CN105074182B - 内燃机的控制 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机的电子控制单元被配置成通过与内燃机的操作相关的多个致动器的协调控制，实现与内燃机的各种功能相关的需求。内燃机的电子控制单元具有需求生成层、物理量调解层、受控变量设定层和受控变量调解层。受控变量调解层设置在受控变量设定层的直接下级，并且包括在内燃机驱动期间调解被不通过物理量调解层地从需求生成层传输的需求变量并且调解喷射的受控变量的基本喷射控制调解部，和在内燃机起动时调解喷射受控变量的起动喷射控制调解部。

Description

内燃机的控制
技术领域
本发明涉及用于通过多个致动器的协调控制，实现与内燃机的各种功能相关的需求的电子控制单元及其控制方法。
背景技术
如在例如日本专利申请公开No.2009-47101(JP 2009-47101 A)和日本专利申请公开No.2009-47102(JP 2009-47102 A)中所公开的，已知用于包括递阶控制结构的内燃机的电子控制单元，其中，在从较高层到较低层的单向中传输信号。在上述各个文献所述的例子中，通过在用于在最高需求生成层上，以三种物理量表示车辆的内燃机中的基本的三种功能，来产生需求值。用于车辆的内燃机的基本的三种功能是驾驶性能(drivablilty)、排气和燃料消耗。三种物理量是转矩、效率和空燃比。
在最高需求生成层产生的需求值的信号被传输到较低物理量中间层。在物理量中间层，所传输的需求值被汇总成转矩、效率和空燃比的每一个，并且根据预定规则被调解到每一需求值。将以上述方式调解的转矩、效率和空燃比的每一个的需求值信号传输到较低受控变量设定层。在受控变量设定层，基于各个需求值之间的关系，调整每一需求值，然后，设置每一致动器的受控变量。
以这种方式，内燃机的需求能通过三种物理量转矩、效率和空燃比的组合而被表示并且被调解。通过如上所述，调解内燃机的需求，确定应当通过控制内燃机来实现的整个内燃机的操作，与致动器的特性和类型无关，使得能实现以良好平衡，满足有关内燃机的驾驶性能、排气和燃料消耗的基本需求的优选控制。
发明内容
燃料直接喷射到内燃机的气缸中的气缸点火型内燃机确保喷射控制的高自由度。由此，要求适当地变更喷射正时或喷射频率来通过最佳使用气缸点火型内燃机的喷射控制自由度，在内燃机气缸中形成良好燃料-空气混合物。表示变更喷射正时或喷射频率的需求的受控变量直接与燃料喷射阀的操作有关。仅将燃料喷射阀的操作临时转换成诸如转矩、效率的物理量、调解那些值并且重新计算受控变量是无用的算术运算，由此产生过多算术运算负担。
通常，在内燃机的驱动期间，根据来自传感器的信号，计算实际进气量，然后，使用所计算的进气量，计算将充入到气缸中的空气量，以便确定燃料喷射量，使得实现预定目标空燃比。因为在内燃机起动时，不能精确地计算充入到内燃机的气缸中的空气量，将在内燃机起动时的燃料喷射量设定成适当值。即，内燃机起动时的喷射控制的计算不同于在内燃机驱动期间的喷射控制的计算。
关于内燃机驱动期间的燃料喷射控制和不同于内燃机驱动期间的内燃机起动时的燃料喷射控制，取决于内燃机的状态，存在各种不同需求。因此，不能一律地确定内燃机的喷射正时和喷射频率，或内燃机的每一喷射的喷射量，并且必须调解内燃机的喷射正时和喷射频率以及喷射量的需求。
鉴于上述问题，本发明的目的是提供具有递阶结构的电子控制单元，其通过调解与喷射控制相关的各种需求，以良好平衡，通过物理量调解，满足内燃机的基本需求，不会增加控制的算术运算负担，其中，实现用于包括起动时的内燃机的状态的优选喷射控制。
为实现上述目的，本发明提供一种电子控制单元，其包括不通过物理量调解层来向其传输与燃料喷射控制相关的需求值的受控变量调解层，该受控变量调解层被配置成将内燃机的需求值，即，喷射的受控变量分类成内燃机的驱动期间和在其起动时，并且调解所分类的需求值，即，喷射的受控变量。
更具体地说，本发明的第一方面提供一种用于内燃机的电子控制单元，该电子控制单元被配置成通过与内燃机的操作相关的多个致动器的协调控制，实现与内燃机的各种功能相关的需求。电子控制单元包括需求生成层、设置在需求生成层的直接下级的物理量调解层、设置在物理量调解层的直接下级的受控变量设定层和设置在受控变量设定层的直接下级的受控变量调解层。需求生成层生成和输出与内燃机的功能相关的需求值。物理量调解层汇总并且调解以需求值的预定物理量表示的需求值。受控变量设定层基于所调解的需求值，设定致动器的受控变量。受控变量调解层设置在受控变量设定层直接下级。从需求生成层输出的需求值的以致动器的受控变量表示的需求值不通过物理量调解层地被传输到受控变量调解层。受控变量调解层对于受控变量的每一个，汇总和调解以在受控变量设定层上设定的致动器的受控变量表示的需求值，以及不通过物理量调解层地被传输到受控变量调解层的需求值的以致动器的受控变量表示的需求值。电子控制单元包括递阶控制结构。在递阶控制结构中，按需求生成层、物理量调解层和受控变量设定层的顺序，以从较高层到较低层的单向，传输从需求生成层输出的需求值。受控变量调解层包括基本喷射控制调解部和起动喷射控制调解部。基本喷射控制调解部在内燃机的驱动期间调解与作为致动器之一的燃料喷射阀中的至少一个的操作相关的喷射的受控变量。起动喷射控制调解部在内燃机起动时调解喷射的受控变量。
在以上述结构构成的内燃机的电子控制单元中，与内燃机的各种功能相关的需求以预定物理量(例如转矩、效率、空燃比)表示并且调解。基于该调解的需求值，设定每一致动器的受控变量。因此，协同地控制多个致动器，使得以良好平衡，满足内燃机的基本功能需求(例如，驾驶性能、排气、燃料消耗)。
此时，可以以预定的喷射的受控变量，诸如喷射量、喷射正时和喷射频率，表示与燃料喷射阀的至少一个的操作相关的需求。以喷射的受控变量表示的需求值从需求生成层传输到不通过物理量调解层和受控变量设定层定位的较低受控变量调解层。然后，以所传输的喷射的受控变量表示的需求值被调解并且反映在用于致动器(节气门、点火器和燃料喷射阀)的受控变量上。
即，不通过物理量调解而将与燃料喷射阀的操作相关的需求调解为喷射的受控变量，并且反映在内燃机的控制上。即，不临时发生无用算术运算负担，诸如将与燃料喷射阀的操作相关的需求转换成诸如转矩的物理量。此外，即使有关喷射控制的需求随燃料喷射阀的规格的变化而改变，例如，物理量调解层和受控变量设定层的控制处理不必改变。因此，存在控制程序中应当改变的部分很少，由此有助于减少开发工时的优点。
此外，根据本发明的第一方面，受控变量调解层具有在内燃机的驱动期间调解喷射的受控变量的基本喷射控制调解部和在起动时调解喷射的受控变量的起动喷射控制调解部。由此，优选通过每一不同逻辑，调解取决于内燃机驱动期间或起动时的内燃机的状态而被调度的喷射控制需求。此外，与一体化两个调解部的构造相比，能减轻算术运算负担。
作为不通过物理量调解层地从需求生成层传输到受控变量调解层的需求(信号)和喷射的受控变量，能提及在特定条件下具有优先级的需求。在特定条件下具有优先级的需求是指紧急需求，诸如故障安全、用于快速预热催化剂的点火正时的延迟控制。在特定条件下具有优先级的需求值不通过临时以物理量替代而被调解，而是通过致动器的受控变量表示并且直接传输到受控变量调解层，由此加速该处理。
如果燃料喷射阀是将燃料直接喷射到内燃机的气缸中的燃料喷射阀，能将与通过燃料喷射阀在气缸的压缩冲程中的燃料喷射量有关的参数视作喷射的受控变量。如果压缩冲程中的燃料喷射量过多增加，燃料空气混合物的浓度的偏差增加，使得燃烧状态可能恶化。由此，例如，在基本喷射控制调解部中，可以调解压缩冲程中的燃料喷射量的上限值。
如果提供了布置成将燃料直接喷射到内燃机的气缸中的第一燃料喷射阀和布置成将燃料喷射到每一气缸的进气口中的第二燃料喷射阀，作为喷射的受控变量，基本喷射控制调解部可以至少调解将由第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀执行的燃料喷射的频率以及各次喷射中的燃料喷射量的比。
原因如下。喷射到进气口的燃料与空气初步混合并且吸入到气缸中。另一方面，直接喷射到发动机的气缸中的燃料喷雾扩散以形成具有高浓度的燃料空气混合物。由此，第一和第二燃料喷射阀的燃料喷射的频率和燃料喷射量的比由此大大地影响在气缸内形成的燃料空气混合物的分布及其燃烧性。
可以采用在内燃机的每一气缸中设置燃料喷射阀的任何结构，只要将燃料喷射的频率和各次喷射中的燃料喷射量的比调解为喷射受控变量。如上所述，还可以采用包括第一和第二燃料喷射阀的构造。此外，与燃料喷射阀的数量无关，单一燃烧周期中的燃料喷射的频率可以为一次或多次。由此，即使燃料喷射阀的规格或喷射控制的需求改变，控制程序中应当改变的部分很少，由此有助于开发工时的减小。
其中，可以在高优先级的需求和低优先级的需求之间，初步地区分以喷射的受控变量表示的需求。在调解与低优先级的需求相关的喷射的受控变量之后，基本喷射控制调解部可以连同与高优先级的需求有关的喷射的受控变量一起调解所调解的喷射受控变量。
尽管可以改变第一燃料喷射阀的第二燃料喷射阀的总燃料喷射量，从燃料空气混合物的燃烧性的观点看，例如，能将与燃料喷射控制相关的需求值(喷射受控变量)分类成每一燃料喷射阀的喷射频率的需求(第一种需求)和改变总喷射量和喷射的频率两者的需求(第二种需求)。
在这种情况下，第二种需求比第一种需求更大地影响燃料空气混合物的燃烧性。从对燃烧性的影响的观点看，能认为第二种需求是较高优先级的需求，并且第一种需求是较低优先级的需求。
在调解与较小影响燃烧性的第一种需求相关的喷射的受控变量后，基本喷射控制调解部可以连同与第二种需求相关的喷射的受控变量一起调解该喷射的受控变量。因此，能区分不同地影响燃料空气混合物的燃烧性的第一种需求和第二种需求，使得能通过不同逻辑，优选地调解它们。
在一些情况下，可以以每一不同的方式区分和调解该多种需求，而在一些情况下，可以一体地调解多种需求。即，气缸的燃烧室中形成的燃料空气混合物的分布和燃烧性不仅影响第一和第二燃料喷射阀的燃料喷射量和燃料喷射的频率(喷射受控变量)，而且大大地影响燃料的喷射压力，如上所述。由此，当调解喷射的受控变量时，通过与燃料喷射压力关联，优选调解与燃料泵的操作相关的泵受控变量和燃料喷射受控变量。
在内燃机停止期间，期望不仅通过燃料喷射阀，而且通过燃料泵，停止燃料喷射。例如，受控变量调解层可以具有通过与在基本喷射控制调解部和起动喷射控制调解部中的喷射的受控变量的调解相关联，来调解与燃料泵的操作相关的泵受控变量的控制调解部。
更具体地说，当通过基本喷射控制调解部，调解喷射的受控变量来停止燃料喷射阀的操作时，泵控制调解部可以调解作为泵受控变量的泵排放量，以通过与停止燃料喷射阀的操作相关联，来停止燃料泵的操作。因此，当伴随车辆的停止，自动地停止内燃机的操作时，例如，能在停止燃料喷射的同时，停止燃料泵的操作。因此，能降低泵的驱动损耗，由此提高燃料消耗性能。
在这种情况下，允许提供排放量限制部，其设定由泵控制调解部调解的泵排放量的下限值。因此，即使如上所述，当停止燃料喷射时，调解泵受控变量来停止燃料泵的操作，也能需要时起动燃料泵。例如，当在内燃机停止期间，准备下一起动控制时，必须起动燃料泵。
此外，如果将燃料喷射阀布置成将燃料直接喷射到内燃机的气缸中并且燃料泵是能将具有比预定水平更高的压力的燃料供应到燃料喷射阀的高压泵，当通过基本喷射控制调解部调解喷射的受控变量，在内燃机的气缸的压缩冲程中激活燃料喷射阀时，泵控制调解部可以调解作为泵受控变量的目标泵燃料压力，以通过与用于激活燃料喷射阀的喷射的受控变量的调解相关联，通过高压泵的操作提高燃料喷射压力。
因此，当在其中内燃机的气缸中的压力提高的压缩冲程中喷射燃料时，能通过高压泵增加燃料喷射压力，来实现良好燃料空气混合物的形成。另一方面，如果在压缩冲程中不喷射燃料，相对地减少燃料喷射压力，由此降低泵的驱动损耗。
在这种情况下，允许提供目标燃料压力限定部，其设定由泵控制调解部调解的目标泵燃料压力的上限值和上限值的至少一个。因此，即使调解泵受控变量，以通过与压缩冲程中的燃料喷射相关联，来如上所述地激活高压泵，例如，也能降低燃料压力来保护燃料喷射阀。相反，即使调解泵受控变量，以通过与喷射控制相关联来停止高压泵，也能在需要时仅激活高压泵。
根据本发明，通过以有关驾驶性能、排气和燃料消耗的物理量表示内燃机的基本功能需求并且在物理量调解层上调解需求，能实现以良好平衡满足内燃机的基本需求的优选控制。此外，经由不通过物理量调解地将与燃料喷射阀相关的需求调解为受控变量或喷射，所调解的需求能优选地反映在内燃机的控制上，而不过多地增加算术运算负担。
此外，与在内燃机的驱动期间调解喷射的受控变量的基本喷射控制调解部分开，提供了在发动机起动时调解喷射的受控变量的起动喷射控制调解部。由此，能优选地调解在由于不同的逻辑而内燃机的驱动期间和起动时之间不同的喷射控制需求。此外，通过取决于在内燃机的驱动期间及其起动时来分开调解部，两个调解部均能减轻其算术运算负担。
附图说明
在下文中，参考附图，描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术及工业重要性，其中，相同的数字表示相同的元件，以及其中：
图1是示出根据本发明的实施例的内燃机的例子的构造图；
图2是示出根据实施例的电子控制单元(ECU)的例子的构造图；
图3是示出根据实施例的电子控制单元的递阶结构的框图；
图4是示出喷射功能调解部中的喷射受控变量的调解的框图；
图5是示出喷射器驱动控制部的构造的例子的框图；以及
图6是在喷射功能调解部中与泵受控变量的调解相关的、等价于图4的图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图，描述本发明的实施例。实施例将描述有关本发明的电子控制单元应用于车载的内燃机(在下文中，称为发动机)的情形，特别是应用于火花点火型发动机的情形。
在下文中，参考图1，将描述根据本实施例的火花点火型发动机1的结构的例子。尽管图1仅示出了发动机1的主体中的气缸2的结构，但例如发动机1是直列四缸发动机。活塞3容纳在缸体1a中形成的气缸2中以便在图1的垂直方向中往复运动。缸盖1b安装在缸体1a的顶部。在缸盖1b的底表面和活塞3的顶表面之间产生燃烧室。
活塞3经连杆4连接到曲轴5。曲轴5容纳在缸体1a的底部的曲柄箱中。转子301a附接到曲轴5。曲柄位置传感器301置放在转子301a侧附近。曲柄位置传感器301是例如电磁拾音器。当转子301a的外围上的螺纹通过时，曲柄位置传感器301输出脉冲信号。由该信号计算发动机转速。
此外，形成水套来在缸体1a的侧壁上包围气缸2。水温传感器303置放在水套中来检测发动机冷却水w的温度。缸体1a的底部向发动机的下面扩展来形成曲柄箱的上半部分。油底壳1c附接到缸体1a的底部来形成曲柄箱的下半部分。供应到发动机的每一部件的润滑油(发动机油)储存在油底壳1c中。
另一方面，火花塞6置放在缸盖1b上使得面向发动机1的气缸2中的燃烧室。火花塞6被供应有来自点火器7的高压电。由点火器7调整将高压电供应到点火器7的正时，即，发动机1的点火正时。即，点火器7是能调整发动机1的点火正时并且受下述的电子控制单元(ECU)500控制的致动器。
进气口11a和排气口12a形成在缸盖1b中，使得它们能通向发动机1的气缸2中的燃烧室。进气歧管11b与进气口11a连通，使得进气歧管11b通过进气通路11，形成进气气流的下游侧。排气歧管12b与排气口12a连通，使得排气歧管12b通过排气通路12，形成排气气流的上游侧。
用于检测进气量的空气流量计304(见图2)置放在进气通路11的上游侧的空气净化器(未示出)附近。用于调整进气量的节气门8置放在其下游侧。用于检测被发动机1吸入前的空气温度(进气气温)的进气温度传感器307(见图2)也置放在进气通路11(进气歧管11b)中。
在该例子中，节气门8与加速器踏板(未示出)机械地断开并且受电动节气门电动机8a驱动。由电动节气门电动机8a调整节气门8的开度。将来自检测节气门8的开度的节气门开度传感器305的信号传输到下述的ECU 500。ECU 500控制电动节气门电动机8a来取决于发动机1的操作状态，获得优选进气量。即，节气门8是调整发动机1的进气量(有关内燃机的操作)的致动器。
面向燃烧室的进气口11a的开口由进气门13打开/关闭。即，进气通路11和燃烧室由进气门13连接或断开。同样地，排气口12a的开口由排气门14打开/关闭。即，通过排气门14，连接或断开排气通路12和燃烧室。分别通过进气凸轮轴15和排气凸轮轴16，执行进气门13和排气门14的打开/关闭驱动。经正时链等等，将曲轴的旋转传递到进气凸轮轴15和排气凸轮轴16。
在该例子中，在进气凸轮轴15的附近，设置凸轮位置传感器302。当气缸2的活塞3达到其压缩上死点时，凸轮位置传感器302生成脉冲信号。凸轮位置传感器302由例如电磁拾音器构成。与上述曲柄位置传感器301相同，凸轮位置传感器302随着在进气凸轮轴15上设置的转子的旋转输出脉冲信号。
例如，由三元催化剂构成的催化剂17置放在排气通路12的排气歧管12b的下游中。该催化剂17氧化从气缸2的燃烧室排放到排气通路12中的排气中的CO,HC并且还原NOx来产生无害CO2,H2O,N2，由此净化排气。
在该例子中，排气温度传感器308和空燃比(A/F)传感器309置放在催化剂17的上游侧的排气通路12中。O2传感器310置放在催化剂17的下游侧的排气通路12中。
接着，将描述发动机1的燃料喷射系统。
将燃料直接喷射到每一燃烧室中的缸内喷射喷射器21(第一燃料喷射阀)置放在发动机1的每一气缸2中。四个气缸2的每一个的缸内喷射喷射器21连接到公共的高压燃料输送管20。将燃料喷射到每一进气口11a中的进气口喷射喷射器22(第二燃料喷射阀)置放在发动机1的进气通路11中。进气口喷射喷射器22还提供在气缸2的每一个上并且连接到共用低压燃料输送管23。
作为燃料泵的低压泵24将燃料供应到低压燃料输送管23。作为燃料泵的高压泵25将燃料供应到高压燃料输送管20。在下文中，低压泵也称为燃料泵24，并且高压泵也称为燃料泵25。由低压泵24泵送燃料罐26中的燃料，将燃料供应到低压燃料输送管23和高压泵25。由高压泵25将低压燃料加压到高于预定水平的高压并且将加压的燃料供应到高压燃料输送管20。
用于检测供应到缸内喷射喷射器21的高压燃料的压力(燃料压力)的高压燃料压力传感器311(见图2)置放在高压燃料输送管20中。用于检测供应到进气口喷射喷射器22的低压燃料的压力(燃料压力)的低压燃料压力传感器312(见图2)置放在低压燃料输送管23中。
缸内喷射喷射器21和进气口喷射喷射器22均是电磁驱动的致动器。当施加预定电压时，该电磁驱动的致动器被打开来喷射燃料。高压泵25和低压泵24是用于将燃料供应到喷射器21,22的致动器。喷射器21,22的操作受下述的ECU 500控制。喷射器21,22的操作包括燃料喷射频率(喷射模式)、每一燃料喷射回合中的喷射开始的正时、每一燃料喷射回合的喷射量、燃料泵24,25的每一个的排放量、燃料泵24,25的每一个的排放压力(目标燃料压力)。
然后，从缸内喷射喷射器21和进气口喷射喷射器22中的任何一个或两者喷射燃料，使得在气缸2的燃烧室内形成空气和燃气的燃料-空气混合物。所形成的燃料-空气混合物由火花塞6点燃，使得它燃烧并且爆炸。活塞3由此时产生的高温、高压燃料气体下压，以便旋转曲轴5。通过排气门14的开口，使燃烧气体作为排气排放到排气通路12中。
如图2示意性所示，ECU 500包括中央处理单元(CPU)501、只读存储器(ROM)502、随机存取存储器(RAM)503和备用RAM 504。
各种控制程序和在执行那些各种控制程序中参照的映射存储在ROM 502中。CPU501基于在ROM 502中存储的各种控制程序和映射，执行各种算术处理。RAM 503是临时存储CPU 501中的算术结果和从每一传感器输入的数据的存储器。备用RAM 504是存储当例如停止发动机1时，应当存储的数据的非易失存储器。
CPU 501、ROM 502、RAM 503和备用RAM 504经总线507相互连接，并且连接到输入接口505和输出接口506。
各种传感器连接到输入接口505。各种传感器包括曲柄位置传感器301、凸轮位置传感器302、水温传感器303、空气流量计304、节气门开度传感器305、加速器开度传感器306、进气温度传感器307、排气温度传感器308、空燃比传感器309、O2传感器310、高压燃料压力传感器311和低压燃料压力传感器312。
点火开关313连接到输入接口505。当接通该点火开关313时，开始通过起动电动机(未示出)的发动机1曲柄转动。另一方面，火花塞6的点火器7、节气门8的节气门电动机8a、缸内喷射喷射器21、进气口喷射喷射器22、低压泵24和高压泵25连接到输出接口506。
然后，ECU 500基于来自前述各种传感器301至312和开关313的信号，执行发动机1的各种控制。发动机1的各种控制包括通过点火器7的火花塞6通电控制、节气门8(节气门电动机8a)的驱动控制以及喷射器21,22和泵24,25的驱动控制。
因此，优选控制发动机1的操作状态，使得以良好平衡，满足有关基本功能，包括驾驶性能、排气和燃料消耗的需求。即，ECU 500通过多个致动器(点火器7、节气门8、喷射器21,22和泵24,25)的协同控制，实现有关发动机1的各种功能的需求。通过将由ECU 500执行的控制程序，实现用于根据本发明的实施例的内燃机的电子控制单元。
接着，将详细地描述电子控制单元的配置。图3通过块示出电子控制单元的各个元件，并且用箭头指示块之间的信号传输。在该例子中，电子控制单元具有由五层510至550构成的递阶控制结构。在五层的最上层，提供需求生成层510。在需求生成层510的下面，提供物理量调解层520和受控变量设定层530。在受控变量设定层530的下面提供受控变量调解层540，并且在五层的最下层提供控制输出层550。
信号流是以上述五层510至550之间的单向。信号从需求生成层510传输到下面的物理量调解层520，从物理量调解层520传输到受控变量设定层530，并且进一步，从受控变量设定层530传输到受控变量调解层540。此外，与信号流处于单向的五层510至550无关，提供共用信号输送系统。通过共用信号输送系统，与层510至550的每一个并行地输送共用信号。在此省略共用信号输送系统的表示。
在层510至550之间传输的信号和通过共用信号输送系统输送的信号之间存在下述差异。在五层510至550之间传输的信号是有关发动机1的功能的需求的信号，最终转换成用于致动器7、8,…的受控变量。相反，由共用信号输送系统输送的信号是包含生成需求或计算受控变量所需的信息的信号。
更具体地说，通过共用信号输送系统输送的信号包括有关发动机1的操作条件和操作状态的信息(发动机转速、进气量、估计转矩、此时的实际点火正时、冷却水温、操作模式)。其信息源来自在发动机1中提供的各种传感器310至312以及电子控制单元内部的估算函数。如果与各个层510至550并行地输送有关发动机1的操作条件和操作状态，不仅能减少层510至550之间的通信量，而且能保持层510至550之间信息的同时性。原因在于有关发动机1的操作条件和操作状态的信息是将由各个层510至550共同使用的共用发动机信息。
在下文中，将从最高层的顺序，描述各个层510至550的配置及执行的处理。多个需求输出部511至519置放在需求生成层510上。对发动机1的每一功能，提供需求输出部511至519。在此所述的需求是指有关发动机1的功能的需求(或发动机1所要求的性能)。因为发动机1的功能多样性，取决于发动机1需求什么或所指定的优先级，置放在需求生成层510上的需求输出部的内容不同。
在本实施例中，必须在以良好平衡，满足驾驶性能、排气和燃料消耗的前提下，执行控制，以便对应于驾驶员的驾驶操作，有效地驱动车辆的发动机1并且满足自然环境保护的需求。驾驶性能、排气和燃料消耗是发动机1的基本功能。由此，在需求生成层510上提供对应于有关驾驶性能的功能的需求输出部511、对应于有关排气的功能的需求输出部512和对应于有关燃料消耗的功能的需求输出部513。
根据本实施例，认为各种需求存在，取决于任何特定条件和有关上述三个基本功能的需求发生。取决于任何特定条件发生的各个需求包括用于喷射功能的基本需求，例如，喷射器21,22的每一个的喷射操作的正时和频率、在燃料切断(F/C)前的燃料压力减小、催化剂17的快速预热、分层燃烧状态的开始以及非怠速的起动和停止(S&S)的取消。如图3所示，在需求生成层510上提供对应于上述需求的每一个的需求输出部514至519。将详细地描述这些需求输出部514至519。
需求输出部511至513数字化和输出作为有关发动机1的基本功能的需求的驾驶性能、排气和燃料消耗。通过数字化有关发动机1的功能的需求，能使有关发动机1的功能的需求反映在致动器7,8,…的受控变量上。在下文中，将描述用于确定致动器7,8,…的受控变量的算术运算。在本实施例中，以有关发动机1的操作的物理量，表示有关发动机1的基本功能的需求。
作为有关发动机1的操作的物理量，仅使用三个物理量，即，转矩、效率和空燃比。发动机1的输出主要是转矩、热和排气(热和成分)。发动机1的输出与发动机1的上述基本功能，诸如驾驶性能、排气和燃料消耗有关。由此，必须确定转矩、效率和空燃比的三个物理量来控制发动机1的输出。即，通过以三个物理量表示有关发动机1的基本功能的需求和控制致动器7,8,...的操作，能使有关发动机1的基本功能的需求反映在发动机1的输出上。
在图3中，例如，需求输出部511输出有关驾驶性能的需求(驾驶性能需求)。有关驾驶性能的需求输出为通过转矩或效率表示的需求值。例如，如果需求有关车辆的加速度，通过转矩表示该需求。如果需求是有关防止发动机停机，能通过效率(提高效率)来表示该需求。
需求输出部512输出有关排气的需求。将有关排气的需求输出为通过效率或空燃比表示的需求值。例如，如果需求有关催化剂17的预热，该需求能通过效率(降低效率)表示并且也能通过空燃比表示。降低效率提高排气温度并且空燃比能形成催化剂17易于反应的环境。
此外，需求输出部513输出有关燃料消耗的需求。有关燃料消耗的需求输出为通过效率或空燃比表示的需求值。例如，如果需求是增加燃料效率，可以通过效率(提高效率)表示该需求。如果需示是降低泵损耗，可以通过空燃比(稀薄燃烧)表示该需求。
同时，从需求输出部511至513输出的需求值不限于有关每一物理量的一种需求。例如，需求输出部511不仅输出驾驶员需求的转矩(由加速器的开度量计算的转矩)，而且同时输出与车辆控制需求有关的各种设备需求的转矩。与车辆控制有关的各种设备是车辆稳定性控制系统(VSC)、牵引力控制系统(TRC)、防抱死制动系统(ABS)和变速器。同样对效率也是一样的。
共用发动机信息从共用信号输送系统输送到需求生成层510。通过参考所输送的共用发动机信息，各个需求输出部511至513确定应当输出的需求值。原因在于取决于发动机1的操作条件或操作状态，需求的内容改变。例如，如果通过排气温度传感器308测量催化剂温度，需求输出部512基于温度信息，确定催化剂17的预热的必要性。然后，对应于上述确定的结果，需求输出部512输出以效率或空燃比表示的需求值。
如上所述，需求生成层510上的需求输出部511至513输出以转矩、效率或空燃比表示的多个需求。然而，不可能同时完全地实现所有多个需求。原因在于即使要求多个转矩，也仅能实现一个转矩。同样地，即使要求多个效率，也仅能实现一个效率，即使要求多个空燃比，也仅能实现一个空燃比。由此，用于调解这些需求的处理是必要的。
物理量调解层520调解从需求生成层510输出的需求值。在物理量调解层520上提供调解部521至523，用于对应于需求的分类的每一物理量。调解部521汇总以转矩表示的需求值并且调解到转矩需求值。调解部522汇总以效率表示的需求值并且调解到效率需求值。然后，调解部523汇总以空燃比表示的需求值并且调解到空燃比需求值。
这些调解部521至523根据预定规则，执行调解。在此所述的规则是指用于例如从多个数值获得一个数值的计算规则，例如，选择最大值、选择最小值、平均或叠加，并且那些多个计算规则可以适当地组合。然而，应当采用哪一规则取决于电子控制单元的设计并且本发明不限制规则的内容。
另外，将共用发动机信息从共用信号输送系统传输到物理量调解层520，因此，能由调解部521至523使用共用发动机信息。例如，尽管可以根据发动机1的操作条件或操作状态，改变调解规则，但如下所述，考虑到发动机1实现的转矩范围，永不改变调解规则。
在调解部521至523中，在调解中，不考虑发动机1能实现的上限转矩或下限转矩。此外，在其他调解部的调解中，不考虑由调解部521至523中的一个执行的调解结果。即，各个调解部521至523独立地执行调解，而不考虑发动机1能实现的转矩范围的上限转矩或下限转矩或其他调解部的调解结果。这还有助于降低控制的算术运算负担。
当各个调解部521至523如上所述执行调解时，从物理量调解层520输出转矩需求值、效率需求值和空燃比需求值。然后，在作为设置在物理量调解层520直接下级的层的受控变量设定层530上，基于由物理量调解层520调解的转矩需求值、效率需求值和空燃比需求值，设定用于致动器7,8,…的受控变量。
根据本发明，在受控变量设定层530的每一个上，提供调整转换部531。调整转换部531调整由物理量调解层520调解的转矩需求值、效率需求值和空燃比需求值的大小。因为如上所述，在物理量调解层520的调解中，不考虑发动机1能实现的转矩范围，存在取决于每一需求值的大小，可能不能适当地驱动发动机1的可能性。因此，调整转换部531基于各个需求值之间的关系，调整每一需求值，以便能适当地驱动发动机1。
在比受控变量设定层530更高的层上，独立地计算转矩需求值、效率需求值和空燃比需求值，因此，在与计算有关的因素之间，所计算的值永远不会相互地使用或相互参考。即，在受控变量设定层530上，首次相互参考转矩需求值、效率需求值和空燃比需求值。因为调整目标限于3个，即转矩需求值、效率需求值和空燃比需求值，调整所需的算术运算负担可能小。
应当如何执行上述调整取决于电子控制单元的设计，并且在本发明中，不限定调整的内容。然而，如果在转矩需求值、效率需求值和空燃比需求值之间存在优先顺序，优选调整(校正)较低优先级的需求值。例如，在高优先级的需求值的情况下，该需求值尽可能多地反映在致动器7,8,…的受控变量上。在低优先权的需求值的情况下，调整该需求值并且将所调整的需求值反映在致动器7,8,…的受控变量上。
因此，在适当地驱动发动机1的范围内，能充分地实现高优先级的需求，而能在某种程度上实现低优先级的需求。例如，如果转矩需求值的优先权最高，校正效率需求值和空燃比需求值。当校正效率需求值和空燃比需求值时，在效率需求值和空燃比需求值中，使较低优先级的需求的校正度更大。如果取决于发动机1的操作条件等等，优先级顺序改变，基于从共用信号输送系统输送的共用发动机信息，确定优先级的顺序，然后，确定应当校正哪一需求值。
在受控变量设定层530，使用从物理量调解层520输入的需求值和从共用信号输送系统输送的共用发动机信息，生成新消息。例如，由除法部(未示出)，计算由调解部521调解的转矩需求值和包含在共用发动机信息中的估算转矩之间的比。估算转矩是当通过当前进气量和当前空燃比，将点火正时设定到MBT时输出的转矩。在电子控制单元的不同任务中，执行估算转矩的算术运算。
如果如上所述，转矩需求值的优先级为最高，尽管省略详细描述，由受控变量设定层530计算转矩需求值、校正的效率需求值、校正的空燃比需求值和转矩效率。在转矩需求值、校正的效率需求值、校正的空燃比需求值和转矩效率中，由转矩需求值和校正的效率需求值，计算(转换)节气门开度，并且将所计算的节气门开度传输到受控变量调解层540。
更具体地说，首先，转矩需求值除以校正的效率需求值。因为校正的效率需求值为1或更小，将转矩需求值除以校正的效率需求值提高转矩需求值。将所提高的转矩需求值转换成空气量并且由该空气量计算节气门开度。同时，仅参考预定映射，执行从转矩需求值转换成空气量并且由空气量计算节气门开度。
此外，主要由转矩效率，计算(转换)点火正时。当计算点火正时时，将转矩需求值和校正的空燃比需求值用作参考信号。更具体地说，通过参考映射，由转矩效率计算与MBT有关的点火正时的延迟量。转矩效率越小，点火正时的延迟量越大。因此，转矩下降。由于点火正时的延迟，转矩需求值的上述提高是用于补偿转矩的减小的处理。
根据本发明，通过基于转矩效率的点火正时的延迟和基于效率需求值的转矩需求值的提高，能实现转矩需求值和效率需求值。同时，使用转矩需求值和校正的空燃比需求值来选择用于将转矩效率转换成点火正时的延迟量的映射。然后，由点火正时的延迟量和MBT(或基本点火正时)，计算最终点火正时。
根据上述处理的结果，从受控变量设定层530(调整转换部531)传输到受控变量调解层540的信号是节气门开度的需求值(对应于转矩需求的第一需求值)、点火正时的需求值和空燃比的需求值。将这些信号输入到受控变量调解层540的调解部541,542,543，然后通过从需求生成层510直接传输的其他需求值调解，如下文详细所述。稍后将描述受控变量调解层540和调解部541至543详细描述。
如图3所示，例如，受控变量调解层540包括基于需求的分类，用于致动器7,8,…的每一受控变量的调解部541至543(543a至543i)。在图3的例子中，调解部541汇总节气门开度的需求值并且将汇总的节气门开度需求值调解到单一需求值。调解部542汇总点火正时的需求值并且将汇总的点火正时需求值汇总到单一需求值。
此外，调解部543综合地调解有关燃料喷射的多个受控变量需求值。在图3的例子中，调解部543是集成第一至第七调解部543a至543g、第八调解部543h和第九调解部543i的喷射功能调解部。第一至第七调解部543a至543g调解指示喷射器21,22的操作的7个喷射受控变量。第八调解部543h调解低压泵24的排放量(泵受控变量)。第九调解部543i调解高压泵25的排放压力，即，目标燃料压力(泵受控变量)。
喷射功能调解部543调解包括通过相互关联而一体化的喷射器21,22、低压泵24和高压泵25的多个致动器的受控变量。由此，喷射功能调解部543被配置成例如在控制程序的同一处理步骤中，实现9个调解部543a至543i的功能。因此，能确保喷射器21,22和燃料泵24,25的受控变量的调解的同时性。
各种调解部541至543(543a至543i)根据预定规则执行调解，如在物理量调解层520上的各个调解部521至523。规则取决于电子控制单元的设计，本发明不限定规则的内容。同时，共用发动机信息还从共用信号输送系统被输送到受控变量调解层540，因此，各个调解部541至543能使用共用发动机信息。
如上所述，各个调解部541至543(543a至543i)调解各种需求，因此，从受控变量调解层540输出有关各个致动器7,8,…的受控变量的需求值的信号。从受控变量调解层540输出的各个致动器7,8,…的受控变量的需求值包括节气门开度需求值、点火正时需求值、有关喷射器21,22的操作的下述的7个喷射受控变量的需求值、低压泵24的排放量(泵受控变量)的需求值，以及高压泵目标燃料压力(泵受控变量)的需求值。在下文中，将描述将在各个调解部541至543(543a至543i)上执行的调解。
基于作为在受控变量调解层540下方的层的控制输出层550上的每一需求值，计算致动器7,8,…的受控变量。在图3的例子中，最低控制输出层550包括对应于从上述受控变量调解层540传输的信号的控制输出部551至555。将节气门开度需求值从有关节气门开度的需求值的调解部541传输到控制输出部551(节气门驱动控制部)并且对应于所传输的节气门开度需求值，输出节气门驱动信号。
将点火正时需求值从有关上述受控变量调解层540的点火正时的需求值的调解部542，传输到控制输出部552(点火器通电控制部)并且对应于所传输出的点火正时需求值，输出点火器通电信号。将喷射受控变量的需求值从喷射功能调解部543的第一至第七调解部543a至543g传输到控制输出部553(喷射器驱动控制部)，并且对应于所传输的喷射受控变量，输出喷射器驱动信号。
将燃料排放量的需求值从喷射功能调解部543的第八调解部543h，传输到控制输出部554(低压泵驱动控制部)，并且对应于所传输的燃料喷射量，输出低压泵参考信号。将燃料压力需求值从喷射功能调解部543的第九调解部543i，传输到控制输出部555(高压泵驱动控制部)，并且对应于所传输的燃料压力需求值，输出高压参考信号。
在下文中，将参考图3和图4至图6，详细地描述如上所述的受控变量调解层540上，致动器的受控变量的调解，特别是作为本发明的特征的喷射功能需求的调解。
如上所述，在本实施例的电子控制单元中，以三种物理量的组合，表示有关发动机1的基本功能的需求，以及在物理量调解层520上，调解以三种物理量表示的需求。有关发动机1的基本功能的需求转矩是驾驶性能、排气和燃料消耗。三种物理量是转矩、效率和空燃比。燃料喷射频率和燃料喷射量仅是与喷射器21,22的操作有关的受控变量。如果将有关喷射器21,22的操作的受控变量转换成诸如转矩或效率的物理量、暂时调解，然后再次计算受控变量，则发生过多计算负担。
因此，在本实施例中，如上所述，受控变量调解层540设置在受控变量设定层530的直接下级，使得不通过物理量调解层520，将有关喷射器21,22的操作的受控变量(喷射受控变量)的需求值传输到受控变量调解层540。在受控变量调解层540上，将有关所传输的喷射器21,22的操作的受控变量(喷射受控变量)的需求值分类成发动机1的操作期间的需求值和起动并且调解时的需求值。此外，本实施例被配置成以与上述相同的方式，在受控变量调解层540上，调解有燃料泵24,25的操作的受控变量(泵受控变量)的需求值。
即，如图3所示，需求生成层510包括适当地输出用于驱动发动机1必不可少的基本喷射量的需求的需求输出部514。与需求输出部514一样，提供输出具有取决于必要性的高优先级的每一功能需求的需求输出部515至519。高优先级的功能需求包括在燃料切断前的燃料压力降低、催化剂的快速预热、分层燃烧起动、起动和停止(S&S)的取消和喷射器保护。
从这些需求输出部514至519输出的需求不是物理量，而是以致动器7,8,…的受控变量表示的需求值。如图3所示，将从需求输出部514至519输出的需求直接传输到受控变量调解层540，而不通过物理量调解层520和受控变量设定层530。如上所述，通过从受控变量设定层530传输到受控变量调解层540的节气门开度、点火正时和空燃比的需求值，有关每一受控变量，汇总这些所传输的需求值。通过受控变量调解层540的各自的调解部541至调解部543，将有关每一受控变量汇总的需求值调解到每一受控变量的单一需求值。
更具体地说，从需求生成层510上的基本喷射功能需求输出部514输出的信号以多个喷射受控变量表示并且传输到受控变量调解层540的喷射功能调解部543(在下文中，参考图4所述的543b至543d)。基本喷射功能需求是两个喷射器21,22的每一个的燃料喷射频率(喷射模式)、喷射器21,22的每一个的喷射正时和喷射器21,22的每一个的喷射量，在下文中，参考图4所述。
从基本喷射功能需求输出部514输出的信号为何以多个喷射受控变量表示的原因如下。由进气口喷射喷射器22喷射到发动机1的进气口11a中的燃料与空气初步混合并且吸入到气缸2中。另一方面，由缸内喷射喷射器21直接喷射到发动机1的气缸2中的燃料喷雾在燃烧室中扩散来形成高浓度的燃料空气混合物。由此，喷射器21,22的燃料喷射的频率和燃料喷射量的比率由此大大地影响在发动机1的气缸2内形成的燃料-空气混合物的分布及其燃烧性。
例如，从基本喷射需求输出部514a(见图4)，输出用于在发动机1的高负荷侧上的预定驱动区域中执行多喷射的需求值。多喷射是指通过同时激活缸内喷射喷射器21和进气口喷射喷射器22的喷射器，在单一燃烧周期中，分多次执行燃料喷射的燃料喷射。多喷射是当发动机1处于高负荷侧上的预定驱动区域中时，将执行来通过增加燃料喷雾的分散性，降低燃料消耗。用于从基本喷射需求输出部514a输出的多喷射的需求值是例如喷射正时。
在本实施例中，需求输出部514包括输出为部件保护或防爆震而增加燃料喷射量的需求(增加燃料的需求)的需求输出部514b至514d。用于为部件保护或防爆震增加燃料的需求是当增加燃料时，从不改变器喷射模式等等的需求。催化剂的快速预热是用于改变喷射模式的需求。因为用于为部件保护或防爆震而增加燃料量的需求不改变喷射模式，与改变喷射模式的需求，诸如催化剂的快速预热相比，不太影响燃料-空气混合物的燃烧性。由此，需求输出部514b至514d包括在基本喷射功能需求输出部514中。
如从需求输出部514输出的上述信号，将用于在燃料切断(F/C)之前减少燃料压力的、从需求输出部514输出的信号传输到喷射功能调解部543。如果执行发动机1的燃料切断控制，在燃料切断控制操作期间，高压燃料输送管20中的燃料的温度上升，使得高压燃料输送管20中的燃料的压力(燃料压力)可能增加。在此所述的在燃料切断前的燃料压力的减小是指用于通过正好在起动燃料切断控制前，初步地激活缸内喷射喷射器21来喷射少量燃料以便防止当执行发动机1的燃料切断控制时，高压燃料输送管20中的燃料的压力(燃料压力)的控制。为此，从需求输出部515输出用于激活缸内喷射喷射器21的需求值信号，并且将该输出信号传输到受控变量调解层540的调解部543。
另一方面，将从催化剂需求输出部516和分层燃烧起动需求输出部517的快速预热输出的信号传输到受控变量调解层540的节气门开度需求值调解部541、点火正时需求值调解部542和喷射功能调解部543。催化剂17的快速预热是指用于最大程度地增加排气温度以便在例如发动机1的冷起动后的最短时间中，预热催化剂17的控制。
更具体地说，为升高排气温度，延迟点火正时直到上死点(TDC)之后，并且通过打开节气门8，增加空气量，使得尽可能多地增加排气热量。此外，使压缩冲程中的燃料喷射正时延迟，以便提高火花塞6周围的燃料-空气混合物的浓度。由此，从需求输出部516输出有关用于增加节气门开度的需求值、用于点火延迟的需求值、用于压缩冲程喷射的需求值和用于增加燃料压力的需求值的信号。
分层燃烧起动是指用于在分层燃烧状态中，起动发动机以便同时实现起动时间的缩减和发动机旋转的平滑起动的控制。为实现分层燃烧起动，在发动机1的气缸2的压缩冲程中，从缸内喷射喷射器21喷射燃料(也可以从进气口喷射喷射器22喷射燃料)。因此，从需求输出部517输出适合于分层燃烧起动的节气门开度、点火正时、喷射量、喷射正时和喷射压力(即，高压燃料输送管20中的燃料压力)的需求值。
此外，还将从S&S取消需求输出部518输出的信号传输到调解部541至543。S&S取消是指在车辆驻车时，在预定条件下，用于自动地停止发动机1的操作的怠速停止控制。从需求输出部518输出当发动机1停止时用于关闭节气门来抑制振动的需求值、用于停止点火的需求值和用于停止低压泵24的燃料喷射和操作的需求值。
将从喷射保护需求输出部519输出的信号仅传输到喷射功能调解部543。在该例子中，具体地，喷射器保护需求旨在降低高压燃料输送管20中的燃料的压力(燃料压力)来保护缸内喷射喷射器21上提供的O-环。由此，从需求输出部519输出用于降低高压泵25中的目标燃料压力的需求值。
在本实施例中，如上所述，有关不通过物理量调解层520，传输到受控变量调解层540的、从需求输出部514输出的信号，初步地设定优先顺序。根据初步设定的优先顺序，调解从需求输出部514至519输出的信号的需求值。特定优先顺序取决于电子控制单元的设计，并且优先顺序不限于任何特定顺序。例如，使来自需求输出部515至519的需求的优先级设定为高于来自需求输出部514的基本喷射功能需求的优先级。
在下文中，将参考图4和5，详细地描述喷射功能调解部543中的喷射受控变量的调解。如上所述，喷射功能调解部543包括用于调解指示喷射器21,22的操作的7个喷射受控变量的第一至第七调解部543a至543g，以及用于调解指示燃料泵24,25的操作的泵受控变量的第八、第九调解部543h,543i(见图3,6)。喷射功能调解部543共同地调解喷射的受控变量和泵受控变量。
第一调解部543a将喷射模式调解为喷射受控变量，即，来自喷射器21,22的每一个的燃料喷射的喷射频率。更具体地说，将有关燃料压力的减小、催化剂的快速预热、分层燃烧起动和S&S取消的需求的每一个的喷射模式的信号从需求生成层510上的需求输出部515至518的每一个传输到第一调解部543a。
例如，如果通过在喷射模式中，从缸内喷射喷射器21喷射燃料两次，然后从进气口喷射喷射器22喷射燃料一次，在单一燃烧周期中，执行三次喷射操作的喷射模式，传输用于执行三次喷射操作的喷射模式的需求值。在例如用于对S&S取消，停止喷射器21,22的喷射操作的喷射模式的情况下，例如，传输用于停止喷射操作的喷射模式的需求值。
同时，在本实施例中，从基本喷射功能需求输出部514不传输喷射模式的需求值的信号。如图4所示，将对应于基本喷射功能需求的喷射模式初步地存储在喷射功能调解部543中，作为基本模式。
在本实施例中，从需求输出部515至519输出的信号伴有识别每一信号输出并且指示它们的需求的优先顺序的信息。从需求输出部515至519输出的信号的需求的优先级高于基本模式中的需求的优先级。因此，如果任何信号输入到调解部543a，选择(调解)输入信号中的一个的需求值。例如，在输入信号中，可以仅选择最高优先级的需求值的信号。在输入信号中，可以选择任何需求值信号并且可以通过加权平均等等，计算其需求值，使得通过加权所选择的需求值，也反映未被选择的需求值。
如第一调解部543a，第二调解部543b将喷射器21,22的燃料喷射正时(喷射起动正时)调解为喷射的受控变量中的一个。将指示喷射器21,22的每一个的喷射起动正时的需求值的信号从需求生成层510上的需求输出部514(514a)、516、517传输到第二调解部543b。将从需求生成层510上的需求输出部514(514a)、516、517传输的信号传输为对应于有关基本喷射、催化剂的快速预热和分层燃烧起动的需求的每一个的喷射正时的需求值。
例如，如果如上所述，通过激活缸内喷射喷射器21两次以及进气口喷射喷射器22一次，执行三次喷射操作，传输以曲柄角表示每次的喷射操作的需求信号。然后，如第一调解部543a，根据预定规则，执行调解。同时，因为将喷射正时需求值按顺序分配到以喷射模式表示的每次的喷射操作，不区分缸内喷射喷射器21和进气口喷射喷射器22。
作为受控变量或喷射中的一个，第三调解部543c在起动发动机1时，调解喷射器21,22的每一个的燃料喷射量。将表示对应于基本喷射和分层燃烧起动的喷射需求的每次的燃料喷射量的需求值的信号从需求生成层510上的需求输出部514(514a)、517传输到第三调解部543c。
例如，如果对分层燃烧起动，通过激活缸内喷射喷射器21一次以及进气口喷射喷射器22一次，执行喷射操作，传输表示每次的喷射量的需求值的信号。如果在寒冷地方，在均匀燃烧状态中起动发动机，例如，传输进气口喷射喷射器22的单次的燃料喷射量的需求值。然后，如第一、第二调解部543a,543b，根据预定规则，执行调解。
与发动机驱动期间分开地调解起动时的燃料喷射量的原因在于在起动发动机1时，不能精确地计算进入发动机1的气缸2中的空气的充入量。在驱动发动机1期间，如下所述，由空气充入量和目标空燃比，计算燃料喷射量。因为在起动发动机1时，不能精确地计算空气充入量，必须将燃料喷射量初步地设定到适当值。由此，初步地设定燃料喷射量，以在起动时，例如分层燃烧起动或均匀燃烧起动时，与发动机1的操作状态匹配，从初步设定的燃料喷射量选择(调解)适当燃料喷射量。
作为喷射的受控变量的一个，第四调解部543d调解上述起动控制完成的标准值。将在均匀燃烧起动和分层燃烧起动的情况下的用于确定起动完成的确定值信号从需求生成层510的需求输出部514(514a)、517传输到第四调解部543d。然后，根据预定规则，调解所传输的确定值。
在通过基本喷射的均匀燃烧起动的情况下，例如，当起动时的发动机转速超出初步设定的发动机转速(确定发动机转速)时，确定发动机起动完成。另一方面，在分层燃烧起动的情况下，所产生的转矩小于均匀燃烧起动。由此，在分层燃烧起动的情况下，选择(调解)确定发动机转速，使得当起动时的发动机转速达到比均匀燃烧起动时更高的值时，发动机的起动完成。此外，在混合动力车辆的情况下，因为可能在通过电动机行驶期间，起动发动机，当发动机转速达到较高值时，可以确定起动已经完成。
在混合动力车辆的情况下，如果在通过电动机的行驶期间，起动发动机，存在当起动控制开始时，发动机转速可能达到比当正常起动时的确定发动机转速更高的值的可能性。在这种情况下，如果通过正常确定发动机转速，确定发动机起动已经完成，同时当起动控制开始时，采用起动后的燃料喷射量。因此，可以将过多燃料量喷射到实际上未执行燃料喷射的气缸中。由此，在混合动力车辆的情况下，在如上所述，发动机转速达到上述高值后，可以确定起动已经完成。
作为受控变量或喷射的一个，第四调解部543e调解在发动机1的驱动期间，喷射器21和22之间燃料喷射比，即，喷射共享比。将指示各个喷射器21和22之间喷射量的比的需求值的信号从需求生成层510的需求输出部516,517传输到第五调解部543e，作为对应于用于催化剂的快速预热和分层燃烧起动的需求的喷射共享比的需求值。
例如，如果通过激活缸内喷射喷射器21两次和进气口喷射喷射器22一次，执行三次喷射操作，按喷射操作的顺序，传输有关一次进气口喷射和一次气缸喷射之间的喷射比(例如，40％，40％)的需求值，并且根据预定规则调解所传输的需求值。
同时，将剩余喷射比(例如20％)分配给第二次气缸喷射。此外，根据本实施例，不从基本喷射功能需求输出部514传输喷射共享比需求值的信号。对应于基本喷射功能需求的喷射共享比是基于基本模式对应于一次进气口喷射的基本值(即，100％)。如图4所示，基于基本模式对应于一次进气口喷射的基本值初步地存储在喷射功能调解部543中。
作为喷射的受控变量的一个，第六调解部543f调解总燃料喷射量的补偿系数。根据本实施例，需求输出部514b至514d均包含在基本喷射功能需求输出部514中。与基本喷射需求一样，需求输出部514b至514d输出用于部件保护、防爆震和用于非贡献量的补偿的燃料增加补偿系数需求值。根据预定规则，将输出需求值(信号)传输到喷射量增加预调解部543j并且调解(初步调解)。
将在这种预调解后，从喷射量增加预调解部543j输出的喷射量补偿系数需求值传输到第六调解部543f。另一方面，在图4的例子中，将用于催化剂的快速预热的喷射量补偿系数需求值从需求输出部516传输到第六调解部543f，并且根据预定规则调解所传输的需求值。分开执行调解的原因在于用于每一调解的优选逻辑是不同的。
即，用于部件保护或防爆震的预调解的需求(第一种需求)是尽管改变总燃料喷射量，但从不改变喷射模式的需求。另一方面，因为用于催化剂的快速预热等等的需求(第二种需求)改变喷射模式和总燃料喷射量，因此，大大地影响发动机1的气缸2中的燃料空气混合物的燃烧性。由此，如上所述，在喷射量增加预调解部543j中，根据最适合于第一种需求的逻辑，调解喷射量补偿系数，在第六调解部543f中，根据最适合于第二种需求的逻辑，调解喷射量补偿系数。
作为受控变量或喷射的一个，第七调解部543g调解在来自缸内喷射喷射器21的气缸2的压缩冲程中，喷射燃料的上限值，即，压缩冲程喷射上限值。如果发动机1的气缸2的压缩步骤中的燃料喷射量过多地增加，燃料空气混合物的浓度的偏差增加，使得例如火花塞周围的燃料的浓度增强，由此可能恶化燃烧状态。
因此，例如，将在催化剂控制的快速预热时，由缸内喷射喷射器21在压缩冲程中的燃料喷射量的上限值的信号从需求输出部516传输到第七调解部543g。此外，从需求输出部517传输在分层燃烧起动时在压缩冲程中的燃料喷射量的上限值的信号。根据预定规则，调解所传输的燃料喷射量上限值。
同时，根据本实施例，不从基本喷射功能需求输出部514传输压缩冲程中的燃料喷射量的上限值的信号。原因在于对应于基本喷射功能需求的喷射模式是无燃料喷射到缸内喷射喷射器21中的基本模式。如图4所示，为了方便，将燃料喷射量的基本值(最大值)初步存储在喷射功能调解部543中。
如上所述，7个喷射受控变量保持同时性，换句话说，通过相互关联，共同地调解7个受控变量。因此，实现在发动机1驱动期间和起动时，喷射器21,22对各种需求的优选操作控制。同时，第一、第二和第五至第七调解部543a,543b,543e-543g构成在发动机1驱动期间，调解有关喷射器21,22的操作的喷射受控变量的基本喷射控制调解部。第三、第四调解部543c、543d构成在起动时，调解喷射控制量的起动喷射控制调解部。
如图5所示，将来自第一至第七调解部543a至543g的信号传输到控制输出层550的控制输出部553(喷射器驱动控制部)。该控制输出部553具有计算喷射器21,22的每一个的燃料喷射量的喷射量计算部553a。将来自喷射功能调解部543的第一调解部543a的喷射模式需求值和来自第二调解部543b的喷射正时需求值到控制输出部553，并且控制输出部553计算根据喷射模式指定的每一喷射操作的喷射量。
即将每一喷射共享比、喷射量补偿系数和压缩冲程喷射上限值的需求值从喷射功能调解部543的第五至第七调解部543e至543g传输到喷射量计算部553a，因此，由目标空燃比、气缸2的空气充入量和喷射共享比，计算燃料喷射量。对目标空燃比，将理论空燃比初步地设定为基本值。气缸2的空气充入量包含在共用发动机信息中。喷射量计算部553a通过乘以喷射量补偿系数，补偿燃料喷射量并且将压缩冲程中的喷射操作的喷射量限制到该上限值。
然后，将所计算的燃料喷射量需求值和来自喷射功能调解部543的第三调解部543c的、起动时的燃料喷射量需求值输入到控制输出部553的喷射量选择部553b，并且在输入燃料喷射量需求值中，选择任一需求值。即，将从喷射功能调解部543的第四调解部543d输出的起动完成确定值(例如发动机转速)传输到喷射量选择部553b，如果小于实际发动机转速，选择起动时的燃料喷射量。另一方面，当实际发动机转速超出起动完成确定值时，如上所述，选择由喷射量计算部553a计算的燃料喷射量。实际发动机转速包含在共用发动机信息中。
基于所选择的燃料喷射量需求值，通过喷射脉冲计算部553c，计算喷射器21,22的当前燃料压力和流率系数、燃料喷射周期，即，喷射器21,22的每一个的喷射脉冲宽度。将所计算的脉冲宽度喷射信号(喷射器驱动信号)输出到喷射器21,22。当前燃料压力是包含在共用发动机信息中的高压燃料输送管20和低压燃料输送管23的燃料压力。
接着，将参考图6，描述泵控制量的调解。在如上所述的喷射功能调解部543中提供的第八调解部543h将低压泵24的排放量调解为泵受控变量的一个。将对应于基本喷射需求的排放量和对应于S&S取消的排放量(即0)的需求值(信号)从受控变量调解层540的需求输出部514(514a),518传输到第八调解部543h。
即，对应于在发动机1的驱动期间，来自需求输出部514(514a)的基本喷射需求值，传输用于驱动低压泵24的需求值来排放燃料以便与来自喷射器21,22的喷射量匹配。另一方面，在S&S取消的情况下，对应于喷射器21,22的操作的停止，将用于归零低压泵24的排放量(停止操作)的需求值传输到第八调解部543h。
如图6所示，通过第八调解部543h中的低压泵排放量调解部543ha，根据预定规则，执行调解，使得将泵排放量需求值的信号传输到下限保护部543hb。下限保护部543hb将所传输的需求值与下限保护值比较，如果所传输的需求值高于下限保护值，输出所传输的需求值并且将其传输到控制输出部554，用于驱动低压泵24。另一方面，如果所传输的需求值小于下限保护值，输出下限保护值并且传输到控制输出部554，用于驱动低压泵24，
例如，如果选择用于S&S取消的需求值(泵排放量为0)，停止低压泵24使得能降低发动机1停止期间的功耗，有利于降低燃料消耗。然而，即使在低压泵排放量调解部543ha中选择S&S取消需求值，有时也期望起动低压泵24。在这种情况下，通过适当地设定下限保护值，驱动低压泵24。
更具体地说，当实现停止发动机1的分层燃烧起动时，激活高压泵25来在发动机1的气缸2的压缩冲程中喷射燃料。如果此时，气泡存在于燃料管道中，高压泵25的首先的一次或二次旋转不馈送燃料，由此，降低发动机1的起动应答性。由此，通过对分层燃烧起动，仅激活低压泵24以提高燃料管道中的燃料压力，来消除气泡。
例如，如果接通车辆电源，将低压泵24的排放量下限值(非零)从分层燃烧起动需求输出部517传输到第八调解部543h中的下限预调解部543hc。还将除上述所传输的排放量下限值外的排放量下限值信号(未示出)传输到下限预调解部543hc。根据预定规则，由下限预调解部调解所传输的排放量下限值。然后，将排放量下限值(非零)信号传输到下限保护部543hb并且接着传输到控制输出部554。因此，即使从低压泵排放量调解部543ha传输的排放量需求值为零，能驱动低压泵24。
同样地，第九调解部543i将高压泵25的目标燃料压力调解为泵受控变量的一个。如图6所示，将对应于基本喷射、催化剂的快速预热和分层燃烧起动的目标燃料压力需求值的信号从受控变量调解层540的需求输出部514(514a)、516、517传输到第九调解部543i。例如，如果基本喷射不伴有发动机1的气缸2的压缩冲程中的燃料喷射，通过激活高压泵25，不必增加燃料压力。
另一方面，如果如在分层燃烧起动中，在气缸2的压缩冲程中喷射燃料，有必要通过激活高压泵25，使燃料的压力高于预定水平。由此，如果在发动机1的气缸2的压缩冲程中喷射燃料，传输高目标燃料压力需求值。此外，为实现用于催化剂的快速预热的分层燃烧状态，还传输高目标燃料压力需求值。通过在第九调解部543i中的高压泵目标燃料压力调解部543ia，根据预定规则，调解这些需求值。
将调解的高压泵目标燃料压力需求值的信号从高压泵目标燃料压力调解部543ia传输到下限保护部543ib并且将传输到下限保护部543ib的需求值与下限保护值比较。如果传输到下限保护部543ib的需求值高于下限保护值，所传输的需求值传输到上限保护部543ic。另一方面，如果传输到下限保护部543ib的需求值小于下限保护值，将下限保护值传输到上限保护部543ic。此时，将传输到上限保护部543ic的需求值与上限保护值比较。然后，如果传输到上限保护部543ic的需求值小于上限保护值，输出到上限保护部543ic的需求值并且将该需求值传输到控制输出部555，用于驱动高压泵25。另一方面，如果传输到上限保护部543ic的需求值大于上限保护值，输出该上限保护值并且将需求值传输到控制输出部555，用于驱动高压泵25。
通常，来自高压泵目标燃料压力调解部543ia的目标燃料压力需求值位于上限值和下限值之间的范围中，提高来自高压泵25的燃料的排放压力以便获得分层燃烧起动和催化剂的快速预热所必要的燃料压力。此外，即使目标燃料压力需求值偏离上限值和下限值之间的范围，限定高压泵25的操作，使得实际目标燃料压力落在上限值和上限值之间的范围内。例如，当降低燃料喷射压力来保护缸内喷射喷射器21的O环时，将高压泵25的目标燃料压力的上限值的信号从需求输出部519传输到第九调解部543i。
将所传输的上限值信号传输到第九调解部543i中的上/下预调解部543id并且根据预定规则，调解所传输的上限值。如果将所调解的上限值传输到上限保护部543ic，即使如上所述，已经从高压泵目标燃料压力调解部543ia传输目标燃料压力需求值，选择低于所传输的目标燃料压力需求值的上限保护值并且传输到控制输出部555。
由此，在从控制输出部555接收参考信号激活的高压泵25中，将该目标燃料压力限定到上述上限值或更小，由此保护喷射器21的O环等等。此外，同样地，因为通过下限保护部543ib设定目标燃料压力需求值的下限，即使从高压泵目标燃料压力调解部543i传输用于停止高压泵25的需求值，也能根据要求激活高压泵25。
通过如上所述，关联喷射器21,22的受控变量(喷射受控变量)，在第八、第九调解部543h,543i中，调解来自燃料泵24,25的燃料排放量和排放压力(目标燃料压力)的受控变量(喷射受控变量)。因此，当确保有关燃料喷射功能的各种需求的同时性时，调解有关燃料喷射功能的各种需求来通过形成良好燃料空气混合物，实现燃烧。此外，通过执行有关燃料排放量和排放压力的上限值和下限值的预调解，能满足用于控制与喷射的受控变量无关的泵受控变量的需求。
如上所述，在本实施例的电子控制单元中，在从作为递阶结构的最高层的需求生成层510，通过下面的物理量调解层520、受控变量设定层530和受控变量调解层540传输到控制输出层550的单向中传输信号，由此降低控制算术运算负担。
此外，通过三种物理量，包括转矩、效率和空燃比的组合，表示发动机1的基本功能需求，诸如驾驶性能、排气和燃料消耗，并且在物理量调解层520上调解。因此，能在以良好平衡，满足那些基本需求的优选状态中，驱动发动机1。
另一方面，将用于燃料喷射状态的需求，诸如多喷射、分层燃烧起动和催化剂的快速预热，不经物理量调解直接传输到受控变量调解层540并且被调解。换句话说，有关发动机1的功能的各种需求被分类成物理量调解和受控变量调解的适当一个并且被处理。因此，不过多地增加控制算术运算负担，能良好地实现所有功能需求。
在本实施例中，受控变量调解层540的喷射功能调解部543通过将喷射器21,22的受控变量(喷射受控变量)与燃料泵24,25的受控变量(泵受控变量)关联，一体地执行调解。因此，能确保有关燃料喷射的喷射的受控变量和泵受控变量的调解的同时性，由此通过良好燃料空气混合物，实现良好燃烧。
此外，在本实施例中，喷射功能调解部543具有与发动机1的驱动期间调解喷射的受控变量的第一、第二、第五至第七调解543a,543b,543e-543g(基本喷射控制调解部)分开地、在起动时调解喷射的受控变量的第三、第四调解部543c,543d(起动喷射控制调解部)。由此，能优选地调解由于每一不同逻辑，在驱动期间和起动时之间不同的喷射控制需求。此外，能减轻在驱动期间和起动时，与调解有关的算术运算负担。
尽管上文描述了本发明的实施例，但本发明不限于上述实施例，而是可能在不背离本发明的精神的范围内改进。例如，尽管上述实施例已经提及包括作为发动机1的基本功能需求的驾驶性能、排气和燃料消耗的三种功能，并且通过三个物理量，诸如转矩、效率和空燃比，表示三个功能需求并且被调解，本发明不限于该例子。
此外，通过致动器7,8,…的受控变量，而不是三个物理量表示并且调解的功能需求不限于在燃料切断(F/C)前的燃料压力的减小、分层燃烧起动和催化剂的快速预热。作为其他功能需求，能提及用于故障保护、OBD的各种功能需求。
根据上述实施例，通过共用信号输送系统，输送有关发动机1的操作条件和操作状态的信号(共用信息)。可以将有关发动机1的操作条件和操作状态(共用信息)的信号连同需求值一起，从较高层输送到较低层。
此外，在上述实施例中，将本发明的电子控制单元应用于包括缸内喷射喷射器21和进气口喷射喷射器22的发动机的情形，但本发明不限于该例子。本发明能应用于包括缸内喷射喷射器21和进气口喷射喷射器22的任何一个的发动机的电子控制单元。
此外，发动机1的致动器不限于上述实施例的点火器7、节气门8、喷射器21,22和燃料泵24,25。例如，可以将可变气门正时系统(VVT)、可变气门升程系统(VVL)和排气再循环系统(EGR系统)选择为待控制的致动器。在具有气缸停止系统或可变压缩比系统的发动机中，可以将那些系统选择为待控制的致动器。
此外，尽管在上述实施例中，已经描述了将本发明的电子控制单元应用于车载的火花点火型发动机1，但本发明还可以应用于除火花点火型发动机1外的其他发动机，例如柴油发动机。此外，本发明可以应用于具有电动机的混合动力系统。

Claims (8)

1.一种用于内燃机的电子控制单元，所述电子控制单元被配置成通过与所述内燃机的操作相关的多个致动器的协调控制，实现与所述内燃机的各种功能相关的需求，所述电子控制单元的特征在于包括：
需求生成层(510)，所述需求生成层生成和输出与所述内燃机的所述功能相关的需求值；
物理量调解层(520)，所述物理量调解层被设置在所述需求生成层的直接下级，所述物理量调解层汇总并且调解以所述需求值的预定的物理量表示的需求值；
受控变量设定层(530)，所述受控变量设定层被设置在所述物理量调解层的直接下级，所述受控变量设定层基于经调解的需求值，设定所述致动器的受控变量；以及
受控变量调解层(540)，所述受控变量调解层被设置在所述受控变量设定层的直接下级，从所述需求生成层输出的需求值的、以所述致动器的受控变量表示的需求值不通过所述物理量调解层地被传输到所述受控变量调解层，所述受控变量调解层对于所述受控变量的每一个，汇总和调解以在所述受控变量设定层上设定的所述致动器的受控变量表示的需求值，以及不通过所述物理量调解层地被传输到所述受控变量调解层的需求值的、以所述致动器的受控变量表示的需求值；
其中，所述电子控制单元包括递阶控制结构，并且在所述递阶控制结构中，从所述需求生成层输出的需求值按所述需求生成层、所述物理量调解层和所述受控变量设定层的顺序，以从较高层到较低层的单向被传输，并且
其中，所述受控变量调解层包括基本喷射控制调解部和起动喷射控制调解部，所述基本喷射控制调解部在所述内燃机的驱动期间调解与作为所述致动器之一的燃料喷射阀中的至少一个的操作相关的喷射的受控变量，并且所述起动喷射控制调解部在所述内燃机起动时调解所述喷射的受控变量，
其中，所述燃料喷射阀中的至少一个被置放成使得将燃料直接喷射到气缸中；
所述电子控制单元在高优先级的需求和低优先级的需求之间区分以所述喷射的受控变量表示的需求；
所述电子控制单元在所述低优先级的需求中，改变总燃料喷射量，并且不改变燃料喷射的频率；
所述电子控制单元在所述高优先级的需求中，改变所述总燃料喷射量和所述燃料喷射的频率两者；并且
在与所述低优先级的需求相关的所述喷射的受控变量被调解后，所述基本喷射控制调解部调解与经调解的所述低优先级的需求相关的所述喷射的受控变量和与所述高优先级的需求相关的所述喷射的受控变量两者。
2.根据权利要求1所述的电子控制单元，其特征在于
所述基本喷射控制调解部调解由将燃料直接喷射到所述气缸中的所述燃料喷射阀喷射的燃料喷射量的上限值，所述燃料喷射量是当所述气缸处于压缩冲程时喷射的燃料喷射量，所述燃料喷射量是所述喷射的受控变量中的一个。
3.根据权利要求1或2所述的电子控制单元，其特征在于
所述燃料喷射阀包括第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀；
所述第一燃料喷射阀将燃料直接喷射到所述内燃机的气缸中；
所述第二燃料喷射阀将燃料喷射到设置在所述内燃机的每一气缸上的进气口中；并且
所述基本喷射控制调解部调解将由所述第一燃料喷射阀和所述第二燃料喷射阀执行的燃料喷射的频率和各次喷射中的所述燃料喷射量的比。
4.根据权利要求1或2所述的电子控制单元，其特征在于
所述致动器包含用于将燃料供应到所述燃料喷射阀的燃料泵中的至少一个；
所述受控变量调解层具有泵控制调解部；并且
所述泵控制调解部通过与将在所述基本喷射控制调解部或所述起动喷射控制调解部中执行的喷射控制的调解相关联，来调解与所述燃料泵的操作相关的所述泵的受控变量。
5.根据权利要求4所述的电子控制单元，其特征在于
当通过所述基本喷射控制调解部调解所述喷射的受控变量来停止所述燃料喷射阀的操作时，所述泵控制调解部调解作为所述泵的受控变量的所述泵的排放量，以通过与所述喷射的受控变量的调解相关联，来停止所述燃料泵的操作；
其中，所述电子控制单元进一步包括排放量限制部，所述排放量限制部设定经调解的所述泵的排放量的下限值。
6.根据权利要求4所述的电子控制单元，其中
所述燃料泵是高压泵，并且所述高压泵向将燃料直接喷射到所述气缸中的所述燃料喷射阀供应具有比预定水平高的压力的高压燃料；
其中，当通过所述基本喷射控制调解部调解所述喷射的受控变量，以在所述内燃机的所述气缸的压缩冲程中激活将燃料直接喷射到所述气缸中的所述燃料喷射阀时，所述泵控制调解部调解所述高压泵的目标泵燃料压力，以通过与所述泵的受控变量的调解相关联，来通过所述高压泵的操作提高燃料喷射压力，所述目标泵燃料压力是所述泵的受控变量；
其中，所述电子控制单元进一步包括目标燃料压力限定部，所述目标燃料压力限定部设定由所述泵控制调解部调解的所述高压泵的所述目标泵燃料压力的上限值和下限值中的至少一个。
7.根据权利要求5所述的电子控制单元，其中
所述燃料泵是高压泵，并且所述高压泵向将燃料直接喷射到所述气缸中的所述燃料喷射阀供应具有比预定水平高的压力的高压燃料；
其中，当通过所述基本喷射控制调解部调解所述喷射的受控变量，以在所述内燃机的所述气缸的压缩冲程中激活将燃料直接喷射到所述气缸中的所述燃料喷射阀时，所述泵控制调解部调解所述高压泵的目标泵燃料压力，以通过与所述泵的受控变量的调解相关联，来通过所述高压泵的操作提高燃料喷射压力，所述目标泵燃料压力是所述泵的受控变量；
其中，所述电子控制单元进一步包括目标燃料压力限定部，所述目标燃料压力限定部设定由所述泵控制调解部调解的所述高压泵的所述目标泵燃料压力的上限值和下限值中的至少一个。
8.一种内燃机的控制方法，所述控制方法用于由电子控制单元，通过与所述内燃机的操作相关的多个致动器的协调控制，实现与所述内燃机的各种功能相关的需求，其中
所述电子控制单元包括递阶控制结构，并且
在所述递阶控制结构中，从需求生成层(510)输出的需求值按所述需求生成层、物理量调解层(520)和受控变量设定层(530)的顺序，以从较高层到较低层的单向被传输；
其中，所述受控变量调解层包括基本喷射控制调解部和起动喷射控制调解部，
所述控制方法的特征在于包括：
1)由所述需求生成层生成和输出与所述内燃机的所述功能相关的需求值；
2)由所述物理量调解层汇总并且调解以所述需求值的预定的物理量表示的需求值；
3)由所述受控变量设定层基于经调解的需求值，设定所述致动器的受控变量；
4)由所述受控变量调解层对于所述受控变量中的每一个，汇总和调解从所述需求生成层输出的需求值的、以所述致动器的受控变量表示的需求值；
5)不通过所述物理量调解层地，将从所述需求生成层输出的需求值的、以所述致动器的受控变量表示的需求值传输到所述受控变量调解层；
6)由包含在所述受控变量调解层中的所述基本喷射控制调解部，在所述内燃机的驱动期间，调解与作为所述致动器之一的燃料喷射阀中的至少一个的操作相关的喷射的受控变量，以及
7)由包含在所述受控变量调解层中的所述起动喷射控制调解部，在所述内燃机起动时调解所述喷射的受控变量，
其中，所述燃料喷射阀中的至少一个被置放成使得将燃料直接喷射到气缸中；
所述电子控制单元在高优先级的需求和低优先级的需求之间区分以所述喷射的受控变量表示的需求；
所述电子控制单元在所述低优先级的需求中，改变总燃料喷射量，并且不改变燃料喷射的频率；
所述电子控制单元在所述高优先级的需求中，改变所述总燃料喷射量和所述燃料喷射的频率两者；并且
在与所述低优先级的需求相关的所述喷射的受控变量被调解后，所述基本喷射控制调解部调解与经调解的所述低优先级的需求相关的所述喷射的受控变量和与所述高优先级的需求相关的所述喷射的受控变量两者。
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