CN104160136A - 用于内燃机的燃料喷射特性学习装置 - Google Patents

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Abstract

一种燃料喷射特性学习装置包括压力传感器(51)，该压力传感器检测包括燃料喷射阀(20)的燃料供应系统内的燃料压力，所述学习装置基于由压力传感器(51)检测到的燃料压力执行学习燃料喷射阀(20)的操作特性的学习处理。主处理单元(42)根据内燃机参数执行判定是否能够执行学习处理的判定处理。辅助处理单元(41)从主处理单元(42)接收判定处理的判定结果，并且基于接收到的判定结果执行学习处理。因此，减轻了主处理单元(41)的计算负荷。在喷射燃料期间，学习处理识别喷射率的波形。基于这个识别出的波形和预定喷射率波形之间的差来计算修正系数。

Description

用于内燃机的燃料喷射特性学习装置
发明背景
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射特性学习装置，所述燃料喷射特性学习装置基于燃料供应系统中的燃料压力学习燃料喷射阀的操作特性。
背景技术
内燃机设置有燃料供应系统，所述燃料供应系统由供应通道、燃料喷射阀等构成，加压燃料被供应到该供应通道，所述燃料喷射阀连接到该供应通道。近几年，已经提出了若干装置，这些装置均设置有用于检测这种燃料供应系统内部的燃料压力的压力传感器，并且基于由压力传感器检测到的燃料压力学习燃料喷射阀的操作特性(参见日本专利申请公报No.2009-57928(JP-2009-57928 A))。在实施燃料喷射的过程中，燃料供应系统中的燃料压力波动，即，燃料压力随着燃料喷射阀开始打开而下降，然后随着燃料喷射阀关闭而升高。在日本专利申请公报No.2009-57928(JP-2009-57928 A)中描述的装置中，根据燃料供应系统内的燃料压力的波动方式来推定并学习燃料喷射阀的操作特性。
与此同时，在根据由压力传感器检测的燃料压力学习燃料喷射阀的操作特性的情况下，检测燃料压力的时间间隔缩短，使得能够精细地捕捉燃料压力的波动方式。因此，能够准确地学习燃料喷射阀的操作特性。然而，在这种情况下，在执行关于学习燃料喷射阀的操作特性的处理中，处理单元承受较高的运算负荷。
此外，在仅根据燃料压力的波动方式推定燃料喷射阀的操作特性的情况下，当内燃机处于特定运转状态时(例如，当燃料压力因内燃机运转状态变化而突然变化时)，学习操作特性的准确性可能变得极其低。为了抑制学习准确性的这种，可以想到根据由处理单元捕获到的内燃机参数来判定是否能够学习上述操作特性。在这种装置中，尽管抑制了学习上述操作特性的准确性恶化，但是导致运算负荷进一步集中于处理单元。这种运算负荷的集中导致设定运算处理的自由度(灵活性)降低，并且因此是不符合期望的。
发明内容
本发明提供了一种用于内燃机的燃料喷射特性学习装置，所述燃料喷射特性学习装置抑制运算负荷集中于处理单元，并且抑制学习燃料喷射阀的操作特性的准确性恶化。
本发明的一个方面涉及一种用于内燃机的燃料喷射特性学习装置，所述燃料喷射特性学习装置包括压力传感器，所述压力传感器检测包括燃料喷射阀的燃料供应系统内的燃料压力。燃料喷射特性学习装置执行基于由压力传感器检测到的燃料压力来学习燃料喷射阀的操作特性的学习处理。燃料喷射特性学习装置包括：第一处理单元，所述第一处理单元基于内燃机参数执行判定是否能够执行学习处理的判定处理；和第二处理单元，所述第二处理单元从所述第一处理单元接收判定处理的判定结果，并基于所接收到的判定结果执行学习处理。
在上述装置中，当学习燃料喷射阀的操作特性时，判定处理和学习处理由不同的处理单元执行。因此，抑制了运算负荷集中于特定的处理单元。而且，如果在由第一处理单元执行的判定处理中判定不能根据内燃机参数执行学习处理，则第二处理单元不执行学习处理。如果在判定处理中判定能够执行学习处理，则由第二处理单元执行学习处理。因此，当内燃机处于其中学习处理的学习准确性可能变得低到足以引发问题的内燃机运转状态时，禁止执行学习处理。结果，抑制学习燃料喷射阀的操作特性的准确性恶化。
在根据上述方面的燃料喷射特性学习装置中，作为学习处理，第二处理单元可以执行以下处理：在燃料喷射阀被操作打开时形成由压力传感器检测到的燃料压力的波动波形；并且根据波动波形和预定基本波形之间的关系对学习修正项进行学习。
在具有上述构造的装置中，根据由压力传感器检测到的燃料压力执行形成燃料压力的波动波形的处理。因此，与仅根据压力传感器的检测值中的一个执行学习处理的装置相比，当执行学习处理时，施加到处理单元的运算负荷很可能变大。在上述装置中，抑制运算负荷集中于处理单元中的特定一个上。因此，能够抑制设定关于学习处理或者判定处理的运算处理的自由度(灵活性)降低。
在根据上述方面的燃料喷射特性学习装置中，内燃机可以包括多个气缸，燃料喷射阀可以设置用于内燃机的各个气缸，并且第二处理单元可以单独地执行用于设置用于内燃机的各个气缸的燃料喷射阀中的每一个的学习处理。
在具有上述构造的装置中，针对多个燃料喷射阀中的每一个执行学习处理。因此，在当执行学习处理时施加到处理单元的运算负荷很可能变大的装置中，抑制运算负荷集中于处理单元中的特定一个上。
在根据上述方面的燃料喷射特性学习装置中，压力传感器可以与设置用于各个气缸的燃料喷射阀中的每一个一体地形成。
在具有上述构造的装置中，与由压力传感器检测与燃料喷射阀间隔开的位置处的燃料压力的装置相比，能够检测靠近燃料喷射阀的喷射孔的区域中的燃料压力。而且，由于能够检测与另一个气缸的燃料喷射阀间隔开的位置处的燃料压力，所以其它气缸的燃料喷射阀的打开/闭合操作对压力波动的影响较小。结果，通过一体地装配到燃料喷射阀的压力传感器，能够高准确性地检测因燃料喷射阀的打开/闭合操作导致的燃料喷射阀内的燃料压力的变化。能够根据压力高准确性地学习燃料喷射阀的操作特性。
在学习处理中，当因除了燃料喷射阀的打开/闭合操作之外的其它因素(例如，干扰)导致燃料压力的波动量较大时，通过学习处理学习燃料喷射阀的操作特性的准确性很可能会恶化。
在根据上述方面的装置中，内燃机参数可以包括燃料压力。在这种装置中，根据燃料压力执行判定处理。因此，在判定处理中，能够根据因干扰产生的燃料压力的波动量的幅度适当地判定是否能够执行学习处理。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势和技术以及工业意义，在所述附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示出了根据本发明的实施例的用于内燃机的燃料喷射特性学习装置的整体构造的示意性简图；
图2是示出了燃料喷射阀中的每一个的截面结构的截面图；
图3是示出了基本时间波形的一个示例的时间图；
图4是示出了电子控制单元如何连接到燃料喷射阀的示意性简图；
图5是示出了执行判定处理的程序的流程图；
图6是示出了执行特性学习控制处理的程序的流程图；和
图7是示出了执行判定处理的模式的一个示例的时间图。
具体实施方式
将在下文描述根据本发明的一个实施例的用于内燃机的燃料喷射特性学习装置。如图1所示，进气通道12连接到内燃机10的气缸11。经由进气通道12将空气抽吸到内燃机10的气缸11中。采用包括多个气缸11(在本发明的这个实施例中为四个气缸(#1、#2、#3和#4))的柴油发动机作为这个内燃机10。直接喷射燃料喷射阀20设置用于内燃机10的各个气缸11(#1至#4)。燃料喷射阀20分别将燃料直接喷射到气缸11中。已经通过打开这些燃料喷射阀20中的每一个喷射的燃料与已经在内燃机10的气缸11中的对应一个中被压缩且加热的吸入空气相接触、点燃并燃烧。然后，在内燃机10中，由于在气缸11中的对应一个中的燃料燃烧时产生的能量，活塞13中的每一个被向下按压，并且迫使作为内燃机输出轴的曲柄轴14旋转。已经在内燃机10的气缸11中燃烧的燃烧气体被作为废弃排放到内燃机10的排气通道15。
燃料喷射阀20中的每一个均分别经由分支通道31a中的对应的一个连接到共轨34。共轨34经由供应通道31b连接到燃料箱32。这个供应通道31b设置有燃料泵33，所述燃料泵33压力供给燃料。在本发明的这个实施例中，已经通过燃料泵33压力供给而加压的燃料聚集在共轨34中，并且被供应到相应的燃料喷射阀20中。在本发明的这个实施例中，燃料喷射阀20、分支通道31a、供应通道31b、燃料泵33和共轨34用作燃料供应系统。
此外，返回通道35分别连接到燃料喷射阀20。返回通道35中的每一个均连接到燃料箱32。燃料喷射阀20内的燃料的一部分分别经由这些返回通道35返回到燃料箱32。
下面将描述燃料喷射阀20中的每一个的内部结构。如图2所示，针阀22设置在燃料喷射阀20的壳体21内部。这个针阀22设置在壳体21中，以便以往复方式移动(在图2中竖直移动)。弹簧24设置在壳体21内部，所述弹簧24始终朝向喷射孔23(在图2中向下)推压上述针阀22。此外，喷嘴室25形成在壳体21内部并且设置在相对于上述针阀22位于一侧(在图2中的下侧)上的位置处，并且压力室26形成在壳体21内部并且设置在相对于上述针阀22位于另一侧(在图2中的上侧)上的位置处。
建立喷嘴室25的内部和壳体21的外部之间的连通的喷射孔23贯通喷嘴室25形成。经由引入通道27将燃料从分支通道31a中的对应的一个(共轨34)供应到喷嘴室25。上述喷嘴室25和上述分支通道31a(共轨34)经由连通管道28连接到压力室26。此外，压力室26经由排放管道30连接到返回通道35中的对应的一个(燃料箱32)。
采用电驱动阀作为上述燃料喷射阀20。更具体地，压电致动器29设置在燃料喷射阀20的壳体21内，所述压电致动器29通过堆叠压电元件(例如，压电元件)获得，在将驱动信号输入到这些压电元件时，这些压电元件扩展和收缩。这个压电致动器29设置有阀体29a。这个阀体29a设置在压力室26内。因此，当通过压电致动器29的操作使阀体29a运动时，连通管道28(喷嘴室25)和排放管道30(返回通道35)中的一个选择性地与压力室26连通。
在这个燃料喷射阀20中，当将阀闭合信号被输入到压电致动器29时，压电致动器29收缩，以使阀体29运动，由此连通管道28和压力室26相互连通，并且返回通道35和压力室26之间的连通中断。因此，阻止压力室26中的燃料排放到返回通道35(燃料箱32)，并且喷嘴室25和压力室26相互连通。结果，喷嘴室25和压力室26之间的压差变得非常小，并且针阀22由于弹簧24的推压力而运动到堵塞喷射孔23的位置。因此，此时，燃料喷射阀20处于不喷射燃料的状态(阀闭合状态)。
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膨胀，以便使阀体29a运动，由此中断连通管道28和压力室26之间的连通，并且返回通道35和压力室26相互连通。因此，阻止燃料从喷嘴室25流出到压力室26，并且压力室26中的燃料的一部分经由返回通道35返回到燃料箱32。结果，压力室26中的燃料的压力下降，压力室26和喷嘴室25之间的压差增大，并且由于这个压差，针阀22抵抗弹簧24的推压力而运动离开喷射孔23。因此，此时，燃料喷射阀20进入喷射燃料的状态(阀打开状态)。
检测上述引入通道27内的燃料压力PQ的压力传感器51一体地装配到燃料喷射阀20中(换言之，压力传感器51与燃料喷射阀20一体地形成)。因此，与其中在与燃料喷射阀20间隔开的位置处检测燃料压力(例如检测共轨34中的压力(见图1))的装置相比，能够检测靠近燃料喷射阀20的喷射孔23的区域中的燃料压力。结果，能够准确地检测燃料喷射阀20内的燃料压力因燃料喷射阀20的打开操作而产生的变化。这种压力传感器51包括：传感器本体51A，所述传感器本体51A输出对应于燃料压力的信号；和存储器51B，所述存储器51B存储传感器本体51A的检测值。对于燃料喷射阀20中的每一个均设置有一个压力传感器51，即对于内燃机10的气缸11中的每一个(#1至#4)均设置有一个压力传感器51。
如图1所示，内燃机10设置有作为其外围装置的用于检测运转状态的多种传感器。作为这些传感器，除了上述压力传感器51之外，例如还设置有：用于检测通过进气通道12的空气量(通道空气量GA)的进气量传感器52；和曲柄传感器53，所述曲柄传感器53用于检测曲柄轴14的旋转速度(内燃机转速NE)。而且，还设置有用于检测加速器操作构件(例如，加速踏板)的操作量(加速器操作量ACC)的加速器传感器54、用于检测燃料的温度THQ的燃料温度传感器55、用于检测冷却剂的温度THW的冷却剂温度传感器56等等。
此外，还将构造成包括处理单元等的电子控制单元40设置为内燃机10的外围装置。这个电子控制单元40接收多种传感器的输出信号，根据这些输出信号执行多种运算操作，并根据运算操作的结果对内燃机10的运转进行各种控制，例如用于燃料喷射阀20的操作控制(喷射量控制)和用于燃料泵33的操作控制(喷射压力控制)。电子控制单元40包括两个处理单元，即辅助处理单元41和主处理单元42。将在稍后详细描述这些处理单元(即辅助处理单元41和主处理单元42)的功能。
在本发明的这个实施例中，按照如下方式执行喷射量控制。即，首先，基于与内燃机10的运转状态相关联的值(所谓的内燃机参数)，例如通道空气量GA、内燃机转速NE和加速器操作量ACC，来选择喷射模式，并且根据喷射模式计算针对每次喷射的多个控制目标值。在本发明的这个实施例中，事先设定通过组合主喷射、预喷射、后喷射等获得的多种喷射模式，并且在实施喷射量控制时选择这些喷射模式中的一个。此外，作为多个控制目标值，计算关于各种喷射(例如主喷射、预喷射和后喷射)的燃料喷射量的目标值(目标喷射量)、关于主喷射的喷射时间的目标值(目标喷射时间)、主喷射和预喷射之间的时间间隔(预间隔)、和主喷射和后喷射之间的时间间隔(后间隔)。在本发明的这个实施例中，根据实验或仿真的结果事先获得由上述内燃机参数确定的内燃机运转状态和适于该运转状态的相应控制目标值之间的关系以及上述内燃机运转状态和适于该运转状态的喷射模式之间的关系，并且将这些关系存储到电子控制单元40的主处理单元42中。然后，主处理单元42每次通过根据内燃机参数使用上述关系单独地设定多个控制目标值和喷射模式。
然后，根据上述目标喷射量和燃料压力PQ，通过使用模型公式(model formula)来设定关于燃料喷射阀20的阀打开周期的控制目标值(目标喷射周期TAU)。在本发明的这个实施例中，通过对包括共轨34、分支通道31a、燃料喷射阀20等的燃料供应系统建模来构成物理模型，并且通过该物理模型计算上述目标喷射周期TAU。更具体地，事先确定包括作为变量的目标喷射量、燃料压力PQ、随后描述的学习修正项等的模型公式并将其存储到主处理单元42中，并且通过所述模型公式计算目标喷射周期TAU。
然后，根据目标喷射时间和目标喷射周期TAU，从电子控制单元40输出驱动信号，并且根据输入的驱动信号单独地操作各燃料喷射阀20以便打开燃料喷射阀20。因此，每次根据适于内燃机运转状态的喷射模式从燃料喷射阀20中的每一个喷射匹配该内燃机运转状态的燃料量，并且这些燃料被供应到内燃机10的气缸11中的对应的一个中。因此，匹配内燃机运转状态的旋转转矩被施加到曲柄轴14。
在本发明的这个实施例中，根据压力传感器51检测到的燃料压力PQ执行学习燃料喷射阀20的操作特性的学习处理。在这个学习处理中，首先，根据多个计算参数(例如目标喷射量、目标喷射时间和燃料压力PQ)计算关于燃料喷射率的基本时间波形。在本发明的这个实施例中，根据多种实验和仿真的结果事先获得由那些计算参数确定的内燃机运转范围和适于所述运转范围的基本时间波形之间的关系，并且将这种关系存储到电子控制单元40的辅助处理单元41中。然后，辅助处理单元41通过根据多个计算参数使用上述关系计算基本时间波形。
图3示出了上述基本时间波形的一个示例。如图3中的实线所示，作为基本时间波形，设定了梯形波形。所述梯形波形由以下参数限定：燃料喷射阀20的打开操作开始的时机(阀打开操作开始时机Tc)；在燃料喷射阀20的打开操作开始之后的燃料喷射率的增大速度(喷射率增大速度Vo)；燃料喷射阀20的关闭操作开始的时机(阀关闭操作开始时机Tc)；在燃料喷射阀20的关闭操作开始之后的燃料喷射率的减小速度Vc；和燃料喷射率的最大值(最大燃料喷射率Rm)。在本发明的这个实施例中，基本时间波形用作预定基本波形。
另一方面，根据压力传感器51检测到的燃料压力PQ形成实际燃料喷射率的时间波形(检测时间波形)。更具体地，首先，根据燃料压力PQ的变化确定燃料喷射阀20的阀打开操作开始时机Tor、喷射率增大速度Vor、阀关闭操作开始时机Tcr、喷射率减小速度Vcr和最大喷射率Rmr。当燃料喷射阀20被操作打开时，燃料喷射阀20(更具体地，喷嘴室25)内的燃料压力随着提升量的增大而下降，然后，当燃料喷射阀20被操作关闭时，燃料喷射阀20(更具体地，喷嘴室25)内的燃料压力随着提升量的下降而升高。在本发明的这个实施例中，根据燃料喷射阀20内的燃料压力(更具体地，燃料压力PQ)的变化准确地确定上述阀打开操作开始时机Tor、喷射率增大速度Vor、阀关闭操作开始时机Tcr、喷射率减小速度Vcr和最大喷射率Rmr。然后，如图3中的交替的长短线所示，通过这些确定的值形成实际燃料喷射率的时间波形(检测时间波形)。在本发明的这个实施例中，检测时间波形用作在燃料喷射阀被操作打开时由压力传感器检测到的燃料压力的波动波形。
在学习处理中，根据检测时间波形和基本时间波形之间的关系来对学习修正项进行学习。即，首先，在内燃机10运转期间比较检测时间波形和基本时间波形，并且依次计算这两个波形之间的参数(波形参数)的差(即，检测时间波形的波形参数的值和基本时间波形的波形参数的值之间的差)。更具体地，作为波形参数的差(检测时间波形的波形参数的值和基本时间波形的波形参数的值之间的差)，计算：阀打开操作开始时机的差ΔTog(To－Tor)、喷射率增大速度的差ΔVog(Vo－Vor)、阀关闭操作开始时机的差ΔTcg(Tc－Tcr)、喷射率减小速度的差ΔVcg(Vc－Vcr)、和最大喷射率的差ΔRmg(Rm－Rmr)。然后，将这些差ΔTog、ΔVog、ΔTcg、ΔVcg、ΔRmg作为用于补偿各燃料喷射阀20之间的操作特性的变化的学习修正项存储到辅助处理单元41中。
在本发明的这个实施例中，这些学习修正项(ΔTog、ΔVog、ΔTcg、ΔVcg、ΔRmg)用作根据上述模型公式计算目标喷射周期TAU的计算参数。通过这样计算目标喷射周期TAU，能够补偿各燃料喷射阀20之间的运转特性的变化的影响因素。在本发明的这个实施例中，针对内燃机10的气缸11(#1至#4)中的每一个，根据压力传感器51中的对应一个的输出信号，执行基于燃料压力PQ计算学习修正项的处理。此外，在根据本发明的这个实施例的装置中，确定由燃料压力PQ和燃料喷射量(更具体地，目标喷射量)限定的多个学习范围，并且针对这些范围中的每一个学习并存储学习修正项。
在本发明的这个实施例中，按照如下方式实施喷射压力控制。即，首先，根据通道空气量GA和内燃机转速NE计算关于共轨34中的燃料压力的控制目标值(目标燃料压力)，并且调节燃料泵33的操作量(燃料压力进给量或者燃料返回量)，使得实际燃料压力变得等于目标燃料压力。通过调节燃料泵33的操作量，能够将共轨34中的燃料压力(换言之，每个燃料喷射阀20的燃料喷射压力)调节至与内燃机运转状态相对应的压力。
如图4所示，设置用于内燃机10的气缸11(#1至#4)的所有压力传感器51分别连接到辅助处理单元41。这个辅助处理单元41执行所述学习处理。
设置用于内燃机10的气缸11(#1至#4)的压力传感器51中的两个(#1和#4)分别连接到主处理单元42。如图4中的空白箭头所示，根据本发明的这个实施例的装置构造成使得电子控制单元40的辅助处理单元41和电子控制单元40的主处理单元42通过信号线相互连接，并且使得能够在辅助处理单元41和主处理单元42之间传递数据。
在计算目标喷射周期TAU时，主处理单元42执行从辅助处理单元41读取学习修正项的运算处理，并且执行根据学习修正项由模型公式计算目标喷射周期TAU的运算处理。
此外，主处理单元42执行关于喷射压力控制的处理，例如根据内燃机参数计算目标燃料压力的运算处理、和调节燃料泵33的操作量使得目标燃料压力和实际燃料压力PQ(更具体地，由连接到主处理单元42的两个压力传感器51(#1和#4))检测的燃料压力PQ中的较高的值)彼此相符的运算处理。
这里，应当指出的是，在根据本发明的这个实施例的装置中执行基于由每个压力传感器51检测到的燃料压力PQ来形成检测时间波形的处理。因此，当执行学习处理时，与仅根据压力传感器51的检测值中的一个学习燃料喷射阀20的操作特性的装置相比，电子控制单元40(更具体地，辅助处理单元41和主处理单元42)承担的运算负荷很可能会变大。此外，在根据本发明的这个实施例的装置中，分别针对多个燃料喷射阀20中的一个单独地执行学习处理。因此，从这个观点来看，可以说电子控制单元40所承担的运算负荷很可能会变大。
此外，在根据本发明的这个实施例的装置中，如果仅根据压力传感器51检测到的燃料压力PQ执行学习处理，则当内燃机10处于特定运转状态时，例如，当燃料压力PQ因内燃机运转状态的变化而突然变化时，在学习处理中学习燃料喷射阀20的操作特性的准确性可能变得极其低。为了抑制学习准确性降低，期望的是执行基于内燃机参数判定是否能够执行学习处理的判定处理。通过执行这个判定处理，抑制学习处理的学习准确性恶化，但是致使运算负荷集中于电子控制单元40。另外，运算负荷的这个集中导致设定各种运算处理的自由度(灵活性)降低，并且因此是不符合期望的。
鉴于上述问题，在根据本发明的这个实施例的装置中，主处理单元42执行上述判定处理，即，执行根据内燃机参数(更具体地，内燃机转速NE、目标喷射量、加速器操作量ACC和燃料压力PQ)判定是否能够执行学习处理的运算处理。另一方面，辅助处理单元41通过数据通信从主处理单元42接收并读取上述判定处理的判定结果，并且根据判定结果执行学习处理。
因此，在学习燃料喷射阀20的操作特性时，由分离的处理单元41和42来执行判定处理和学习处理。因此，运算负荷被分配到各个处理单元41和42，并且因此限制运算负荷集中于其中一个处理单元。而且，在由主处理单元42根据内燃机参数执行判定处理的结果是不能执行上述学习处理的情况下，辅助处理单元不执行学习处理。在判定处理的结果是能够执行上述学习处理的情况下，辅助处理单元41执行学习处理。因此，当内燃机10处于其中学习处理的学习准确性可能变得低到足以引发问题的内燃机运转状态时，能够阻止执行学习处理，并且抑制学习燃料喷射阀20的操作特性的准确性恶化。
将在下文详细描述判定处理和学习处理。现在将首先描述判定处理。图5示出了执行判定处理的程序。图5的流程图中示出的一系列处理由主处理单元42以预定的时间间隔作为中断处理执行。
如图5所示，首先，在这个处理中，判定是否满足以下所有“条件1至4”(步骤S10至S13)。“条件1”是构成燃料供应系统的部件正常工作(步骤S10)。在步骤S10的处理中，更具体地，如果燃料不从燃料供应系统和燃料喷射阀20的内部泄露，并且压力传感器51(#1和#4)以及燃料泵33处于正常操作，则判定满足“条件1”。“条件2”是冷却剂温度THW处于预定温度范围AR1内(步骤S11)。在根据本发明的这个实施例的装置中，事先根据各种实验和仿真的结果获得关于冷却剂温度THW的能够高准确性执行学习处理的温度范围(预定温度范围AR1)，并且将其存储到主处理单元42中。“条件3”是燃料温度THQ处于预定温度范围AR2内(步骤S12)。在根据本发明的这个实施例的装置中，事先根据各种实验和仿真的结果获得关于燃料温度THQ的能够高准确性执行学习处理的温度范围(预定温度范围AR2)，并且将其存储到主处理单元42中。“条件4”是内燃机10的由内燃机参数(内燃机转速NE、目标喷射量、加速器操作量ACC和燃料压力PQ)确定的运转状态不是其中快速变化的程度导致上述学习处理的学习准确性的恶化引发问题的运转状态，(即，内燃机10处于除了过渡(变化)运转状态以外的其它状态，换言之，内燃机10不处于过渡(变化)运转状态)(步骤S13)。在根据本发明的这个实施例的装置中，根据各种实验和仿真结果事先获得由上述内燃机参数确定的内燃机运转状态和上述过渡运转状态之间的关系，并且将这个关系存储到主运算操作单元42中。在步骤S13的处理中，根据内燃机参数，使用上述关系判定内燃机10是否处于过渡运转状态(即，判定是否满足内燃机10处于除了过渡运转状态以外的其它运转状态的条件，换言之，判定是否满足内燃机10不处于过渡运转状态的条件)。
然后，如果判定满足所有“条件1至4”(在所有步骤S10至S13中均为“是”)，则开启学习执行标志(步骤S14)。另一方面，如果判定没有满足“条件1至4”中的任意一个(在步骤S10至S13中的任意一个中为“否”)，则关掉学习执行标志(步骤S15)。在由此操作学习执行标志之后，本处理结束。
接下来，将描述用于执行学习处理的程序，更具体地将描述包括学习处理并涉及控制学习燃料喷射阀20的操作特性的处理(特性学习控制处理)。图6示出了用于执行特性学习控制处理的程序。辅助处理单元41以预定时间间隔将图6的流程图中示出的一系列处理作为中断处理执行。
如图6所示，首先，在这个处理中，通过数据通信从主处理单元42读取判定处理的判定结果(见图5)(更具体地，学习执行标志的操作状态)，并且判定是否已经开启学习执行标志(步骤S20)。
然后，如果已经开启学习执行标志(即，如果判定结果是能够执行学习处理)(步骤S20：是)，则执行上述学习处理(步骤S21)。另一方面，如果已经关掉学习执行标志(即，如果判定结果是不能执行学习处理)(步骤S20：否)，则不执行学习处理(跳过步骤S21的处理)。在以这种方式根据学习执行标志的操作状态执行学习处理之后，本处理结束。
在根据本发明的这个实施例的装置中，当燃料压力PQ由于除了燃料喷射阀20的打开/关闭操作之外的原因引起(即，由干扰引起)的波动量较大时，通过上述学习处理学习燃料喷射阀20的操作特性的准确性非常有可能恶化。在上述判定处理(图5)中，由于设定了“条件4”(步骤S13的处理)，所以根据包括如上所述的燃料压力PQ的内燃机参数执行判定处理。因此，在判定处理中，能够根据因干扰导致的燃料压力PQ的波动量的幅度适当地判定是否能够执行学习处理。更具体地，如果因干扰导致的燃料压力PQ的波动量较大并且学习准确性可能变得低到足以引发问题，则关掉学习执行标志，以禁止执行学习处理。另一方面，如果因干扰导致的燃料压力PQ的波动量较小并且学习准确性相对不会恶化，则开启学习执行标志，以允许执行学习处理。
将在下文描述根据本发明的这个实施例的装置的操作。在图7示出的示例中，当在时间T1操作加速器操作构件并且加速器操作量ACC(图7中的(a))快速增大时，通过由主处理单元42执行的判定处理判定内燃机10在随后的预定时间段(从时间T2至时间T3)内处于过渡运转状态，并且关掉学习执行标志(图7中的(c))。
此外，当在时间T4操作加速器操作构件并且加速器操作量ACC快速减小时，通过由主处理单元42执行的判定处理判定内燃机10在随后的预定时间段(从时间T4至时间T5)内处于过渡运转状态，并且关掉学习执行标志。
在根据本发明的这个实施例的装置中，如可以从图7看到的那样，在判定处理中判定内燃机10处于过渡运转状态的时间段(上述预定时间段T2至T3以及T4至T5)内，喷射压力控制的目标燃料压力(由图7的(b)处的交替的长短线表示)和实际燃料压力PQ(图7的(b)处的实线所示)相互偏离较大的程度。因此，如果在这些时间段内执行学习处理，则学习准确性极很可能会恶化。在根据本发明的这个实施例的装置中，在那些预定时间段中关掉学习执行标志，以便禁止辅助处理单元41执行学习处理。因此，抑制学习处理中的学习准确性恶化。
如上所述，根据本发明的这个实施例，实现了以下描述的效果。(1)主处理单元42执行判定处理，辅助处理单元41通过数据通信从上述主处理单元42接收并读取判定处理的判定结果，并且根据判定结果执行学习处理。因此，能够抑制运算负荷集中在处理单元41和42中的一个上，并且能够抑制学习燃料喷射阀20的操作特性的准确性恶化。
(2)用于检测引入通道27内的燃料压力PQ的每个压力传感器51均一体地装配到燃料喷射阀20。因此，能够高准确性地检测因打开燃料喷射阀20引起的燃料喷射阀20内的燃料压力的变化，并且能够以高准确性基于燃料压力学习燃料喷射阀20的操作特性。
(3)根据包括燃料压力PQ的内燃机参数执行判定处理。因此，在判定处理中，能够根据因干扰引起的燃料压力PQ的波动量的幅度来适当地判定是否能够执行学习处理。
本发明的前述实施例可以在做如下修改之后实施。能够对执行判定处理(图5)的程序进行任意修改，只要其能够适当地判定学习处理的学习准确性是否可能变得低到足以引发问题即可。更具体地，可以省略判定处理中的“条件1”(步骤S10的处理)、“条件2”(步骤S11的处理)和“条件3”(步骤S12的处理)中的至少一个。
在判定处理中使用的内燃机参数并不局限于内燃机转速NE、加速器操作量ACC、目标喷射量和燃料压力PQ。能够选择并采用任何内燃机参数。更具体地，例如，可以采用内燃机转速NE、加速器操作量ACC、目标喷射量和燃料压力PQ中的仅一些，或者可以采用除了那些参数之外的其它内燃机参数(例如，目标喷射时间、目标燃料压力等)。
可以任意改变执行学习处理的程序，只要其能够根据由压力传感器51检测到的燃料压力PQ高准确性地学习燃料喷射阀20的操作特性即可。例如，能够将以下“具体示例1”或者“具体示例2”称作执行程序。在“具体示例1”中，根据燃料压力PQ的波动方式计算实际燃料喷射量，并且根据燃料喷射量和目标喷射量之间的差来学习用于修正目标喷射量的学习修正项。在“具体示例2”中，在燃料喷射阀20被操作打开时的特定时间，根据实际燃料压力PQ来学习用于补偿各燃料喷射阀20之间的操作特性的变化的影响的学习修正项。
如果能够适当地检测作为燃料喷射阀20内(更具体地，喷嘴室25中)的燃料压力的指标的压力，换言之，如果能够适当地检测随着燃料喷射阀20内的燃料压力的变化而变化的燃料压力，则压力传感器51不必必须直接装配到燃料喷射阀20中。能够任意改变装配压力传感器51的方式。更具体地，压力传感器51可以装配到介于共轨34和燃料供应通道(分支通道31a)中的燃料喷射阀20之间的区域中，或者可以装配到共轨34中。
替代由压电致动器29操作的燃料喷射阀20中的每一个，例如，还能够采用由配备有螺线管的电磁致动器等来操作的燃料喷射阀。
本发明并不局限于包括四个气缸的内燃机，而是还可以应用于包括一个至三个气缸的内燃机或者可以应用于包括五个或更多个气缸的内燃机。本发明并不局限于柴油发动机，而是还可以应用于使用汽油的汽油发动机或者使用天然气燃料的天然气发动机。

Claims (9)

1.一种用于内燃机的燃料喷射特性学习装置，所述燃料喷射特性学习装置包括压力传感器(51)，所述压力传感器检测包括燃料喷射阀(20)的燃料供给系统内的燃料压力，其中，所述燃料喷射特性学习装置执行基于所述压力传感器(51)检测到的燃料压力学习所述燃料喷射阀(20)的操作特性的学习处理，其特征在于，所述燃料喷射特性学习装置包括：
第一处理单元(42)，所述第一处理单元执行基于内燃机参数判定是否能够执行所述学习处理的判定处理；和
第二处理单元(41)，所述第二处理单元从所述第一处理单元(42)接收所述判定处理的判定结果，并基于所接收到的判定结果执行所述学习处理。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射特性学习装置，其中，所述第二处理单元(41)执行作为所述学习处理的以下处理：在所述燃料喷射阀(20)被操作以打开时形成由所述压力传感器(51)检测到的燃料压力的波动波形，并基于所述波动波形和预定的基本波形之间的关系对学习修正项进行学习。
3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射特性学习装置，其中，所述内燃机包括多个气缸，所述燃料喷射阀(20)设置用于所述内燃机的各个气缸，并且所述第二处理单元(41)对于设置用于所述内燃机的各个气缸的燃料喷射阀(20)中的每一个单独地执行所述学习处理。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射特性学习装置，其中，所述压力传感器(51)与设置用于各个气缸的所述燃料喷射阀(20)中的每一个一体地形成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料喷射特性学习装置，其中，所述内燃机参数包括燃料压力。
6.根据权利要求1所述的燃料喷射特性学习装置，其中，如果所述判定结果是能够执行所述学习处理，则所述第二处理单元(41)执行所述学习处理，并且如果所述判定结果是不能执行所述学习处理，则所述第二处理单元(41)不执行所述学习处理。
7.根据权利要求2所述的燃料喷射特性学习装置，其中，在所述学习处理中，当所述燃料喷射阀(20)被操作以打开然后被操作以关闭时，所述第二处理单元(41)形成由所述压力传感器(51)检测到的燃料压力的波动波形。
8.根据权利要求7所述的燃料喷射特性学习装置，其中，所述学习修正项是所述波动波形的波形参数的值和所述预定的基本波形的所述波形参数的值之间的差。
9.根据权利要求8所述的燃料喷射特性学习装置，其中，所述波形参数包括：所述燃料喷射阀(20)的打开操作开始的时机；所述燃料喷射阀(20)的打开操作开始之后的燃料喷射速率的增大速度；所述燃料喷射阀(20)的关闭操作开始的时机；所述燃料喷射阀(20)的关闭操作开始之后的所述燃料喷射速率的减小速度；和所述燃料喷射速率的最大值。
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