CN100570141C - 燃料喷射控制器 - Google Patents

Abstract

通过执行等分怠速旋转速度控制期间所需要的燃料喷射量所得到的燃料量的n次喷射，燃料喷射控制器执行微小喷射量学习，该微小喷射量学习适合学习与微量喷射如引燃喷射有关的喷射器的喷射特性。该控制器执行相对喷射量学习，在没有执行等分过的燃料量的喷射时，该相对喷射量学习适合于根据发动机的输出扭矩和喷射量之间的相关性学习一些气缸之间的喷射特性的变化量。借助喷射量和燃料压力限定出微量喷射学习和相对喷射量学习的学习区域，因此这些学习区域不会相互干扰。

Description

燃料喷射控制器

技术领域

本发明涉及一种具有学习喷射器的喷射特性的功能的燃料喷射控制器。

背景技术

测量柴油机喷射器的实际喷射特性偏离标准特性的偏差值并且在之运输喷射器前把该偏差值储存在燃料喷射控制器中是公知常识，例如这些公开在JP-A-2000-220508中。因此，即使实际喷射特性由于在喷射器的运输阶段具有个体差异而偏离标准特性，但是可以执行燃料喷射控制来补偿所测量到的偏差。考虑到喷射特性的该偏差值随着供给到喷射器中的燃料的压力(燃料压力)而改变，JP-A-2000-220508公开了一种在多个范围内测量喷射特性的偏差并且储存这些偏差值，这些范围根据燃料压力来分开。

在喷射器安装到内燃机上之前，执行在运输产品之前喷射特性的测量。因此，具有这样的可能性，即在发动机输出控制期间以所测得的值为基础的燃料喷射控制实现所期望的喷射器的喷射特性是困难的。除了个体差异之外，老化也是喷射器所特有的喷射特性偏离标准特性的因素。这使得在发动机输出控制期间通过以所测得的值为基础的燃料喷射控制来实现所期望的喷射器的喷射特性更加困难。

JP-A-2003-254139公开了把反馈控制所需要的燃料量分成一些相等的燃料量并且在怠速旋转速度控制期间以多次的方式喷射该划分过的燃料。根据这个时间的实际喷射量和标准燃料量之间的不同，学习微小量喷射如柴油机的引燃喷射的喷射器喷射特性。因此，可以学习微量喷射的喷射特性。在怠速旋转速度控制期间执行该学习。因此，也可以处理喷射器的老化。但是，JP-A-2003-254139不能在喷射量的较宽范围上学习喷射特性，该喷射量在燃料喷射控制期间可以被喷射。

发明内容

本发明的目的是提供一种在燃料喷射控制期间所喷射的喷射量的较宽范围上可以合适地学习喷射器的喷射特性的燃料喷射控制器。

根据本发明的一个方面，燃料喷射控制器包括第一学习装置和第二学习装置。第一学习装置具有：扭矩计算装置，通过过滤所探测到的输出轴旋转速度的值，该扭矩计算装置计算出瞬间扭矩等量值以作为内燃机输出轴每单位时间的扭矩等量值；及估计装置，它根据该瞬间扭矩等量值来估计出发动机的喷射器的喷射特性。第二学习装置具有：喷射装置，它喷射用来执行使输出轴的旋转速度探测值符合目标值的反馈控制所需要的喷射燃料量的等分的喷射量；及学习装置，它在反馈控制时根据燃料喷射量学习喷射器的喷射特性。第一学习装置在第二学习装置不执行学习的区域内学习喷射器的喷射特性。

得到这样的教导，即旋转速度反映了在输出轴中所产生的瞬间扭矩。因此，根据旋转速度可以计算出瞬间扭矩等量值。每个气缸的特性变化(旋转状态等等的变化量)借助监控每个气缸的瞬间扭矩等量值来得到。考虑到瞬间扭矩等量值与燃料喷射量相关，因此可以学习该喷射特性。因此，第一学习装置可以学习与喷射量有关的喷射器的喷射特性，其中该喷射量通过单个燃料喷射可以产生输出轴的扭矩。

第二学习装置学习与微量喷射的喷射量有关的喷射器的喷射特性，其中该微量喷射不会主要产生输出轴的扭矩，如在多级喷射中的主喷射之前所执行的喷射。由于第一学习装置在第二学习装置不执行学习的区域内学习喷射特性，因此由于重复该学习而导致的处理复杂性可以得到避免。借助专用第二学习装置来执行明显影响排气特性的微量喷射的学习。因此，可以执行用来保持较好的排气特性的、更加合适的学习。

应该以单一频率来优选地执行过滤，根据发动机的燃烧频率来设定该单一频率。因此，以发动机燃烧频率为基础的频率来执行旋转速度的过滤。相应地，借助从旋转速度中取出燃烧频率成分，根据燃烧频率可以计算出瞬间扭矩等量值。因此，每次的瞬间扭矩等量值可以被计算出来，同时完成每个气缸的每个燃烧循环的扭矩的平衡。

通过研究下面的详细描述、附加权利要求和附图，可以知道实施例的特征和优点、工作方法和相关零件的功能，所有这些附图形成了本申请的一部分。

附图说明

图1是示意图，它示出了本发明实施例的发动机系统结构；

图2是曲线图，它示出了根据本实施例在QR编码中所编码出的学习值的学习位置；

图3是示意图，它示出了根据本实施例把QR编码的学习值储存在ECU中的方法；

图4是流程图，它示出了本实施例的微小喷射量学习处理的处理步骤；

图5A和5B是时间图表，它们示出了本实施例的与每个气缸相对应的旋转速度的转变；

图6是框图，它示出了本实施例的用来计算出单个气缸工作量的控制块；

图7是时间图，它示出了本实施例的旋转速度、瞬间扭矩等量值和单个气缸工作量的转变；

图8是流程图，它示出了本实施例的学习值的学习的处理步骤；

图9是曲线图，它示出了本实施例的相对喷射量学习和微小喷射量学习的区域；

图10是流程图，它示出了本实施例的用来限定出执行相对喷射量学习的区域的处理步骤；

图11是流程图，它示出了本实施例的用来计算出偏移量的处理步骤；

图12是图表，它示出了本实施例的计算处理的处理模式；

图13是图表，它示出了本实施例的使用偏移量来校正喷射特性的效果；及

图14是流程图，它示出了本实施例的、在相对喷射量学习处于异常时的处理。

具体实施方式

参照图1，它示出了根据本发明实施例的发动机系统。本实施例的燃料喷射控制器被应用到柴油机的燃料喷射控制器中。如图1所示那样，燃料箱2内的燃料经过燃料过滤器4由燃料泵6吸入。燃料泵6是发动机驱动型的泵。燃料泵6施加有来自作为柴油机输出轴的曲轴8的原动力。燃料泵6配置有吸入计量阀10。通过操纵吸入计量阀10，可以确定排出到外部的燃料量。

从燃料泵6所排出的燃料在压力作用下被供给到(被压送到)共轨12中。共轨12存储着从燃料泵6中所压送到的、处于高压状态下的燃料并且通过高压燃料通道14把该燃料供给各自气缸(在图1中示出了四个气缸)的喷射器16中。喷射器16通过低压燃料通道18与燃料箱2相连。

发动机系统具有用来探测发动机工作状态的各种传感器如用来探测共轨12内的燃料压力的燃料压力传感器20和用来探测曲轴8的旋转角度的曲柄角传感器12。发动机系统具有用来探测根据使用者加速要求所操纵的加速踏板的操纵量ACCP的加速器传感器24。

电子控制装置30(ECU)主要由微型计算机来构造成。ECU30具有恒定保存数据的存储器32等等。恒定保存数据的存储器32是这样的存储器，即它保持数据的存储而与点火开关的状态或者ECU30的主电源的状态无关。例如，恒定保存数据的存储器32是非易失性存储器，如保存所储存的数据而与有电或者无电没有关系的EEPROM，或者恒定保持通电状态的备用存储器。

ECU30接受各种传感器的探测结果并且根据这些探测结果来控制发动机输出。ECU30执行燃料喷射控制，从而操纵喷射器16，同时把共轨12内的燃料压力控制到理想燃料压力，以控制发动机输出。即，ECU30根据加速器传感器24所探测到的加速踏板的工作量ACCP和以曲柄角传感器22的探测值为基础的曲轴8的旋转速度来计算出所需要的喷射量。然后，ECU30把所需要的喷射量分成引燃喷射、主喷射。后喷射等等的多个喷射量。ECU30采用这些喷射量作为喷射器16的喷射量的指令值(指令喷射量)。然后，ECU30根据指令喷射量和燃料压力传感器20所探测到的值设定喷射器16的喷射期间的指令值(指令喷射期间)。然后，ECU30根据指令喷射期间来打开喷射器16。因此，执行所需要的喷射量的燃料喷射。

引燃喷射喷射很少量的燃料以紧接在点燃之前促进燃料和空气的混合。此外，引燃喷射缩短了主喷射之后的点火正时延迟，从而防止产生氮氧化物(NOx)并且减少了燃烧噪声和振动。主喷射在多级喷射中喷射最多的燃料量并且有利于产生发动机输出扭矩。后喷射使颗粒物质进行重新燃烧。

喷射器16的实际喷射特性偏离在燃料喷射控制中用作标准的喷射特性。如果在喷射特性产生偏离时假设每个喷射器16具有标准喷射特性而执行燃料喷射控制，那么不能执行理想的燃料喷射。在这种情况下，排气特性等等恶化。

因此，在本实施例中，在喷射器16作为产品被装运之前，在图2圆圈所示的多个测量位置上预先测量实际燃料喷射量，其中这些圆圈由燃料压力P和喷射量Q来确定。根据测量，计算出使实际喷射量符合由标准喷射特性所确定的喷射量的学习值。这些学习值被编码成两维编码(QR编码)，该两维编码被设置在喷射器16上，如图3所示那样。QR编码是两维编码，它具有图3所示的一般外观并且沿着纵向和横向含有信息。在喷射器16安装到发动机上时，从QR编码中读出这些学习值，并且把这些学习值储存在ECU30内的、恒定地储存数据的储存器32中。即，如图3所示那样，通过QR编码扫描器40来读出喷射器16的QR编码并且该QR编码一次被输入到专用计算机42中。专用计算机42把接受到的QR编码转换成ECU30能够处理的数据并且把该数据输出到ECU30中。因此，ECU30可以执行燃料喷射控制，同时补偿由喷射器16的个体差异所产生的喷射特性的变量。

在本实施例中，在喷射器16安装到发动机上之后，在燃料喷射控制期间，执行学习喷射器16喷射特性的偏差的处理。更加具体地说，执行学习与微小量喷射如引燃喷射的喷射量有关的喷射特性的处理(微小喷射量学习)和学习关于喷射量而不是微小量喷射的喷射量的、气缸之间的喷射特性的特性变量的处理(相关喷射量学习)。

接下来，解释微小喷射量学习和相关喷射量学习。

<微小喷射量学习>

图4示出了微小喷射量学习的处理步骤。ECU30在预定循环内重复地执行图4所示的处理。在一系列处理中，首先，步骤10确定是否建立了学习条件。该学习条件包括执行怠速旋转速度控制的条件和施加到曲轴8上的负荷的波动落入允许范围内的条件。

如果步骤S10为是，那么步骤S12计算出基本喷射量Qb，即该基本喷射量作为这样的喷射量：该喷射量用作在控制期间所需要的标准，从而使实际旋转速度符合目标旋转速度。标准喷射量是由在燃料喷射控制中所采用的喷射器16的标准特性所确定的喷射量。下面步骤S14借助把基本喷射量Qb(在步骤S12中所计算出)等量地分成n份来执行燃料喷射n次。基本上，借助把前面的学习值加入到1/n的基本喷射量Qb中来计算出指令喷射量，及执行n次因此所计算出的指令喷射量的燃料喷射。例如，根据喷射之间的间隔影响校正由喷射量所确定的指令喷射周期。可以通过描述在JP-A-2003-254139中的方法来执行校正。

步骤S16通过FCCB校正值来执行校正各自气缸的指令喷射量的校正(FCCB校正)，从而补偿由各自气缸中的燃烧能量所产生的曲轴8旋转速度波动的变量。更加具体地说，n次的喷射量的每一个通过FCCB校正值的1/n(FCCB校正值/n)来校正。用公开在JP-A-2003-254139中的方法来执行这个处理的细节。

下面步骤S18执行用相同校正值(ISC校正值)校正所有气缸的指令喷射量以使曲轴8的平均旋转速度符合目标旋转速度的ISC校正。更加具体地说，用ISC校正值的1/n(ISC校正值/n)来校正n次的喷射量的每一个。可以用公开在JP-A-2003-254139中的方法来执行这个处理的细节。

下面步骤S20确定，在步骤S10中确定在形成学习条件之后是否产生使施加到曲轴8上的负荷波动的情况。如果步骤S20是否，那么步骤S22确定发动机的工作状态是否稳定。例如，确定FCCB校正值或者ISC校正值的变化量是否落入预定范围内。

如果步骤S22为是，那么步骤S24计算出目前燃料压力下的学习值。借助把FCCB校正值的1/n和ISC校正值的1/n加入到前面的学习值中计算出该学习值。下面步骤S26确定目前计算出的学习值和前面学习值之间的差值是否落入预定范围内。如果步骤S26为是，那么确定目前计算出的学习值是正常的并且该过程到达步骤S28中。步骤S28改变了供给到喷射器16中的压力并且执行步骤S12-步骤S28的处理。因此，如果为所有设定的压力大小完成了步骤S12-步骤S28的处理(即，如果步骤S28确定在所有压力范围内完成了该学习)，那么步骤S30把这次新近所学习到的该学习值写入到恒定保存数据的储存器32中。

在步骤S10、S22或者S26为否时，或者在步骤S20为是时、或者在步骤30的处理被完成时，这一系列处理一次完成。

<相关喷射量学习>

通过燃料喷射控制来控制曲轴8的旋转速度，该燃料喷射控制不仅是在怠速旋转速度控制期间所希望的，而且是在通过使用者的加速工作所执行的行驶期间所希望的。借助以微小时间间隔来分析旋转速度，可以发现在燃烧循环中与各自冲程相同步地重复旋转增大和旋转减小。如图5A所示那样，以第一气缸#1、第三气缸#3、第四气缸#4和第二气缸#2的顺序来执行燃烧。图5A中的标记#1、#2、#3和#4各自表示第一到第四气缸#1-#4的燃烧正时。以180°CA的间隔喷射燃料，并且燃烧该燃料。在每个气缸的燃烧循环期间(180°CA循环)，旋转力通过燃烧施加到曲轴8上，以致旋转速度增大，然后，旋转速度减小，因为负荷作用在曲轴8等等上。在这种情况下，根据旋转速度的情况来估计出每个气缸的工作量。

期望的是，在气缸的燃烧循环结束的时间，通过旋转速度计算出每个气缸的工作量。例如，如图5B所示那样，在作为第一气缸#1燃烧循环结束时的时间t1时计算出第一气缸#1的工作量。在作为第三气缸#3燃烧循环结束时的时间t2时，计算出下面第三气缸#3的工作量。但是，在这种情况下，从曲柄角传感器22的探测信号(NE脉冲)中所计算出的旋转速度包括由探测错误所产生的噪声或者成分。如图5B所示那样，所探测到的旋转速度值(图5B中的实线)相对于实际旋转速度(图5B中的虚线)进行改变。因此，在时间t1、t2等等上不能计算出精确的工作量。在图5B中，双点划线示出了每个气缸的、所计算出的工作量的转变。

因此，在本实施例中，如图6所示那样，旋转速度Ne被输入到过滤部分M1中以作为恒定角度循环中的输入信号。借助在每个时间上只取出旋转波动成分，过滤部分M1计算出瞬间扭矩等量值Neflt。在曲柄角传感器22的输出脉冲(NE脉冲)的输出循环(在本实施例中为30°CA)中抽取旋转速度Ne的样本。例如借助BPF(带通滤波器)提供过滤部分M1。BPF除去包含在旋转速度信号中的高频成分和低频部分。作为过滤部分M1的输出的瞬间扭矩等量值Neflt(i)例如用下面表达式(1)来表示。

表达式(1)：

Neflt(i)＝k1×Ne(i)+k2×Ne(i-2)+k3×Neflt(i-1)+k4×Neflt(i-2)

在表达式(1)中，Ne(i)表示旋转速度的目前取样值，而Ne(i-2)是旋转速度的第二个最后取样值。Neflt(i-1)是瞬间扭矩等量值的最后值，及Neflt(i-2)是瞬间扭矩等量值的第二最后值。k1-k4是常数。每次当旋转速度信号被输入到过滤部分M1中时，借助表达式(1)来计算出瞬间扭矩等量值Neflt(i)。

借助使下面表达式(2)所示的转移函数G离散来得到表达式(1)。在表达式(2)中，ζ表示衰减系数，而ω是响应频率。

表达式(2)：

$G\left(s\right)=\frac{2\mathrm{\&zeta;\&omega;s}}{s^2+2\mathrm{\&zeta;\&omega;s}+{\mathrm{\&omega;}}^2}$

更加具体地说，在本实施例中，发动机的燃烧频率用作响应频率ω，及在表达式(1)中，根据响应频率ω是燃烧频率的设定来设定常数k1-k4。燃烧频率是表示每个单位角度的燃烧频率的角度频率。在四个气缸的情况下，燃烧循环(燃烧角度循环)是180°CA。借助燃烧循环的反量来确定燃烧频率。

图6中所示的积分部分M2接受瞬间扭矩等量值Neflt并且在每个气缸的每个燃烧循环的恒定间隔上执行瞬间扭矩等量值Neflt的积分。因此，积分部分M2计算出作为各自气缸#1-#4的扭矩积分值的单个气缸工作量Sneflt#1-Sneflt#4。NE脉冲数0-23各自被赋值到在30°CA循环中所输出的NE脉冲中。NE脉冲数0-5被赋值到第一气缸#1的燃烧循环中。NE脉冲数6-11被赋值到第三气缸#3的燃烧循环中。NE脉冲数12-17被赋值到第四气缸#4的燃烧循环中。NE脉冲数18-23被赋值到第二气缸#2的燃烧循环中。借助下面表达式(3)各自为第一到第四气缸#1-#4计算出单个气缸工作量Sneflt#1-Sneflt#4。

表达式(3)

Sneflt#1＝Neflt(0)+Neflt(1)+Neflt(2)+Neflt(3)+Neflt(4)+Neflt   (5)

Sneflt#2＝Neflt(6)+Neflt(7)+Neflt(8)+Neflt(9)+Neflt(10)+Neflt  (11)

Sneflt#3＝Neflt(12)+Neflt(13)+Neflt(14)+Neflt(15)+Neflt(16)+Neflt  (17)

Sneflt#4＝Neflt(18)+Neflt(19)+Neflt(20)+Neflt(21)+Neflt(22)+Neflt  (23)

气缸数目被表示为#i，并且与气缸#i相对应的每个单个气缸工作量Sneflt#1-Sneflt#4被表示为单个气缸工作量Sneflt#i。

图7是时间图表，它示出了旋转速度Ne、瞬间扭矩等量值Neflt和单个气缸工作量Sneflt#i的转变。如图7所示那样，瞬间扭矩等量值Neflt相对于基准大小RefF进行摆动。借助在每个气缸#i的燃烧循环中对瞬间扭矩等量值Neflt进行积分，计算出单个气缸工作量Sneflt#i。在基准大小Ref正侧上的瞬间扭矩等量值Neflt的积分值与燃烧扭矩相对应，及基准大小Ref的负侧上的瞬间扭矩等量值Neflt的积分值与负荷扭矩相对应。根据整个气缸的平均旋转速度确定基准大小Ref。

实际上，在每个气缸#i的燃烧循环中，燃烧扭矩和负荷扭矩之间的平衡应该是0，并且单个气缸工作量Sneflt#i应该是0(燃烧扭矩-负荷扭矩＝0)。但是，如果由于在气缸之间各个不同、老化损坏等等而导致在气缸之间喷射器16的喷射特性、摩擦特性等等不同，那么单个气缸工作量Sneflt#i将改变。例如，如图7所示那样，可以产生变量，以致第一气缸#1的单个气缸工作量Sneflt#1大于0，并且第二气缸#2的单个气缸工作量Sneflt#2小于0。

借助计算单个气缸工作量Sneflt#i可以得到喷射器16的喷射特性或者每个气缸的类似情况和标准特性之间的差别或者气缸之间的喷射特性的变化大小。因此，在本实施例中，借助使用单个气缸工作量Sneflt#i，将气缸之间的单个气缸工作量Sneflt#i的偏差量作为气缸之间的喷射器16的喷射特性的偏差量来学习。偏差量的计算的处理步骤示出在图8中。当NE脉冲增大时，ECU30执行图8所示的处理。

在图8的处理中，首先，步骤S40根据目前NE中断时间和前面NE中断时间来计算出NE脉冲之间的时间间隔。步骤S40通过时间间隙的倒数计算来计算出目前旋转速度Ne(瞬间旋转速度)。借助使用上述表达式(1)，下面步骤S42计算出瞬间扭矩等量值Neflt(i)。

下面步骤S44确定目前NE脉冲数。步骤S46-S52为第一到第四气缸#1-#4计算出单个气缸工作量Sneflt#i。如果NE脉冲数处于0-5的范围内，那么步骤S46计算出第一气缸#1的单个气缸工作量Sneflt#1。如果NE脉冲数处于6-11的范围内，那么步骤S48计算出第三气缸#3的单个气缸工作量Sneflt#3。如果NE脉冲数处于12-17的范围内，那么步骤S50计算出第四气缸#4的单个气缸工作量Sneflt#4。如果NE脉冲数处于18-23的范围内，那么步骤S52计算出第二气缸#2的单个气缸工作量Sneflt#2。

然后，步骤S54确定是否建立学习条件。该学习条件包括完成整个气缸#i的单个气缸工作量Sneflt#i的计算的条件、车辆的动力传递装置(传动系)处于预定状态的条件、环境条件处于预定状态的条件等等。在所有次要条件得到满足时，确定该学习条件已形成。例如，传动系统的离合器装置没有处于部分离合接合状态的条件可以用作与传动系相关的条件。发动机冷却剂温度等于或者高于预定加热完成温度的条件可以用作环境条件。

如果学习条件没有建立，那么该处理立即结束。如果学习条件建立了，那么该过程到达步骤S56。步骤S56使计算器nitgr增加一，并且借助使用下面表达式(4)为各自气缸#1-#4计算出积分值Qlp#i。积分值Qlp#i是喷射特性值的积分值，该喷射特性值通过使单个气缸工作量Sneflt#i乘以转换系数Ka来计算出。通过在计算器nitgr到达预定时间时执行平均处理预定时间，积分值Qlp#i是用来计算出喷射特性值。

表达式(4)

Qlp#i＝Qlp#i+Ka×Sneflt#i

如果执行上述处理，那么单个气缸工作量Sneflt#i被清除到0。然后，步骤S58确定计算器nitgr是否到达预定时间kitgr(nitgr≥kitgr)。预定时间kitgr设置在这样的值，即该值在计算喷射特性值期间可以抑制由于噪声等等所产生的计算错误，而该喷射特性值通过使单个气缸工作量Sneflt#i乘以转换系数Ka来计算出。如果nitgr≥kitgr，那么该过程到达步骤S60。步骤S60借助下面公式(5)计算出每个气缸的喷射特性值Qlrn#i。积分值Qlrn#i被清0，及计算器nitgr也被清0。

表达式(5)：

Qlrn#i＝Qlrn#i+Kb×Qlp#i/kitgr

在表达式(5)中，对预定时间Kitgr积分的积分值Qlp#i被平均，及喷射特性值Qlrn#i通过该平均学习值来更新。这时，每次单个气缸工作量Sneflt#i的错误借助均分积分值Qlp#i来吸收。在表达式(5)中，例如，系数Kb可以设置在大于0且不大于1的范围(0＜Kb≤1)内。

然后，步骤S62借助下面表达式(6)计算出学习值ΔQlrn#i。

表达式(6)：

$(-1)\&times;\mathrm{\&Delta;Qlrn}\#i=\mathrm{Qlrn}\#i-\frac{1}{4}\mathrm{\&Sigma;Qlrn}\#i$

每个气缸的喷射特性值Qlrn#i与所有气缸的喷射特性值Qlrn#i的平均值(∑Qlrn#i/4)的偏差量可以通过表达式(6)来计算出。借助颠倒表达式(6)的右手侧的符号来提供该学习值ΔQlrn#i，从而得到作为补偿气缸之间的该偏差的值的学习值ΔQlrn#i。步骤S62的处理不仅具有计算气缸之间的偏差量的功能，而且还具有防止通过学习值补偿所提供的喷射器16的喷射特性过大地偏离标准特性的功能。即，由于小于作为最小计算单元的LSB的值在步骤S60的计算过程中被四舍五入，因此具有这样的可能性，即所有气缸的喷射器16的喷射特性作为整体偏离标准特性。因此，步骤S62的处理通过执行使用所有气缸的平均值作为标准值来处理，可以消除这种可能性。

下面步骤S64在恒定保存数据的存储器32的预定区域写学习值ΔQlrn#i。更加具体地说，为多个区域的每一个计算出学习值ΔQlrn#i，这些多个区域根据燃料喷射量的参数和共轨12内的燃料压力来划分并且作为这个区域特有的学习值来储存。

<微小喷射量学习和相关喷射量学习的学习区域>

在本实施例中，用来执行微小喷射量学习的区域和用来执行相对喷射量学习的区域通过图9所示的实线来隔开，喷射量Q的区域小于预定量，而喷射量Q的区域大于预定量。即，在微小喷射量Q(图9中的“微小Q学习区域”)的区域内执行微小喷射量学习，及在大于微小喷射量学习区域的、喷射量Q的区域(图9中的“相对Q学习区域”)内执行相对喷射量学习。因此，ECU30执行图10所示的处理。图10示出了在相对喷射量学习和微小喷射量学习之间的选择的处理步骤。ECU30重复地执行这个处理，例如以预定循环地执行。

在一系列处理中，步骤S70确定目前区域是否是微小喷射量学习区域。该处理确定在图4所示的步骤S10的处理中是否提供肯定确定。如果步骤S70为是，那么步骤S72执行图4所示的微小喷射量学习。更加具体地说，步骤S72的处理与步骤S12的处理和图4的下面步骤相对应。如果步骤S70为否，那么步骤S74执行图8所示的处理。

因此，在本实施例中，借助在没有执行微小喷射量学习的区域内执行相对喷射量学习，可以避免由于重复学习所产生的、学习处理的复杂性。而且，这种方案在用旧的喷射器16具有喷射量增大与喷射时间增大的比率根据喷射周期改变较大的特性的情况下在保持较高学习精确度上是有效的。即，在喷射器16具有这种特性的情况下，具有这样的可能性，通过相对喷射量学习得到的学习值学习值大大不同于通过微小喷射量学习所得到的学习值，其中借助使与怠速旋转速度处的基本喷射量相对应的喷射量的区域符合与图9虚线所示的微小量喷射相对应的喷射量的区域，而通过相对喷射量学习得到该学习值。因此，如果借助使用图9中的虚线所示的区域来执行该学习，那么具有这样的可能性，即损坏了微小量喷射的控制精确度。

<相对喷射量学习的校正>

借助相对喷射量学习所得到的学习值ΔQlrn#i是用来补偿这些气缸之间的喷射特性变化量的值。学习值ΔQlrn#i不能补偿每个气缸的喷射器16的实际喷射特性和燃料喷射控制中所假想的标准特性之间的偏差量。借助假设标准特性来调整ECU30中的控制的各种类型。因此，如果使用根据相对喷射量学习所计算出的学习值ΔQlrn#i，那么具有这样的关系，即最佳状态下的控制的各种类型的维护变得困难了。例如，在根据指令喷射量设定共轨12内的燃料压力的目标值或者类似值以保持较好的排气特性时，排气特性变坏了，因为实际喷射量偏离指令喷射量。

因此，在本实施例中，根据在QR编码所编码过的产品运输时的该学习值计算出校正值(偏差量Δ)，该校正值在所有气缸之间是均匀的以用来补偿通过使用相对喷射量学习所提供的学习值来实现的喷射特性和标准特性之间的差值。更加具体地说，除了偏差量Δ之外，根据在QR编码中所编码出的学习值来计算出相对喷射量学习值的初始值。

图11示出了相对喷射量学习值初始值和偏差量Δ的计算处理的处理步骤。例如，如图3所示，紧接在QR编码中所编码出的学习值被写入到ECU30之后，ECU30执行这个处理。

在一系列处理中，首先，步骤S80根据在QR编码中所编码出的学习值为相对喷射量学习的每个区域计算出学习值QR#i。为根据燃料压力P和喷射量Q所分开的这些区域中的每一个储存相对喷射量学习的每个学习值ΔQlrn#i，如图12所示那样。更加具体地说，该学习值ΔQlrn#i作为学习值被储存在每个区域的中心位置上。如图12的标记X所示那样。中心位置被限定出，因为在该学习值用于燃料喷射控制中时，如果指令喷射量Q和燃料压力P位于不是该中心位置的位置上，借助插值计算来计算出该学习值ΔQlrn#i。

在图12的圆形标记所示出的QR编码中所编码出的该学习值被转换成各自区域的中心位置上的值。基本上，如图12中的中心位置C1所示那样，根据环绕中心位置的位置上的QR编码的学习值来执行中心位置上的转换值的插值计算。在限定出QR编码的学习值的这些位置不包围中心位置(例如，图12所示的另一个中心位置C2)的情况下，使用在与燃料压力值相对应的位置上的QR编码的学习值的插值计算值被用作中心位置上的转换值，其中该燃料压力值接近中心位置上的燃料压力值或者QR编码的学习值。使用与接近中心位置上的燃料压力的燃料压力相对应的该学习值，因为喷射器16的喷射特性大大地依赖于燃料压力。

在因此计算出每个区域的值QR#i之后，步骤S82计算出偏差量Δ以作为值QR#i的平均值。偏差量Δ是补偿发动机的喷射器16的平均特性和标准特性之间的偏差量的值。

然后，步骤S84计算出每个区域内的相对喷射量学习值的初始值ΔQlrn0#i。借助从每个值QR#i中减去偏差量Δ，计算出初始值ΔQlrn0#i。借助使用因此所计算出的偏差量Δ，可以使喷射器16的喷射特性以很高的精确度符合标准特性。

图13示出了使用偏差量Δ所得到的燃料喷射控制精确度的改进的例子。在图13中，指令喷射量Qc是“10”，它是单位量的10倍大小。图3示出了这样的例子，即在该例子中，气缸#1-#4的实际喷射量Qa各自是“9”、“8”、“10”和“9”。在这种情况下，在QR编码(QR学习值：QR#i＝Qc-Qa)所编码的这些学习值各自是“1”、“2”、“0”和“1”。借助使用QR学习值QR#i，可以使喷射器16的喷射特性符合标准特性。

由于相对喷射量学习值ΔQlrn#i是补偿偏离所有气缸的喷射量平均值的偏差量的值，因此相对喷射量学习值ΔQlrn#i各自是“0”、“1”、“-1”和“0”。尽管借助使用相对喷射量学习值ΔQlrn#i来补偿这些气缸之间的喷射量的变化量，但是气缸喷射量均匀地到达“9”。其结果是，这些喷射量偏离以标准喷射特性为基础的值。这是由于，所有气缸的喷射量平均值是“9”并且每个相对喷射量学习值ΔQlrn#i是用来使每个气缸的喷射量符合平均值“9”的值。相反，在本实施例中，把偏移量Δ加入到相对喷射量学习值ΔQlrn#i中，以使校正之后的喷射量(即校正过的喷射量)符合以标准喷射特性为基础的值。

在ECU30被运输之后且在执行相对喷射量学习之前的期间，相对喷射量学习值的初始值ΔQlrn0#i被用作相对喷射量学习值ΔQlrn#i的代替者。此外，在本实施例中，还在确定相对喷射量学习具有异常时，如图14所示那样，初始值ΔQlrn0#i被用作相对喷射量学习值ΔQlrn#i的代替者。图14示出了与相对喷射量学习具有异常时有关的处理步骤。ECU30重复地执行这个处理，例如以预定循环来重复执行。

在一系列的处理中，首先，步骤S90确定相对喷射量学习是否具有异常。例如，如果相对喷射量学习值ΔQlrn#i改变较大的周期长于预定周期，或者如果相对喷射量学习值ΔQlrn#i的绝对值等于或者大于预定阈值，那么可以确定相对喷射量学习具有异常。

如果步骤S90确定相对喷射量学习具有异常，那么步骤S92把用来校正指令喷射量而不是微量喷射(如引燃喷射)的校正值设定在通过图11的处理所计算出的相对喷射量学习的初始值ΔQlrn0#i上。如果步骤S90确定相对喷射量学习没有异常，那么步骤S94把该校正值设定在相对喷射量学习值ΔQlrn#i上。如果完成了步骤S92或者S94的处理，那么步骤S96用校正值和偏移量Δ的总和来校正指令喷射量Qc。步骤S98通过使用校正过的指令喷射量来执行燃料喷射控制，以操纵喷射器16。如果完成了步骤S98的处理，那么这一系列的处理结束一次。

因此，即使在不能合适地执行相对喷射量学习时，例如，在曲柄角传感器22异常时，也可以避免具有不合适值的指令喷射量的校正。此外，在相对喷射量学习暂时异常的情况下，在相对喷射量学习从异常进行恢复时，迅速地执行使用相对喷射量学习值ΔQlrn#i来校正指令喷射量。

例如，本实施例产生了下面这些效果。

(1)提供了执行相对喷射量学习和微小喷射量学习的功能，并且在没有执行微小喷射量学习的区域内执行相对喷射量学习。因此，可以避免由于重复该学习而产生的复杂性。此外，对于明显影响排气特性的微量喷射，执行专用于微量喷射的学习的微小喷射量学习。因此，可以执行更加合适的学习来保持更好的排气特性。

(2)为多个区域中的每一个学习相对喷射量学习的学习值和微小喷射量学习的学习值，其中该多个区域根据供给到喷射器16的燃料的压力(燃料压力)来分开。因此，执行与燃料压力相对应的该学习。相应地，可以合适地处理喷射器16的喷射特性的燃料压力依赖性。

(3)在计算出瞬间扭矩等量值在每个气缸的固定间隔上的积分值之后，计算出所有气缸的积分值的平均值。然后，根据各自气缸的积分值和平均值之间的差值来计算出相对喷射量学习值ΔQlrn#i以作为喷射特性的学习值。因此，可以执行使这些气缸之间的喷射量变化平滑的燃料喷射控制。

(4)借助使用在QR编码中所编码出的学习值来设定相对喷射量学习值的初始值ΔQlrn0#i。因此，紧接在运输ECU30之后，可以执行根据相对喷射量学习校正喷射器16的工作。

(5)借助使用在QR编码中所编码出的学习值来计算出在这些气缸之间是均匀的、作为校正值的偏移量Δ。因此，不仅借助使用相对喷射量学习值ΔQlrn#i使喷射量在这些气缸之间是相等的，而且每个气缸的喷射量的绝对值被校正成根据标准喷射特性的值。

(6)在相对喷射量学习异常时，借助使用初始值ΔQlrn0#i来执行燃料喷射控制。因此，即使在相对喷射量学习异常时，可以抑制喷射器16的喷射特性的偏差量。

例如，上述实施例可以被改进和执行如下。

在上述实施例中，用来补偿喷射特性的偏差量的值作为喷射特性的学习值来学习。此外，例如，实际喷射量可以作为QR编码中所编码出的学习值或者微小喷射量学习值来学习。与相对喷射量学习有关的该学习值可以作为ΔQlrn0#ix(-1)来学习。

相对喷射量学习的方法不局限于图8所示的方法。例如，用来执行过滤的频率不是单一频率。只要这些方法借助使用发动机输出扭矩和实际喷射量之间的相关性来执行喷射特性的学习，就可以使用其它方法，其中该发动机输出扭矩从伴随各自气缸内的燃料喷射的曲轴8旋转波动中得到。

该方法不局限于学习这些区域中的每一个的相对喷射量学习的学习值的方法，其中这些区域借助喷射量和燃料压力来分开。例如，可以使用只用燃料压力来分开的区域。还是在这种情况下，在QR编码中所编码出的该学习值被转换成位于每个区域的中心位置上的、用于相对喷射量学习的值时，在中心位置附近使用学习值的插值计算的方法可以如在上述实施例中一样进行使用。

储存在运输之前所学习的学习值的方法不局限于使用QR编码的方法。此外，例如，可以使用用一维编码的方法。除了在运输作为产品的ECU30之前的正时之外，还学习用来补偿偏离标准特性的偏差量的、假定在燃料喷射控制中的学习值的正时可以是维护正时如更换喷射器16等等。

本发明应该不局限于所公开的实施例，而是在没有脱离附加权利要求所限定出的本发明范围的情况下可以以许多其它方式来实现。

Claims (13)

1.一种燃料喷射控制器，包括：

第一学习装置，该第一学习装置具有扭矩计算装置和估计装置，通过过滤所探测到的内燃机的输出轴的旋转速度的值，该扭矩计算装置计算出瞬间扭矩等量值以作为内燃机的输出轴每单位时间的扭矩等量值，该估计装置用于根据该瞬间扭矩等量值来估计出内燃机的喷射器的喷射特性；

第二学习装置，其具有喷射装置和学习装置，该喷射装置用于喷射用来执行使内燃机的输出轴的旋转速度的探测值符合目标值的反馈控制所需要的喷射燃料量的等分的喷射量，该学习装置用于在所述反馈控制时根据燃料喷射量学习喷射器的喷射特性，其中，

第一学习装置在除了第二学习装置执行学习的工作区域以外的内燃机工作区域内学习喷射器的喷射特性。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制器，其特征在于，第一学习装置学习根据供给到喷射器中的燃料的压力划分的每一个区域的喷射特性。

3.根据权利要求1所述的燃料喷射控制器，其特征在于，第一学习装置学习根据供给到喷射器中的燃料的压力和喷射器的燃料喷射量划分的每一个区域的喷射特性。

4.根据权利要求1所述的燃料喷射控制器，其特征在于，该内燃机是多缸内燃机，它具有多个气缸；及

第一学习装置具有：积分值计算装置，用于为每个气缸计算出在每个燃烧循环的恒定间隔上的瞬间扭矩等量值的积分值；积分值平均值计算装置，用于计算出所有气缸的积分值的平均值；及偏差学习装置，用于根据各自气缸的积分值和平均值之间的差值来学习这些气缸之间的喷射特性的偏差以作为喷射特性的学习。

5.根据权利要求4所述的燃料喷射控制器，其特征在于，还包括：

储存装置，其事先储存多个校正值，用于假设在燃料喷射控制器所执行的燃料喷射控制时，使喷射器的喷射特性符合标准喷射特性，这些校正值根据供给到喷射器中的燃料的压力来设定，其中

第一学习装置借助使用校正值来设定学习的初始值。

6.根据权利要求5所述的燃料喷射控制器，其特征在于，这些校正值还根据喷射器的燃料喷射量来进行设定。

7.根据权利要求5所述的燃料喷射控制器，其特征在于，还包括：

转换装置，该转换装置将这些校正值中的至少一个转换成用于每个气缸的根据供给到喷射器中的燃料压力来分开的每一个区域的学习值；

学习值平均值计算装置，其计算出所有气缸的转换值的平均值以作为校正值，该校正值在所有气缸之间是均匀的并且在喷射器根据第一学习装置所学习的偏差来进行工作时使用该校正值；及

设定装置，其设定转换值和这些转换值的平均值之间的差值以作为初始值。

8.根据权利要求7所述的燃料喷射控制器，其特征在于，转换装置使用这些校正值中的一个作为学习值。

9.根据权利要求8所述的燃料喷射控制器，其特征在于，转换装置根据与所选择的一个校正值相对应的燃料供给压力从这些校正值中选择一个作为学习值。

10.根据权利要求7所述的燃料喷射控制器，其特征在于，转换装置借助执行这些校正值的插值来计算出学习值。

11.根据权利要求10所述的燃料喷射控制器，其特征在于，转换装置选择这样的校正值，即这些校正值根据与所选择的校正值相对应的燃料供给压力用在插值中。

12.根据权利要求5-11任一所述的燃料喷射控制器，其特征在于，还包括：

确定装置，其确定在第一学习装置中存在或者没有存在学习的异常，其中

如果确定在第一学习装置中存在学习的异常，那么借助使用初始值而不是第一学习装置所学习的偏差值，燃料喷射控制器执行燃料喷射控制。

13.一种燃料喷射控制方法，包括：

通过过滤所探测到的内燃机的输出轴旋转速度的值，计算出瞬间扭矩等量值以作为内燃机的输出轴每单位时间的扭矩等量值和根据该瞬间扭矩等量值来估计出内燃机的喷射器的喷射特性的第一学习步骤；及

喷射用来执行使内燃机的输出轴的旋转速度的探测值符合目标值的反馈控制所需要的喷射燃料量的等分的喷射量和在该反馈控制时根据燃料喷射量学习喷射器的喷射特性的第二学习步骤；其中，

第一学习步骤在除了第二学习步骤执行学习的工作区域以外的内燃机工作区域内学习该喷射器的喷射特性。

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