CN102812227B - 燃料喷射控制装置 - Google Patents

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Abstract

该装置应用于装备有燃料供应系统的发动机并且在一个燃烧循环中通过多次喷射来从燃料喷射阀执行燃料喷射,其中,该燃油供应系统对燃料喷射阀供应升压的燃料,并且多次喷射包括前喷射和主喷射,前喷射和主喷射是以其间具有间隔的方式来被执行的。该装置基于由压力传感器检测的燃料喷射中的燃料压力的波动方式,来计算与前喷射的结束时刻相关的要求值(点划线)和实际值(实线)之间的偏差(APR)。基于发动机的运行状态分别设置目标主喷射时刻(Tsm)和目标前间隔(Tip)。基于该偏差(APR)、目标主喷射时刻(Tsm)和目标前间隔(Tip),该装置设置与前喷射的执行期相关的控制目标值。

Description

燃料喷射控制装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种燃料喷射控制装置,该燃料喷射控制装置对于设置在用以执行多次喷射的发动机中的燃料喷射所进行的燃料喷射的方式进行控制,其中,在所述多次喷射中,在一次燃烧循环中以多次分开的喷射来执行从燃料喷射阀进行的燃料喷射。
背景技术
[0002] 柴油发动机通常采用所谓的多次喷射过程,在该过程中,在一次燃烧循环中从燃料喷射阀进行的燃料喷射以多次分开的喷射来执行,以便降低燃烧声并且实现清洁排放。多次喷射的具体示例包括:在主喷射之前进行少量燃料的前喷射的喷射过程;在主喷射之后进行少量燃料的后喷射的喷射过程等。
[0003] 为了适当地实现多次喷射的执行效果,重要的是将喷射之间的间隔(喷射间隔)高度准确地调节到适合于发动机的实际运行状态的值。喷射间隔的调节通常是通过基于发动机在每个给定瞬间的运行状态(例如,发动机转速和进入的空气量)来控制燃料喷射阀的启动从而达到预期的最优值而进行的。
[0004] 应注意的是,如果执行从燃料喷射阀进行的燃料喷射,这引起在用于对燃料喷射阀供应燃料的燃料供应系统内出现压力脉动。在执行多次喷射的情况下,与未执行多次喷射的情况相比,从燃料喷射阀进行的燃料喷射的执行期非常短。因此,如果在多次喷射过程中出现于前段燃料喷射相关联的压力脉动,则后段燃料喷射的执行有时在压力脉动衰退之前开始。在这样的情况下,虽然燃料压力仍旧波动,但是后段燃料喷射被执行,导致引起燃料喷射阀的运行方式的不必要的改变的风险。如果运行方式的这种不必要的改变导致喷射间隔的改变,则多次喷射的执行效果可能无法适当地实现。
[0005] 根据例如在国际公开N0.2003/069146中的相关技术,已经提出,为了抑制前述压力脉动的不利影响,在每个给定瞬间基于发动机的运行状态(具体地,发动机转速)来计算校正项,并且用校正项来校正后段喷射的执行期。根据该相关技术的装置,虽然压力脉动的发生方式在发动机的不同运行状态下发生变化,但是通过基于从发动机的运行状态预期的最优值(适合于标准发动机的值)的控制,即所谓的基于期望的控制,抑制由压力脉动所引起的燃料喷射的运行特性(具体地,阀打开时刻或其阀打开持续时间)中的改变量。
[0006] 顺便提一下,由于多次喷射中的前段喷射的执行所出现的压力脉动根据发动机的运行状态而变化,并且还取决于包括燃料喷射阀的燃料供应系统中的初始的各个产品差异和时间依赖性改变。然后,不能通过执行相关技术的装置的前述基于预期的控制,即适合于标准发动机的控制,来抑制决取于燃料供应系统中初始的各个产品差异和时间依赖性改变的燃料喷射阀的运行特性的改变量。因此,即使采用了上述相关技术的装置,也不可能避免由于在多次喷射过程中执行前段喷射所引起的压力脉动的发生而招致燃料喷射阀的运行特性的不必要的改变,因此,不可能避免因燃料喷射阀的运行特性的不必要的改变而引起的在调节喷射间隔的过程中准确度的下降。
发明内容
[0007] 考虑到上述情景已经完成了本发明,并且提供了能够在执行多次喷射时调节喷射间隔的燃料喷射控制装置。
[0008] 根据本发明的一个方面,提供了一种燃料喷射控制装置,该燃料喷射控制装置应用于装备有燃料供应系统的发动机并且在燃烧循环中通过多次喷射执行从燃料喷射阀执行燃料喷射,其中燃料供应系统对燃料喷射阀供应处于升压状态下的燃料,该多次喷射至少包括前段喷射和后段喷射,前段喷射和后段喷射是以在该前段喷射和该后段喷射之间有间隔的方式执行的,该燃料喷射控制装置包括:燃料压力检测器,其被配置为对于当燃料喷射阀打开时随着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;偏差计算部,其被配置为基于由燃料压力检测器所检测到的燃料压力的波动方式,来计算在与前段喷射的执行期相关的要求值和实际值之间的偏差;以及前段喷射设置部,其被配置为基于发动机的运行状态,来分别地设置关于后段喷射的开始时刻的控制目标值和与前段喷射和后段喷射之间的喷射间隔相关的控制目标值,并且还被配置为基于分别设置的控制目标值和由偏差计算部计算出的偏差,来设置与前段喷射的执行期相关的控制目标值。
[0009]当执行从燃料喷射阀的燃料喷射时,燃料喷射阀内的燃料压力暂时下降。因此,通过监测燃料压力的波动方式,能够准确地掌握实际上执行燃料喷射的时段。此外,燃料喷射执行期的实际值和要求值之间的偏差能够通过将如所描述掌握的燃料喷射的实际执行期(实际值)与从关于执行期的控制目标值预期的燃料喷射的执行期(要求值)相比较来计笪并ο
[0010] 根据前述燃料喷射控制装置,虽然在与从燃料喷射阀进行的燃料喷射相关联的燃料供应系统中出现的压力脉动的发生方式取决于燃料供应系统中初始的各个产品差异或时间依赖性改变而变化,但是因由压力脉动所引起的燃料喷射阀的运行特性的改变(具体地,阀打开时刻和阀打开持续时间)所引起的前段喷射的实际执行期的偏差量能够基于由燃料压力检测器所检测到的燃料压力的波动方式类来掌握。然后,在考虑如上所掌握的前段喷射的实际执行期间的偏差量之后,能够设置后段喷射的开始时刻的控制目标值和点火间隔的控制目标值。此外,基于那些控制目标值,能够设置前段喷射的执行期的控制目标值。因此,能够精确地抑制前段喷射的实际执行期的不必要的改变的值能够被设置为前段喷射的执行期的控制目标值,并且能够准确地调节在多次喷射的执行期间的喷射间隔,而与燃料供应系统中的初始的各个产品差异或时间依赖性改变无关。
[0011] 此外,在燃料喷射控制装置中,偏差计算部可以计算在与前段喷射的结束时刻相关的要求值和实际值之间的偏差作为偏差。
[0012] 在执行多次喷射的情况下,在多次喷射中的喷射间隔中,在设置前段喷射的结束时刻和后段喷射的开始时刻之间的间隔过程中的准确度特别重要。根据前述结构,能够计算与前段喷射的结束时间相关的要求值和实际值之间的偏差,并且在考虑偏差的同时,能够设置前段喷射的执行期的控制目标值。因此,能够适当地设置喷射间隔使得前段喷射的结束时刻和后段喷射的开始时刻之间的间隔成为适合于实际状况的值。
[0013] 此外,在燃料喷射控制装置中,前段喷射设置部可以将与前段喷射的开始时刻相关的控制目标值以及与前段喷射的执行持续时间相关的控制目标值,分别设置作为与前段喷射的执行期相关的控制目标值。
[0014] 在执行多次喷射的情况下,对前段喷射的开始时刻和执行持续时间的设置自动地确定前段喷射的结束时刻。根据前述燃料喷射控制装置,在考虑前述偏差的同时,可能适当地进行对关于前段喷射的开始时刻和执行持续时间的各个控制目标值的设置。由于这一点,变得能够可将偏差抑制到小量的时刻设置为前段喷射的结束时刻,使得能够适当地设置前段喷射的结束时刻和后段喷射的开始时刻之间的间隔。
[0015] 此外,在燃料喷射控制装置,燃料供应系统可具有蓄压容器,该蓄压容器用于蓄积处于升压状态下的燃料并且被连接到燃料喷射阀,并且燃料喷射控制装置可以进一步包括调节部,该调节部被配置为基于发动机的运行状态来调节蓄压容器中的燃料压力,并且前段喷射设置部可以基于蓄压容器中的燃料压力,来分别地设置与前段喷射的开始时刻相关的控制目标值和与前段喷射的执行持续时间相关控制目标值。
[0016] 如果前段喷射的开始时刻改变,则在执行前段喷射时燃烧腔中的压力相应地改变,因此,从燃料喷射阀喷射的燃料量也改变。因此,在前段喷射的开始时刻改变的情况下,能够通过根据开始时刻的改变来改变前段喷射的执行持续时间从而抑制燃料喷射量的不必要的改变。此外,在其中蓄压容器中的燃料压力根据发动机的运行状态调节的装置中,在前段喷射的开始时刻改变固定量时出现的燃料喷射量的改变的程度根据蓄压容器中的燃料压力而变化。
[0017] 根据前述燃料喷射控制装置,由于基于蓄压容器中的燃料压力设置前段喷射的开始时刻和执行持续时间,所以能够通过设置前段喷射的开始时刻和执行持续时间适当地设置喷射间隔,并且能够适当地设置燃料喷射量。
[0018] 此外,前段喷射设置部可以基于与后段喷射的开始时刻相关的控制目标值和与喷射间隔相关的控制目标值,来计算与前段喷射的执行期相关的控制基值,并且基于偏差计算校正项,并且将其中在控制基值上反映校正项的值设置作为与前段喷射的执行期相关的控制目标值。
[0019] 此外,在燃料喷射控制装置中,前段喷射设置部可以以渐变的方式将计算的校正项改变成相对于偏差适当的值。
[0020] 根据前述燃料喷射控制装置,能够抑制校正项的急剧改变。因此,甚至在可能降低在设置校正项中的准确度的值被计算作为偏差的情况下,也能够抑制由于该计算所导致的在设置准确度上的下降。
[0021] 此外,在燃料喷射控制装置中,燃料喷射控制装置可以执行包括再后段喷射的燃料喷射,再后段喷射是在完成后段喷射的执行之后再一间隔后执行的喷射,并且燃料喷射控制装置进一步包括:校正部,其被配置为基于由燃料压力检测器所检测到燃料压力来校正与后段喷射的执行期相关的控制目标值;要求值计算部,其被配置为基于发动机的运行状态来计算在与后段喷射和再后段喷射之间的喷射间隔相关的要求值;以及后段喷射设置部,其被配置为基于其中在要求值上反映由校正部所作出的校正量的值,来设置与再后段喷射的执行期相关的控制目标值。
[0022]即使在与主喷射的执行相关联的燃料供应系统中出现的压力脉动的方式是固定的,在执行后段喷射时喷射间隔的变化也会引起燃料供应系统中燃料压力的变化,因此,导致燃料供应系统中燃料压力的波动方式的变化。因此,为了适当地调节在考虑压力脉动的效应之后的后喷射的燃料喷射量,关键是要准确地掌握实际喷射间隔。
[0023] 根据前述燃料喷射控制装置,在与后段喷射的执行期相关的控制目标值被校正的情况下,其中因控制目标值的校正反映在喷射间隔的要求值上而做出的校正量的值,即,接近实际喷射间隔的值,能够被用作设置与再后段喷射的执行期相关的控制目标值的基础。因此,虽然燃料供应系统中的压力脉动与后段喷射的执行相关联,但是再后段喷射的执行期能够以与在再后段喷射的执行时的压力脉动的效应相称的方式适当地设置。
[0024] 此外,在燃料喷射控制装置中,燃料压力检测器可以是附接到燃料喷射阀的压力传感器。
[0025] 根据前述燃料喷射控制装置,与在远离燃料喷射阀的位置检测燃料压力的装置相比,可能在接近燃料喷射阀的喷射孔的位置检测燃料压力,并且因此准确地检测与燃料喷射阀的打开相关联出现地燃料喷射阀中的燃料压力的下降。因此,能够基于燃料压力的波动方式准确地检测燃料喷射实际执行期,使得能够准确地计算前述偏差。
[0026] 此外,在燃料喷射控制装置中,发动机可具有多个汽缸,并且燃料供应系统可具有被配置为蓄积处于升压状态下的燃料的蓄压容器,并且为每个汽缸分别提供燃料喷射阀,并且燃料喷射阀分别地连接到蓄压容器,并且为发动机的每个汽缸分别提供燃料压力检测器,并且每个燃料压力检测器可被配置为对用于为燃料喷射阀中相应的一个燃料喷射阀供应燃料的燃料供应通道中的下述位置处的燃料压力进行检测,所述位置是在蓄压容器和燃料喷射阀的相应的一个燃料喷射阀的喷射孔之间。
[0027] 根据前述燃料喷射控制装置,在燃料喷射阀的运行特性随不同的汽缸而不同的多汽缸发动机中,从每个燃料喷射阀进行的燃料喷射中的喷射间隔能够基于由针对每个汽缸分别提供的燃料压力检测器中对应的一个所检测到的燃料压力而准确地设置。因此,能够高度准确地设置针对每个汽缸所执行的燃料喷射中的喷射间隔,使得能够抑制汽缸之间的喷射间隔的变化。
[0028] 此外,在燃料喷射控制装置中,燃料喷射阀可具有:压力腔,其运行使得该压力腔中的燃料压力推动针形阀到阀关闭侧;以及喷嘴腔,其被供应处于升压状态下的燃料,并且运行使得该喷嘴腔中的燃料压力推动针形阀到阀打开侧,并且燃料喷射阀通过降低压力腔中的燃料压力从而移动针形阀,来从喷射孔执行燃料喷射。
[0029] 在前述燃料喷射控制装置中,如果使压力腔中的燃料压力降低以打开燃料喷射阀,则喷嘴腔中的燃料压力相应地变得相对高,使得针形阀移动到阀打开侧。该燃料喷射阀的结构为通过利用从蓄压容器的喷嘴腔中供应的燃料压力来打开。因此,与针形阀直接由致动器驱动的燃料喷射阀的类型相比,在压力脉动出现在燃料供应系统中的情况下,燃料喷射阀易于受到压力脉动的影响。
[0030] 根据前述燃料喷射控制装置,能够在采用易于受到压力脉动影响的燃料喷射阀的装置中执行多次喷射时准确地调节喷射间隔。
附图说明
[0031] 下面将结合附图描述本发明的特征、优势,和技术和工业意义,在附图中相同的标号表示相同的元件,并且其中:
[0032]图1示出根据本发明的第一实施的燃料喷射控制装置所应用到的发动机的总体结构;
[0033] 图2是示出了图1中所示的燃料喷射阀的截面结构的截面图;
[0034]图3是示出了发动机的燃料喷射过程中的前喷射和主喷射之间的关系的示例的时间图;
[0035]图4是示出了发动机的燃料喷射过程中的燃料压力的时间波形和燃料喷射率的检测时间波形之间的关系的时间图;
[0036]图5是示出了发动机的燃料喷射过程中的主喷射的检测时间波形和基本时间波形之间的关系的示例的时间图;
[0037]图6是示出了发动机的燃料喷射过程中的主喷射的检测时间波形和基本时间波形之间的关系的另一示例的时间图;
[0038]图7是示出了在与发动机的燃料喷射的执行相关联的燃料供应系统中出现的压力脉动的示例的时间图;
[0039] 图8是示出了根据第一实施例的计算处理的处理过程的流程图;
[0040] 图9是示出了从图8中所示的过程继续的计算处理的处理过程的流程图;
[0041] 图10是示出了根据第一实施例的校正处理的处理过程的流程图;
[0042] 图11是示出了根据第一实施例的校正处理的另一处理过程的流程图;
[0043] 图12是示出了根据本发明的第二实施例的计算处理的处理过程的流程图;以及
[0044]图13是示出了在第二实施例的燃料喷射过程中的主喷射和后喷射之间的关系的示例的时间图。
具体实施方式
[0045] 下面将描述根据第一实施例的体现了本发明的燃料喷射控制装置。
[0046]图1示出根据该实施例的燃料喷射控制装置应用到的发动机的总体结构。如图1中所示,进气通道12连接到发动机10的汽缸11。空气通过进气通道12进入到发动机10的汽缸11中。顺便提及,该发动机10是具有多个汽缸11 (在该实施例中四汽缸#1至#4)的柴油发动机。在发动机10中,对于每个汽缸11单独安装将燃料直接喷射到汽缸11中的直接喷射型燃料喷射阀20。通过燃料喷射阀20的阀打开启动而喷射到发动机10的每个汽缸11中的燃料一旦与已经在汽缸11中被压缩并被加热的进入的空气相接触就被点燃并且燃烧。由于发动机10的汽缸11中的燃料的燃烧所产生的能量,活塞13被推动从而迫使曲轴14旋转。随着废气进入发动机10的排气通道15,由发动机10的汽缸11中的燃烧所产生的燃烧气体从发动机10的排气通道15排出。
[0047] 燃料喷射阀20经由分支通道31a分别连接到共轨34。燃料箱32经由供应通道31b连接到共轨34。供应通道31b设置有泵送燃料的燃料泵33。在该实施例中,其压力由燃料泵33的泵送而升高的燃料被存储在共轨34中,并且被供应到每个燃料喷射阀20中。在该实施例中,燃料喷射阀20、分支通道31a、供应通道31b、燃料泵33和共轨34组成燃料供应系统。
[0048] 返回通道35连接到每个燃料喷射阀20。返回通道35连接到燃料箱32。燃料喷射阀20内的燃料的一部分经由它们相应的返回通道35返回到燃料箱32。
[0049] 在下文中,将描述燃料喷射阀20的内部结构。图2示出燃料喷射阀20的截面结构。如图2中所示,针形阀22设置在燃料喷射阀20的壳体21内。该针形阀22被设置成可在壳体21中来回移动(可在图2中的上下方向移动)。始终推进针形阀22到喷射孔23的一侧(图2中的下侧)弹簧24设置在壳体21内。此外,在壳体21内,喷嘴腔25形成在针形阀22的两侧之一(在图2中其下侧)上,并且压力腔26形成在另一侧(图2中的上侦D上。
[0050] 喷嘴腔25设置有喷射孔23,喷射孔提供壳体21的内侧和外侧之间的连通。通过引入通道27从分支通道31a(从共轨34)对喷嘴腔25供应燃料。另一方面,压力腔26与喷嘴腔25通过形成在壳体21内的连通通道28连通。此外,压力腔26经由形成在壳体21内的排放通道30连接到返回通道35 (到燃料箱32)。
[0051] 在该实施例中采用的燃料喷射阀20是电驱动类型。特别地,压电致动器29设置在壳体21内,在压电致动器29中堆叠了响应于驱动信号的输入而膨胀和压缩的压电元件。阀体29a附接到压电致动器29。阀体29a布置在压力腔26内。因此,随着阀体29a通过启动压电致动器29而移动,连通通道28(喷嘴腔25)和排放通道30(返回通道35)之一与压力腔26选择性地相连通地连接。
[0052] 在该燃料喷射阀20中,当阀关闭信号被输入到压电致动器29时,压电致动器29压缩同时移动阀体29a,使得连通通道28和压力腔26彼此连通,并且返回通道35和压力腔26之间的连通被切断。因此,虽然禁止从压力腔26到返回通道35(到燃料箱32)排出燃料,但是喷嘴腔25和压力腔26彼此连接连通。因此,由于喷嘴腔25和压力腔26之间的压力差变得非常小,所以针形阀22通过弹簧24的力移动到针形阀22关闭喷射孔23的位置。因此,此时,假定不执行从燃料喷射阀20进行燃料喷射的状态(关闭的阀状态)。
[0053] 另一方面,当阀打开信号被输入到压电致动器29时,压电致动器29使阀体29a伸长同时移动阀体29a,使得通道28和压力腔26之间的连通被切断,并且返回通道35和压力腔26彼此连通。由此,虽然禁止燃料从喷嘴腔25到压力腔26的外流,但是压力腔26中的一部分燃料中通过返回通道35返回到燃料箱32。因此,压力腔26中的压力下降,使得压力腔26和喷嘴腔25之间的压力差变得更大。由于增加的压力差,针形阀22移动,克服弹簧24的力,离开喷射孔23。因此,此时,假定执行从燃料喷射阀20进行燃料喷射的状态(开放的阀状态)。
[0054] 因此,燃料喷射阀20运行使得压力腔26中的燃料压力推动针形阀22到阀关闭侦牝并且还运行使得喷嘴腔25中的燃料压力推动针形阀22到阀打开侧。然后,压力腔26中的燃料压力降低从而移动针形阀22,使得从喷射孔23进行燃料喷射。
[0055] 燃料喷射阀20与压力传感器41 一体化地是设置,该压力传感器41输出与引入通道27中的燃料压力PQ相称的信号。因此,与其中在远离燃料喷射阀20的位置检测例如共轨34(参见图1)等中的燃料压力的燃料压力的装置相比,该燃料喷射控制装置能够检测接近燃料喷射阀20的喷射孔23的位置的燃料压力并且因此准确地检测与打开燃料喷射阀20相关联地出现的燃料喷射阀20中的燃料压力的改变。顺便提及,为每个燃料喷射阀20,即,为发动机10的每个汽缸I提供一个如上所述的压力传感器41。
[0056] 如图1中所示,发动机10设置有各种传感器作为用于检测发动机10的运行状态的外围装置。除前述压力传感器41之外,传感器的示例还包括:曲轴传感器42,其用于检测曲轴14的旋转相位(曲轴角CA)和其转速(发动机转速NE);加速器传感器43,其用于检测加速器运行构件(例如,加速器踏板)的操作量(加速器操作量ACC);等。
[0057] 此外,为发动机10提供的外围装置例如是包括微型计算机等的电子控制单元40。电子控制单元40从各种传感器接收信号并且基于这些信号执行各种计算。然后,根据计算的结果,电子控制单元40执行与发动机10的运行相关的各种控制,诸如燃料喷射阀20的启动控制(燃料喷射控制)等。
[0058] 在该实施例中燃料喷射控制基本上按如下方式执行。首先,基于发动机10的运行状态(具体地,加速器操作量ACC和发动机转速NE),计算与燃料喷射量相关的控制目标值(目标燃料喷射量TQ)并且选择喷射模式。之后,基于目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE计算在选定的喷射模式下与各个燃料喷射相关的各种控制目标值。然后,燃料喷射阀20被单独地驱动以与控制目标值相称的方式打开。由此,适合于发动机运行状态的燃料量,以适合于每个给定瞬间的发动机10的运行状态的喷射模式,从每个燃料喷射阀20喷射到发动机10的汽缸11中对应的一个。
[0059] 顺便提及,在该实施例中,预先设置多个喷射模式,每一个均将主喷射与前喷射或后喷射组合,并且这些喷射模式被存储在电子控制单元40中。当将要执行燃料喷射控制时,选定喷射模式中的一个。计算与由诸如主喷射、前喷射、后喷射等的各种喷射所喷射的燃料量相关的控制目标值,以及与诸如主喷射的开始时刻、前喷射和主喷射之间的间隔(喷射间隔)等的各种喷射的执行时刻相关的控制值,来作为上述各种控制目标值。
[0060] 在该实施例中,结合前述燃料喷射控制的执行,执行对燃料泵33的启动控制(轨压控制)。执行轨压控制从而以与发动机10的运行状态相称的方式调节共轨34中的燃料压力(轨压)。具体地,根据目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE,来计算与前述轨压(目标轨压Tpr)相关的控制目标值。然后,控制燃料泵33的启动,使得实际轨压变得等于目标轨压Tpr,从而调节通过燃料泵33所泵送的燃料量。在该实施例中,该轨压控制起到调节部的作用。
[0061] 在该实施例中的发动机10中,执行多次喷射过程,其中在一次燃烧循环中通过多次分开的喷射进行从每个燃料喷射阀20执行的燃料喷射(具体地,主喷射与前喷射或后喷射的组合)。在多次喷射的执行中,为了适当地实现其效果,重要的是以与发动机10的实际运行状态相称的方式适当地调节喷射之间的间隔(喷射间隔)。基本上在该实施例中,对喷射间隔的调节是通过基于发动机10在每个给定瞬间的运行状态执行燃料喷射控制来进行的。
[0062] 在此处应注意的是,执行从燃料喷射阀20的燃料喷射导致被设置用于对燃料喷射阀20供应燃料的燃料供应系统中出现压力脉动。与不执行多次喷射的发动机相比,由于发动机10执行多次喷射,所以从每个燃料喷射阀20进行燃料喷射之间的执行间隔非常短。因此,当与前段燃料喷射(例如,前喷射)的执行相关联的压力脉动出现时,后段燃料喷射(例如,主喷射)有时在压力脉动衰退之前开始执行。在这种情况下,由于在燃料压力波动的同时执行后段喷射,存在引起燃料喷射阀20的运行方式的不必要的改变的风险。然后,如果这样的运行方式的不必要的改变改变了喷射间隔,则出现多次喷射的执行效果可能无法适当地实现的风险。
[0063] 顺便提及,燃料喷射阀20在该实施例中均被设计成使得针形阀22移到阀打开侧从而在压力腔26(图2)中的燃料压力降低到相对地增高喷嘴腔25中的燃料压力时打开。因此,在该实施例中采用的燃料喷射阀20均具有如下结构:在该结构中,通过利用从共轨34供应到喷嘴腔25中的燃料压力打开阀。因此,与采用其针形阀直接由致动器驱动的燃料喷射阀的装置相比,可以说当燃料供应系统中出现压力脉动时,燃料喷射控制装置易于受到压力脉动的影响。
[0064] 压力脉动在多次喷射中的前段喷射根据发动机10的运行状态变化时出现,并且还取决于包括燃料喷射阀20的燃料供应系统中的初始的各个产品的变化或时间依赖性改变而变化。仅通过基于发动机10的运行状态执行仅燃料喷射控制,即仅适合于标准发动机的控制,不能适当地抑制由燃料供应系统中初始的各个产品差异或时间依赖性改变所引起的燃料喷射阀20的运行特性中的改变量。
[0065] 考虑到这些情景,在该实施例中,为了补偿起因于燃料供应系统中初始的各个产品差异或时间依赖性改变的前喷射和主喷射之间的喷射间隔的误差,对与前喷射和主喷射的执行期相关控制目标值进行如下设置。
[0066]图3示出前喷射和主喷射之间的关系的示例。如图3中所示,首先,基于目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE,来计算与主喷射的开始时刻相关的控制目标值(目标主喷射时刻Tsm)和与前喷射和主喷射之间的喷射间隔相关的控制目标值(目标前间隔Tip)。
[0067] 此外,基于由压力传感器41在前喷射的先前执行中所检测到的燃料压力PQ的波动方式,检测前喷射的执行期(具体地,燃料喷射阀20的关闭操作完成的时刻(阀关闭操作完成时刻))(在图3中以实线示出)的实际值。此外,计算阀关闭操作完成时刻的实际值和要求值之间的偏差△ PR。顺便提及,在此处所使用的要求值是阀关闭操作完成时刻,通过在前喷射的执行中所使用的与前喷射的执行期相关的控制目标值(下述目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp)来确定。
[0068] 之后,基于目标主喷射时刻Tsm、目标前间隔Tip和偏差APR,设置与前喷射的开始时刻相关的控制目标值(目标前喷射时刻Tsp)和与前喷射的执行持续时间相关的控制目标值(目标前喷射持续时间Ttp)。
[0069] 通过以前述方式设置与主喷射和前喷射的执行期相关的各种控制目标值,实现下列运行和效果。由于前喷射的执行暂时地降低了燃料喷射阀20中的燃料压力,对燃料压力(具体地,燃料压力PQ)的波动方式的监测使得可以准确地掌握在前喷射的先前执行时前喷射实际上执行的时期。此外,通过将如上所述掌握的前喷射的实际阀关闭操作完成时刻(实际值)与基于各种控制目标值预期的阀关闭操作完成时刻(要求值)比较,能够计算阀关闭操作完成时刻的实际值和要求值之间的偏差。
[0070]因此,在该实施例的装置中,虽然在与前喷射的执行相关联的燃料供应系统中出现的压力脉动的波动方式取决于燃料供应系统中初始的各个产品差异或时间依赖性改变而变化,但是基于由压力传感器41所检测到的燃料压力PQ的波动方式,掌握由起因于压力脉动的波动方式的变化(具体地,阀打开时刻和阀打开持续时间的改变)的燃料喷射阀20的运行特性的改变所引起的前喷射的实际执行期的偏离量(偏差APR)。
[0071] 然后,在考虑如上所述掌握的前喷射的实际执行期的偏离量之后,能够基于目标主喷射时刻Tsm和目标前间隔Tip设置目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp,目标主喷射时刻Tsm和目标前间隔Tip是基于发动机10的运行状态设置的。由此,目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp能够被设置为能够精确地抑制前喷射的实际执行期的不必要的改变的值,使得能够准确地调节多次喷射的执行期间的喷射间隔,而与燃料供应系统中的初始的各个产品差异和时间依赖性改变无关。
[0072] 顺便提及,在图3中所示的示例中,由于前喷射的实际结束时刻迟于要求值,所以目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp被设置为使得结束时刻被设置在提前的时亥IJ。由此,在当前执行中将驱动信号输入到燃料喷射阀20中的时刻是比前喷射的先前执行中的对应时刻早了图3中以实心箭头示出的量的时刻。
[0073] 如果前喷射的开始时刻改变,则在前喷射的执行期间发动机1的汽缸11 (具体地,燃烧腔)中的压力出现对应的改变,从而从燃料喷射阀喷射的燃料量20也改变。因此,当前喷射的开始时刻要改变时,通过与开始时刻的改变相关联地改变前喷射的执行持续时间,能够抑制燃料喷射量的不必要的改变。此外,在该实施例的装置中,由于执行轨压控制,所以当前喷射的开始时刻改变时导致的燃料喷射量的改变程度根据轨压而变化。
[0074] 考虑到前述方面,该实施例采用前述轨压(具体地,用于计算目标轨压Tpr的参数的目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE)作为用于设置目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp所使用的参数。由此,通过设置目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp,能够适当地设置前喷射和主喷射之间的喷射间隔,并且能够适当地设置前喷射的燃料喷射量。
[0075] 在其中执行多次喷射的喷射模式被选定的情况下,如果多次喷射中的喷射之间的喷射间隔是通过基于预期的控制设置的,则喷射间隔由于燃料供应系统中的初始的各个产品差异或时间依赖性改变而不必要地改变。因此,如果在比较性示例的装置中,喷射间隔以相对短的时段来设置,喷射间隔的不必要的缩短可以导致喷射间隔为“0”,使得不可能执行多次喷射。因此,比较性示例的装置仅能设置提供有裕量的相对长时间作为喷射间隔。这种关于喷射间隔的设置的限制充当降低各次喷射的执行期的设置中的自由度的因素。
[0076] 根据该实施例,由于多次喷射中的喷射之间的喷射间隔能够以高准确度设置,所以能够与前述限制无关地设置短时段作为喷射间隔。因此,在设置多次喷射中的喷射的执行期中的自由度能够显著改善,使得能够执行在比较性示例的前述装置中无法实现的各种喷射模式中的燃料喷射。
[0077] 在下文中,将详细地描述基于燃料压力PQ检测前喷射的实际执行期的过程。图4示出燃料压力PQ的时间波形和燃料喷射量的检测时间波形之间的关系。
[0078] 如图4中所示,在该实施例中,检测燃料喷射阀20的阀打开操作(具体地,针形阀22移动到阀打开侧)的时刻(阀打开操作开始时刻Tos)、燃料喷射率变得最大的时刻(最大喷射率达到时刻Toe)、燃料喷射率下降开始的时刻(喷射率下降开始时刻Tcs)以及料喷射阀20的阀关闭操作(具体地,针形阀22移动到阀关闭侧)完成的时刻(阀关闭操作完成时刻Tce)。
[0079] 首先,计算就在燃料喷射阀20的阀打开操作开始之前的预定时段Tl期间燃料压力PQ的平均值,并且将该平均值存储作为基准压力Pbs。使用该基准压力Pbs作为对应于在阀关闭时燃料喷射阀20中的燃料压力的压力。
[0080] 接下来,计算通过从基准压力Pbs减去预定压力Pl所获得的值,作为运行压力Pac ( = Pbs-Pl)。该预定压力Pl是对应于如下改变量的压力:尽管假设针形阀22在燃料喷射阀20的打开驱动或阀关闭驱动期间在阀关闭位置,但还是出现的燃料压力PQ的改变量,即不对针形阀22的移动做贡献的燃料压力PQ的改变量。
[0081] 之后,计算在燃料压力PQ在燃料喷射开始执行之后立即下降的期间的燃料压力PQ的一阶微分值。然后,找到在一阶微分值变得最小的点处燃料压力PQ的时间波形的切线LI,并且计算切线LI和运行压力Pac的交点。与在时间上比交点A早了燃料压力PQ的检测延迟量的点AA相对应的时刻具体地被确定为阀打开操作开始时刻Tos。前述检测延迟是对应于燃料压力PQ的改变时刻相对于燃料喷射阀20的喷嘴腔25 (参见图2)中的压力变化的时刻的延迟的持续时间,并且是归因于喷嘴腔25和压力传感器41之间的距离等的延迟。
[0082] 此外,计算在燃料压力PQ在紧跟着燃料喷射的执行起动的暂时降低之后上升的时段期间燃料压力PQ的一阶微分值。然后,找到在一阶微分值变得最大的点处燃料压力PQ的时间波形的切线L2,并且计算切线L2和运行压力Pac的交点B。与在时间上比交点B早了检测延迟量的点BB相对应的时刻具体地被确定为阀关闭操作完成时刻Tee。
[0083] 而且,计算切线LI和切线L2的交点C,并且找出交点C处的燃料压力PQ和运行压力Pac之间的差(S卩,推测的压力下降ΛΡ( = Pac-PQ))。此外,计算推测的压力下降ΛΡ和基于目标燃料喷射量TQ和目标轨压Tpr设置的增益Gl的乘积,作为推测的最大燃料喷射率VRt(= APXGDo此外,计算推测的最大燃料喷射率VRt和基于目标燃料喷射量TQ和目标轨压Tpr设置的增益G2的乘积,作为最大喷射率Rl ( = VRt X G2)。
[0084] 之后,具体地确定比交点C早了检测延迟量的时刻CC以及燃料喷射率等于时刻CC处的推测的最大燃料喷射率VRt的点D。然后,与最大喷射率Rt和连接点D与阀打开操作开始时刻Tos (更具体地,燃料喷射量在时刻Tos处变成“O”的点)的直线L3的交点E相对应的时刻具体地被确定为最大喷射率达到时刻Toe。
[0085] 此外,与最大喷射率Rl和连接点D与阀关闭操作完成时刻Tce (具体地,燃料喷射量在时刻Tce处变成“O”的点)的直线L4的交点F相对应的时刻具体地被确定为喷射率下降开始时刻Tcs。
[0086] 而且,由阀打开操作开始时刻Tos、最大喷射率达到时刻Toe、喷射率下降开始时刻Tcs、阀关闭操作完成时刻Tce和最大喷射率Rt所形成的梯形时间波形被用作关于前喷射的燃料喷射率的检测时间波形。顺便提及,在该实施例中,以与检测前喷射相关的检测时间波形基本相同的检测方法,检测与主喷射和后喷射相关的检测时间波形,并且在燃料喷射控制中使用由此检测到的检测时间波形。在该实施例中,前述检测波形用作与燃料喷射的执行期相关的实际值。
[0087] 此外,在根据该实施例的装置中,为了以与发动机10的运行状态相称的方式适当地执行主喷射和后喷射,以基于燃料压力PQ所检测到的燃料喷射率的检测波形为基础,校正与主喷射和后喷射的执行期相关的各种控制目标值。
[0088] 下面将通过使用主喷射的执行期的控制目标值被校正的执行方式作为示例来描述前述校正的执行方式。首先,基于发动机10的运行状态,诸如加速器操作量ACC、发动机转速NE等,设置与主喷射的燃料喷射率的时间波形(基本时间波形)相关的基值。顺便提及,在该实施例中,预先基于实验或模拟的结果找出发动机10的运行状态和适合于发动机10的该运行状态的基本时间波形之间的关系,并且将该关系存储电子控制单元40中。然后,电子控制单元40基于预先存储的关系根据在每个给定瞬间发动机10的运行状态计算基本时间波形。
[0089] 图5示出关于主喷射的检测时间波形(实线)和基本时间波形(点划线)之间的关系的示例。如图5中所示,在此处设置的基本时间波形是由阀打开操作开始时刻Tosb、最大喷射率达到时刻Toeb、喷射率下降开始时刻Tcsb、阀关闭操作完成时刻Tceb和最大喷射率Rtb限定的梯形时间波形。然后,将基本时间波形与检测时间波形相比较。基于比较的结果,计算用于校正主喷射的开始时刻的控制目标值(目标主喷射时刻Tsm)的校正项Kml和用于校正主喷射的执行持续时间的控制目标值(目标主喷射持续时间Ttm)的校正项Km2和Km3。具体地,对这些校正项Kml、Km2和Km3的计算如下进行。
[0090] 为了计算校正项Kml,首先计算基本时间波形上的阀打开操作开始时刻Tosb和检测时间波形上的阀打开操作开始时刻Tos之间的差。然后,基于该差ATos以及目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE,计算能够补偿差Δ Tos的值作为校正项Kml。
[0091] 在执行燃料喷射控制时,计算通过将校正项Kml加上根据目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE计算的目标主喷射时刻Tsm所获得的值,作为最终目标主喷射时刻Tsm。通过以这种方式计算目标主喷射时刻Tsm,基本时间波形上的阀打开操作开始时刻Tosb和检测波形上的阀打开操作开始时刻Tos之间的偏离能够被抑制到很小的量,使得能够以与发动机10的运行状态相称的方式准确地设置主喷射的开始时刻。
[0092] 另一方面,为了计算校正项Km2,首先计算基本时间波形上的喷射率下降开始时刻Tcsb和检测时间波形上的喷射率下降开始时刻Tcs之间的差。然后,基于该差ATcs以及目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE,计算能够补偿差Δ Tcs的值作为校正项Km2。
[0093] 图6示出关于主喷射的检测时间波形(实线)和基本时间波形(点划线)之间的关系的另一示例。如图6中所示,为了计算校正项Km3,首先,计算在基本时间波形和检测时间波形之间燃料喷射率的改变速度之差。具体地,计算连接阀打开操作开始时刻Tos和最大喷射率达到时刻Toe的线段的斜率与连接阀打开操作开始时刻Tosb和最大喷射率达到时刻Toeb的线段的斜率之间的差ARup,作为在基本时间波形和检测时间波形之间燃料喷射率的提高速度的差。计算连接喷射率下降开始时刻Tcs和阀关闭操作完成时刻Tce的线段的斜率与连接喷射率下降开始时刻Tcsb和阀关闭操作完成时刻Tceb线段的斜率之间的差ARdn,作为在基本时间波形和检测时间波形之间燃料喷射率的下降速度的差。在该实施例中,差ARup和ARdn被计算作为与基本时间波形和检测时间波形之间的面积的差高度相关的值。然后,作为校正项Km3,基于差Λ Rup和Λ Rdn、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE,计算能够补偿基本时间波形的面积(具体地,由波形上的燃料喷射率和燃料喷射率为“O”的线所限定的区域的面积)和检测时间波形的面积(由波形上的燃料喷射率和燃料喷射率为“O”的线所限定的区域的面积)之间的差的值。
[0094] 在执行燃料喷射控制时,计算通过将校正项Km2和Km3加上根据目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE计算的目标主喷射持续时间Ttm所获得的值,作为最终目标主喷射持续时间Ttm。
[0095] 通过以这种方式计算目标主喷射持续时间Ttm,基本时间波形上的喷射率下降开始时刻Tcsb和检测波形上的喷射率下降开始时刻Tcs之间的偏离能够被抑制到很小的量,使得能够以与发动机10的运行状态相称的方式准确地设置燃料喷射量在主喷射中开始下降的时刻。
[0096] 顺便提及,在燃料喷射率的提高速度或下降速度在基本时间波形和检测时间波形之间不同的情况下,虽然阀打开开始时刻和喷射率下降开始两者在基本时间波形和检测时间波形之间相同,但是存在如下可能性:基本时间波形的面积和检测时间波形的面积可能不相等,并且燃料喷射量可能偏离适合于发动机10的运行状态的量。然而,在该实施例中,基本时间波形和检测时间波形之间的面积差由于用校正项Km3来校正而被抑制到很小的量,使得主喷射中的燃料喷射量被准确地调节到适合于发动机10的运行状态的量。
[0097] 顺便提及,由于执行了轨压控制,所以在目标主喷射时刻Tsm以定值改变的情况下的阀打开开始时刻的改变量或在目标主喷射持续时间Ttm以定值改变的情况下燃料喷射率下降开始时刻的改变量根据轨压而变化。在该实施例中,将前述轨压(具体地,作为用于计算目标轨压Tpr的参数的目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE)采纳为用于计算校正项Kml、Km2和Km3所使用的计算参数。因此,校正项Kml、Km2和Km3能够以与每个给定瞬间的当前轨压相称的方式适当地计算。
[0098] 此外,在该实施例中,以基于燃料压力PQ检测到的燃料喷射率的检测时间波形为基础,校正与后喷射的执行期相关的各种控制目标值,类似于与主喷射的执行期相关的控制目标值。在该实施例中,后喷射用作跟在后段喷射的执行完成之后的一个间隔执行的再后段喷射。
[0099] 具体地,基于发动机10的运行状态设置与后喷射相关的基本时间波形。然后,基于基本时间波形和检测时间波形之间的比较结果,计算用于校正与后喷射的开始时刻相关的控制目标值(目标后喷射时刻TsaA)的校正项Kal和用于校正与后喷射的执行持续时间相关的控制目标值(目标后喷射持续时间TtaA)的校正项Ka2和Ka3。
[0100] 在执行燃料喷射控制时,计算通过将前述校正项Kal加上基于目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE计算的目标后喷射时刻TsaA所获得的值,作为最终目标后喷射时刻TsaA。此外,计算通过将校正项Ka2和Ka3加上基于目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE计算的目标后喷射持续时间TtaA所获得的值,作为最终目标后喷射持续时间TtaA。
[0101] 如在图7中所示的示例中,当执行燃料喷射时(在时间til至tl2),燃料压力PQ由于在燃料供应系统中出现的压力脉动而波动。因此,如从图7明显的是,如果图示中所示的燃料喷射作为前段喷射被执行,然后执行如在图示中以两点划线所示的后段喷射(时间tl3至tl4),并且与后段喷射的执行相关联的燃料压力PQ的波动方式经由压力传感器41检测,则燃料压力PQ的时间波形变成包括由压力脉动所引起的与前段喷射的执行相关量的波动量加上与后段喷射的执行相关联的燃料压力PQ的波动量的波形。因此,如果检测时间波形仅基于在执行多次喷射时的燃料压力PQ而形成,则存在如下风险:检测时间波形的形成的准确度可能下降由压力脉动所引起的波动量,该压力脉动由前段喷射的执行引起。顺便提及,在该实施例中,在执行前喷射的情况下,前喷射用作前段喷射,并且主喷射用作后段喷射。此外,在执行后喷射情况下,主喷射用作前段喷射,并且后喷射用作后段喷射。
[0102] 考虑到这些情景,该实施例被构建为使得在执行后段喷射时,从由压力传感器41检测到的燃料压力PQ中去除由压力脉动所引起的波动量,并且基于减少的燃料压力PQ的波动方式形成检测时间波形。具体地,基于目标燃料喷射量TQ、发动机转速NE和喷射间隔,计算能够抵消由压力脉动所引起的波动量的校正时间波形。然后,组合校正时间波形和燃料压力PQ的时间波形。因此,基于去除与前段喷射的执行相关联地出现的压力脉动所引起的波动量所获得的值,准确地形成检测时间波形,使得能够基于检测时间波形准确地校正与后段喷射的执行期相关的控制目标值。
[0103] 在图7中所示的示例中,在存在可以执行后段喷射的可能性的时段期间(时间tl3至tl4),可能存在不同方式的燃料压力PQ的波动,即,在图7中以实线示出的起因于前段喷射的执行的波动方式,以及在图7中以点划线示出的起因于前段喷射的执行的波动方式。如从该图示明显的是,即使在与主喷射的执行相关联的燃料供应系统中出现的压力脉动的方式是固定的,主喷射和后喷射之间的喷射间隔的变化也会导致在后喷射执行期间压力脉动效应的变化,并且因此导致燃料供应系统中燃料压力的波动方式的变化。因此,喷射间隔的变化导致例如校正时间波形的计算准确度的下降,进而导致关于后喷射的检测时间波形的形成准确度的下降。因此,喷射间隔的变化导致压力脉动对于后喷射的燃料喷射量的效应的变化。因此,为了适当地调节考虑压力脉动效应之后的后喷射的燃料喷射量,关键是要准确地掌握实际喷射间隔。
[0104] 在该实施例中,为了执行后喷射,基于发动机10的运行状态计算目标后喷射时刻TsaA和目标后喷射持续时间TtaA,并且驱动燃料喷射阀20打开,使得通过目标后喷射时刻TsaA和目标后喷射持续时间TtaA所确定的执行期和实际执行时间等于彼此。具体地,通过基于发动机10的运行状态所执行的基于预期的控制来设置主喷射和后喷射之间的喷射间隔。
[0105] 因此,在执行与主喷射的执行期相关的控制目标值时,有时发生喷射间隔不必要地改变。具体地,由于执行通过校正项Kml校正目标主喷射时刻Tsm和通过校正项Km2校正目标主喷射持续时间Ttm,使得与燃料喷射率相关的基本时间波形和检测时间波形变得相等,所以执行这些校正不容易改变主喷射和后喷射之间的喷射间隔。另一方面,执行通过校正项Km3校正目标主喷射持续时间Ttm,从而引起与燃料喷射相关的基本时间波形和检测时间波形之间的喷射率下降开始时刻和阀关闭操作完成时刻的偏离,使得基本时间波形的面积和检测时间波形的面积变得相等。因此,在目标主喷射持续时间Ttm通过前述校正而改变的情况下,主喷射和后喷射之间的喷射间隔改变。
[0106] 因此,如果通过校正项Km3校正目标主喷射持续时间Ttm,则出现根据发动机10的运行状态预期的主喷射和后喷射之间的喷射间隔与主喷射和后喷射之间的实际喷射之间的间隔的偏离。在这种情况下,针对形成与后喷射相关的检测时间波形所计算的校正时间波形偏离能够适当地去除由压力脉动所引起的燃料压力PQ的波动量的波形。这种偏离成为降低后喷射燃料喷射量的调节的准确度的因素。
[0107] 考虑到该方面,在该实施例中,在通过校正项Km3校正目标主喷射持续时间Ttm的情况下,校正项Km3反映在用于计算校正时间波形所使用的喷射间隔(具体地,在后喷射的先前执行中使用的喷射间隔的要求值)中。
[0108] 由于这一点,基于接近实际喷射间隔的值计算校正时间波形,使得能够基于校正时间波形准确地形成检测时间波形。然后,通过基于检测时间波形和基本时间波形之间的比较来设置目标后喷射时刻TsaA和目标后喷射持续时间TtaA,在执行后喷射时以与燃料供应系统中压力脉动的效应相称的方式适当地设置后喷射的执行期。顺便提及,关于该实施例的装置,认为在设置主喷射和后喷射之间的喷射间隔上的准确度不是非常重要,并且认为在后喷射时在调节燃料喷射量上的准确度很重要。
[0109] 将详细地描述计算与每次喷射的执行期相关的控制目标值的处理(计算处理)以及校正与主喷射和后喷射的执行期相关的控制目标值的处理(校正处理)。
[0110] 首先,参考图8和图9,将详细描述前述计算处理的处理过程。顺便提及,图8和9是具体示出了计算处理的处理过程的流程图。流程图中所示的一系列处理由电子控制单元40每隔预期时段作为中断处理来执行。
[0111] 如图8中所示,首先在该处理中,基于加速器操作量ACC和发动机转速NE计算目标燃料喷射量TQ (步骤S101)。顺便提及,在该实施例中,基于实验或模拟结果预先找到通过加速器操作量ACC和发动机转速NE所确定的发动机10的运行状态与适合于发动机10的运行状态的目标燃料喷射量TQ之间的关系,并且将该关系存储在电子控制单元40中。在步骤SlOl的处理中,基于预先存储的关系计算目标燃料喷射量TQ。
[0112] 此外,基于目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE,计算目标主喷射时刻Tsm和目标主喷射持续时间Ttm(步骤S102)。在该实施例中,基于实验和模拟结果预先找到通过目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE所确定的发动机10的运行状态与适合于发动机10的运行状态的目标主喷射时刻Tsm之间的关系,以及发动机10的运行状态和适合于运行状态的目标主喷射持续时间Ttm之间的关系,并且将这些关系存储在电子控制单元40中。在步骤S102的处理中,目标主喷射时刻Tsm和目标主喷射持续时间Ttm被基于它们相应的关系分别计算。
[0113] 之后,确定发动机10的运行的当前区域是否为预喷射的执行区域(步骤S103)。然后,如果当前运行区域是执行前喷射的区域(在步骤S103中为“是”),则执行计算与前喷射的执行期相关的控制目标值的处理。
[0114] 首先,基于目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE计算目标前间隔Tip和目标前喷射量TQp (步骤S104)。在该实施例中,基于实验和模拟结果预先找到通过目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE所确定的发动机10的运行状态与适合于发动机10的运行状态的目标前间隔Tip之间的关系,以及发动机10的运行状态和目标前喷射量TQp之间的关系,并且将这些关系存储在电子控制单元40中。在步骤S104的处理中,目标前间隔Tip和目标前喷射量TQp被基于它们相应的关系分别计算。顺便提及,计算与前喷射的开始时刻和主喷射的开始时刻之间的间隔相关的控制目标值,作为目标前间隔Tip。
[0115] 之后,基于目标主喷射时刻Tsm、目标前间隔Tip和目标前喷射量TQp,计算目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp (步骤S105)。在该实施例中,基于实验和模拟结果预先找到通过目标主喷射时刻Tsm、目标前间隔Tip和目标前喷射量TQp所确定的发动机10的运行状态与适合于发动机10的运行状态的目标预喷射时刻Tsp之间的关系,以及发动机10的运彳丁状态和目标如喂'射持续时间Ttp之间的关系,并且将这些关系存储在电子控制单元40中。在步骤S105的处理中,目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp被基于它们相应的关系分别计算。
[0116] 之后,确定是否存在前喷射的执行历史(图9中的步骤S106)。然后,如果存在前喷射的执行历史(在步骤S106中为“是”),则基于在前喷射的先前执行时所检测到的燃料压力PQ的波动方式,计算前喷射的结束时刻的要求值和实际值之间的偏差(如上所述的偏差APR(参见图3))(步骤S107)。具体地,基于燃料压力PQ的波动方式形成检测时间波形,并且计算检测时间波形上的阀关闭操作完成时刻Tce (实际值)和通过目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp所确定的前喷射的结束时刻(要求值)之间的差,作为偏差APRo在该实施例中,步骤S107的处理用作偏差计算部。
[0117] 然后,基于偏差Λ PR,更新用于计算校正目标前喷射时刻Tsp的校正项Kpl的计算映射和用于计算校正目标前喷射持续时间Ttp的校正项Κρ2的计算映射(步骤S108)。具体地,基于偏差Δ PR、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE,计算能够补偿差Δ R的值(临时值VRl和VR2)。然后,基于临时值VRl和VR2,从与基于目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE确定的发动机10的运行状态相对应的(校正项Kpl和校正项Κρ2的)映射值渐变的值,被存储作为它们相应的计算映射中的新映射值。这些新映射值是例如满足下列关系表达式的值:
[0118] 校正项Kpl —存储的校正项Kpl+临时值VRlXn
[0119] 校正项Κρ2 —存储的校正项Κρ2+临时值VR2Xn
[0120]其中 0〈η〈1
[0121] 之后,基于目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE计算校正项Kpl和Kp2(步骤S109)。然后,将通过校正项Kpl加上目标前喷射时刻Tsp所获得的值(值=Tsp+Kpl)设置为最终目标前喷射时刻Tsp,并且将通过校正项Kp2加上目标前喷射持续时间Ttp所获得的值(值=Ttp+Kp2)设置为最终目标前喷射持续时间Ttp (步骤SI 10)。
[0122] 因此,通过将校正项Kpl和Kp2计算为对于偏差Δ PR适合的渐变值(前述临时值VRl和VR2),能够抑制校正项Kpl和Κρ2的急剧改变。因此,即使在具有由于噪声影响或发动机10运行状态的急剧改变而导致降低在设置校正项Kpl和Κρ2上的准确度的风险的值的情况下,也能够抑制由计算的偏差APR导致的校正项Kpl和Κρ2的计算准确度的下降。这使得能够抑制在设置目标前喷射时刻Tsp或目标前喷射持续时间Ttp上的准确度的下降。顺便提及,在该实施例中,在步骤S105的处理(图8)中计算的目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp用作与前段喷射的执行期相关的控制基本值,并且在步骤SllO的处理(图9)中设置的目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp用作与前段喷射的执行期相关的控制目标值。此外,步骤S103(图8)至步骤SllO(图9)的处理用作前段喷射设置部。
[0123] 另一方面,在不存前喷射的执行历史的情况下(在步骤S106中为“否”),既不执行更新计算映射的处理,也不执行校正目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp的处理(即,跳过步骤S107至步骤SllO的处理)。在这种情况下,将在步骤S105的处理(图8)中所计算的值设置为最终目标前喷射时刻Tsp和最终目标前喷射持续时间Ttp。
[0124] 在发动机10的运行区域不在执行前喷射的区域中的情况下(在步骤S103中为“否”),不执行设置前喷射的执行期的控制目标值的处理(即,跳过步骤S104至SllO的处理)。
[0125] 在以前述方式执行设置与前喷射的执行期相关的控制目标值的处理之后,确定发动机10的运行状态是否在执行后喷射的区域中(图9中的步骤S111)。
[0126] 在发动机10的运行区域在执行后喷射的区域中的情况下(在步骤Slll中为“是”),根据目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE计算目标后喷射时刻TsaA和目标后喷射持续时间TtaA (步骤SI 12)。在该实施例中,基于实验和模拟结果预先找到通过目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE所确定的发动机10的运行状态与适合于发动机10的运行状态的目标后喷射时刻TsaA之间的关系,以及发动机10的运行状态和目标后喷射持续时间TtaA之间的关系,并且将这些关系存储在电子控制单元40中。在步骤S112的处理中,目标后喷射时刻TsaA和目标后喷射持续时间TtaA被基于它们相应的关系分别计算。
[0127] 在发动机10的运行区域不在执行后喷射的区域中的情况下(在步骤Slll中为“否”),不执行设置与后喷射的执行期相关的控制目标值的处理(即,跳过步骤S112),暂时结束流程图的处理。
[0128] 如上所述,在根据该实施例的计算处理中,计算与喷射的开始时刻相关的控制目标值(目标前喷射时刻Tsp、目标主喷射时刻Tsm和目标后喷射时刻TsaA),并且计算与喷射的执行持续时间相关的控制目标值(目标前喷射持续时间Ttp、目标主喷射持续时间Ttm和目标后喷射持续时间TtaA)。
[0129] 然后,在燃料喷射控制中,考虑从电子控制单兀40输出阀打开信号直至燃料喷射阀20的阀打开操作的时间(即,阀打开延迟时间),电子控制单元40在某一时刻为每次喷射单独地输出阀打开信号到燃料喷射阀20,使得能够使实际开始时刻和与开始时刻相关的控制目标值彼此符合。此外,考虑从电子单元40输出阀打开信号直至燃料喷射阀20的关闭操作开始的时间(即阀关闭延迟时间),电子控制单元40针对在某一时刻为每次喷射单独地输出阀关闭信号信号到燃料喷射阀20,使得能够使实际执行持续时间和与执行持续时间(具体地,从阀打开操作开始时刻到喷射率下降开始时刻的时间)相关的控制目标值彼此相等。通过执行如上所述的前述燃料喷射控制,适合于在每个给定瞬间发动机10的运行状态的燃料量以适合于发动机10的运行状态的喷射模式从每个燃料喷射阀20喷出,然后被供应到发动机10的对应的汽缸11中。
[0130] 接下来,将参考图10和图11详细地描述前述校正处理的处理过程。顺便提及,图10和图11是示出了校正处理的具体处理过程的流程图。流程图中的每一个所示的一系列处理作为中断处理由电子控制单元40每隔预定的时段执行。图10示出在主喷射作为继作为前段喷射的前喷射的执行之后的后段喷射来执行的情况下,校正与主喷射的执行期相关的控制目标值(即,目标主喷射时刻Tsm和目标主喷射持续时间Ttm)的处理的处理过程。图11示出在后喷射作为继作为前段喷射的主喷射的执行之后的后段喷射来执行的情况下,校正与后喷射的执行期相关的控制目标值(即,目标后喷射时刻TsaA和目标后喷射持续时间TtaA)的处理的处理过程。
[0131] 首先,将参考图10描述用于校正与后喷射的执行期相关的控制目标值的校正处理的处理过程。如图10中所示,在校正与主喷射的执行期相关的控制目标值的处理中,首先确定当前情形是否为存在出现与前喷射的执行相关联的压力脉动的效应的情形(步骤S201)。在该步骤中,基于发动机转速NE和目标前间隔Tip确定是否在由于出现与前喷射的执行相关联的压力脉动导致燃料压力PQ波动时即将开始执行主喷射。
[0132] 如果确定当前情形是存在压力脉动的效应的情形(在步骤S201为“是”),则读入在前喷射的先前执行中使用的目标前间隔Tip、目标燃料喷射量TQ (i)和发动机转速NE (i)(步骤S202)。之后,基于目标前间隔Tip (i)、目标燃料喷射量TQ (i)和发动机转速NE (i)计算校正时间波形,并且将该校正时间波形与在主喷射的先前执行时检测到的燃料压力PQ的时间波形组合(步骤S203)。
[0133] 另一方面,如果确定当前情形是不存在压力脉动的效应的情形(在步骤S201中为“否”),则即不执行计算校正时间波形的处理也不执行组合校正时间波形与燃料压力PQ的时间波形的处理(即,跳过步骤S202和S203的处理)。
[0134] 之后,基于燃料压力PQ的时间波形形成主喷射的检测时间波形(步骤S204)。然后,基于加速器操作量ACC和发动机转速NE来设置主喷射的基本时间波形(步骤S205)。然后,将检测时间波形与基本时间波形相比较。
[0135] 然后,计算基本时间波形上的阀打开操作开始时刻Tosb和检测时间波形上的阀打开操作开始时刻Tos之间的差Λ Tos (步骤S206),并且基于差Λ Tos、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE来计算校正项Kml (步骤S207)。在该实施例中,基于实验或模拟结果预先找到通过差△ Tos、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE所确定的情形与能够精确地补偿差ATos的校正项Kml之间的关系,并且将该关系存储在电子控制单元40中。基于该关系,在步骤S207的处理中计算校正项Kml。
[0136] 此外,计算基本时间波形上的喷射率下降开始时刻Tcsb和检测时间波形上的喷射率下降开始时刻Tcs之间的差ATcs(步骤S208)。然后,基于差ATcs、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE来计算校正项Km2 (步骤S209)。在该实施例中,基于实验和模拟结果预先找到通过差△ Tcs、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE所确定的情形与能够精确地补偿差ATcs的校正项Km2之间的关系,并且将该关系存储在电子控制单元40中。基于该关系,在步骤S209的处理中计算校正项Km2。
[0137] 而且,计算在基本时间波形和检测时间波形之间燃料喷射率的提高速度的差ARup,以及在基本时间波形和检测时间波形之间燃料喷射率的下降速度的差ARdn(步骤S210)。然后,基于差Arup、差Δ Rdn、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE来计算校正项Km3(步骤S211)。在该实施例中,基于实验和模拟结果预先找到通过差ARup和ARdrug标燃料喷射量TQ和发动机转速NE所确定的情形与能够精确地补偿基本时间波形和检测时间波形之间的面积差的校正项Km3之间的关系,并且将该关系存储在电子控制单元40中。然后,基于该关系,在步骤S211的处理中计算校正项Km3。
[0138] 在如上所述计算校正项Kml、Km2和Km3之后,暂时结束该处理。然后,通过校正项Kml校正目标主喷射时刻Tsm,并且通过校正项Km2和Km3校正目标主喷射持续时间Ttm,使得主喷射的执行期和由主喷射提供的燃料喷射量将被适当地设置从而适合于发动机10的运行状态。
[0139] 接下来,将参考图11描述用于校正与后喷射的执行期相关的控制目标值的校正处理。如图11中所示,在校正与后喷射的执行期相关的控制目标值的处理中,首先确定当前情形是否为存在出现与主喷射的执行相关联的压力脉动的效应的情形(步骤S301)。在该步骤中,基于加速器操作量ACC和发动机转速NE确定是否在燃料压力PQ由于出现与主喷射的执行相关联的压力脉动而波动时即将开始执行后喷射。
[0140] 如果确定当前情形为存在压力脉动的效应的情形(在步骤S301中为“是”),则读入在后喷射的先前执行中使用的主喷射和后喷射之间的喷射间隔的要求值以及校正项Km3 (i),并且计算将校正项Km3 (i)加上喷射间隔的该要求值所获得的值Kia (步骤S302)。顺便提及,喷射间隔的要求值是对应于通过目标主喷射时刻Tsm、目标主喷射持续时间Ttm和目标后喷射时刻TsaA确定的喷射间隔的值。
[0141] 之后,基于目标燃料喷射量TQ (i)、发动机转速NE(i)和前述值Kia计算校正时间波形,并且将该校正时间波形与在主喷射的先前执行时检测到的燃料压力PQ的时间波形组合(步骤S303) ο
[0142] 另一方面,如果确定当前情形是不存在压力脉动的效应的情形(在步骤S301中为“否”),则即不执行计算校正时间波形的处理也不执行组合校正时间波形与燃料压力PQ的时间波形的处理(即,跳过步骤S302和S303的处理)。
[0143] 之后,基于燃料压力PQ的时间波形形成后喷射的检测时间波形(步骤S304)。然后,基于加速器操作量ACC和发动机转速NE设置后喷射的基本时间波形(步骤S305)。然后,将检测时间波形与基本时间波形相比较。
[0144] 然后,计算基本时间波形上的阀打开操作开始时刻Tosb和检测时间波形上的阀打开操作开始时刻Tos之间的差Λ Tos (步骤S306),并且基于差Λ Tos、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE来计算校正项Kal (步骤S307)。在该实施例中,基于实验或模拟结果预先找到通过差△ Tos、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE所确定的情形与能够精确地补偿差ATos的校正项Kal之间的关系,并且将该关系存储在电子控制单元40中。基于该关系,在步骤S307的处理中计算校正项Kal。
[0145] 此外,计算基本时间波形上的喷射率下降开始时刻Tcsb和检测时间波形上的喷射率下降开始时刻Tcs之间的差ATcs(步骤S308)。然后,基于差ATcs、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE来计算校正项Ka2 (步骤S309)。在该实施例中,基于实验和模拟结果预先找到通过差△ Tcs、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE所确定的情形与能够精确地补偿差ATcs的校正项Ka2之间的关系,并且将该关系存储在电子控制单元40中。基于该关系,在步骤S309的处理中计算校正项Ka2。
[0146] 此外,计算在基本时间波形和检测时间波形之间燃料喷射率的提高速度的差ARup以及在基本时间波形和检测时间波形之间燃料喷射率的下降速度的差ARdn(步骤S310)。然后,基于差ARup、差ARdn、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE来计算校正项Ka3(步骤S311)。在该实施例中,基于实验或模拟结果预先找到通过差ARup和ARdrug标燃料喷射量TQ和发动机转速NE所确定的情形与能够精确地补偿基本时间波形或检测时间波形之间的面积差的校正项Ka3之间的关系,并且将该关系存储在电子控制单元40中。然后,基于该关系,在步骤S311的处理中计算校正项Ka3。
[0147] 在如上所述计算校正项Kal、Ka2和Ka3之后,暂时结束该处理。然后,通过校正项Kal校正目标后喷射时刻TsaA,并且通过校正项Ka2和Ka3校正目标后喷射持续时间TtaA,使得后喷射的执行期和由后喷射提供的燃料喷射量将被适当地设置从而适合于发动机10的运行状态。
[0148] 在该实施例中,图10中所示的校正处理用作校正部,并且图11中的步骤S302的处理用作要求值计算部,并且图11中的步骤S303至S311的处理用作再后段喷射设置部。
[0149] 在该实施例中,基于分别对应于发动机10的汽缸11(#1至#4)的压力传感器41的输出信号来执行与燃料喷射相关的计算处理和校正处理;例如,基于来自为汽缸11 (#1)提供的压力传感器41的检测信号执行与发动机10的汽缸11 (#1)的燃料喷射相关的计算处理和校正处理。
[0150]因此,在其中燃料喷射阀20的启动特性由于它们初始的各个产品差异或它们在时间依赖性改变上的差异而在汽缸间变化的多汽缸发动机10中,能够基于分别为每个汽缸提供的压力传感器41中对应的一个所检测到的燃料压力PQ准确地设置由每个燃料喷射阀20进行的燃料喷射过程中的前喷射和主喷射之间的喷射间隔。由此,能够以高准确度设置每个汽缸11的燃料喷射中的喷射间隔,使得能够抑制汽缸11之间的喷射间隔的变化。
[0151] 此外,还能够基于由专用于对应的汽缸11的压力传感器41中的每一个所检测到的燃料压力PQ准确地设置用于校正与主喷射的执行期相关的控制目标值的校正项Kml、Km2和Km3以及用于校正与后喷射的执行期相关的控制目标值的校正项Kal、Ka2和Ka3。因此,目标主喷射时刻Tsm、目标主喷射持续时间Ttm、目标后喷射时刻TsaA和目标后喷射持续时间TtaA的设置能够以与汽缸11的燃料喷射阀20的启动特性相称的方式针对每个汽缸11分别适当地预先形成。
[0152] 因此,根据该实施例,能够在抑制汽缸11间变化的同时,为每个汽缸11适当地设置燃料喷射的执行期和燃料喷射量。
[0153] 如上所述,根据该实施例,能够获得如下所述的效应。
[0154] 基于燃料压力PQ的波动方式计算前喷射的结束时刻的要求值和实际值之间的偏差APR,然后,以基于偏差APR和发动机10的运行状态设置的目标主喷射时刻Tsm和目标前间隔Tip为基础设置目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp。因此,能够将能够精确地抑制前喷射的实际执行期的不必要的改变的值设置为目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp。因此,能够在执行多次喷射时准确地调节喷射间隔,而与燃料供应系统中的初始的各个产品差异和时间依赖性改变无关。
[0155] (2)计算前喷射的结束时刻的要求值和实际值之间的偏差作为偏差APR。因此,能够在考虑前喷射的实际结束时刻的偏离的同时,设置目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp。由此,能够适当地设置喷射间隔,使得在前喷射的执行的中特别重要的前喷射的结束时刻和主喷射的开始时刻之间的间隔将变成适合于实际状况的值。
[0156] (3)将目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp采纳为基于偏差APR、目标主喷射时刻Tsm和目标前间隔Tip计算的与前喷射的执行期相关的控制目标值。因此,能够在考虑偏差Δ PR的同时,适当地设置目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp,并且能够将能够将偏差Δ PR抑制到很小的量的时刻设置为通过目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp自动地确定的前喷射的结束时刻。由此,能够适当地设置前喷射的结束时刻和主喷射的开始时刻之间的间隔。
[0157] (4)基于轨压设置目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp。因此,通过设置目标前喷射持续时间Ttp和目标前喷射时刻Tsp,能够适当地设置前喷射和主喷射之间的喷射间隔,并且还能够适当地设置前喷射的燃料喷射量。
[0158] (5)计算从能够补偿偏差Δ PR的值(临时值VRl VR2)渐变的值,作为校正项Kpl和Kp2,使得能够抑制校正项Kpl和Κρ2的急剧改变。因此,即使在有可能降低在设置校正项Kpl和Κρ2上的精确度的值被计算作为偏差Δ PR的情况下,也能够抑制由该值引起的校正项Kpl和Κρ2的计算准确度的下降,使得能够抑制在设置目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp上的准确度的下降。
[0159] (6)在执行通过校正项Km3校正目标主喷射持续时间Ttm的情况下,校正项Km3被反映在用于计算校正时间波形所使用的喷射间隔的要求值上。由此,能够基于接近实际喷射间隔的值计算校正时间波形,使得能够基于校正时间波形准确地形成检测时间波形。然后,通过基于检测时间波形和基本时间波形之间的比较结果来设置目标后喷射时刻TsaA和目标后喷射持续时间TtaA,能够在执行后喷射时以与燃料供应系统中出现的压力脉动的效应相称的方式适当地设置后喷射的执行期。
[0160] (7)作为燃料喷射阀20,采用每一个均与输出与引入通道27中的燃料压力PQ相称的信号的压力传感器41 一体化地设置的燃料喷射阀。因此,与在远离燃料喷射阀20的位置检测例如共轨34中的燃料压力的燃料压力的装置相比,该实施例的装置能够在接近每个燃料喷射阀20的喷射孔23的位置检测燃料压力。因此,基于由每个燃料喷射阀的压力传感器41所检测到燃料压力PQ的波动方式,能够准确地检测前喷射的实际执行期,使得能够准确地计算与前喷射的执行期相关的要求值和实际值之间的偏差APR。
[0161] (8)基于分别对应于发动机10的汽缸11 (#1至#4)的压力传感器41的输出信号来执行计算处理。因此,在其中燃料喷射阀20的启动特性由于它们初始的各个产品差异或它们在时间依赖性改变上的差异而在汽缸间变化的多汽缸发动机10中,能够基于分别为每个汽缸提供的压力传感器41中对应的一个所检测到的燃料压力PQ来准确地设置由每个燃料喷射阀20进行的燃料喷射过程中的前喷射和主喷射之间的喷射间隔。由此,能够以高准确度设置每个汽缸11的燃料喷射中的喷射间隔,使得能够抑制汽缸11间的喷射间隔的变化。
[0162] (9)在易于受到在燃料供应系统中出现的压力脉动的影响的燃料喷射控制装置中,能够在多次喷射的执行期间准确地调节喷射间隔,其中燃料供应系统中出现的压力脉动是因为装置采用了这样的燃料喷射阀20,即每一个燃料喷射阀20均通过利用从共轨34供应的喷嘴腔25中的燃料压力而打开。
[0163] 将描述根据本发明的第二实施例的燃料喷射控制装置,主要描述关于其与第一实施例的装置的区别。在下列描述中,以相同的附图标记来表示与第一实施例中的结构基本上相同的结构,并且省略其详细描述。
[0164] 根据该实施例的燃料喷射控制装置在计算处理中设置与后喷射的执行期相关的控制目标值的方式上不同于根据第一实施例的燃料喷射控制装置。
[0165] 在该实施例中的计算处理中,为了准确地设置主喷射和后喷射之间的喷射间隔,与后喷射的执行期相关的控制目标值设置如下。
[0166] 图12示出根据该实施例的计算处理的处理过程。顺便提及,图12中的流程图中所示的一系列处理由电子控制单元40执行为每隔预期时段进行的处理。
[0167] 如图12中所示,在该实施例的计算处理中,当发动机10的运行区域在执行后喷射的区域中时(在步骤Slll中为“是”),基于目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE计算目标后间隔Tia和目标后喷射量TQa (步骤S401)。顺便提及,关于目标后间隔Tia,计算与主喷射的结束时刻和后喷射的开始时刻之间的间隔相关的控制目标值。此外,关于目标后喷射量TQa,计算与由后喷射所提供的燃料喷射量相关的控制目标值。
[0168] 在该实施例中,基于实验或模拟结果预先找到通过目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE所确定的发动机的运行状态与适合于发动机10的运行状态的目标后间隔Tia之间的关系,并且将该关系存储在电子控制单元40中。同样地,基于实验或模拟的结果预先找到发动机10的前述运行状态和适合于该运行状态的目标后喷射间量之间的关系,并且将该关系存储电子控制单元40中。基于这些关系,在步骤S401的处理中计算目标后间隔Tia和目标后喷射量TQa。
[0169] 之后,确定是否存在后喷射的执行历史(S402的步骤)。如果存在后喷射的执行历史(在步骤S402中为“是”),则基于在主喷射先前执行时所检测到的燃料压力PQ的波动方式来计算主喷射的结束时刻(步骤S403)。具体地,基于燃料压力PQ的波动方式形成检测时间波形,并且检测时间波形上的阀关闭操作完成时刻Tce(参见图4)被检测作为主喷射的结束时刻。
[0170] 然后,基于阀关闭操作完成时刻Tce和目标后间隔Tia来计算与后喷射的开始时刻相关的控制目标值(目标后喷射时刻TsaB)(步骤S404)。
[0171] 此外,基于目标后喷射时刻TsaB、目标后喷射量TQa、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE来计算与后喷射的执行持续时间相关的控制目标值(目标后喷射持续时间TtaB)(步骤S405)。之后,暂时结束该处理。顺便提及,在该实施例中,基于实验或模拟结果预先找到通过目标后喷射时刻TsaB、目标后喷射量TQa、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE所确定的发动机10的运行状态与适合于发动机10的运行状态的目标后间隔持续时间TtaB之间的关系,并且将该关系存储在电子控制单元40中。在步骤S405的处理中,基于前述预先存储的关系计算目标后喷射持续时间TtaB。
[0172] 另一方面,如果不存在后喷射的执行历史(在步骤S402中为“否”),则基于根据发动机10的运行状态(具体地,目标主喷射时刻Tsm、目标主喷射持续时间Ttm和发动机转速NE)预期的主喷射的结束时刻和目标后间隔Tia来计算目标后喷射时刻TsaB (步骤S406)。
[0173] 然后,基于目标后喷射时刻Tsa、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE计算与后喷射的执行持续时间相关的控制目标值(步骤S405)。之后,暂时结束该过程。
[0174] 顺便提及,在根据该实施例的装置中,当用于校正与后喷射的执行期相关的控制目标值的校正处理(参见图11)将被执行时,使用前述目标后间隔Tia作为用于计算校正时间波形所使用的计算参数。顺便提及,使用目标后间隔Tia来计算校正时间波形,在目标后间隔Tia中不反映校正项Ka3。
[0175] 通过将目标后喷射时刻TsaB和目标后喷射持续时间TtaB如上所述进行设置,获得下列效果。图13示出主喷射和后喷射之间的关系的示例。在图13中,实线示出与主喷射的执行期和后喷射的执行期相关的实际值,并且点划线示出与根据在后喷射的先前执行中使用的目标主喷射时刻Tsm和目标主喷射持续时间Ttm预期的主喷射的执行期相关的要求值。
[0176] 在根据该实施例的计算处理中,在存在后喷射的执行历史的情况下,能够基于由压力传感器41所检测到燃料压力PQ的波动方式来准确地掌握主喷射的实际结束时刻。
[0177] 然后,参考以前述方式所掌握的主喷射的实际结束时刻,能够基于目标后间隔Tia设置目标后喷射时刻Tsa。也就是,从实际结束时刻(时间t22)开始经过了与目标后间隔Tia相对应的时段的时刻(时间t23)能够被设置为目标后喷射时刻TsaB。
[0178] 因此,即使在主喷射的结束时刻的实际值(时间t22)和要求值(时间t21)之间存在偏离的情况下,也能够基于实际结束时刻(时间t22)设置主喷射和后喷射之间的喷射间隔,使得能够以适合于实际状况的方式准确地设置喷射间隔。因此,能够准确地调节主喷射和后喷射之间的喷射间隔,而与燃料供应系统中的初始的各个产品差异或时间依赖性改变无关。
[0179] 如果后喷射的开始时刻改变,则在执行前段喷射时燃烧腔中的压力相应地改变,使得从燃料喷射阀20喷射的燃料量也改变。因此,当后喷射的开始时刻改变时,能够除了改变开始时刻之外,还通过改变后喷射的执行持续时间来抑制燃料喷射量的不必要的改变。此外,在该实施例的装置中,由于执行轨压控制,所以当后喷射的开始时刻改变时,在燃料喷射量上出现的改变程度根据轨压而变化。考虑到该方面,该实施例采用前述轨压(具体地,用于计算目标轨压Tpr的参数的燃料喷射量TQ和发动机转速NE)作为用于设置目标后喷射持续时间TtaB所使用的设置参数。因此,通过以前述方式设置目标后喷射持续时间TtaB,适当地调节由后喷射提供的燃料喷射量。
[0180] 前述实施例可以以如下修改来实施。
[0181] 在第一实施例中,计算从能够补偿偏差APR的值(临时值VRl和VR2)渐变的值作为校正项Kpl和Kp2,并且通过校正项Kpl和Κρ2校正目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp。替代地,偏离APR可以渐变,并且可以基于渐变的偏离APR来计算目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp。
[0182] 在第一实施例中,可以省略计算能够校正偏差APR的值作为校正项Kpl和Kp2的处理。在这种情况下,通过基于偏差APR、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE计算校正项,能够计算目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp,然后通过校正项校正目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp。此外,在不计算校正项的情况下,也能够基于偏差Δ PR、目标主喷射时刻Tsm、目标前间隔Tip、目标前喷射量TQp、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE来计算目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp。
[0183] 在第一实施例中,基于后段喷射的开始时刻的控制目标值(目标主喷射时刻Tsm)、后段喷射的结束时刻的要求值和实际值之间的控制目标值(目标前间隔Tip)和偏差(Δ PR),来设置与前段喷射的执行期相关的控制目标值(目标前喷射时刻Tsp和目标前喷射持续时间Ttp)。该设置结构可用于设置执行多次分开的前喷射的燃料喷射控制装置中的预喷射之间的喷射间隔。该结构可用设置执行多次分开的主喷射的装置中的分开的主喷射之间的喷射间隔。简言之,前述结构能够施加到任何燃料喷射装置,只要装置在一个燃烧循环中通过多次喷射过程进行从燃料喷射阀20的燃料喷射即可,多次喷射过程包括至少前段喷射和后段喷射,前段喷射和后段喷射是以其间具有间隔的方式执行的。在这样的燃料喷射装置中,通过使用后段侧燃料喷射的开始时刻设置前段侧燃料喷射的执行期的处理是按照从后段侧燃料喷射到前段侧燃料喷射的顺序执行,就足够了。
[0184] 在第一实施例中,用于校正与后喷射的执行期相关的控制目标值的校正处理(参见图11)可以针对执行多次分开的后喷射的装置中的每次后喷射分别执行。在这种情况下,在关于后段侧后喷射的校正处理中在计算校正时间波形中使用在关于前段侧后喷射的校正处理中计算的校正项Ka3,就足够了。
[0185] 在第一实施例中,如果能够准确地掌握前喷射的结束时刻的要求值和实际值之间的偏差,则还可以允许检测在前喷射的检测时间波形和基本时间波形之间阀打开操作开始时刻的偏差、它们之间的最大喷射率达到时刻的偏差、它们之间的喷射率下降开始时刻的偏差等。
[0186] 在第一实施例中,计算前喷射的实际执行期的方法以及计算前喷射的执行期的实际值和要求值之间的偏差的方法能够任意地改变。
[0187] 在第二实施例中,目标后喷射时刻TsaB和目标后喷射持续时间TtaB可以通过下述过程来设置。也就是,首先基于阀关闭操作完成时刻Tce、目标后间隔Tia和目标后喷射量TQa计算目标后喷射时刻TsaB和目标后喷射持续时间TtaB。之后,基于在后喷射的先前执行时所检测到的燃料压力PQ的波动方式来计算主喷射的结束时刻的要求值和实际值之间的差ΔΜΑ。然后,基于差ΔΜΑ、目标燃料喷射量TQ和发动机转速NE来计算与目标后喷射时刻TsaB相关的校正项KaA和与目标后喷射持续时间TtaB相关的校正项KaB。之后,将通过用校正项KaA校正目标后喷射时刻TsaB所获得的值设置为最终目标后喷射时刻TsaB,并且将用校正项KaB校正目标后喷射持续时间TtaB所获得的值设置为最终目标后喷射持续时间TtaB。
[0188] 在前述结构中,可以计算能够补偿前述差ΔΜΑ的值(临时值VRA和VRB),并且可以计算从临时值VRA和VRB渐变的值作为校正项KaA和KaB。例如,能够计算满足关系表达式[校正项KaA —先前计算的校正顶KaA+临时VRAXn(其中O < η < I)]的值作为校正项KaA。例如,能够计算满足关系表达式[校正项KaB —先前计算的校正顶KaB+临时VRBXn (其中O < η < I)]的值作为校正项KaB。根据该结构,能够抑制校正项KaA和KaB的急剧改变。因此,即使在由于噪声的影响或发动机10的运行状态的急剧改变导致计算的差Λ MA是有可能降低设置校正项KaA和KaB的准确性的值情况下,能够抑制在设置目标后喷射时刻TsaB或目标后喷射持续时间TtaB上的准确性的下降。
[0189] 在前述结构中,差ΔMA可以渐变,并且可以基于渐变的差ΛMA计算目标后喷射时刻TsaB和目标后喷射持续时间TtaB。
[0190] 在第二实施例中,从前段喷射(主喷射)的实际结束时刻开始经过了与喷射间隔的控制目标值(目标后间隔Tia)相对应的时段的时刻被设置为后段喷射的开始时刻的控制目标值(目标后喷射时刻TsaB)。该结构可用于设置执行多次分开的后喷射的燃料喷射控制装置中的喷射之间的喷射间隔。此外,该结构也可用于设置执行多次分开的前喷射的燃料喷射控制装置中的喷射之间的喷射间隔,或执行多次分开的主喷射的燃料喷射控制装置中的喷射之间的喷射间隔。简言之,前述结构能够应用于任何燃料喷射控制装置,只要该装置在一个燃烧循环中通过多次喷射过程进行从燃料喷射阀20的燃料喷射即可,多次喷射过程包括至少前段喷射和后段喷射,前段喷射和后段喷射是以其间具有间隔的方式执行的。在这样的燃料喷射装置中,通过使用前段侧燃料喷射的结束时刻设置后段侧燃料喷射的执行期的处理是从前段侧燃料喷射到后段侧燃料喷射的顺序执行的,就足够了。
[0191] 在每个实施例中,可以省略用于校正与主喷射的执行期相关的控制目标值的控制处理(参见图10)和用于校正与后喷射的执行期相关的控制目标值的校正处理(参见图11)。
[0192] 在每个实施例中,可以省略轨压控制。如果能够充当每个燃料喷射阀20内(更具体地,喷嘴腔25内)的实际燃料压力的指标的压力,即,随实际燃料压力的改变而改变的燃料压力,能够被适当地检测到,则附接压力传感器41的方式能够任意地改变,无论压力传感器41是否直接附接到燃料喷射阀20。具体地,压力传感器41可以附接到共轨34和燃料喷射阀20之间的(分支通道31a的)位置,或可以附接到共轨34。
[0193] 代替由压电致动器29驱动的燃料喷射阀20,也可以采用例如由装备有螺线管线圈的电磁致动器驱动的燃料喷射阀。
[0194] 本发明不仅适用于具有四个汽缸的内燃机,而且还适用于单汽缸内燃机、具有两个汽缸的内燃机、具有三个汽缸的内燃机或具有五个或更多个汽缸的内燃机。

Claims (10)

1.一种燃料喷射控制装置,所述燃料喷射控制装置应用于装备有燃料供应系统的发动机(10)并且在燃烧循环中通过多次喷射来从燃料喷射阀(20)执行燃料喷射,其中,所述燃料供应系统对所述燃料喷射阀(20)供应处于升压状态下的燃料,并且所述多次喷射至少包括前段喷射和后段喷射,所述前段喷射和所述后段喷射是以在所述前段喷射和所述后段喷射之间有间隔的方式来被执行的, 所述燃料喷射控制装置的特征在于包括: 燃料压力检测器,所述燃料压力检测器被配置为对于当所述燃料喷射阀(20)打开时随着所述燃料喷射阀(20)中的实际燃料压力的变化而变化的燃料压力进行检测; 偏差计算部,所述偏差计算部被配置为基于由所述燃料压力检测器所检测到的燃料压力的波动方式,来计算在与所述前段喷射的执行期相关的要求值和实际值之间的偏差;以及 前段喷射设置部,所述前段喷射设置部被配置为基于所述发动机(10)的运行状态,来分别地设置与所述后段喷射的开始时刻相关的控制目标值和与所述前段喷射和所述后段喷射之间的喷射间隔相关的控制目标值,并且还被配置为基于分别设置的所述控制目标值和由所述偏差计算部计算出的所述偏差,来设置与所述前段喷射的执行期相关的控制目标值。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置,其特征在于, 所述偏差计算部计算在与所述前段喷射的结束时刻相关的要求值和实际值之间的偏差作为所述偏差。
3.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置,其特征在于, 所述前段喷射设置部将与所述前段喷射的开始时刻相关的控制目标值以及与所述前段喷射的执行持续时间相关的控制目标值,分别设置作为与所述前段喷射的执行期相关的所述控制目标值。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射控制装置,其特征在于, 所述燃料供应系统包括蓄压容器(34),所述蓄压容器(34)用于蓄积处于升压状态下的燃料并且被连接到所述燃料喷射阀(20),并且, 所述燃料喷射装置进一步包括: 调节部,所述调节部被配置为基于所述发动机(10)的运行状态来调节在所述蓄压容器(34)中的燃料压力,其中, 所述前段喷射设置部基于在所述蓄压容器(34)中的燃料压力,来分别地设置与所述前段喷射的开始时刻相关的所述控制目标值和与所述前段喷射的所述执行持续时间相关的所述控制目标值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料喷射控制装置,其特征在于, 所述前段喷射设置部基于与所述后段喷射的开始时刻相关的所述控制目标值和与所述喷射间隔相关的所述控制目标值,来计算与所述前段喷射的执行期相关的控制基值,并且基于所述偏差来计算校正项,并且将其中在所述控制基值上反映出所述校正项的值设置作为与所述前段喷射的执行期相关的所述控制目标值。
6.根据权利要求5所述的燃料喷射控制装置,其特征在于, 所述前段喷射设置部以渐变的方式将所计算的校正项改变成相对于所述偏差适当的值。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料喷射控制装置,其特征在于, 作为所述多次喷射,所述燃料喷射控制装置执行包括再后段喷射的燃料喷射,所述再后段喷射是在完成所述后段喷射的执行之后在一间隔后执行的喷射,并且所述燃料喷射控制装置进一步包括: 校正部,所述校正部被配置为基于由所述燃料压力检测器所检测到的燃料压力来校正与所述后段喷射的执行期相关的控制目标值; 要求值计算部,所述要求值计算部被配置为基于发动机(10)的运行状态来计算在与所述后段喷射和所述再后段喷射之间的喷射间隔相关的所述要求值;以及 后段喷射设置部,所述后段喷射设置部被配置为基于其中在所述要求值上反映出由所述校正部所做出的校正量的值,来设置与所述再后段喷射的执行期相关的控制目标值。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料喷射控制装置,其特征在于, 所述燃料压力检测器是附接到所述燃料喷射阀(20)的压力传感器。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料喷射控制装置,其特征在于, 所述发动机(10)具有多个汽缸(11),并且所述燃料供应系统具有用于蓄积处于升压状态下的燃料的蓄压容器(34),并且为每个汽缸(11)分别提供所述燃料喷射阀(20),并且所述燃料喷射阀(20)分别地连接到所述蓄压容器(34),并且为所述发动机(10)的每个汽缸(11)分别提供所述燃料压力检测器,并且每个燃料压力检测器被配置为对用于为所述燃料喷射阀(20)中的相应的一个燃料喷射阀供应燃料的燃料供应通道中的下述位置处的燃料压力进行检测,所述位置是在所述蓄压容器(34)和所述燃料喷射阀(20)中的所述相应的一个燃料喷射阀的喷射孔(23)之间。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料喷射控制装置,其特征在于, 所述燃料喷射阀(20)具有: 压力腔(26),所述压力腔(26)运行使得所述压力腔(26)中的燃料压力推动针形阀(22)到阀关闭侧;以及 喷嘴腔(25),所述喷嘴腔(25)被供应处于所述升压状态下的燃料,并且运行使得所述喷嘴腔(25)中的燃料压力推动所述针形阀(22)到阀开启侧,并且 所述燃料喷射阀(20)通过降低所述压力腔(26)中的所述燃料压力以使得移动所述针形阀(22),来从喷射孔(23)执行所述燃料喷射。
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