专利名称：用于发动机的燃油喷射量控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃机的喷射量控制系统，用于修正发动机每个缸的喷射量修正值或者喷射器电磁阀的通电时间修正值中的喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量。更具体地，本发明涉及一种引燃喷射量控制系统，该系统能够通过在发动机的压缩冲程和膨胀冲程中多次驱动喷射器的电磁阀而在主喷射之前至少进行一次小量的引燃喷射。
在对喷射到发动机缸中的燃油喷射量的控制中，根据发动机转速和加速器位置计算一个指令喷射量。然后，根据该指令喷射量和燃油喷射压力计算一个喷射量指令值。然后，根据该喷射量指令值驱动喷射器的电磁阀。实际喷射量相对于喷射量指令值的变化是通过每个缸的喷射器的个别调节而调整的。
但引燃喷射中喷射的燃油量小到主要是5mm3/st或更小。因此，由于喷射器个体差异、实际喷射量相对于燃油喷射指令脉冲持续时间的变化(缸间喷射量变化)或者喷射器老化改变等导致的性能(功能)退化(喷射器老化退化)，引燃喷射可能消失或者变得过度。结果，可以充分获得引燃喷射的效果。
作为对于上述问题的一个措施，喷射量修正是在转速变化缸间喷射量修正(FCCB修正)和怠速喷射量修正(ISC修正)中进行的，这些都是公知的方法。喷射量是根据喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量而修正的。在这种情况下，修正值是通过根据引燃喷射量和主喷射量之和，对于多段喷射中每次燃烧的每个喷射按比例分割ISC修正值和FCCB修正值之和而计算出来的。
因此，如果在空转操作中由发动机需求的喷射量(发动机需求喷射量)包括由于发动机负载因素导致的增加，则喷射量修正值将包括由于除喷射器个体差异、缸间喷射量变化或者喷射器老化退化量之外的其它发动机负载因素导致的发动机需求喷射量。因此，对于多段喷射中每次燃烧的每个喷射的喷射量修正值可能被错误地修正(错误学习)。因此，会相对于固有需要的学习值计算过度的喷射量修正值。结果，通过错误学习获得的过度修正值将在燃烧噪音、发动机振动、排放等中产生退化问题。
根据本发明的一个方面，当检测到发动机的一个预定工作状态或者一个预定工作条件时，将多段喷射中每次燃烧的喷射频率切换到K次，对每个缸将指令喷射量分割成K次喷射。在完成K次分割喷射的同时，检测发动机每个缸的转速变化。将所检测的每个缸的转速变化值与全部缸的平均转速变化值进行比较。对每个缸的每个喷射的喷射量进行个别修正，使各缸的转速变化平稳。在完成K次分割喷射的同时，检测平均发动机转速，与根据发动机工作状态设定的一个目标转速进行比较。对全部缸统一修正每个喷射的喷射量，从而将平均发动机转速维持在目标转速。
当检测到预定工作状态或预定工作条件时，将多段喷射中每次燃烧的喷射频率切换到N次，对于每个缸将指令喷射量分割成N次喷射。在进行N次分割喷射的同时，检测发动机每个缸的转速变化。将所检测的每个缸的转速变化值与全部缸的转速变化平均值进行比较。对于每个缸的每个喷射的喷射量进行个别修正，使各缸的转速变化平稳。在进行N次分割喷射的同时，检测平均发动机转速，与根据发动机工作状态设定的目标转速进行比较。对于全部缸统一修正每个喷射的喷射量，从而将平均发动机转速维持在目标转速。
当多段喷射中每次燃烧的喷射频率切换到K次时，计算每个缸的第一修正值，该第一修正值对应于所检测的每个缸的转速变化值与全部缸的转速变化平均值之间的偏差。同时计算一个第二修正值，该第二修正值对于全部缸将平均发动机转速维持在目标转速所必须的修正值是一致的。当多段喷射中每次燃烧的喷射频率切换到N次时，计算每个缸的一个第三修正值，该第三修正值对应于所检测的每个缸的转速变化值与全部缸的转速变化平均值之间的偏差。同时计算一个第四修正值，该第四修正值对于全部缸将平均发动机转速维持在目标转速所需的修正值是一致的。
通过将每个缸的第一修正值和对于全部缸一致的第二修正值加到一个喷射量指令值上而计算一个第一喷射量指令值。该喷射量指令值是根据一个指令喷射量而计算的，该指令喷射量是根据发动机的预定工作状态和预定工作条件以及燃油喷射压力而设定的。通过将每个缸的第三修正值和对于全部缸一致的第四修正值加到一个喷射量指令值上而计算一个第二喷射量指令值。在第一喷射量指令值与第二喷射量指令值之间的差值的基础上，从发动机需求喷射量的变化中辨别出喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量。
这样，可以防止由于错误学习和错误修正或者过度学习和过度修正导致的多段喷射中每次燃烧的每个喷射的修正值的过度修正。因此，可以防止发动机的燃烧噪音、发动机振动或者废气性能的退化(废气排放)。另外，发动机需求喷射量中的变化，特别是由于发动机负载因素导致的发动机需求喷射量的变化可以从喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量中辨别出来。因此，可以检测到施加发动机负载如电负荷的状态。结果，可以计算对应于喷射器个体差异、缸间喷射量变化或者喷射器老化退化量的喷射量修正值(学习值)，而不包括由于发动机负载因素导致的发动机需求喷射量的变化。因而所瞄准的喷射量或喷射器起动脉冲持续时间可持续提供，直到下一次计算学习值。结果，防止了发动机性能的退化。
这些实施例的特征和优点，以及操作方法和相关部分的功能，将通过研究下面的详细说明、附属权利要求和附图后得到理解，它们形成了本申请的一部分。附图中图1是一个示意图，表示根据本发明第一实施例的共轨式燃油喷射系统。
图2是一个特征曲线图，用于计算根据第一实施例的基本喷射量。
图3是一个特征曲线图，用于计算根据第一实施例的喷射指令脉冲持续时间。
图4是一个时序图，表示根据第一实施例的喷射器喷射指令脉冲(TQ脉冲)、喷射器驱动电流波形和燃油喷射速度。
图5是一个流程图，表示根据第一实施例的引燃学习控制方法。
图6是一个流程图，表示根据第一实施例的引燃学习方法。
图7是一个图表，表示根据第一实施例的等分喷射图案。
图8是一个图表，表示根据第一实施例的喷射行为和一个控制内容的轮廓。
图9是一个图表，表示根据第一实施例的喷射行为主控制内容轮廓。
图10是一个图表，表示根据第一实施例的喷射行为主控制内容轮廓。
图11A是一个图表，表示根据第一实施例的第一学习值图。
图11B是一个图表，表示根据第一实施例的一个第二学习值。
图12是一个图表，表示根据第一实施例的一个最终学习值。
图13是一个时序图，表示根据第一实施例，当喷射频率从K次切换到N次时喷射量指令值的改变。及图14是一个流程图，表示根据本发明第二实施例的一个引燃学习控制方法。
第一实施例中的共轨式燃油喷射系统包括一个共轨2，即一个存储器，用于储存在对应于燃油喷射到内燃机，如四缸柴油机(下面简单称作“发动机”)的缸体中时的燃油喷射压力的高压下压缩的高压燃油，一个燃油供应泵3，即燃油进给泵，用于在压力下将燃油供应到共轨2中，多个喷射器4(本实施例中是4个)，用于将共轨2中储存的高压燃油喷射到发动机的缸中，及一个电控单元(下面简称“ECU”)10，用于对燃油供应泵3和多个喷射器4进行电控。
发动机1是一个四冲程四缸发动机，设有四个缸、一个油盘等。发动机1的缸由一个缸座和一个缸盖限定。形成在缸盖中并对应于缸的一个进气口和一个排气口分别由一个进气阀11和一个排气阀12关闭和打开。每个缸中装有活塞13，用于在缸中轴向滑动，并通过一个未图示的连杆与一个未图示的曲轴连接。一个散热器14在它暴露于反向风中的位置设置在未图示的发动机空间中。散热器14设有一个水温传感器37，用于测量冷却发动机1的冷却水的温度。
在发动机1操作过程中，从缸中排出的废气流过一个排气管15，驱动一个可变几何涡轮增压器(VGT)16的涡轮叶轮，并通过未图示的一个催化剂和一个消声器排出。VGT 16在由进气压力传感器、助推压力传感器44和VGT位置传感器47提供的信号的基础上进行控制。在由一个中间冷却器18冷却后，被压缩的高温进气通过发动机的进气口引入缸中。
在进气管17中设有一个节流阀19。该节流阀19对通过进气管17流入发动机1的进气流速进行调节。节流阀19的角度位置由一个致动器20调节，致动器20由通过ECU 10提供的控制信号控制。致动器20内部设置一个未图示的节流位置传感器，用于测量节流阀19的位置。节流阀位置传感器可以向ECU 10报告空转操作的节流阀19的完全关闭位置，和对于高负载运行的节流阀19的基本上完全打开位置。
响应于由ECU 10提供的信号而操作的一个涡流控制阀(下面简称“SCV”)靠近进气口设置于进气管17中。SCV 21设置在一个旁通进气通道22的旁通通道23中，该进气通道22设有一个温度传感器45。当发动机1在高负载工作模式下工作时向一个操作SCV21的致动器供电而打开SCV 21，当发动机1在低负载工作模式下工作时停止向该致动器供电，以关闭SCV 21。
本实施例中，一个废气再循环管24与进气管17连接，将流过废气管15的一小部分废气再循环到进气管17用于废气再循环(EGR)。在进气管17和废气再循环管24的连接处设有一个用于废气再循环的阀25(下面称作“EGR阀”)。流过废气管15的一部分废气与抽入缸中的进入空气混合，以减少NOx的产量。对EGR阀25的位置进行调节，从而以根据发动机1的工作条件确定的一个废气再循环速度混合废气。在由进气流速传感器43、进气温度传感器45、一个废O2传感器48和一个EGR阀位置传感器46提供的信号的基础上，在一个反馈控制模式下将废气再循环速度(EGR速度)控制在一个预定值。
在燃油喷射压力下加压的高压燃油必须连续储存在共轨2中。燃油供应泵将高压燃油压力进给通过一个压力管26，进入共轨2中，从而在共轨2中储存高压燃油。一个压力限制器27置于一个将共轨2与一个燃油箱连接起来的未图示的减压管中，以防止共轨2中的压力上升到超过一个设定的极限值。对应于喷射压力的储存在共轨2中的燃油压力，也称作“共轨压力”，由一个共轨压力传感器30，即一个喷射压力检测装置测量。共轨压力传感器30是一个设有传感装置的半导体压力传感器，如一个安装在硅基片(电路基片)上的压电装置，能够提供一个代表燃油喷射压力的电信号(电压信号)。
燃油供应泵3是一个高压泵，包括一个未图示的进给泵，用于将高压燃油从未图示的燃油箱压力进给到共轨2中，和一个电磁阀，如吸气调节阀，用于调节进给泵的排放。燃油供应泵3内部设有一个燃油温度传感器36，用于测量从燃油箱抽出的燃油的温度。
喷射器4分别在对应于缸#1至#4的位置连接到发动机1的缸座上。每个喷射器4是一个电磁燃油喷射阀，包括一个喷射喷嘴，高压燃油通过其喷射到对应的缸中，一个致动器如电磁阀，用于在打开方向移动位于燃油喷射喷嘴中的喷嘴针阀，及偏压装置如弹簧，用于在关闭方向推动喷嘴针阀。
喷射器4例如在电磁阀打开时将储存在共轨2中的高压燃油喷射到发动机1的对应缸中。从喷射器4泄漏的燃油或者从一个反向压力控制室排出的燃油(返回燃油)通过一个燃油返回通道返回到燃油箱中，该反向压力控制室用于控制施加到喷嘴针阀上的返回压力。当喷射器4的电磁阀的阀打开时间增加时，燃油喷射量，即喷射到缸中的燃油量相应增加，反之亦然。
ECU 10设有一个具有一般公知结构的微机，包括一个用于完成控制操作和算法操作的CPU，一个存储装置，如ROM、备用RAM、EEPROM或RAM，用于储存程序和数据，一个输入电路，一个输出电路，一个供电电路，一个喷射器驱动电路，一个泵驱动电路，等等。用A/D转换器对由共轨压力传感器30提供的电压信号和由其它传感器提供的传感信号进行A/D转换处理，A/D转换器将对应于输入传感信号的数字信号发送到ECU 10的微机。在发动机1曲柄转动之后发动机钥匙返回IG位置而关闭点火开关时，对操作包括燃油供应泵3和喷射器4的构成部件的致动器进行电控。
本实施例中包括的缸识别装置包括一个安装在发动机1的凸轮轴上的信号转子31，能够在发动机1的曲柄转动两次时转动一次，并在其圆周上设有分别对应于缸的齿(突起)，及一个电磁传感器32，即一个缸识别传感器，每次当其中一个齿经过电磁传感器3 2时产生一个脉冲G。
本实施例中的发动机转速传感器包括一个安装在发动机曲轴上的信号转子33，能够在发动机1的曲轴转动一次时转动一次，并在其圆周上设有曲柄角度指示齿(突起)，和一个曲柄角度传感器(电磁传感器)34，每次当其中一个曲柄角度指示齿经过电磁传感器34时产生一个NE脉冲。曲柄角度传感器34在信号转子33转动一次时，即曲柄转动一次时提供多个NE脉冲。特定的NE脉冲分别对应于缸#1至#4的活塞的上止点TDC。ECU 10测量NE脉冲之间的间隔，以测量发动机转速NE。
ECU 10包括稳定空转状态检测装置的功能，用于检测低负载低速状态，即检测当发动机转速NE不高于一个预定值例如1000rpm、加速器位置不大于一个预定值例如0％、车辆运行速度SPD不高于一个预定值例如0km/h、指令喷射量QFIN不大于一个预定值例如5mm3/st、换档设定在空档(N)时的无负载燃油消耗状态(稳定空转状态)。
ECU 10包括一个排放控制装置，用于计算对于发动机1的工作条件及对于通过泵驱动电路驱动燃油供应泵3的电磁阀最理想的最佳燃油喷射压力，即最佳共轨压力。ECU 10根据发动机转速NE和指令喷射量QFIN计算一个目标燃油压力PFIN。ECU 10调节用于驱动燃油供应泵3的电磁阀的泵驱动信号(驱动电流)，以控制燃油供应泵3的排放，使工作燃油喷射压力与目标燃油压力PFIN一致。
更优选地，为了提高燃油喷射量的控制精度，需要控制在反馈控制模式下驱动燃油供应泵3的电磁阀的泵驱动信号，使得由共轨压力传感器30测量的燃油喷射压力(实际共轨压力NPC)与根据发动机的工作条件确定的目标燃油压力PFIN一致。理想地，用一个负荷循环控制方法控制供应到电磁阀的驱动电流SCV；也就是说，可用负荷速度控制来实现精确数字控制，负荷速度控制用于通过根据共轨压力NPC与目标燃油压力PFIN之间的压力偏差控制每单位时间的泵驱动信号ON/OFF比(通电时间比，负荷比)来改变供应泵3的电磁阀的阀打开程度。
ECU 10还用作一个用于内燃机的喷射量控制系统，用于个别控制由喷射器4喷射到缸中的燃油喷射量。ECU 10包括一个基本喷射量确定装置、一个指令喷射量确定装置、一个喷射持续时间控制装置和一个喷射器驱动装置。该基本喷射量确定装置在以实验数据为基础提前制成的一个特性图(图2)的基础上，根据发动机转速NE和加速器位置ACCP计算最佳指令喷射量(基本喷射量Q)。该指令喷射量确定装置通过用一个喷射量修正值调和基本喷射量来计算指令喷射量QFIN，该喷射量修正值是在包括由燃油温度传感器36测量的燃油温度THF以及由水温传感器37测量的冷却水温度THW的工作条件的基础上确定的。喷射持续时间确定装置在以实验数据为基础提前制成的一个特性图(图3)的基础上，根据共轨压力NPC和指令喷射量QFIN计算指令喷射持续时间(喷射指令脉冲持续时间，喷射器起动脉冲持续时间TQ)。图3中，共轨压力沿一个箭头标记提高。喷射器驱动装置通过喷射器驱动电路EDU向喷射器4的电磁阀施加类似脉冲的喷射器驱动脉冲电流(喷射器喷射指令脉冲，TQ脉冲)。图4是一个时序图，表示对于一个特定缸例如缸#1的喷射指令脉冲持续时间(喷射量指令值TQ)；对于缸#1，根据喷射指令脉冲持续时间供应到喷射器1的电磁阀的喷射器驱动电流的波形I；及一个燃油喷射速度R。
本实施例中，基本喷射量Q、喷射持续时间T以及目标燃油压力PFIN是根据由用于检测发动机1的工作条件的工作条件检测装置提供的数据而计算的，这些检测装置包括曲柄角度传感器34，即发动机转速传感器，以及加速器位置传感器35。基本喷射量Q、喷射持续时间T以及目标燃油压力PFIN可以用由共轨压力传感器30测量的燃油喷射压力NPC或者由用于检测工作条件的其它传感器提供的检测信号(关于发动机的工作条件的数据)调和而修正，所述其它传感器包括燃油温度传感器36、水温传感器37、泄漏燃油温度传感器38、油温传感器39、空转加速器位置传感器40、大气压力传感器41、大气温度传感器(环境温度传感器)42、进入空气量传感器45、EGR阀位置传感器46、VGT位置传感器47、废O2传感器48、废气温度传感器49、废气压力传感器50、节流阀位置传感器、进气压力传感器、喷射持续时间传感器等等。
ECU 10与一个起动电路连接，当点火钥匙插入钥匙筒中并转动到起动位置ST而关闭起动开关时，电流通过该起动电路供应到一个起动马达。ECU 10接收显示车辆条件的信号，如显示由发动机1驱动的传动装置齿轮位置的信号，显示离合踏板降低的信号，由车速传感器提供的速度信号，显示诸如空调系统所含电磁离合器、用于空调系统所含冷凝器的电扇、空调系统所含的用于向乘客车厢吹风的风扇、用于散热器和照明灯的电扇等电载荷的信号，以及显示包括在空调系统中的压缩机和包括在动力转向系统中的油泵的机械负荷的信号。
在本实施例的共轨式燃油喷射系统中，在发动机1的曲轴对于包括吸气冲程、压缩冲程、膨胀冲程(燃烧冲程)和排气冲程的一个四冲程循环旋转两次(转过720°曲柄角度)的同时，在发动机1的每个缸的一个燃烧冲程中，用于每个缸的喷射器4能够完成包括两个或多个喷射的多段喷射，例如多个引燃喷射和一个主喷射。
ECU 10设有一个喷射量确定装置，一个时间间隔确定装置，和一个喷射持续时间确定装置。该喷射量确定装置在发动机1的工作条件(有关发动机工作的信息)和基本喷射量的基础上计算对于多段喷射的喷射量，即引燃喷射量和主喷射量。时间间隔确定装置在发动机转速和引燃喷射量的基础上计算引燃喷射与主喷射之间的时间间隔，在发动机转速和引燃喷射量的基础上计算引燃喷射之间的时间间隔。喷射持续时间确定装置在引燃喷射量和燃油压力的基础上计算引燃喷射持续时间，在主喷射量和燃油压力的基础上计算主喷射持续时间。
本实施例中的ECU 10执行转速变化缸间喷射量修正(FCCB修正)。在FCCB修正中，ECU 10测量当发动机1处于稳定空转状态时发动机1的缸的膨胀冲程中的发动机转速变化。然后，ECU 10将测量的发动机1每个缸的发动机转速变化与全部缸的发动机转速变化的一个平均值进行比较。然后，ECU 10对这些缸个别设定最佳喷射量，从而均衡全部缸的发动机转速变化。
更具体地，对由曲柄角度传感器34提供的NE信号的脉冲之间的时间间隔进行测量，并计算在发动机1每个缸的膨胀冲程中的瞬间发动机转速。在BTDC(TDC之前)90°CA(曲柄角度)和ATDC(TDC之后)90°CA的角度范围内NE信号的脉冲之间的时间间隔中最大的一个被认为是对于缸的瞬时发动机转速的最低发动机转速N1。在BTDC 90°CA和ATDC 90°CA的角度范围内NE信号的脉冲之间的时间间隔中最小的一个被认为是对于缸的瞬时发动机转速的最高发动机转速Nh。可以用代表缸的发动机转速变化的低发动机转速和高发动机转速代替最低发动机转速N1和最高发动机转速Nh。
前述计算操作是对全部缸进行的，并计算最高发动机转速Nh与最低发动机转速N1之差ΔNk。从而计算代表发动机1每个缸的发动机转速变化的测量值ΔNk。然后，计算全部缸的发动机转速变化ΔNk的平均发动机转速变化∑ΔNk；也就是说，对发动机1的全部缸的发动机转速变化ΔNk进行平均，并计算平均发动机转速变化∑ΔNk，由平均发动机转速变化ΔNk计算全部缸的转速变化ΔNk的偏差。然后，分别对于每个缸将用于均衡发动机转速变化的第一或第三修正值(FCCB修正值)增加到所计算的喷射量上。
本实施例中的ECU 10完成一个平均发动机转速修正(ISC修正)，从而在稳定空转过程中将平均怠速调节到一个目标怠速。对全部缸进行ISC修正，以减小平均转速相对于目标发动机转速的偏差ΔNE。在ISC修正中，以例如50至70毫秒的预定时间间隔为间隔在全部缸中将燃油喷射量统一提高1mm3/st。在一个预定时间段内连续进行ISC修正，或者直到ISC修正值(QISC)稳定，也就是说，直到平均发动机转速基本上与目标发动机转速一致。
更具体地，ECU 10将实际发动机转速NE与目标转速(目标怠速，ISC目标NE)进行比较，并根据发动机转速NE与目标怠速之差计算第二或第四喷射量修正值(下面也称作ISC修正值)。然后，ECU 10对于全部缸将ISC修正值增加到由对每个缸计算的FCCB修正值修正的每个喷射的喷射量上，使平均转速基本上与目标怠速一致。可替换地，ECU 10对于全部缸统一地将喷射器起动脉冲持续时间修正值(喷射器指令脉冲持续时间修正值)增加到喷射量上。ISC修正值或者喷射指令脉冲持续时间修正值是用于均衡实际发动机转速NE与目标怠速所需要的量。
下面在图5中所示的流程图的基础上对本实施例中引燃喷射量的学习控制进行说明。在点火开关关闭后，以预定的时间间隔重复图5中所示的控制程序。
在要开始图5中所示的控制程序时，在步骤S1中确定是否已经建立了引燃学习执行条件(ON)。也就是说，在步骤S1中确定发动机1是否处于稳定的空转操作中。如果在步骤S1中的确定结果是“NO”，则控制程序结束。
(1)检查由与发动机1连接或者连接到车辆上并能够检测发动机的工作条件的传感器和开关提供的信号，看发动机1是否处于稳定的空转操作。例如，如果检测到下面的状态，则发动机1的燃烧状态确定为稳定的空转状态发动机转速NE不大于一个预定值(例如1000rpm)，加速器位置不大于一个预定值(例如0％)，车辆运行速度SPD不大于一个预定值(例如0km/h)，指令喷射量QFIN不大于一个预定值(例如5mm3/st)，或者传动装置的齿轮位置位于N(空档)。
(2)检查由与发动机1连接或者连接到车辆上并能够检测环境条件的传感器和开关提供的信号，看信号是否处于提前确定的范围内，以使无负载空转的燃油消耗与一个期望值一致。
(3)检查由与发动机1连接或者连接到车辆上并能够检测发动机的负载条件的传感器和开关或者控制指令值提供的信号，看由于发动机1上的负载导致的发动机需要的喷射量提高是否在预定范围内。这些传感器、开关和控制指令值包括能够检测散热器电扇、电加热器、照明灯和电磁制动器的电负荷的开关和传感器，能够检测空调系统、动力转向系统中包括的压缩机和泵的负荷的开关和传感器，以及用于将怠速的改变或者怠速保持在一个预定值所需要的ISC喷射量的改变。
(4)最后，确认显示怠速稳定的喷射量指令值、FCCB修正值、ISC修正值、燃油喷射压力和喷射持续时间指令值处于一个预定范围内。决定在(1)至(4)中所述的条件满足时建立引燃学习执行条件(ON)，而不建立引燃执行禁止条件。
如果步骤S1中的确定结果是“YES”，也就是说，如果建立了引燃学习执行条件(ON)，则在步骤S2中确定在多段喷射中每次燃烧的的喷射频率(多段喷射频率INJ)是不是N次。如果步骤S2中的确定结果是“NO”，为了固定发动机1的燃烧状态(喷射条件，进气和排气条件)，首先如图7中所示将目标压力PFIN设定为A MPa。此时，根据由共轨压力传感器30检测的共轨压力NPC与目标燃油压力PFIN之间的压力差控制输送到供应泵3的电磁阀的泵驱动信号(驱动电流值)。
例如，根据共轨压力NPC与目标燃油压力PFIN之间的压力差控制每单位时间泵驱动信号的ON/OFF比(通电时间比，负荷比)，以控制供应泵3的电磁阀的阀打开程度。因此，通过控制从供应泵3排出的燃油的加压量(泵排放量)，将共轨压力NPC基本上反馈控制成目标燃油压力PFIN。
然后，在本实施例中，将目标燃油压力PFIN设定为B MPa至E MPa。这样将共轨压力从对应于正常稳定空转状态下的低燃油喷射压力的一个压力水平A改变到对应于与正常稳定空转状态不同的燃油喷射压力的另一压力水平E。
然后，在步骤S3中，将喷射条件(INJ条件)和进气/排气条件(I/E条件)固定。更具体地，将多段喷射中每次燃烧的喷射频率INJ设定为K次(例如5次)。同时设定在引燃学习控制过程中多段喷射的各时间间隔。同时，将K次喷射的指令喷射时刻(喷射时刻TFIN)设定为靠近上止点位置(TDC)。同时，将ISC修正的目标转速NEt设定为750rpm。同时，将增压压力目标值Ps和EGR量设定为零(EGR断开)，并固定节流阀(THR)19的阀打开程度和SCV 21的阀打开程度。
然后，在步骤S4中，计算多段喷射中每次燃烧的喷射量指令值，其中将喷射量大致相等地分割成K次喷射。如等式(1)中所示，喷射量指令值是对应于总喷射量Q的1/K倍引燃喷射量，或者通过将指令喷射量QFIN基本上相等地除以多段喷射频率(K次)而获得的量。指令喷射量QFIN是通过将考虑到发动机冷却水温度、燃油温度等而计算的喷射量修正值增加到基本喷射量Q上而计算出来的。基本喷射量是用图2中所示特性图计算的，该特性图是通过实验测量发动机转速NE与加速器位置ACCP之间的关系或者通过公式而提前制定的。更具体地，喷射量指令值是对应于无负载燃油消耗Qidle的1/K倍引燃喷射量。无负载燃油消耗Qidle是当发动机1处于稳定空转操作时使用的喷射量指令值。本实施例中，如果在稳定空转操作时的总喷射量总Q设定为5mm3/st，将多段喷射频率设定为5次，引燃喷射量为1mm3/st。
等式(1)(引燃喷射量)＝(Qidle)/K+(前一学习值)×(修正值)＝(总Q)/K+(前一学习值)×(修正值)如图8中所示及等式(2)中所表示的，每个喷射量指令值QPL1＝QPL2＝QPL3＝Qmain＝Qfup＝总Q/K可以考虑喷射之间时间间隔的影响、取决于喷射时刻的缸中压力的影响以及燃油喷射压力(共轨压力)的影响而修正，从而分别在K次喷射中喷射相等的燃油喷射量。
等式(2)(引燃喷射量)＝Qidle/K+QPLCPQ+QINT+(前一学习值)×(修正值)在等式(2)中，Qidle是从一个特性图中取得的，该特性图是通过实验测量发动机转速NE、加速器位置ACCP和基本喷射量Q而提前制成的，或者是用公式计算出来的。QPLCPQ是缸内部压力修正系数。QINT是相关修正系数。QPLCPQ和QINT是对于喷射持续时间的修正值(喷射器起动脉冲持续时间修正值)，而不是对于喷射量的修正值。
参照图9，在步骤S5中，根据各个缸转速变化之间的差值(缸间发动机转速变化差值)进行用于调节发动机1的缸的喷射量的FCCB修正，从而减小缸间的发动机转速变化差。在步骤S5中的FCCB修正中，将第一喷射量修正值(FCCB修正值QFCCB)分别加到多段喷射中每次燃烧的每个喷射量指令值上。将对于每个缸的FCCB修正值分割成K等分的修正值QFCCB/K，分割的修正值QFCCB/K反映在对应于无负载燃油消耗Qidle的1/K倍每个引燃喷射量中。
如图9中所示，在步骤S6中，对全部缸进行ISC修正，从而将缸的平均发动机转速NE调节到目标发动机转速NEt，对于全部缸，将用于将发动机转速调节到目标发动机转速的一个相同的第二第二喷射量修正值(ISC修正值QISC)统一地加到FCCB修正值(QFCCB/K)上。将ISC修正值QISC分成K等分的修正值QISC/K，分割的修正值QISC/K反映在等于1/K倍无负载燃油消耗Qidle的引燃喷射量Qidle/K和对于全部缸统一分割的FCCB修正值QFCCB/K的总和中。
然后，如图10中所示，在步骤S7中计算当前第一学习值L1。在等式(3)的基础上由在步骤S5中获得的分割的FCCB修正值QFCCB/K和在步骤S6中获得的分割的ISC修正值QISC/K计算当前学习值L1。对于每个缸和每个目标燃油压力PFIN计算第一学习值L1。将第一学习值L1写入图11A中所示的第一学习值图中，并临时储存在如备用RAM或EEPROM这样的存储器中。
等式(3)L1＝QFCCB/K+QISC/K+(前一L1)＝(QISC+QFCCB)/K+(前一L1)在当前压力水平的共轨压力下计算作为喷射量修正值的当前第一学习值L1，加到对于每个喷射的分割的无负载燃油消耗Qidle/K的分割的喷射量指令值总Q/K上。可替换地，当前第一学习值L1可以是对于TQ脉冲的起动脉冲持续时间修正值。
然后，在步骤S8中，确定是否已经为对应于提前设定的全部压力水平的各目标燃油压力(共轨压力)计算了第一学习值L1或第二学习值L2。更具体地，在步骤S8中确定是否已经完成了在EMPa的目标燃油压力PFIN下第一学习值L1和第二学习值L2的计算。如果步骤S8中的确定结果是“NO”，则处理前进到步骤S1。然后，在步骤S3或S11中不改变发动机1的喷射条件或进气/排气条件，而只将目标燃油压力(共轨压力)从前一压力水平改变到后一压力水平(例如，A→B，B→C，C→D，D→E)。然后，从步骤S4或步骤S12开始，再次执行引燃喷射学习控制。这样由ISC修正值和FCCB修正值计算在后一压力水平的目标燃油压力(共轨压力)下的第一学习值L1和第二学习压力值L2。
如果步骤S8中的确定结果是“YES”，则处理前进到步骤S9。在步骤S9中，确定是否已经完成在多段喷射中每次燃烧的N次喷射。如果步骤S9中的确定结果是“NO”，则在步骤S10中将多段喷射中每次燃烧的喷射频率(多段喷射频率)从K改变到N次。然后，从步骤S1开始再次重复学习控制。
如果步骤S2中的确定结果是“YES”，则在步骤S11中将多段喷射中每次燃烧的喷射频率INJ(多段喷射频率INJ)设定为N次(例如3次或7次)。同时，为了将学习修正条件均衡到K次喷射的条件，如图7中所示，在步骤S11中将发动机1的燃烧状态(喷射条件，进气/排气条件)固定。
然后，在步骤S12中，计算在多段喷射中每次燃烧的喷射量指令值，其中将喷射量大致相等地分割成N次喷射量。如等式(4)所表示的，喷射量指令值是一个对应于1/N倍总喷射量总Q的引燃喷射量，或者一个通过将指令喷射量QFIN基本上相等地除以多段喷射频率(N次)而获得的量。指令喷射量QFIN是通过将喷射量修正值加到基本喷射量Q上而计算出来的，喷射量修正值是考虑发动机冷却水温度、燃油温度等而计算的。基本喷射量Q是用图2中所示特性图或者用公开计算的。更具体地，喷射量指令值是对应于1/N倍无负载燃油消耗Qidle的引燃喷射量。
等式(4)
(引燃喷射量)＝(Qidle)/N+(前一学习值)×(修正值)＝(总Q)/N+(前一学习值)×(修正值)然后，根据缸间发动机转速变化差值进行用于调节发动机1的缸的燃油喷射量的FCCB修正，从而在步骤S13中均衡缸间发动机转速变化。在步骤S13中的FCCB修正中，将第三喷射量修正值(FCCB修正值QFCCB)加到多段喷射中每次燃烧的每个喷射量指令值上。将对于每个缸的FCCB修正值分割成N等分修正值QFCCB/N，分割的修正值QFCCB/N反映在对应于1/N倍无负载燃油消耗Qidle的每个引燃喷射量中。
然后，在步骤S14中，对全部缸进行ISC修正，从而将全部缸的平均发动机转速NE调节到目标发动机转速NEt，并在全部缸中统一地将用于将发动机转速NE调节到目标发动机转速NEt的一个相同的第四喷射量修正值(ISC修正值QISC)加到分割的FCCB修正值(QFCCB/N)上。将ISC修正值QISC分割成相等的N等分修正值QISC/N，分割的修正值QISC/N反映在等于1/N倍无负载燃油消耗Qidle的引燃喷射量Qidle/K和在全部缸中统一分割的FCCB修正值QFCCB/K的总和中。
然后，如图10中所示，在步骤S15中计算当前第二学习值L2。在等式(5)的基础上由在步骤S13中获得的分割的FCCB修正值QFCCB/N和在步骤S14中获得的分割的ISC修正值QISC/N计算当前学习值L2。对于每个缸和每个目标燃油压力PFIN计算第二学习值L2。将第二学习值L2写入图11B中所示的第二学习值图中，并临时储存在如备用RAM或EEPROM这样的存储器中。
等式(5)
L2＝QFCCB/N+QISC/N+(前一L2)＝(QISC+QFCCB)/N+(前一L2)在当前压力水平的共轨压力下计算作为喷射量修正值的当前第二学习值L2，加到对于每个喷射的分割的无负载燃油消耗Qidle/N的分割的喷射量指令值总Q/N上。可替换地，当前第二学习值L2可以是对于TQ脉冲的起动脉冲持续时间修正值。
如果步骤S9的确定结果是“YES”，也就是说，如果已经完成了在E MPa的目标燃油压力PFIN下第二学习值L2的计算，则如下面所述在步骤S16中计算Q1。然后，在步骤S17中确定Q1是否等于0。如果步骤S17中的确定结果是“YES”，也就是说，如果没有喷射器个体差异、缸间喷射量变化或者喷射器老化退化，则Qb、Qc和Q2是相同的。在这种情况下，确定由于发动机负载因素，整个当前学习值是发动机需要喷射量(发动机需要的喷射量)的增加，并在步骤S18中停止学习修正。然后，使当前学习值无效，并结束图6中的控制程序。
如果步骤S17中的确定结果是“NO”，则在步骤S19中对于每个缸和每个目标燃油压力计算最终学习值(Q1/K或Q1/N)。同时，将最终学习值(Q1/K或Q1/N)写入图12中所示形式的图中，并临时储存在如备用RAM或EEPROM这样的存储器中。存储的最终学习值(Q1/K或Q1/N)在下面所示的以等式(6)为基础对引燃喷射量进行的计算中反映为喷射量修正值。喷射量修正值可以通过步骤S20中的两点插入等反映到除引燃学习控制中所使用的目标燃油压力之外的燃油压力(共轨压力)。这样，喷射量修正值可以反映到发动机1的整个工作范围。然后，图6中所示的控制程序结束。
等式(6)(引燃喷射量)＝(QPLB+QISC×KISC)×QKTHF+QFCCB×KFCCB+(学习值)×QKPC×QKNE+QPLCPQ+QINT在等式(6)中，QPLB是用从一个特性图获得的，该特性图是通过实验等测量发动机转速NE、加速器位置ACCP以及基本喷射量之间的关系而提前制定的，QISC是ISC修正值，KISC是ISC修正值反映系数，QKTHF是燃油温度修正系数，QFCCB是FCCB修正值，KFCCB是FCCB修正值反映系数，QKPC是学习值敏感性修正系数，QKNE是学习值发动机转速敏感性修正系数，QPLCPQ是缸内部压力修正系数，而QINT是相关修正系数。学习值是用图12中所示存储在存储器中的最终学习值图计算的。对应于除用于引燃学习控制之外的燃油压力的学习值是通过两点插入而计算的。QPLCPQ和QINT可以是喷射持续时间修正值(起动脉冲持续时间修正值)，而不是燃油喷射量修正值。
下面在图13中所示时序图的基础上对计算Q1的方法进行说明。
假定对于稳定的空转操作，发动机需要的喷射量(无负载需求喷射量)是Amm3/st，如等式(7)所表示的，在多段喷射中将空转喷射量分割成K个相等的喷射量。如果没有喷射器个体差异、缸间喷射量变化(喷射器4的实际喷射量相对于TQ脉冲持续时间的变化)或者喷射器老化退化，则当喷射量需求值是Amm3/st，实际喷射量是Amm3/st。
等式(7)a1+a2+…+aK＝A
其中a1、a2…aK是相对于基本喷射量或者指令喷射量，K次分割喷射的喷射量指令值。
在等式(7)中，“A”代表实际喷射量。
在发动机1的压缩冲程和膨胀冲程中一个喷射量被相等地分割N次的情况下，提供下面的等式(8)。
等式(8)a1+a2+…+aN＝A其中a1、a2…aN是对于N次分割喷射的喷射量指令值。
在喷射器个体差异Q1、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量都存在的情况下，只有A-Q1的实际喷射量可以喷射，即使喷射量指令值是A。另外，当由于发动机负载因素如空调器或动力转向而导致发动机需求喷射量增加Q2时，提供如下的等式(9)。
等式(9)a1+a2+…aK＝A-(Q1×K)+Q2等式(10)中示出执行ISC修正和FCCB修正的结果。
等式(10)a1+a2+…aK+(QISC+QFCCB)＝A+Q2因此，提供等式(11)。
等式(11)(QISC+QFCCB)＝Q1×K+Q2然后，将结果临时储存在存储器中，如备用RAM或EEROM如等式(12)中所示的Qb。
等式(12)(QISC+QFCCB)＝Q1×K+Q2＝Qb接下来，当在稳定空转状态下每次燃烧的喷射频率改变成N次时，提供下面的等式(13)。
等式(13)a1+a2+…+aN＝A-(Q1×N)+Q2如果执行ISC修正和FCCB修正，则提供下面的等式(14)。
等式(14)a1+a2+…+aN+(QISC+QFCCB)＝A+Q2因此，提供下面的等式(15)。
等式(15)(QISC+QFCCB)＝Q1×N+Q2将结果临时储存在存储器中，如备用RAM或EEROM，如等式(12)中所示的Qc。
等式(16)(QISC+QFCCB)＝Q1×N+Q2＝Qc然后，在临时存储在存储器中的Qb和Qc之间的喷射量差(α)的基础上，如等式(17)、等式(18)和等式(19)中所示计算对应于喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量的最终学习值。
等式(17)Qc-Qb＝α＝(Q1×N+Q2)-(Q1×K+Q2)
等式(18)α＝(N-K)×Q1等式(19)Q1＝α/(N-K)这样可以正确计算出对应于喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量的作为最终学习值(喷射量修正值)的Q1/K或Q1/N。有了ISC修正值和FCCB修正值，可以从由于发动机负载因素导致的发动机需求喷射量的增加中辨别出喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量，而不考虑由于发动机负载因素导致的发动机需求喷射量的变化。如果Q1等于0，也就是说如果不存在喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量，则如等式(12)和(16)中所示Qb和Qc等于Q2。因此，不产生喷射量差。在这种情况下，确定全部当前学习值是由于发动机负载因素导致的发动机需求喷射量的增加。然后，停止学习修正，并使当前学习值无效。
通常，指令喷射量QFIN是通过将喷射量修正值加到根据发动机1的工作状态或工作条件设定的基本喷射量上而计算的。根据指令喷射量QFIN和共轨NPC计算的喷射量指令值可以由下面所示的等式(20)代表。
等式(20)(喷射量指令值)＝(基本喷射量)+(喷射量修正值)＝(基本喷射量)+(ISC修正值+FCCB修正值)ISC修正值和FCCB修正值包括Q1和Q2。Q1对应于喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量。Q2对应于发动机需求喷射量的变化。
如图13中所示，当多段喷射中每次燃烧的喷射频率从多段喷射中每次燃烧的喷射频率稳定在K次(例如5次)(稳定空转状态，其中建立了学习修正执行条件)的一个状态切换到N次(例如3次)时，发动机需求喷射量是恒定的。图13中，Qcom代表喷射量指令值。
等式(21)(基本喷射量)+(Q1×K)+Q2＝(基本喷射量)+(Q1×N)+Q2-α等式(22)Q1＝α/(N-K)因此，通过改变在稳定空转状态下多段喷射中每次燃烧的喷射频率，并检测在此时喷射量指令值或喷射量的差，可以计算出喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量，而不考虑发动机需求喷射量的改变。因此，可以从喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量中辨别出由于发动机负载因素导致的发动机需求喷射量的增加。
这样，可以防止由于错误学习和错误修正或过度学习和过度修正而导致的对于每次燃烧的每次喷射的修正值的过度修正。结果，可以防止在发动机1的废气性能(废气排放)中的燃烧噪音、发动机振动或退化。另外，发动机需求喷射量的变化，特别是由于发动机负载因素导致的发动机需求喷射量，可以从喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量中辨别出来。因此，可以检测出施加了发动机负载如电负荷的状态。结果，可以计算出对应于喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量的喷射量修正值(学习值)，不包括由于发动机负载因素导致的发动机需求喷射量的变化。这样，所瞄准的喷射量或喷射器起动脉冲持续时间可持续提供，直到下一次计算学习值。结果，防止了发动机性能的退化。
另外，即使对于包括由于发动机负载因素导致的发动机需求喷射量的变化的第一学习值和第二学习值，也可以计算出对应于喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量的正常喷射量修正值(学习值)，而不包括由于发动机负载因素导致的发动机需求喷射量的变化。因此，可以放松引燃学习执行条件。结果，可以在较宽范围内建立引燃学习执行条件。
本实施例中，在不限于空转操作中的目标燃油压力(PFIN)的多个不同的共轨压力下，对每个缸计算出对应于喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量的喷射量修正值。因此，在正常操作中，各学习值可以反映到较宽的操作区域中。因此，可以在发动机1的整个操作区域中提供喷射器起动脉冲持续时间与引燃喷射量之间的理想修正。
此外，还通过实行两点插入等来计算对应于除A、B、C、D和E之外的目标喷射压力。因此，除引燃学习控制中的燃油喷射压力之外，在存储器中存储的学习值可以作为实际燃油喷射的全部使用区域中的喷射量修正值反映在引燃喷射量的计算中。因此，总可以提供指令喷射脉冲持续时间(喷射器起动脉冲持续时间)与引燃喷射量之间的理想相关。(第二实施例)
接下来，在图14的基础上说明根据第二实施例的引燃学习控制方法。
第二实施例中，即使没有计算作为最终喷射量修正值的Q1和作为由于发动机负载因素导致的发动机需求喷射量的增加量的Q2，也可从存储器中读取对应于例如A MPa目标燃油压力PFIN的第一学习值。然后，在下面步骤S31中所示的等式(23)的基础上计算出对于K次喷射的Qb。
等式(23)(QISC+QFCCB)＝Q1×K+Q2＝Qb其中Q1表示喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量，Q2表示发动机需求喷射量的变化，K表示多段喷射中每次燃烧的喷射频率。
然后，从存储器中读取对应于A MPa目标燃油压力的第二学习值，并在下面步骤S32中所示的等式(24)的基础上计算N次喷射的Qc。
等式(24)(QISC+QFCCB)＝Q1×N+Q2＝Qc在等式(24)中，Q1表示喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量，Q2表示发动机需求喷射量的变化，K表示多段喷射中每次燃烧的喷射频率。
然后，在步骤S33中确定Qb与Qc之间的喷射量差值是否等于或大于一个参考值D。如果确定结果是“YES”，也就是说，如果如下面等式(25)所示喷射量差值等于或大于参考值D，则可以确定存在喷射器个体差异、缸间喷射量变化或者喷射器老化退化量。然后，在步骤S34中，将用于显示喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量存在的标记“fd”设定为1。
等式(25)｜Qc-Qb｜≥D其中D是常数。
如果步骤S33中的确定结果是“NO”，也就是说，如果如下面所示等式(26)中所示差值小于参考值D，则确定只存在由于发动机负载因素导致的发动机需求喷射量的改变。然后，在步骤S35中，将标记fd设定为0。
等式(26)｜Qc-Qb｜＜D其中D是常数。(改型实施例)这些实施例中，本发明应用于柴油机的共轨式燃油喷射系统的引燃喷射量学习控制装置。可替换地，本发明还可应用于这样的内燃机的喷射量控制系统，该内燃机没有设置共轨，而是设置了电控型的分配型燃油泵或者电控型的柱型燃油喷射泵等。这些实施例中，使用具有电磁型燃油喷射阀的喷射器4。可替换地，也可使用具有压电型燃油喷射阀的喷射器。可将主喷射之前完成的引燃喷射(预喷射)的频率任意地设定为一次或多次。可替换地，还可将主喷射之后完成的引燃喷射(后喷射)的频率任意地设定为0次，一次或多次。
这些实施例中，在图5中所示控制程序的步骤S4和步骤S12中，将喷射量精确地等分为K次或N次喷射。喷射量不需要精确等分。例如，当总Q5mm3/st时，喷射量可基本上等分为1mm3/st、1mm3/st、1mm3/st和2mm3/st的4次喷射。在这种情况下，可通过根据某一分割方法，如1∶1∶1∶2的比例分配，或者等分配而适当地反映，将FCCB修正值和ISC修正值反映到各喷射中。然后，在图5和6中所示控制程序的步骤S7、S15和S19中计算出学习值。这样可以计算基本上等同于这些实施例的效果。
这些实施例中，将备用RAM或EEPROM用作已学习的修正值存储装置。可替换地，可将由引燃学习控制更新的前一学习值或当前学习值存储在永久存储器中，如EPROM或闪存，或者其它存储介质如DVD-ROM、CD-ROM或软盘中，而不是备用RAM或EEPROM中。同样在这种情况下，即使在关闭点火开关(IG/OFF)或者从钥匙筒中拉出发动机钥匙之后，也可保存所存储的内容。
这些实施例中，本发明应用于共轨式燃油喷射系统中，该系统能够通过多次驱动一个特定缸的喷射器4的电磁阀而在发动机1的压缩冲程和膨胀冲程中完成包括至少两次燃油喷射的多段喷射(例如引燃喷射和主喷射)。可替换地，本发明可应用于这样的内燃机的燃油喷射系统，该内燃机能够在发动机1的压缩冲程和膨胀冲程中完成包括三次喷射(例如一次引燃喷射、一次主喷射和一次后喷射构成的一组，或者一次引燃喷射、一次预喷射和一次主喷射构成的一组)的多段喷射。
可替换地，本发明可应用于这样的内燃机的燃油喷射系统，该系统能够在发动机1的压缩冲程和膨胀冲程中完成包括四次喷射(例如一次引燃喷射、一次主喷射、一次后喷射和一次二次喷射构成的一组，或者一次引燃喷射、一次预喷射、一次主喷射和一次后喷射构成的一组)的多段喷射。可替换地，本发明可应用于这样的内燃机的燃油喷射系统，该内燃机能够在发动机1的压缩冲程和膨胀冲程中完成包括五次喷射(例如一次引燃喷射、一次预喷射、一次主喷射、一次后喷射和一次二次喷射构成的一组，或者三次引燃喷射、一次主喷射和一次后喷射构成的一组)的多段喷射。可替换地，本发明可应用于这样的内燃机的燃油喷射系统，该内燃机能够在发动机1的压缩冲程和膨胀冲程中完成包括六次喷射(例如四次或更多次引燃喷射、一次主喷射和一次后喷射的一组，或者三次或更多次引燃喷射、一次主喷射和两次或更多次后喷射的一组)的多段喷射。
这些实施例中，当目标燃油PFIN例如是A MPa时，计算(检测)Qb和Qc之间的喷射量差值。可替换地，当目标燃油PFIN例如是B MPa、C MPa、D MPa或E MPa时，计算(检测)Qb和Qc之间的喷射量差值。可替换地，可对发动机1的每个缸并对每个目标燃油压力计算(检测)Qb和Qc之间的和喷射量差值。相反地，只能对特定的缸(例如#1缸)计算Qb和Qc之间的喷射量差值，所计算的喷射量差值可反映到其它缸中。
本发明不应当限制于所公开的实施例，而是可以在不脱离本发明的精神的情况下以多种其它方式实施。
权利要求
1.一种用于内燃机(1)的燃油喷射量控制系统，其中通过将一个喷射量修正值加到根据发动机(1)的工作状态或工作条件设定的一个基本喷射量上而计算一个指令喷射量，根据该指令喷射量和一个燃油喷射压力计算一个喷射量指令值，并根据该喷射量指令值驱动一个安装在发动机(1)的缸中的喷射器(4)，其特征在于多段喷射频率切换装置(10)，用于当检测到发动机(1)的一个预定工作状态或预定工作条件时将多段喷射中每次燃烧的喷射频率从K次切换到N次，其中在压缩冲程和膨胀冲程中完成多段喷射，通过多次驱动喷射器(4)将燃油多次喷射到缸中；第一等分修正装置(S4，S5，S6)，用于当喷射频率切换到K次时对每个缸将指令喷射量分割成K次，用于检测每个缸的转速变化，用于将每个缸的转速变化与全部缸的转速变化的平均值进行比较，用于用一个第一修正值修正每个缸每个喷射的喷射量，从而在完成K次分割喷射的同时均衡全部缸的转速变化，用于检测全部缸的平均发动机转速，用于将平均发动机转速与一个目标转速进行比较，并且用于用一个第二修正值修正对于全部缸一致的每个喷射的喷射量，从而在完成K次分割喷射的同时将平均发动机转速维持在目标转速；第二等分修正装置(S12，S13，S14)，用于当喷射频率切换到N次时对每个缸将指令喷射量分割成N次喷射，用于检测每个缸的转速变化，用于将每个缸的转速变化与全部缸的转速变化的平均值与全部缸的转速变化的平均值进行比较，用于用一个第三修正值修正对于每个缸的每个喷射的喷射量，从而在完成N次分割喷射的同时均衡全部缸的转速变化，用于检测全部缸的平均发动机转速，用于将该平均发动机转速与该目标转速进行比较，并且用于用一个第四修正值修正对于全部缸一致的每个喷射的喷射量，从而在完成N次分割喷射的同时将平均发动机转速维持在目标转速；第一修正值确定装置(S5，S6)，用于根据当多段喷射中每次燃烧的喷射频率切换到K次时检测到的每个缸的转速变化值与全部缸的转速变化平均值之间的偏差而计算每个缸的第一修正值，并且用于计算将该平均发动机转速维持在目标转速所需要的第二修正值；第二修正值确定装置(S13，S14)，用于根据当多段喷射中每次燃烧的喷射频率切换到N次时检测到的每个缸的转速变化值与全部缸的转速变化平均值之间的偏差而计算每个缸的第三修正值，并且用于计算将该平均发动机转速维持在目标转速所需要的第四修正值；错误修正辨别装置(S16，S17，S18，S19，S31，S32，S33，S34，S35)，用于在一个第一喷射量指令值与一个第二喷射量指令值之间在喷射量指令值上的改变或者在喷射量上的差别的基础上，从发动机需求的喷射量中辨别出喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量，其中该第一喷射量指令值是该喷射量指令值、该第一修正值和该第二修正值之和，该第二喷射量指令值是该喷射量指令值、该第三修正值和该第四修正值之和。
2.如权利要求1所述的喷射量控制系统，其特征在于错误修正辨别装置(S31，S32，S33，S34，S35)确定如果第一喷射量指令值与第二喷射量指令值之间的差值等于或大于一个预定值时，是否存在喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量，而错误修正辨别装置(S31，S32，S33，S34，S35)确定如果第一喷射量指令值与第二喷射量指令值之间的差值小于该预定值，则只存在由于发动机负载因素导致的发动机需求喷射量。
3.如权利要求1所述的喷射量控制系统，其特征在于学习值存储装置(S7，S19)，用于存储由于将每个缸的第一修正值除以K而获得的一个值、由于将第二修正值除以K而获得的另一个值以及作为每个缸的更新学习值的前一学习值之和，其中该更新学习值是对应于喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量的多段喷射中每次燃烧的喷射量修正值，或者应用于多段喷射中每次燃烧的喷射器上的一个通电时间修正值。
4.如权利要求1所述的喷射量控制系统，其特征在于学习值存储装置(S15，S19)，用于存储由于将每个缸的第三修正值除以N而获得的一个值、由于将第四修正值除以N而获得的另一个值以及作为每个缸的更新学习值的前一学习值之和，其中该更新学习值是对应于喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量的多段喷射中每次燃烧的喷射量修正值，或者应用于多段喷射中每次燃烧的喷射器上的一个通电时间修正值。
5.如权利要求3或4所述的喷射量控制系统，其特征在于学习值反映装置(S20)，用于将由学习值存储装置存储的学习值反映到每个缸的多段喷射中每次燃烧的每个喷射的喷射量的计算中，或者反映到每个缸的多段喷射中每次燃烧的喷射器的通电时间的计算中。
6.如权利要求1至5中任一所述的喷射量控制系统，其特征在于当检测到一个低负载或者低转速状态时，当检测到一个稳定空转状态时，或者当检测到其中车辆运行速度等于或小于一个预定值、发动机转速等于或小于一个预定值、加速器位置等于或小于一个预定值且指令喷射量等于或小于一个预定值这样一个状态时，检测发动机(1)的预定工作状态或预定工作条件。
全文摘要
一种用于内燃机(1)的喷射量控制系统，其储存一个值Qb，该值Qb是对应于在发动机(1)的空转稳定状态下多段喷射中每次燃烧的K次喷射频率的一个FCCB修正值和一个ISC修正值之和。该系统储存一个值Qc，该值Qc是对应于N次喷射频率的FCCB修正值和ISC修正值之和。在值Qb与Qc之差的基础上，计算一个最终学习值(Q1/K或Q1/N)。这样，就可以从由于发动机负载因素导致的发动机需求喷射量的增加中辨别出喷射器个体差异、缸间喷射量变化和喷射器老化退化量。
文档编号F02D41/34GK1469037SQ03149148
公开日2004年1月21日 申请日期2003年6月19日 优先权日2002年6月20日
发明者川口喜生, 彦, 竹内克彦 申请人:株式会社电装