喷射起的预定时间（点燃延迟）之后点燃。为了提高柴油发动机的输出性能和排放性能，在考虑到点燃延迟的情况下，通常采用控制设备，该控制设备用于对诸如燃油喷射时刻或量的发动机控制参数进行控制。

燃油的十六烷值越低，柴油发动机的点燃延迟就变得越长。因此，如果向具有在交运之前已经针对具有标准十六烷值的燃油所设置的发动机控制参数的柴油发动机的油箱中供应诸如冬季燃油的十六烷值相对低的燃油，则燃油的点燃时刻被延迟并且燃油燃烧的状态是不适宜的。在一些情况下，会发生点火失败。

为了防止这样的问题，期望基于喷射燃烧室的燃油的实际十六烷值对发动机控制参数进行校正。为了参数的有效校正，必须对燃油的十六烷值进行准确估计。

常规来讲，如专利文献1中所描述的，已经提出了一种用于柴油发动机的控制设备，其从燃油喷射阀喷射少量燃油并且基于通过这样的燃油喷射所生成的发动机扭矩（输出扭矩）来估计燃油的十六烷值。在该控制设备中，对从柴油发动机的燃油喷射阀所喷射的燃油的量（燃油喷射量）和相对应的输出扭矩进行检测。参考燃油喷射量和输出扭矩之间的关系，估计该燃油的十六烷值。该控制设备基于压力传感器所检测的燃油压力以及所检测燃油压力的变化波形来计算燃油喷射量。使用柴油发动机的输出轴的转速（发动机速度）的改变方式来计算通过该燃油喷射所产生的输出扭矩。

现有技术文献

专利文献1：日本特开专利公布No.2009-74499。

发明内容

为了关闭燃油喷射阀，阀主体进行移动以挡住燃油通过其被喷射的喷射孔。在这种状态下，阀主体及其阀基座之间的间隙中的燃油阻止了阀主体朝向喷射孔移动。因此，燃油的运动黏度越高，阀主体移动或者燃油喷射阀关闭的速度就变得越慢。结果，即使以规定喷射恒定量的燃油的方式对燃油喷射阀的操作进行控制，实际的燃油喷射量也依据燃油的运动黏度而变化。

另外，当燃油压力变化时，随着燃油体积弹性模量变得更高，变化波通过燃油传播的速度也变得更高。因此，在压力传感器对通过燃油喷射阀中的实际燃油压力变化而变化的燃油压力的变化方式进行检测的情况下，通过打开或关闭燃油喷射阀所导致的燃油压力的变化波达到压力传感器安装位置所需的时间依据燃油的体积弹性模量而变化。结果，如专利文献1中所描述的控制设备中，当基于压力传感器所测量的燃油压力的变化方式计算燃油喷射量时，即使从燃油喷射阀喷射恒定量的燃油，所获得的燃油喷射量也依据燃油的体积弹性模量而变化。

如已经描述的，专利文献1描述的设备中所计算的燃油喷射量和通过燃油喷射所产生的输出扭矩之间的关系不仅依据燃油的十六烷值而变化，而且还依据十六烷值之外的其它燃油属性而变化，诸如燃油的运动黏度或体积弹性模量。结果，如果简单地基于专利文献1所描述的设备中的燃油喷射量和所产生的输出扭矩之间的关系来估计燃油的十六烷值，则估计的准确性会不可避免地由于十六烷值以外的燃油属性的差异而下降。

本发明的发明人已经进行了各种测试来测量燃油的十六烷值、运动黏度和体积弹性模量。这些测试已经确认在十六烷值、运动粘性和体积弹性模量之间没有关联。结果，不可能仅使用燃油的运动黏度或体积弹性模量作为估计参数来估计燃油的十六烷值。

因此，本发明的目标是提供一种十六烷值估计装置，其能够通过防止在估计中由十六烷值之外的其它燃油属性的差异所导致的误差来准确估计十六烷值。

为了实现以上目标并且根据本发明的一个方面，提供了一种十六烷值估计装置，其基于目标燃油喷射量来从柴油发动机中的燃油喷射阀喷射燃料，计算通过燃油喷射所产生的柴油发动机的输出扭矩的指标，并且使用所计算的指标来估计燃油的十六烷值。该装置包括压力传感器和压力校正部。该压力传感器检测在燃油喷射时随着燃油喷射阀中的实际燃油压力的变化而变化的燃油压力。该压力校正部适于基于所检测出的燃油压力的变化波形来计算燃油喷射阀的实际操作特性，并且基于所计算出的实际操作特性和指定的基准操作特性之间的差对目标燃油喷射量进行校正。

附图说明

图1是示意性示出根据本发明的第一实施例的十六烷值估计装置的视图；

图2是示出图1所示的燃油喷射阀的截面图；

图3是表示燃油压力变化和燃油喷射速率的检测时间波形之间的关系的时序图；

图4是表示校正过程的流程图；

图5是表示检测时间波形和基准时间波形之间的关系示例的时序图；

图6是表示检测时间波形和基准时间波形之间的关系示例的另一时序图；

图7是表示燃烧室中的温度或压力与发动机速度之间的关系示例的时序图；

图8是表示发动机速度变化量、喷射时发动机速度和十六烷值之间的关系的图形；

图9是表示发动机速度变化量、喷射时发动机速度和燃油喷射时刻之间的关系的图形；

图10是表示根据本发明第一实施例的估计控制过程的流程图；

图11是表示用于计算发动机速度变化量的方法的图形；

图12是表示发动机速度变化量、喷射时发动机速度和燃油十六烷值之间的关系的图形；以及

图13是表示根据本发明第二实施例的估计控制过程的流程图。

具体实施方式

（第一实施例）

现在将对根据本发明的第一实施例的十六烷值估计装置进行描述。

图1示意性示出了第一实施例的十六烷值估计装置的配置。

如图1所示，柴油发动机10具有多个（在第一实施例中为四个（#1，#2，#3和#4））气缸11。进气道12连接至气缸11并且空气通过进气道12被吸入气缸11。柴油发动机10被安装在车辆中作为驱动源。直接喷射类型的燃油喷射阀20被附接至气缸11的每一个以将燃油直接喷射到气缸11中。具体地，燃油在燃油诸如阀20被操作打开时被喷射。在每个气缸11中，燃油被暴露于已经吸入、压缩并加热的空气。这将燃油点燃并燃烧。在柴油发动机10中，通过每个气缸11中的燃油燃烧所产生的能量压制活塞13以强制旋转曲轴14。燃烧气体从气缸11排入排气道15作为排放气体。

柴油发动机10包括废气驱动类型的增压器16。增压器16包括安装在进气道12中的压缩机17和安装在排气道15中的涡轮18。增压器16使用排气道15中流动的排放气体所产生的能量将通过进气道12的吸入空气在压力之下送入气缸11。

相应的燃油喷射阀20经由对应的分支线路31a连接至共轨34。共轨34通过供应线路31b连接至油箱32。用于将燃油在压力下送至共轨34的燃油泵33安装在供应线路31b中。在第一实施例中，已经在压力下由燃油泵33所输送的压力增加的燃油被存储在共轨34中并且通过对应的分支线路31a被馈送入燃油喷射阀20。返回线路35连接至相应燃油喷射阀20。每条返回线路35连接至油箱32。一些燃油通过对应的返回线路35从每个燃油喷射阀20的内部返回至油箱32。

参考图2，现在将对每个燃油喷射阀的内部配置进行描述。

如图2所示，燃油喷射阀20具有外壳21。针阀22以在外壳21中互相起作用的状态（可在图中的上下方向进行移动）被安装在外壳21中。弹簧24持续地将针阀22推向喷射孔23（位于图中的较低位置）。在外壳21中，在与针阀22相关的一侧（在图中的较低位置）形成喷嘴室25。压力室26被布置在关于针阀22的相对一侧（图中的较高位置）。

形成在喷嘴室25中的喷射孔23允许喷嘴室25内部和外壳21外部之间的连通。燃油从以上所描述的分支线路31a（共轨34）经由入口线路27供应至喷射孔23。喷嘴室25和分支线路31a（共轨34）通过连通线路28连接至压力室26。压力室26通过排放线路30连接至返回线路35（油箱32）。

每个燃油喷射阀20是电驱动类型。具体地，其上部署有响应于驱动信号的输入而选择性地扩展或压缩的压电元件（诸如压电元件）的压电致动器29被布置于外壳21之中。阀主体29a附接至压电致动器29并且被布置在压力室26中。当阀主体29a通过压电致动器29的致动而移动时，选择性地使得连通线路28（喷嘴室25）和排放线路30（返回线路35）之一与压力室26连通。

在燃油喷射阀20中，当阀关闭信号被输入至压电致动器29时，压电致动器29进行压缩以移动阀主体29a，由此允许连通线路28和压力室26之间的连通并且禁止返回线路35和压力室26之间的连通。以这种方式，喷嘴室25与压力室26连通，而从压力室26到返回线路35（油箱32）的燃油排放则被禁止。喷嘴室25中的压力和压力室26中的压力之间的差因此变为极小，由此使得弹簧24的推动力将针阀22移动至接近喷射孔23的位置。在该阶段。燃油喷射阀20被保持在无燃油喷射状态（关闭状态）。

相比之下，当阀打开信号被输入至压电致动器29时，压电致动器29进行扩展以移动阀主体29a，由此禁止连通线路28和压力室26之间的连通并且允许返回线路35和压力室26之间的连通。结果，压力室26中的一些燃油通过返回线路35返回至油箱32，而从喷嘴室25到压力室26的燃油流动则被静止。这降低了压力室26中的燃油压力。压力室26中的压力与喷嘴室25中的压力之间的差因此变大。这使得针阀22抵抗弹簧24的推动力进行移动以远离喷射孔23。在该阶段，燃油喷射阀20被保持在燃油喷射状态（打开状态）。

燃油传感器41整体附接至每个燃油喷射阀20以输出对应于入口线路27中的燃油压力PQ的信号。因此，与在与燃油喷射阀20间隔开的位置，诸如共轨34中的位置（见图1），检测燃油压力的情形相比，在接近于燃油喷射阀20的喷射孔23的位置检测燃油压力。结果，通过打开燃油喷射阀20所导致的燃油喷射阀20中的燃油压力的变化被准确检测。燃油传感器41不仅用作压力传感器而且还用作用于检测入口线路27中的燃油温度（THQ）的温度传感器。燃油传感器41的功能响应于来自电子控制单元40的信号而被切换，该电子控制单元40作为压力校正部和温度校正部，这将在随后进行描述。燃油传感器41对应于相应的燃油喷射阀20，或者换句话说，柴油发动机10的相应的气缸11来进行安装。

如图1所示，柴油发动机10包括作为外部设备而用于检测发动机10的操作状态的各种传感器。除了以上所描述的燃油传感器41之外，传感器还包括用于检测在进入空气流动方向上进气道12相对于压缩机17的下游部分中的压力（增压压力PA）的增压压力传感器42，以及用于检测曲轴14的旋转相位（曲柄角CA）和旋转速度（发动机速度NE）的曲柄传感器43。传感器还包括用于检测柴油发动机10中的冷却剂温度（THW）的冷却剂温度传感器44，用于检测油箱32中所存储燃油量的储量传感器45，用于检测加速构件（例如，加速器踏板）的操作量（加速器操作量ACC）的加速器传感器46，以及用于检测车辆行驶速度的车速传感器47。

柴油发动机10还具有电子控制单元40作为外部设备，电子控制单元40例如具有微计算机。电子控制单元40从传感器接收输出信号并且基于该输出信号执行各种计算。依据计算结果，电子控制单元40执行与柴油发动机10的操作相关的各种控制，诸如针对燃油喷射阀20的操作控制（燃油喷射控制）。

在第一实施例中，燃油喷射控制通常以以下所描述的方式执行。

首先，基于加速器操作量ACC、发动机速度NE和燃油十六烷值（具体地，估计的十六烷值，其将在随后进行描述）计算发动机操作中对于燃油喷射量的控制目标值（目标喷射量TAU）。随后，基于目标喷射量TAU和发动机速度NE计算对于启动燃油喷射的时刻的目标控制值（目标喷射时刻Tst）以及对于燃油喷射时间的目标控制值（目标喷射时间Ttm）。使用所获得的目标喷射时刻Tst和目标喷射时间Ttm，对每个燃油喷射阀20的打开进行控制。以这种方式，燃油被从燃油喷射阀20喷射了对应于柴油发动机10的当前操作状态的量并且被供应至对应的气缸。

在第一实施例中，除了燃油喷射控制之外，还执行针对燃油泵33的操作控制（轨道压力控制）。执行轨道压力控制以依据柴油发动机10的操作状态对共轨34中的燃油压力（轨道压力）进行调节。具体地，基于目标喷射量TAU和发动机速度NE计算对于轨道压力的控制目标值（目标轨道压力Tpr）。以使得目标轨道压力Tpr和实际轨道压力变为彼此相等的方式来对燃油泵33的致动进行控制。以这种方式，在压力之下送至共轨34的燃油量得以被调节。

而且，在第一实施例中，执行校正过程以确保对应于发动机10的操作状态的适当燃油喷射。在该过程中，基于在相应时间点由燃油传感器41所检测的燃油压力PQ来形成燃油喷射速率的检测时间波形。随后使用该检测时间波形对目标喷射时刻Tst和目标喷射时间Ttm进行校正。针对每个气缸11单独执行该校正过程。该校正过程将在随后进行详细描述。

通过打开燃油喷射阀20降低每个燃油喷射阀20中的燃油压力，并且随后通过关闭燃油喷射阀20增大每个燃油喷射阀20中的燃油压力。也就是说，通过有选择地打开和关闭燃油喷射阀20来改变每个燃油喷射阀20中的燃油压力。因此，通过监视在燃油喷射时间燃油压力的变化波形，燃油喷射阀20的实际操作特性（例如包括阀开始打开或关闭的时间点）被准确确认。

此后，将描述用于形成在燃油喷射时间燃油压力的变化波形（在第一实施例中，燃油喷射速率的检测时间波形）的过程。

图3表示了燃油压力PQ的变化和燃油喷射速率的检测时间波形之间的关系。

参考图3，在第一实施例中，检测每个燃油喷射阀20开始打开的阀打开开始时刻Tos、燃油喷射速率最大的喷射速率最大时刻Toe、燃油喷射速率开始下降的喷射速率降低开始时刻Tcs以及燃油喷射阀20完成关闭的阀关闭完成时刻Tce。具体地，每个燃油喷射阀20的打开和关闭分别对应于针阀22在打开方向和关闭方向上的移动。

首先，计算紧接在燃油喷射阀20开始打开之前的预定时段T1中的平均燃油压力PQ。该平均值被存储作为基准压力Pbs，其对应于当燃油喷射阀20关闭时燃油喷射阀20中的燃油压力。

然后，从基准压力Pb减去预定压力P1以获得操作压力Pac（Pac=Pb-P1）。预定压力P1是下述压力，该压力对应于当燃油喷射阀20打开或关闭时尽管针阀22保持在关闭位置但是燃油压力PQ却有变化时燃油压力PQ的变化量，这是并不对针阀22的移动有所贡献的燃油压力PQ变化量。

此后，计算在由于紧接在燃油开始喷射之后阀开始打开而使燃油压力PQ下降的时段中燃油压力PQ的一阶微分值。随后获得燃油压力PQ的时间波形在一次微分值最小的点处的切线L1。另外，计算切线L1和表示操作压力Pac的线之间的交点A。对应于点AA的时间的点被识别为阀打开开始时刻Tos，其中点AA是通过在指向过去的方向上将交点A移位了对应于燃油压力PQ中的检测延迟的量而获得的。该检测延迟是对应于相对于燃油喷射阀20的喷嘴室25（见图2）中的压力的变化燃油压力PQ的变化的延迟的时段。该检测延迟例如由喷嘴室25和燃油传感器41之间的距离所导致。

随后，计算在由于紧接在以上所描述的燃油压力PQ降低的时段之后阀开始关闭导致的燃油压力PQ升高的时段中燃油压力PQ的一阶微分值。随后获得燃油压力PQ的时间波形在一次微分值最大的点的切线L2。另外，计算切线L2和表示操作压力Pac的线之间的交点B。将对应于点BB的时间点识别为阀关闭开始时刻Tce，其中点BB是通过在指向过去的方向上将交点B移位了对应于检测延迟的量而获得的。

另外，确定切线L1和切线L2之间的交点C。随后计算燃油压力PQ和操作压力Pac在交点C处的差（假设的压力下降ΔP[ΔP=Pac-PQ]）。该假设的压力下降ΔP被乘以增益G1以获得假设的最大燃油喷射速率VRt（VRt=ΔP×G1），其中增益G1是基于目标喷射量TAU和目标轨道压力Tpr而设置的。假设的最大燃油喷射速率VRt随后被乘以增益G2以确定最大喷射速率Rt（Rt=VRt×G2），增益G2是基于目标喷射量TAU和目标轨道压力Tpr而设置的。

随后，计算点CC，点CC是通过在延迟方向上将交点C移位了对应于检测延迟的量而获得的。另外，基于燃油喷射速率在对应于点CC的时间点变为等于假设的最大燃油喷射速率VRt的假设来识别点D。将对应于在点D和阀打开开始时刻Tos（具体地，这是燃油喷射速率在时刻Tos变为零的点）之间延伸的线L3与表示最大燃油喷射速率Rt的线之间的交点E的时间点识别为喷射速率最大时刻Toe。

将对应于在点D和阀关闭完成时刻Tce（具体地，这是燃油喷射速率在时间Tce变为零的点）之间延伸的线4与表示最大燃油喷射速率Rt的线之间的交点F的时间点识别为喷射速率降低开始时刻Tcs。

通过线L3从阀打开开始时刻Tos延伸至喷射速率最大时刻Toe的线段、线4从喷射速率降低开始时刻Tcs延伸至阀关闭完成时刻Tce的线段，以及表示最大喷射速率Rt的线从喷射速率最大时刻Toe延伸至喷射速率降低开始时刻Tcs的线段所形成的梯形时间波形被用作燃油喷射中的燃油喷射速率的检测时间波形。

接下来，参考图4至6，将对使用该检测时间波形校正各种控制目标值的过程（校正过程）进行详细描述。

图4是具体表示校正过程的步骤的流程图。该流程图中所表示的一系列过程由电子控制单元40以预定周期作为中断处理来执行。图5和6均表示了检测时间波形和基准时间波形之间的关系示例。

参考图4，该过程通过基于如已经检测的燃油压力PQ形成在燃油喷射中燃油喷射速率的检测时间波形（步骤S101）而开始。基于柴油发动机10的操作状态，诸如加速器操作量ACC和发动机速度NE，设置在燃油喷射中燃油喷射速率的时间波形的基准值（基准时间波形）（步骤S102）。在第一实施例中，柴油发动机10的操作状态和适用于该操作状态的燃油喷射速率的时间波形之间的关系事先通过测试和仿真而确定并且被存储在电子控制单元40中。在步骤S102，基于柴油发动机10的当前操作状态，参考以上所描述的关系设置基准时间波形。在第一实施例中，检测时间波形用作燃油喷射阀20的实际操作特性。该基准时间波形用作指定的基准操作特性。

参考图5，（由单划链线所表示的）基准时间波形被设置为由下述燃油喷射速率的路径所定义的梯形时间波形，该燃油喷射速率的路径是在从阀打开开始时刻Tosb到喷射速率最大时刻Toeb的时段内从零变为最大燃油喷射速率，在从喷射速率最大时刻Toeb到喷射速率下降开始时刻Tcsb的时段内保持最大燃油喷射速率，以及在从喷射速率降低开始时刻Tcsb到阀关闭完成时刻Tceb的时段内从最大燃油喷射速率降低为零。

基准时间波形和以上所提到的检测时间波形（由实线表示）相互进行比较。基于比较结果，确定用于校正燃油喷射开始时刻的控制目标值（目标喷射时刻Tst）的校正项K1，以及用于校正燃油喷射时间的控制目标值（目标喷射时间Ttm）的校正项K2和K3。

具体地，计算对于基准时间波形的阀打开开始时刻Tosb和对于检测时间波形的阀打开开始时刻Tos之间的差ΔTos（图4中的步骤S103）。随后使用该差ΔTos、目标喷射量TAU和发动机速度NE确定校正项K1并储存（步骤S104）。在第一实施例中，由差ΔTos、目标喷射量TAU和发动机速度NE所限定的状况与能够在该状态下准确校正该差ΔTos的校正项K1之间的关系事先通过测试和仿真得以确定并且被存储在电子控制单元40中。在步骤S104中，基于该关系计算校正项K1。

另外，计算对于基准时间波形的喷射速率降低开始时刻Tcsb（图5）和对于检测时间波形的喷射速率降低开始时刻Tcs之间的差ΔTcs（图4张的步骤S104）。随后基于差ΔTcs、目标喷射量TAU和发动机速度NE计算校正项K2并且储存（步骤S106）。在第一实施例中，由差ΔTcs、目标喷射量TAU和发动机速度NE所限定的状态和能够在该状况下准确校正该差ΔTcs的校正项K2之间的关系事先通过测试和仿真得以确定并且被存储在电子控制单元40中。在步骤S106中，基于该关系计算校正项K2。

参考图6，为了计算校正项K3，确定基准时间波形（由单划链线表示）和检测时间波形（由实线表示）之间的燃油喷射速率的变化速度的差（步骤S107）。具体地，在阀打开开始时刻Tos和喷射速率最大时刻Toe之间延伸的线的倾角与在阀打开开始时刻Tosb和喷射速率最大时刻Toeb之间延伸的线的倾角之间的差ΔRup被计算作为燃油喷射速率的增加速度的差。类似地，在喷射速率降低开始时刻Tcs和阀关闭完成时刻Tce之间延伸的线的倾角与在喷射速率降低开始时间点Tcsb和阀关闭完成时间点Tceb之间延伸的线的倾角之间的差ΔRdn被计算作为燃油喷射速率的降低速度的差。差ΔRup、ΔRdn与基准时间波形和检测时间波形之间的表面面积的差高度关联。具体地，每个时间波形的表面面积是由时间波形和表示燃油喷射速率为零的线所限定的范围的表面面积。基于差ΔRup和ΔRdn、目标喷射量TAU以及发动机速度NE来计算校正项K3并储存（步骤S108）。在第一实施例中，由差ΔRup和ΔRdn、目标喷射量TAU和发动机速度NE所限定的状况以及能够在该状况下对与基准时间波形和检测时间波形之间的表面面积差对应的燃油喷射量差进行准确校正的校正项K3之间的关系事先通过测试和仿真得以确定并且被存储在电子控制单元40中。在步骤S108中，基于该关系计算校正项K3。

在以上述方式校正了校正项K1、K2、K3之后，该过程被挂起。

在燃油喷射控制的执行之中，通过利用校正项K1对目标喷射时刻Tst进行校正（在第一实施例中，通过将校正项K1添加至目标喷射时刻Tst）来确定最终的目标喷射时刻Tst。通过以这种方式获得目标喷射时刻Tst，对于基准时间波形的阀打开开始时间点Tosb和对于检测时间波形的阀打开开始时刻Tosb之间的差被消除。结果，依据柴油发动机10的操作状态准确设置了开始燃油喷射的时间点。

通过利用以上所提到的校正项K2、K3校正目标喷射时间Ttm（在第一实施例中，通过将校正项K2、K3添加至目标喷射时间Ttm）来确定最终的目标喷射时间Ttm。通过以这种方式获得目标喷射时间Ttm，对于基准时间波形的喷射速率降低开始时刻Tcsb和对于检测时间波形的喷射速率降低开始时刻Tcs之间的差被消除。结果，依据柴油发动机10的操作状态准确设置了开始降低燃油喷射速率的时间点。

在第一实施例中，基于每个燃油喷射阀20的实际操作特性（具体地，检测时间波形）和指定的基准操作特性（具体地，基准时间波形）之间的差对目标喷射时刻Tst和目标喷射时间Ttm进行校正。这消除了在每个燃油喷射阀20中在实际操作特性和基准操作特性（标准燃油喷射阀的操作特性）之间的差。以这种方式，用于开始燃油喷射的时间点以及喷射时间都依据柴油发动机10的操作状态而得以被适当设置。

如果基准时间波形中的阀打开开始时刻和喷射速率降低开始时刻与检测时间波形中的对应时间点相符，但是两个时间波形具有不同的燃油喷射速率的增加或降低速度，则基准时间波形的表面面积和检测时间波形的表面面积并不相互匹配，由此使得燃油喷射量可能变得与对应于柴油发动机10的操作状态的量有所不同。然而，在第一实施例中，基准时间波形和检测时间波形之间的表面面积差通过使用校正项K3进行校正而被消除。结果，燃油喷射量被准确调整为与柴油发动机10的操作状态相对应的量。

另外，如已经描述的，在第一实施例的装置中，执行轨道压力控制以依据柴油发动机10的操作状态调节共轨34中的燃油压力（轨道压力）。具体地，即使目标喷射时刻Tst或目标喷射时间Ttm以恒定量发生变化，阀打开开始时刻或喷射速率降低开始时刻的变化量也依据轨道压力而改变。在第一实施例中，轨道压力（换句话说，其是目标喷射量TAU和发动机速度NE，它们是用于计算目标轨道压力Tpr的参数）被采用作为用于获得校正项K1、K2、K3的参数。结果，校正项K1、K2、K3依据当前轨道压力而被适当计算。

第一实施例的装置执行用于估计燃油十六烷值的控制（估计控制）。

该估计控制通常以以下所描述的方式执行。首先，当满足执行条件时，燃油以某个预定量（例如，数立方毫米）被喷射，并且计算对于通过燃油喷射所产生的柴油发动机10的输出扭矩的指标值（发动机速度变化量ΣΔNE，其将在随后进行描述）。基于发动机速度变化量ΣΔNE估计燃油的十六烷值。随着供应到柴油发动机10的燃油的十六烷值变得更大，燃油更易于点燃并且留下更少的未燃烧燃油。这提高了通过燃油燃烧而生成的输出扭矩。在第一实施例的估计控制中，基于燃油的十六烷值与柴油发动机10的输出扭矩之间的关系来估计燃油的十六烷值。

具体地，通过喷射一定量的燃油而产生的柴油发动机10的输出扭矩不仅依据燃油的十六烷值而变化，而且由于以下所描述的原因还依据发动机速度而变化。

图7表示了柴油发动机10的燃烧室11a中的温度（或压力）与发动机速度NE之间的关系的示例。参考图7，随着发动机速度NE增加，燃烧室11a保持高压和高温的时间减少。因此，在以上所描述的估计控制中以恒定量进行燃油喷射时，燃烧室11a中的温度和压力下降的时间点变得更早并且在燃油燃烧之后会留下更多未燃的燃油。结果，通过燃油燃烧所产生的柴油发动机10的输出扭矩容易下降。

图8表示了在燃油以恒定喷射量以恒定喷射时刻被喷射的情况下的发动机速度变化量ΣΔNE、发动机速度NE（喷射时发动机速度）和燃油的十六烷值之间的关系。如从图中所清楚的，在这种情况下，随着喷射时发动机速度的增加，柴油发动机10的输出扭矩（具体地，发动机速度变化量ΣΔNE，其是发动机输出扭矩的指标值）通常会下降。

通过以恒定量喷射燃油而产生的柴油发动机10的输出扭矩不仅依据燃油的十六烷值和发动机速度NE而且还依据燃油喷射时刻而改变。

图9表示了在以恒定燃油喷射量喷射具有恒定十六烷值的燃油的情况下发动机速度变化量ΣΔNE、喷射时发动机速度和燃油喷射时刻之间的关系。如图6所示，随着燃油喷射时刻变得更为延缓，通过燃油喷射所产生的柴油发动机10的输出扭矩（具体地，发动机速度变化量ΣΔNE，其是发动机输出扭矩的指标值）通常变得更小。具体地，随着燃油喷射时刻变得更为延后，燃油在其中燃烧的燃烧室11a中的温度和压力变得更低，因此增加了未燃燃油的量。

如已经描述的，在第一实施例的装置中，针对以恒定量喷射燃油，通过燃油喷射所产生的柴油发动机10的输出扭矩随着燃油喷射时刻变得更为提前而变得更大，在喷射时间的发动机速度NE变得更低，并且燃油的十六烷值变得更高。

在第一实施例中，考虑到以上所描述的点，基于发动机速度变化量ΣΔNE、通过估计控制所设置的燃油喷射时刻以及喷射时发动机速度之间的关系对燃油的十六烷值进行估计。以这种方式，在估计燃油的十六烷值时对喷射时发动机速度和燃油喷射时刻的改变所导致的柴油发动机10的输出扭矩改变加以考虑。这提高了估计燃油十六烷值的准确性。

以下文详细描述的方式执行估计控制。

通过以恒定量喷射燃油所产生的柴油发动机10的输出扭矩具有上限（具体地，这是当剩余未燃燃油量为零时的输出扭矩）。参考图8，输出扭矩在其中在低发动机速度NE下喷射燃油的范围中达到其上限。参考图9，输出扭矩在期中在比较提前的时刻喷射燃油的范围中达到其上限。在这些状况下，无论燃油十六烷值如何，输出扭矩在上限保持恒定。因此，无法基于输出扭矩（具体地，发动机速度变化量ΣΔNE）识别燃油的十六烷值。

除了上限之外，通过以恒定量喷射燃油所产生的柴油发动机10的输出扭矩还具有下限（输出扭矩=0）。参考图8，输出扭矩在其中在高发动机速度NE下喷射燃油的范围中达到其下限。参考图9，输出扭矩在其中燃油喷射时刻比较延迟的范围中达到其下限。在这些状况中，无论燃油的十六烷值如何，输出扭矩都在下限保持恒定。因此，无法基于输出扭矩（具体地，发动机速度变化量ΣΔNE）识别燃油的十六烷值。

结果，为了提高估计燃油十六烷值的准确性，期望以减少在其中柴油发动机10的输出扭矩达到其上限或下限的范围的大小的方式来执行估计控制中的燃油喷射。

如从图9所清楚的，在其中柴油发动机10的输出扭矩达到其上限或下限的范围通过改变燃油喷射时刻而被变化。考虑到该特性，在第二实施例中的估计控制中，基于发动机速度NE设置燃油喷射时刻的控制目标值（目标燃油喷射时刻TQsta）并且燃油在该目标燃油喷射时刻TQsta被喷射。具体地，目标燃油喷射时刻TQsta随着发动机速度NE变得更大而被设置为更加提前。通过以这种方式设置目标燃油喷射时刻TQsta，带来了以下所描述的优势。

当喷射时发动机速度很大时，或者换句话说，在燃烧室11a中的压力和温度在燃油燃烧之后的下降速度很大时，在早期阶段执行燃油喷射。由此防止燃烧室11a中的压力和温度随着留下大量燃油未燃烧而下降至过低值。尽管燃油的十六烷值充分高，这也防止了保持未燃烧的燃油量增加。结果，防止了柴油发动机10的输出扭矩（具体地，发动机速度变化量ΣΔNE）变得过小。

相比之下，当喷射时发动机速度较小时，或者换句话说，在燃烧室11a中的压力和温度在燃油燃烧之后的下降速度较小时，在延迟阶段执行燃油喷射。由此防止了所喷射的燃油在燃烧室11a中的压力和温度被不必要地保持在高值的情况下燃烧。无论燃油的十六烷值如何，这都防止了所喷射的燃油全部被燃烧。结果，防止了柴油发动机10的输出扭矩（具体地，发动机速度变化量ΣΔNE）变得过大。

如已经描述的，在第一实施例的估计控制中，以燃油在其中柴油发动机10的输出扭矩难以达到其上限或下限的范围之中被喷射的方式，依据发动机速度NE来对燃油喷射时刻（目标燃油喷射时刻TQsta）进行设置。这允许发动机速度变化量ΣΔNE作为燃油十六烷值的函数而在比较宽的范围中进行变化。结果，基于发动机速度变化量ΣΔNE而以提高的精确度估计燃油十六烷值。

即使燃油以恒定量以恒定喷射时刻进行喷射，随着燃烧室11a中的最大温度（峰值温度）或最大压力（峰值压力）变得更低，柴油发动机10的每个燃烧室11a保持在高压力和高温度的时间也变得更小。这相应地降低了通过燃油喷射所产生的柴油发动机10的输出扭矩。在第一实施例的估计控制中，基于输出扭矩的指标值（发动机速度变化量ΣΔNE）估计燃油的十六烷值。结果，以上所提到的输出扭矩的减少可能降低十六烷值的估计准确性。

因此，在第一实施例中，不仅使用发动机速度NE而且还使用冷却剂温度THW和增压压力PA作为设置参数来设置目标燃油喷射时刻TQsta。具体地，冷却剂温度THW被用作柴油发动机10的燃烧室11a中的峰值温度的指标。增压压力PA被用作燃烧室11a中的峰值压力的指标。随着冷却剂温度THW变得更低，燃烧室11a中的峰值温度被确定为更低。随着增压压力PA变得更低，燃烧室11a中的峰值压力被确定为更低。在这些情况下，目标燃油喷射时刻TQsta被设置为比较早的时刻。

如已经描述的，依据冷却剂温度THW和增压压力PA设置目标燃油喷射时刻TQsta。因此，随着柴油发动机10的燃烧室11a中的峰值温度或峰值压力变得更低，或者换句话说，随着通过以恒定量在恒定喷射时刻喷射燃油所产生的柴油发动机10的输出扭矩变得更小，燃油喷射时刻变得更为提前以增大输出扭矩。结果，即使燃烧室11a在以上所提到的燃油喷射时处于不同的峰值温度或者处于不同的峰值压力之下，也防止了输出扭矩由于不同的峰值温度或不同的峰值压力而改变。这确保了基于输出扭矩的指标（发动机速度变化量ΣΔNE）准确估计燃油十六烷值。

当燃油喷射阀20要关闭时，针阀22移动以阻塞燃油通过其喷射的喷射孔23（图2）。在外壳21和针阀22之间的间隙中流动的燃油因此用来阻碍针阀22向喷射孔23的移动。因此，随着燃油的运动黏度变得更大，作为燃油喷射阀20的关闭速度的针阀22的移动速度变得较更小。结果，即使以恒定量喷射燃油这样的指定方式控制燃油喷射阀20的操作，实际喷射的燃油量也会依据燃油的运动黏度而变化。这样的运动黏度的变化所导致的实际燃油喷射误差会降低在估计控制中十六烷值的估计准确性。

为了解决该问题，在第一实施例中，使用在上述校正过程中计算的校正项K1至K3对估计控制中的目标燃油喷射量（具体地，目标燃油喷射时刻TQsta和目标燃油喷射时间TQtma）进行校正。

在第一实施例的装置中，当燃油喷射阀20（具体地，燃油喷射阀20的针阀22）的操作速度由于燃油的运动黏度变化而改变时，所改变的操作速度被反映为燃油喷射阀20在燃油喷射时的燃油压力的变化波形（具体地，这是以上所提到的检测时间波形）的改变。在第一实施例的装置中，通过校正过程基于检测时间波形和基准时间波形之间的差来计算用于针对基准时间波形校正检测时间波形的校正项K1至K3。当执行估计控制时，使用校正项K1至K3校正目标燃油喷射时刻TQsta和目标燃油喷射时间TQtma。即使燃油操作阀20的操作速度由于燃油的运动黏度变化而改变，这也消除了燃油喷射阀20的实际操作特性（检测时间波形）和基准操作特性（基准时间波形）之间的差。结果，防止了由于燃油运动黏度的变化而产生燃油喷射量的误差。

在第一实施例中，用作压力传感器的燃油传感器41与燃油喷射阀20整体附接。因此，与通过与燃油喷射阀20间隔开的传感器检测燃油压力的装置相比，在接近于燃油喷射阀20的喷射孔23的位置检测燃油压力。这提高了检测通过打开或关闭燃油喷射阀20所导致的燃油喷射阀20中的燃油压力的变化波形的准确性。因此，通过燃油传感器41检测到与当前燃油运动黏度对应的燃油压力的变化波形。结果，基于该变化波形适当地对目标燃油喷射量进行校正。

当燃油压力变化时，变化波随着燃油具有更大的体积弹性模量而更快地传播。因此，当燃油传感器41检测到燃油喷射阀20中的燃油压力的变化方式时，通过打开或关闭燃油喷射阀20所导致的燃油压力的变化波达到燃油传感器41的安装位置所消耗的时间（对应于检测延迟的时间）取决于燃油的体积弹性模量而变化。结果，即使以恒定量通过燃油喷射阀20喷射燃油，如果基于燃油传感器41所检测的燃油压力PQ的变化方式检测到检测时间波形，则该检测时间波形也依据燃油的体积弹性模量而变化。因此，即使利用了使用检测时间波形所计算的校正项K1至K3对目标燃油喷射时刻TQsta和目标燃油喷射时间TQtma进行了校正，实际燃油喷射量也依据燃油的体积弹性模量而变化。像燃油运动黏度的变化所导致的误差的情形一样，由燃油的体积弹性模量变化所导致的实际燃油喷射量的误差也会降低在估计控制中十六烷值的估计准确性。

因此，在第一实施例中，在估计控制中，紧接在开始燃油喷射之前，燃油传感器41检测燃油温度THQ。随后基于所检测的燃油温度THQ计算校正项K4a，并且使用该校正项K4a对目标燃油喷射量（具体地，其是目标燃油喷射时间TQtma）进行校正。

由于燃油的体积弹性模量作为燃油温度的函数而变化，所以基于燃油温度准确地确认燃油的体积弹性模量的变化所导致的实际燃油喷射量的误差。在第一实施例中，基于燃油温度对目标燃油喷射时间TQtma进行校正。因此，即使在实际燃油压力的变化波形和燃油传感器41所检测的燃油压力PQ的变化波形之间的关系由于燃油的体积弹性模量变化而改变，由该关系变化所导致的燃油喷射量的误差也被消除。

同样在第一实施例中，在估计控制中，紧接在开始燃油喷射之前，或者换句话说，在接近于实际燃油喷射时刻的时间点，检测燃油温度THQ。所检测的燃油温度THQ被用来校正目标燃油喷射量。结果，目标燃油喷射量依据实际喷射燃油的体积弹性模量而被准确校正。

另外，在第一实施例中，用作温度传感器的燃油传感器41与燃油喷射阀20整体附接。因此，与通过位于与燃油喷射阀20间隔开的位置（例如，在油箱32中的位置）的传感器检测燃油温度的装置相比，接近于实际喷射燃油的温度的温度被检测并且被用来在估计控制中对目标燃油喷射量进行校正。结果，目标燃油喷射量依据实际喷射燃油的弹性体积模量而被准确校正。

在第一实施例中，使用基于燃油压力PQ的变化波形而计算的校正项K1至K3对燃油运动黏度变化所导致的喷射量误差进行校正。利用基于燃油温度THQ所确定的校正项K4a对燃油体积弹性模量变化所导致的喷射量误差进行校正。换句话说，这些误差被彼此独立地校正。因此，燃油运动黏度所导致的喷射量误差和燃油体积弹性模量所导致的喷射量误差都被适当校正。结果，从燃油喷射阀20喷射经准确调节的燃油量，并且使用柴油发动机10所产生的输出扭矩的指标，燃油的十六烷值被准确估计。

为了简化控制配置，如果能够利用使用诸如燃油温度的共用计算参数所计算的共用校正值对燃油运动黏度变化所导致的喷射量误差以及燃油体积弹性模量变化所导致的喷射量误差进行校正，则这将是优选的。

然而，如已经描述的，发明人通过实验确信，在燃油的运动黏度和体积弹性模量之间没有关联。因此，如果基于共用参数对燃油运动黏度所导致的误差和体积弹性模量所导致的误差进行校正，不可能一次对两个误差进行准确校正，这妨碍了对于燃油十六烷值的估计准确性的提高。另外，可能存在燃油运动黏度和体积弹性模量之一所导致的燃油喷射误差的增加量超过另一因素所导致的燃油喷射误差的减少量的情形。在该情形中，对于燃油十六烷值的估计准确性不利地下降。结果，为了准确地对燃油运动黏度变化所导致的喷射量误差和体积弹性模量变化所导致的喷射量误差进行校正，必须使用独立的校正参数来校正误差因素。

就此而言，在第一实施例的装置中，基于燃油压力PQ的变化波形对燃油运动黏度变化所导致的喷射量误差进行校正，并且使用燃油温度THQ对燃油体积弹性模量变化所导致的喷射量误差进行校正。换句话说，使用单独的校正参数对喷射量误差进行校正。这确保了两个喷射量误差都被适当校正。

现在将对与以上所描述的估计控制相关的过程（估计控制过程）进行详细描述。

图10是指定估计控制过程的流程图。该流程图中的一系列过程表示估计控制过程。实际上，该流程图中的一系列过程由电子控制单元40以预定周期作为中断处理来执行。

参考图10，为了开始该过程，确定执行条件得以满足（步骤S201）。具体地，当满足以下所描述的[条件1]、[条件2]和[条件3]的条件时确定执行条件得以满足。

[条件1]加速器操作构件已经被释放并且车辆行驶速度和发动机转速NE由此降低，并且正在执行临时停止用于操作柴油发动机10的燃油喷射的控制（断油控制）。

[条件2]在确定已经向油箱32供应燃油之后还没有确定（参考计算历史执行确定）燃油十六烷值的估计值（估计的十六烷值，其将在随后进行描述）。具体地，确定在存储量传感器45所检测的燃油存储量已经增加了预定确定量的条件下已经对油箱32执行了燃油供应。

[条件3]在确定已经对油箱32执行了燃油供应之后，燃油已经新从油箱32被供应并且替换了将油箱32连接至每个燃油喷射阀20的燃油路径（具体地，由对应的分支线路31a、对应的供应线路31b、共轨34以及对应的返回路径35所配置的路径）中的燃油。

以下文所规定的方式来执行是否满足[条件3]的确定。也就是说，在已经确定燃油被供应至油箱32之后每当从每个燃油喷射阀20喷射燃油时，基于检测时间波形（见图5和6）以及燃油喷射阀20的特性来估计从燃油喷射阀20内部漏入对应的返回线路35中的燃油量。随后确定所估计量的积分值。当该积分值变得大于或等于预定的确定量时，确定满足[条件3]。在第一实施例中，基于从燃油喷射阀20内部漏入返回线路35的燃油量来确定返回线路35中的燃油是否已经被向油箱32供应燃油之后从油箱32新馈送的燃油所替换。基于这样的确定，确定以上所提到的燃油路径中的燃油已经被替换。

设置[条件2]和[条件3]的原因如下。供应至柴油发动机10的燃油的十六烷值可能在对油箱32执行燃油供应时大幅变化。因此，为了在适当时间有效估计燃油的十六烷值，在对油箱32执行燃油供应时估计燃油的十六烷值是有效的。然而，在紧接在油箱32的燃油供应之后的时段中，燃油供应之前的燃油被保留在以上所提到的燃油路径中。因此，即使在该状态下执行以上所描述的燃油喷射来估计燃油的十六烷值，对应于来自燃油供应之后的燃油的值也不能被获得作为十六烷值。就此而言，在第一实施例中，由于设置了[条件2]和[条件3]，在每个燃油路径中的燃油都被来自对邮箱32供应燃油之后的燃油所替换之后，执行用于估计十六烷值的燃油喷射。这确保了用于估计燃油十六烷值的燃油喷射处于适当时间。结果，通过燃油喷射准确估计了燃油的十六烷值。

当执行条件没有得到满足时（步骤S201：否），该过程被挂起而并不执行该过程的后续部分，即用于估计燃油十六烷值的过程。

此后，反复执行估计控制过程直至执行条件得以满足（步骤S201：是）。在该状态下，基于当前发动机速度NE、冷却剂温度THW和增压压力PA来设置目标燃油喷射时刻TQsta（步骤S202）。

另外，由燃油传感器41检测燃油温度THQ，并且基于燃油温度THQ计算校正项K4a（步骤S203）。以这种方式，在估计控制过程中，由燃油传感器41在紧接在估计控制中开始燃油喷射之前的时间点（具体地，这是从执行条件满足时到喷射燃油时的时段中的时间点）检测燃油温度THQ。在检测燃油温度THQ时，燃油传感器41响应于从电子控制单元40输入的信号而被临时切换至用作温度传感器的状态。

在第一实施例中，燃油温度THQ和校正项K4a之间的关系通过测试和仿真被事先确定并且被电子控制单元40储存，利用该关系，燃油的体积弹性模量变化所导致的喷射量误差可靠地被消除。在步骤S203中，参考该关系和燃油温度THQ设置校正项K4a。

如果第一实施例的燃油喷射阀20以恒定方式被驱动，则可能出于以下原因，检测时间波形的表面面积随燃油温度或燃油的体积弹性模量增加而减小。随着燃油温度上升以及燃油的体积弹性模量增大，压力变化波在燃油喷射阀20中传播的速度增加。这在较早的阶段将关闭燃油喷射阀20所导致的燃油压力的变化波传播至燃油传感器41的安装位置。这提高了燃油传感器41在燃油喷射阀20关闭时所检测的燃油压力PQ的增大速度。检测时间波形的表面面积因此相对应地减小。在第一实施例中，为了以对检测时间波形的表面面积减小进行补偿的方式而在燃油喷射控制中增加对于每个燃油喷射阀20的燃油喷射量，目标燃油喷射量（目标燃油喷射时刻TQsta和目标燃油喷射时间TQtma）被设置为过大值。因此，在步骤S203，为了防止燃油喷射量由于燃油温度的变化而变化，校正项K4a被计算为使得目标喷射时间TQtam随着燃油温度THQ升高而变得更小的值。

随后，利用已经在以上所提到的校正过程中所计算的校正项K1至K3以及校正项K4a对目标燃油喷射量（目标燃油喷射时刻TQsta和目标燃油喷射时间TQtma）进行校正（步骤S204）。具体地，通过将校正项K1添加到目标燃油喷射时刻TQsta所获得的值被设置为目标燃油喷射时刻TQsta的更新。通过将校正项K2、K3、K4a添加到目标燃油喷射时间TQtma所获得值被设置为目标燃油喷射时间TQtma的更新。

随后基于目标燃油喷射时刻TQsta和目标燃油喷射时间TQtma的更新对燃油喷射阀20进行操作控制以从燃油喷射阀20喷射燃油（步骤S205）。燃油喷射由指定的一个（在第一实施例中，是附接至气缸11[#1]的燃油喷射阀20）燃油喷射阀20来执行。对于在估计控制过程中所使用的校正项K1至K3而言，采用已经对应于指定的一个（在第一实施例中，是附接至气缸11[#1]的燃油喷射阀20）所计算的值。

随后，计算通过以上所提到的燃油喷射所产生的柴油发动机10的输出扭矩的指标（发动机速度变化量ΣΔNE）（步骤S206）。具体地，以下文所描述的方式来确定发动机速度变化量ΣΔNE。参考图11，在第一实施例的装置中，以预定时间间隔检测发动机速度NE。针对每个检测周期，获得发动机速度NE和已经在之前多个周期（在第一实施例中，是之前的三个周期）所检测的发动机速度NEi之间的差ΔNE（ΔNE=NE–NEi）。随后计算通过燃油喷射所引起的差ΔNE的变化的积分值（对应于图11中的网格区的表面面积的值）并且将其储存为发动机速度变化量ΣΔNE。在图11中，发动机速度NE的变化和差ΔNE的变化被简化表示以有助于对用于计算发动机速度变化量ΣΔNE的方法的理解并且与实际的对应变化稍有不同。

随后，基于发动机速度变化量ΣΔNE和喷射时发动机速度来计算燃油十六烷值的估计值（估计十六烷值）（图10中的步骤S207）。在第一实施例中，确保燃油十六烷值的实际估计的十六烷值（具体地，其是估计十六烷值）、发动机速度变化量ΣΔNE和喷射时发动机速度之间的关系（图8所表示的关系）事先通过测试和仿真得以确定并且被电子控制单元40所储存。在步骤S207，参考以上所提到的关系，基于发动机速度变化量ΣΔNE和喷射时发动机速度来计算估计十六烷值。

在计算了估计十六烷值之后，估计控制过程被挂起。

在第一实施例的装置中，有关针对各气缸的燃油喷射的各种过程响应于来自对应燃油传感器41的输出信号而在柴油发动机10的气缸11（#1至#4）上独立执行。例如，基于来自布置在柴油发动机10的气缸11[#1]中的燃油传感器41的输出信号，执行有关针对气缸11[#1]的燃油喷射的各种过程（包括与燃油喷射控制和校正过程相关的过程）。典型地，在具有多个气缸的柴油发动机10中，燃油喷射阀20的操作特性由于初始状态变化以及从一个产品到另一个产品所经过的时间而导致的变化而从一个气缸11到另一个气缸11有所变化。然而，尽管气缸11之间这样的变化，从每个燃油喷射阀20所喷射的燃油量仍基于对应的专门针对相关联的气缸11而布置的燃油传感器41所检测的燃油压力PQ进行准确的调节。

或者，使用一个（在第一实施例中，是对应于气缸11[#1]的燃油喷射阀20），基于在燃油喷射阀20的燃油喷射控制中所计算的校正项K1至K3执行估计控制中的燃油喷射。这对估计控制中实际喷射的燃油量进行准确调节。结果，基于通过燃油喷射所产生的柴油发动机10的输出扭矩而准确估计了燃油的十六烷值。

如已经描述的，第一实施例具有以下所描述的优势。

（1）使用燃油传感器41所检测的燃油压力PQ的变化波形以及同样由燃油传感器41所检测的燃油温度THQ对估计控制中燃油喷射的目标燃油喷射量进行校正。因此，即使每个燃油喷射阀20的操作速度由于燃油运动黏度变化而变化，燃油喷射阀20的实际操作特性和基准操作特性之间的差也被消除。这防止了由燃油运动黏度的变化而导致的喷射量误差。另外，即使在实际燃油压力的变化波形和燃油传感器41所检测的燃油压力PQ的变化波形之间的关系由于燃油的体积弹性模量变化而变化时，也防止变化的关系导致实际燃油喷射量的误差。结果，燃油以精确调节的量从燃油喷射阀20被喷射并且基于柴油发动机10的输出指标准确估计燃油十六烷值，这是由于准确调节的量的燃油喷射的结果而获得的。

（2）利用基于检测时间波形和基准时间波形之间的差所确定的校正项K1至K3对目标燃油喷射时刻TQsta和目标燃油喷射时间TQtma进行校正。结果，即使每个燃油喷射阀20的操作速度由于燃油的运动黏度变化而变化，燃油喷射阀20的实际操作特性和基准操作特性之间的差也被消除。这防止了由燃油运动黏度的变化而导致的喷射量误差。

（3）用作温度传感器的燃油传感器41与每个燃油喷射阀20整体附接。结果，接近于实际喷射燃油的温度的温度被检测并且被用来在估计控制中对目标燃油喷射量进行校正。这依据实际喷射燃油的体积弹性模量而确保了目标喷射量的准确校正。

（4）紧接在估计控制中的燃油喷射开始之前检测燃油温度THQ。所检测的温度THQ被用来校正目标燃油喷射量。结果，目标燃油喷射量依据实际喷射燃油的体积弹性模量而被准确校正。

（4）用作压力传感器的燃油传感器41与每个燃油喷射阀20整体附接。燃油传感器41因此检测与燃油的当前运动黏度相对应的变化波形。这基于该变化波形而确保了目标燃油喷射量的适当校正。

（第二实施例）

现在将主要关于第一实施例和第二实施例之间的差异对根据本发明第二实施例的十六烷值估计装置进行描述。此后，对第二实施例中与第一实施例的对应组件相同或相似的组件给以相同或相似的附图标记。在这里省去对这些组件的详细描述。

第二实施例的十六烷值估计装置与第一实施例的十六烷值估计装置的区别在于如何执行估计控制以估计燃油的十六烷值。

随后将具体对第二实施例的估计控制进行描述。

如以上所描述的，当燃油以恒定喷射量以恒定喷射时刻进行喷射时，喷射时的发动机速度NE（喷射时发动机速度）、发动机速度变化量ΣΔNE和燃油十六烷值之间的关系呈现出以下所描述的趋势。具体地，如图12中清楚表示的，随着喷射时发动机速度变得更大，发动机速度变化量ΣΔNE通常变得更小。另外，通过以恒定喷射量以恒定时刻进行的燃油喷射所产生的柴油发动机10的输出扭矩具有上限（具体地，其是燃烧之后的未燃烧扭矩量为零时的输出扭矩）。因此，如果在这种输出扭矩变为其上限的条件下喷射燃油，无论燃油的十六烷值如何输出扭矩都达到其上限。输出扭矩还具有下限（输出扭矩=0）。因此，当在这种输出扭矩变为其下限的条件下喷射燃油，无论燃油的十六烷值如何输出扭矩都达到其下限。

当在具有不同发动机速度NE的多种条件下以恒定喷射时刻喷射燃油并且确定了喷射时发动机速度和发动机速度变化量ΣΔNE之间的关系时，该关系依据燃油的十六烷值而呈现出以下所描述的趋势。具体地，其中发动机速度变化量ΣΔNE无论喷射时发动机速度如何而基本上恒定地保持在上限的范围和其中发动机速度变化量ΣΔNE取决于喷射时发动机速度而变化的范围之间的边界（具体地，对应于图12的线L5所指示的喷射时发动机速度的值）依据燃油十六烷值而改变。而且，其中发动机速度变化量ΣΔNE取决于喷射时发动机速度而变化的范围和其中发动机速度变化量ΣΔNE无论喷射时发动机速度如何都基本上恒定地保持在下限的范围之间的边界（具体地，对应于图12中的线L6所指示的喷射时发动机速度的值）依据燃油十六烷值而改变。

第二实施例关注于以上所描述的趋势。也就是说，就喷射时发动机速度和发动机速度变化量ΣΔNE之间的关系而言，发动机速度变化量ΣΔNE相对于喷射时发动机速度的变化以不同方式变化的两个范围之间的每个边界（具体地，线L5、L6）被识别。使用该边界估计燃油十六烷值。这确保了基于喷射时发动机速度和发动机速度变化量之间的取决于发动机十六烷值而变化的关系（具体地为边界），来准确估计燃油的十六烷值。

随后将对第二实施例的估计控制过程进行描述。

图13是指定估计控制过程的流程图。该流程图中的一系列过程示意性地表示估计控制过程。实际上，该流程图中的一系列过程由电子控制单元40以预定时间间隔作为中断处理来执行。

参考图13，该过程通过确定执行条件是否满足（步骤301）而开始。具体地，如果以上所描述的条件即[条件1至3]全部满足时确定执行条件被满足。

在第二实施例中，由于设置了[条件1]，所以在发动机速度NE下降时执行用于估计燃油的十六烷值的燃油喷射。因此，依据发动机速度NE的下降而连续执行燃油喷射。随后基于通过燃油喷射所获得的发动机速度变化量ΣΔNE来识别边界。例如，用于估计燃油十六烷值的多个燃油喷射周期可以完全在从发动机速度NE开始下降时到这样的减速结束时的单个时段中执行。也就是说，以不同发动机速度NE为条件有效执行多个周期的燃油喷射。

当执行条件未被满足时（步骤S301：否），该过程被挂起而并不执行该过程的后续部分，即用于估计燃油十六烷值的过程。

随后，反复执行估计控制过程直至执行条件得以满足（步骤S301：是）。在该阶段，基于当前冷却剂温度THW和增压压力PA设置目标燃油喷射时刻TQstb（步骤S302）。

随后，由燃油传感器41检测燃油温度THQ并且基于燃油温度THQ计算校正项K4b（步骤303）。也就是说，在估计控制过程中，燃油传感器41在紧接在估计控制中开始燃油喷射之前的时间点（具体地，从执行条件被满足时到执行燃油喷射的初始周期时的时段中的时间点）检测燃油温度。具体地，为了检测燃油温度THQ，燃油传感器41响应于从电子控制单元40所输入的信号而被临时切换为用作温度传感器的状态。

在第二实施例中，燃油温度THQ和能够可靠消除燃油的体积弹性模量变化所导致的喷射量误差的校正项K4b之间的关系事先通过测试和仿真而被确定并且被电子控制单元40储存。在步骤S303中，基于该关系和燃油温度THQ设置校正项K4b。具体地，校正项K4b被设置为使得目标燃油喷射时间TQtm随着燃油温度THQ变得更大而变得更小的值。

随后，利用已经在以上所描述的校正过程中所确定的校正项K1至K3以及校正项K4b对目标燃油喷射量进行校正（步骤S304）。换句话说，通过将校正项K1添加到目标燃油喷射时刻TQstb所获得的值被设置为目标燃油喷射时刻TQstb的更新。通过将校正项K2、K3、K4b添加到目标燃油喷射时间TQtmb所获得的值被设置为目标燃油喷射时间TQtmb的更新。

此后，每当发动机速度NE达到预定恒定值（NE1、NE2、NE3、…NEn）时，燃油喷射阀20基于目标燃油喷射时刻TQstb和目标燃油喷射时间TQtmb而被打开以从燃油喷射阀20喷射燃油。随后计算并存储通过燃油喷射所产生的柴油发动机10的输出扭矩的指标（发动机速度变化量ΣΔNE）（步骤S305）。在估计控制过程中，使用多个燃油喷射阀20中指定的一个（在第二实施例中，是附接到气缸11[#1]的燃油喷射阀20）执行燃油喷射周期。在第二实施例中使用的校正项K1至K3被计算为对应于指定的一个燃油喷射阀20（在第二实施例中，是附接到气缸11[#1]的燃油喷射阀20）的值。

随后，其中发动机速度变化量ΣΔNE相对于喷射时发动机速度的变化以不同方式改变的两个相对应范围之间的每个边界（具体地，对应于图12中的线L5和L6的每个喷射时发动机速度）被识别并储存。边界处的发动机速度变化量ΣΔNE也被储存（步骤S306）。

随后使用边界和边界处的发动机速度变化量ΣΔNE来计算燃油十六烷值的估计值（估计十六烷值）（步骤S307）。具体地，估计十六烷值的计算基础如下。对于作为与上限对应的值的边界处的发动机速度变化量ΣΔNE而言，估计燃油十六烷值大于基准值。在这种情况下，由于边界对应于较高的发动机速度而将燃油十六烷值估计为较大值（换句话说，对应于边界的喷射时发动机速度为较大值）。当没有这样的边界时，换句话说，在不存在其中发动机速度变化量ΣΔNE变为对应于上限或下限的值的范围时，估计燃油十六烷值是对应于基准的值。对于作为与下限对应的值的边界处的发动机变化量ΣΔNE而言，估计燃油十六烷值小于基准值。在这种情况下，由于边界对应于较低的发动机速度，所以燃油十六烷值被估计为较小值（换句话说，对应于边界的喷射时发动机速度为较小值）。

在第二实施例中，确保燃油十六烷值的准确估计的十六烷值（具体地，估计十六烷值）、边界以及边界处的发动机速度变化量ΣΔNE之间的关系事先通过测试和仿真被确定并且被电子控制单元40储存。在步骤S307，参考以上所提到的关系，基于边界和边界处的发动机速度变化量ΣΔNE计算估计十六烷值。

在以上文所描述的方式确定了估计十六烷值之后，该估计控制过程被挂起。

已经被描述的第二实施例具有与优势（1）至（5）相同的优势。

（其它实施例）

所说明的实施例可以被修改为以下所描述的形式。

在第一实施例中，用于设置目标燃油喷射时刻TQsta的参数包括冷却剂温度THW和增压压力PA。然而，冷却剂温度THW和增压压力PA中的任一个或二者可以从设置参数中被省略。在这些情况下，可以使用冷却剂温度THW和增压压力PA中的任一个或二者对发动机速度变化量ΣΔNE进行校正。另外，冷却剂温度THW和增压压力PA可以作为用于计算估计十六烷值的参数而被添加。同样在这些情况下，依据以上所描述的燃油喷射中燃烧室11a中的峰值温度和峰值压力获得估计十六烷值。结果，燃油的十六烷值被准确估计。

在第一实施例中，如果没有使得柴油发动机10的输出扭矩无论燃油十六烷值如何都恒定地保持在上限或下限的范围（或者仅有有限的这种范围），则无需依据发动机速度NE来可变地设置目标燃油喷射时刻TQSta。

在第一实施例中，可以基于发动机速度变化量ΣΔNE而不是使用喷射时发动机速度和发动机速度变化量ΣΔNE作为计算参数来计算估计十六烷值。具体地，当发动机速度是预先确定的发动机速度NE时执行用于估计燃油十六烷值的燃油喷射。基于通过该燃油喷射所计算的发动机速度变化量ΣΔNE来计算估计十六烷值。

在第二实施例中，用于设置目标燃油喷射时刻TQstb的参数包括冷却剂温度THW和增压压力PA。然而，可以从设置参数中省去冷却剂温度THW和增压压力PA中的任一个或二者。如果二者都被省去，则可以事先确定利用校正项K1进行校正之前的目标燃油喷射时刻TQstb。在这种情况下，可以利用冷却剂温度THW和增压压力PA之一或其二者对发动机速度变化量ΣΔNE进行校正。另外，冷却剂温度THW和增压压力PA可以被添加到用于计算估计十六烷值的参数。同样在这些情况下，依据在以上所提到的燃油喷射中燃烧室11a中的峰值温度和峰值压力来计算估计十六烷值。

在第二实施例中，基于以上所提到的边界（具体地，对应边界处的喷射时发动机速度）和边界处的发动机速度变化量ΣΔNE来估计十六烷值。替代地，可以仅基于边界来估计十六烷值。只要该装置针对发动机速度变化量ΣΔNE的上限和下限具有不同的喷射时发动机速度，就能够仅基于边界来计算估计十六烷值。

在第二实施例中，可以按照需要对计算边界的方法进行修改。例如，可以针对多种不同的喷射时发动机速度来计算发动机速度变化量ΣΔNE。可以识别其中发动机速度变化量ΣΔNE依据喷射时发动机速度而变化的范围以及其中发动机速度变化量ΣΔNE无论喷射时发动机速度如何都保持恒定的范围以确定边界。或者，如果针对多个喷射时发动机速度所计算的发动机速度变化量ΣΔNE依据喷射时发动机速度而变化，则可以确定其中发动机速度变化量ΣΔNE和喷射时发动机速度在其中为变量的表达式。使用该表达式，在发动机速度变化量ΣΔNE达到其下限（上限）时的喷射时发动机速度则被确定为边界。

在第二实施例中，每当发动机速度NE达到预定速度时执行用于估计燃油十六烷值的燃油喷射。替代地，可以每当经过了预定时间时或者曲轴14以预定曲柄角旋转时执行燃油喷射。

在所说明的实施例中，用于检测作为计算校正项K4a（或K4b）的参数的燃油温度THQ的时刻并未被限制为紧接在估计控制中的燃油喷射之前的时间点，而是可以改变为任意其它适当时间点。也就是说，只要所喷射燃油的温度在估计控制中的燃油喷射之前被准确检测，就可以选择任意时间点。具体地，燃油温度THQ可以在执行诸如燃油喷射控制的另一种发动机控制时进行检测并且被用作计算校正项K4a（或K4b）的参数。

在所说明的实施例中，用于计算校正项K4a（或K4b）的过程或者用于使用校正项K4a（或K4b）校正目标燃油喷射时间TQtma（或目标燃油喷射时间TQtmb）的过程可以被省略。

根据所说明实施例的十六烷值估计装置可以被应用于在燃油喷射控制中仅计算校正项K1和K2而并不计算校正项K2的装置。

在每个所说明的实施例中，利用已经在燃油喷射控制中所确定的校正项K1至K3对于估计控制中的燃油喷射的目标燃油喷射量进行校正。然而，可以执行专门用于计算对目标燃油喷射量进行校正的校正项的燃油喷射。该校正项是基于燃油喷射中燃油喷射阀20的实际操作特性（检测时间波形）和指定的基准操作特性（基准时间波形）之间的差来确定的。

具体地，可以基于燃油喷射阀20的实际操作特性和基准操作特性之间在完成阀关闭的时间点的差来计算校正项。如已经描述的，随着燃油的运动黏度变得越大，燃油喷射阀20关闭的速度变得越小。因此，如果燃油喷射阀20关闭的方式由于燃油运动黏度的变化而改变，则这样的改变被反映为燃油喷射阀20的实际操作特性和基准操作特性之间在完成阀关闭的时间点的差。就此而言，在以上所描述的配置中，使用完成阀关闭的时间点的差作为燃油运动黏度的指标来计算估计控制过程中用于校正目标燃油喷射量的校正项。结果，该校正项消除了燃油运动黏度变化所导致的喷射量误差。

可以使用对应于校正项K1至K3的值作为校正项。也就是说，可以采用任意适当的校正项，只要该校正项适当消除了燃油喷射阀20的实际操作特性和基准操作特性之间的差。

在所说明的实施例中，可以计算不同于发动机速度变化量ΣΔNE的值作为柴油发动机10的输出扭矩的指标。例如，用于估计燃油十六烷值的燃油喷射时的发动机速度NE（喷射时发动机速度）和其它时间的发动机速度NE都可以被检测。随后计算所检测的发动机速度NE之间的差并且将其用作柴油发动机10的输出扭矩的指标。

在所说明的实施例中，用作设置目标燃油喷射时刻TQsta（或TQstb）的参数的冷却剂温度THW可以被指示燃烧室11a中的峰值温度的不同于冷却剂温度THW的值，诸如柴油发动机10的温度（具体地，柴油发动机10的气缸盖或气缸座中的温度）或者进入空气的温度，所替代。或者，燃烧室11a中的温度可以被直接检测并被用作设置目标燃油喷射时刻TQsta（或TQstb）的参数。

在所说明的实施例中，不是使用增压压力PA作为设置目标喷射时刻TQsta或（TQstb）的参数，可以采用指示燃烧室11a中的峰值压力的不同于增压压力PA的值，诸如进入空气或大气的压力。或者，燃烧室11a中的压力可以被直接检测并被用作设置目标燃油喷射时刻TQsta或（TQstb）的参数。该配置能够在没有增压器16的柴油发动机中被采用。具体地，即使在没有增压器16的柴油发动机中，燃烧室11a中的峰值压力也取决于柴油发动机的操作状态或柴油发动机在其中进行操作的环境而稍有变化。因此，通过基于峰值压力（或峰值压力的指标）对目标燃油喷射时刻进行校正，可以提高估计燃油十六烷值的准确度。

在所说明的实施例中，用于确定燃油是否已经被供应至油箱32的方法并不局限于使用来自存储量传感器45的检测信号的方法。也就是说，可以采用任何适当方法，包括基于油箱32的盖子已经被打开和关闭的事实来确定燃油已经被馈送至油箱32。

在所说明的实施例中，用于确定燃油路径中的燃油是否已经被替换的方法并不局限于使用从燃油喷射阀20漏入返回线路35中的燃油量的方法。也就是说，可以采用任何适当方法，包括基于供应至燃油喷射阀20的燃油量或者从燃油喷射阀20喷射的燃油量的方法。

在所说明的实施例中，只要估计燃油十六烷值的过程能够在适当环境中执行，就可以按照需要对以上所提到的执行条件进行改变。例如，[条件1至3]中的任意一个或两个可以被设置为执行条件。或者，[条件3]可以被[条件4]所替代，[条件4]是“自从确定燃油已经被供应至油箱32起已经经过了预定时间”。作为[条件4]中的预定时间，如[条件3]中的情形，可以设置较短时间来确定燃油路径中的燃油已经被替换。相比之下，通过将该预定时间设置为较大值，可以确定油箱32中的燃油质量可能由于自燃油供应起经过的时间而已经有所变化。在这种情况下，用于估计燃油十六烷值的过程可以基于这样的确定来执行。或者，可以设置[条件5]“已经执行了用于停止柴油发动机10的操作”。当柴油发动机10被停止时，柴油发动机10的温度在许多情况下充分高。因此与柴油发动机10的温度低的情况相比，发动机操作状态很可能是稳定的。因此，在该状况下，能够基于发动机速度NE（具体地，发动机速度变化量ΣΔNE）来准确估计燃油十六烷值。通过设置[条件5]，在该状况中执行用于估计燃油十六烷值的过程。此外，要在柴油发动机10启动时使用的燃油十六烷值被准确估计。这提高了柴油发动机10的启动性能。具体地，例如基于驾驶员已经以停止柴油发动机10的方式操控了操作开关的事实而确定满足[条件5]。

用作压力传感器和温度传感器的燃油传感器41可以被分开布置的压力传感器和温度传感器所替代。在这种情况下，只要压力传感器适当检测指示燃油喷射阀20（具体地，喷嘴室25）中的燃油压力的压力，其是由于燃油喷射阀20中的燃油压力变化而变化的燃油压力，压力传感器就不必被直接安装在燃油喷射阀20中而是可以以任意适当的修改方式来布置。具体地，压力传感器可以被安装在分支线路31a或共轨34上。类似地，只要温度传感器适当检测从燃油喷射阀20实际喷射的燃油的温度，温度传感器就不必直接安装在燃油喷射阀20中，而是可以以任意适当的修改方式来布置。具体地，温度传感器可以被安装在分支线路31a或共轨34上。

替代是由压电致动器29进行驱动的类型的燃油喷射阀20，例如可以采用具有螺管线圈的电磁致动器进行驱动的类型的燃油喷射阀。

本发明并不局限于在具有四个气缸的柴油发动机中使用，而是可以在单缸柴油发动机或者包括两个或三个或五个或更多气缸的柴油发动机中使用。

Claims (7)

1.一种十六烷值估计装置，所述十六烷值估计装置基于目标燃料喷射量来从柴油发动机中的燃料喷射阀喷射燃料、计算通过燃料喷射所产生的所述柴油发动机的输出扭矩的指标，并且使用所计算出的指标来估计所述燃料的十六烷值，所述装置包括：

压力传感器，所述压力传感器用于检测在所述燃料喷射时随着所述燃料喷射阀中的实际燃料压力的变化而变化的燃料压力；以及

压力校正部，所述压力校正部适于基于所检测出的燃料压力的变化波形来计算所述燃料喷射阀的实际操作特性，并且基于在所计算出的实际操作特性和指定的基准操作特性之间的差来对所述目标燃料喷射量进行校正。

2.根据权利要求1所述的十六烷值估计装置，进一步包括：

温度传感器，所述温度传感器用于检测燃料温度；以及

温度校正部，所述温度校正部适于基于所检测出的燃料温度对所述目标燃料喷射量进行校正。

3.一种十六烷值估计装置，所述十六烷值估计装置基于目标燃料喷射量来从柴油发动机中的燃料喷射阀喷射燃料、计算通过燃料喷射所产生的所述柴油发动机的输出扭矩的指标，并且使用所计算出的指标来估计所述燃料的十六烷值，所述装置包括：

压力传感器，所述压力传感器用于对在所述燃料喷射时随着所述燃料喷射阀中的实际燃料压力的变化而变化的燃料压力进行检测；

压力校正部，所述压力校正部适于以基于所检测出的燃料压力的变化波形来对与所述燃料的运动粘度的变化所导致的实际燃料喷射量的误差相对应的量进行校正的方式，来对所述目标燃料喷射量进行校正；

温度传感器，所述温度传感器用于检测所述燃料的温度；以及

温度校正部，所述温度校正部适于以基于所检测出的燃料温度来对与所述燃料的体积弹性模量的变化所导致的实际燃料喷射量的误差相对应的量进行校正的方式，来对所述目标燃料喷射量进行校正。

4.根据权利要求3所述的十六烷值估计装置，其中，

所述压力校正部适于基于所检测出的燃料压力的变化波形来计算所述燃料喷射阀的实际操作特性，并且基于在所计算出的实际操作特性和指定的基准操作特性之间的差来对所述目标燃料喷射量进行校正。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的十六烷值估计装置，其中，

所述温度传感器附接至所述燃料喷射阀。

6.根据权利要求2至5中的任一项所述的十六烷值估计装置，

其中，

所述温度传感器基于所述目标燃料喷射量来对紧在燃料喷射的开始前的燃料温度进行检测，并且

其中，

所述温度校正部适于基于所检测出的燃料温度来对所述目标燃料喷射量进行校正。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的十六烷值估计装置，其中，

所述压力传感器附接至所述燃料喷射阀。

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