CN107542590B - 内燃机的控制装置以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及内燃机的控制装置以及控制方法，内燃机的控制装置构成为使燃料喷射阀选择性地执行阀芯不开阀到全开位置的部分升程喷射和阀芯开阀到全开位置的全升程喷射。内燃机具有燃料喷射阀和燃料供给系统。控制装置具备通电时间设定部、燃压算出部以及平滑化处理部。通电时间设定部构成为基于由平滑化处理部算出的钝化燃压来设定全升程喷射的通电时间，基于由燃压算出部算出的燃压来设定部分升程喷射的通电时间。

Description

内燃机的控制装置以及控制方法
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置。
背景技术
在日本特开2015‐121231号公报中公开了对向将燃料喷射于内燃机的燃烧室的燃料喷射阀的通电进行控制的控制装置。燃料喷射阀具有通过通电而开阀的阀芯，通过该阀芯开阀来喷射燃料。来自燃料喷射阀的燃料喷射包括部分升程喷射和全升程喷射。在部分升程喷射中，在燃料喷射阀的阀芯因通电而向开阀方向进行位移之后，在该阀芯到达全开位置之前停止通电。在全升程喷射中，在燃料喷射阀的阀芯因通电而向开阀方向进行了位移之后，在该阀芯到达全开位置之后停止通电。
上述的控制装置根据内燃机的运转状态而算出为了进行燃烧室中的一次燃烧而从燃料喷射阀喷射的燃料量的要求值即要求燃料喷射量。并且，通过部分升程喷射或全升程喷射来喷射要求燃料喷射量的燃料。在部分升程喷射以及全升程喷射中，向燃料喷射阀通电的通电时间与燃料喷射量的关系根据向燃料喷射阀供给的燃料的压力即燃压而变化。因此，在内燃机的控制装置中，基于燃压和要求燃料喷射量来算出进行部分升程喷射以及全升程喷射时的向燃料喷射阀通电的通电时间。
如上所述，通电时间的算出需要反映燃压。在部分升程喷射的情况下，在阀芯到达全开位置之前停止通电。因此，通电时的阀芯的开阀延迟、开阀速度会大幅影响喷射量。并且，阀芯的开阀延迟、开阀速度大幅地受到通电开始时的燃压的影响。另外，在全升程喷射的情况下，通电时间长，在阀芯处于全开位置的状态下喷射大量的燃料。因此，上述那样的阀芯的开阀延迟、开阀速度给喷射量带来的影响小，但由于喷射大量的燃料，因此与燃料喷射的持续情况相伴的燃压的降低程度大。因此，全升程喷射的通电时间的算出需要考虑燃料喷射的执行期间的燃压的变化。
这样，在部分升程喷射和全升程喷射中，燃压对通电时间与燃料喷射量的关系的影响的方式存在差异。因此，从自燃料喷射阀喷射的燃料量的控制精度提高的观点出发，希望部分升程喷射以及全升程喷射的通电时间通过考虑燃压的影响的方式的差异来算出。然而，在日本特开2015‐121231号公报所记载的内燃机的控制装置中，关于这点没有任何公开。
发明内容
本发明的目的在于，提供能够提高部分升程喷射以及全升程喷射双方的喷射量的控制精度的内燃机的控制装置。
在用于达到上述目的的内燃机的控制装置中，所述内燃机具有：燃料喷射阀，具有通过通电而开阀的阀芯，并且通过该阀芯开阀来喷射燃料；和燃料供给系统，向该燃料喷射阀供给燃料，所述控制装置构成为使所述燃料喷射阀选择性地执行部分升程喷射和全升程喷射，所述部分升程喷射是所述阀芯不开阀到全开位置的喷射，所述全升程喷射是所述阀芯是开阀到全开位置的喷射，所述控制装置具备：通电时间设定部，构成为设定所述燃料喷射阀的通电时间；燃压算出部，构成为算出向所述燃料喷射阀供给的燃料的压力即燃压；以及平滑化处理部，构成为对由所述燃压算出部算出的燃压进行平滑化处理，算出因来自所述燃料喷射阀的燃料喷射而产生的燃压的变动被平滑化后的钝化燃压，所述通电时间设定部构成为基于由所述平滑化处理部算出的钝化燃压来设定所述全升程喷射的通电时间，基于由所述燃压算出部算出的燃压来设定所述部分升程喷射的通电时间。
在用于达到上述目的的内燃机的控制方法中，所述内燃机具有：燃料喷射阀，具有通过通电而开阀的阀芯，并且通过该阀芯开阀来喷射燃料；和燃料供给系统，向该燃料喷射阀供给燃料，所述控制方法包括：设定所述燃料喷射阀的通电时间；算出向所述燃料喷射阀供给的燃料的压力即燃压；对所算出的所述燃压进行平滑化处理，算出因来自所述燃料喷射阀的燃料喷射而产生的燃压的变动被平滑化后的钝化燃压；使所述燃料喷射阀选择性地执行部分升程喷射和全升程喷射，所述部分升程喷射是所述阀芯不开阀到全开位置的喷射，所述全升程喷射是所述阀芯开阀到全开位置的喷射；基于所述算出的钝化燃压来设定所述全升程喷射的通电时间；以及基于所述算出的燃压来设定所述部分升程喷射的通电时间。
在用于达到上述目的的内燃机的控制装置中，所述内燃机具有：燃料喷射阀，具有通过通电而开阀的阀芯，并且通过该阀芯开阀来喷射燃料；和燃料供给系统，向该燃料喷射阀供给燃料，所述控制装置包括构成为使所述燃料喷射阀选择性地执行部分升程喷射和全升程喷射的电路，所述部分升程喷射是所述阀芯不开阀到全开位置的喷射，所述全升程喷射是所述阀芯开阀到全开位置的喷射，该电路构成为进行如下动作：设定所述燃料喷射阀的通电时间；算出向所述燃料喷射阀供给的燃料的压力即燃压；对所述算出的燃压进行平滑化处理，算出因来自所述燃料喷射阀的燃料喷射而产生的燃压的变动被平滑化后的钝化燃压；基于所述算出的钝化燃压来设定所述全升程喷射的通电时间；以及基于所述算出的燃压来设定所述部分升程喷射的通电时间。
附图说明
图1是表示内燃机的控制装置的第一实施方式的结构的示意图。
图2是表示图1的控制装置所执行的部分升程喷射以及全升程喷射中的通电方式与阀芯的动作方式的关系的时间图。
图3是表示图1的控制装置所执行的向燃料喷射阀通电的通电控制的一系列处理的流程的流程图。
图4是表示全升程喷射中的最小喷射量与钝化燃压的关系的映射。
图5是表示全升程喷射的执行处理中的一系列处理的流程的流程图。
图6是表示部分升程喷射的执行处理中的一系列处理的流程的流程图。
图7是表示部分升程喷射以及全升程喷射的执行所引起的燃压的变化的时间图。
图8是表示第二实施方式的控制装置所执行的向燃料喷射阀通电的通电控制的一系列处理的流程的流程图。
图9是表示多次喷射的执行处理中的一系列处理的流程的流程图。
图10是表示多次喷射的执行所引起的燃压的变化的时间图。
具体实施方式
(第一实施方式)
参照图1～图7来说明内燃机的控制装置的第一实施方式。
如图1所示，在内燃机的汽缸体10形成有多个(仅图示出一个)汽缸10A。在各汽缸10A中，以能够滑动的方式收容有活塞11。在汽缸体10的上端连结有汽缸盖12。由此，构成由汽缸10A、活塞11以及汽缸盖12包围的燃烧室13。
燃烧室13连结有进气通路14和排气通路15。在进气通路14设置有对导入燃烧室13的进气的量进行调节的节气门16。在内燃机设置有将进气通路14相对于燃烧室13连通、切断的进气门17。进气在进气门17开阀了时从进气通路14被导入燃烧室13。在燃烧室13设置有火花塞18和燃料喷射阀19。经由燃料供给系统30而向燃料喷射阀19供给燃料。
燃料供给系统30具有燃料供给通路31，该燃料供给通路31的一端与燃料喷射阀19连结。燃料供给通路31的另一端配设于储存有燃料的燃料箱32内。在燃料供给通路31的路径上设置有燃料泵33。燃料泵33例如是电动式的泵，将燃料箱32内的燃料向燃料供给通路31汲取。汲取至燃料供给通路31的燃料被向燃料喷射阀19供给。在燃料供给通路31中在燃料泵33与燃料喷射阀19之间设置有燃压传感器20，该燃压传感器20检测该燃料供给通路31内的燃料的压力、即向燃料喷射阀19供给的燃料的压力即燃压。
从燃料喷射阀19喷射至燃烧室13的燃料与经由进气通路14导入的进气混合而生成混合气。所生成的混合气由火花塞18在规定的定时点火并燃烧。在内燃机也设置有将燃烧室13与排气通路15连通、切断的排气门21。通过燃烧而生成的排气在排气门21开阀了时被从燃烧室13向排气通路15排出。
内燃机的控制装置40可以包括例如控制电路、具体而言ASIC等一个以上的专用的硬件电路、按照计算机程序(软件)来动作的一个以上的处理器、或者它们的组合。处理器包括CPU、RAM以及ROM等存储器，存储器保存构成为使CPU执行处理的程序代码或指令。存储器即计算机可读介质包括能够由通用或专用的计算机访问的所有可利用的介质。控制装置40被输入从燃压传感器20输出的信号。另外，从检测内燃机旋转速度的旋转速度传感器50、检测加速器操作量的加速器操作量传感器51、检测内燃机冷却水的温度的水温传感器52、以及检测曲轴角的曲轴角传感器53等输出的信号也被输入控制装置40。控制装置40基于来自各传感器的输出信号来控制节气门16的开度、火花塞18的点火定时等。另外，控制装置40基于来自各传感器的输出信号来控制燃料泵33的驱动量，例如调节使燃料供给通路31内的燃压成为一定的目标燃压。
燃料喷射阀19具有通过通电而开阀的阀芯。控制装置40通过向燃料喷射阀19通电来使阀芯开阀而从燃料喷射阀19向燃烧室13喷射燃料。若通电时间被设定为小于阀芯到达全开位置所需的通电时间，则执行阀芯不开阀到全开位置的部分升程喷射。即，如图2中的实线所示，在部分升程喷射(以下称作“P/L喷射”)中，从开始通电起到停止通电为止的通电时间Tp比阀芯到达全开位置所需的通电时间Tfmin短(Tp＜Tfmin)。因此，如图2中的实线所示，在定时t1开始通电，在燃料喷射阀19的阀芯开始向开阀方向进行位移之后，在该阀芯到达全开位置之前的定时t2停止通电。由此，阀芯在到达全开位置的定时t3之前其位移方向切换为闭阀方向，不到达全开位置而返回到完全关闭位置。
另外，若通电时间设定为阀芯到达全开位置所需的通电时间Tfmin以上，则执行阀芯开阀到全开位置的全升程喷射。即，如图2中的点划线所示，在全升程喷射(以下称作“F/L喷射”)中，从开始通电起到停止通电为止的通电时间Tf成为上述通电时间Tfmin以上(Tf≥Tfmin)。因此，如图2中的点划线所示，在定时t1开始通电，燃料喷射阀19的阀芯开始向开阀方向进行位移之后，在该阀芯到达全开位置的定时t3之后的定时t4停止通电。由此，阀芯在定时t3到达全开位置之后，维持全开位置直到定时t4，然后返回到完全关闭位置。
如图1所示，控制装置40具备：通电时间设定部41，设定向燃料喷射阀19通电的通电时间；和燃压算出部42，算出向燃料喷射阀19供给的燃料的压力即燃压。燃压算出部42基于输入控制装置40的燃压传感器20的输出信号，并按规定周期算出燃料供给通路31内的燃压。另外，控制装置40还具备平滑化处理部43，该平滑化处理部43对由燃压算出部42算出的燃压进行平滑化处理，算出来自燃料喷射阀19的燃料喷射所引起的燃压的变动被平滑化后的钝化(なまし)燃压。燃压因燃料喷射而降低，然后燃压增大到目标燃压。在平滑化处理部43中，存储由燃压算出部42按规定周期算出的燃压，算出它们的算术平均，由此使因燃料喷射而变动的燃压平滑化并算出钝化燃压。钝化燃压的算出所使用的燃压与喷射定时以及喷射模式无关而按规定周期算出。优选算出燃压的规定周期远短于喷射燃料的周期。钝化燃压每当燃压算出部42算出燃压时被更新。更新后的钝化燃压被存储于控制装置40。
另外，控制装置40还具备喷射量算出部44以及最小喷射量算出部45。喷射量算出部44算出为了进行燃烧室13中的一次燃烧而从燃料喷射阀19喷射的燃料量的要求值即要求燃料喷射量Qd。最小喷射量算出部45根据阀芯到达全开位置所需的通电时间Tfmin来算出F/L喷射中的最小燃料喷射量Qfmin。此外，通电时间Tfmin根据燃压而变化。在燃压越高时，阀芯的开阀延迟程度越大，开阀速度也越慢。因此，通电时间Tfmin变长。这样，通电时间Tfmin受到燃压的影响。并且，最小燃料喷射量Qfmin基于通电时间Tfmin和燃压来设定。因此，最小燃料喷射量Qfmin可以说根据燃压来设定。另外，控制装置40还具备开始定时设定部46，该开始定时设定部46设定从燃料喷射阀19执行燃料喷射时的通电开始定时。
接着，说明控制装置40所执行的向燃料喷射阀19通电的通电控制的一系列处理的流程。此外，该处理按规定周期执行，例如在本实施方式中，每当曲轴角成为设置于内燃机的各汽缸10A中的上止点前30°(BTDC30°)时执行该处理。
如图3所示，控制装置40当开始该一系列处理时，首先由喷射量算出部44算出要求燃料喷射量Qd(步骤S300)。要求燃料喷射量Qd根据内燃机的运转状态而变化。喷射量算出部44基于例如内燃机旋转速度和内燃机负荷来算出要求燃料喷射量Qd，所述内燃机负荷基于加速器操作量来算出。当喷射量算出部44算出要求燃料喷射量Qd时，接着开始定时设定部46设定通电开始定时(步骤S301)。通电开始定时例如根据内燃机旋转速度和内燃机负荷等来设定。
在开始定时设定部46设定通电开始定时后，最小喷射量算出部45算出F/L喷射中的最小燃料喷射量Qfmin(步骤S302)。最小燃料喷射量Qfmin是将向燃料喷射阀19通电的通电时间假定设定为与阀芯到达全开位置所需的通电时间Tfmin相同的时间时的假定的燃料喷射量。在步骤S302的处理中，最小喷射量算出部45基于图4所示的映射来算出最小燃料喷射量Qfmin。最小燃料喷射量Qfmin如上所述根据燃压来设定。在燃压越高时，每单位时间的喷射量越多。因此，在燃压越高时，从燃料喷射阀19喷射的燃料量增大。因此，如图4所示，最小燃料喷射量Qfmin在燃压越高时越多。此外，在步骤S302的处理中使用的燃压是由平滑化处理部43算出并存储于控制装置40的钝化燃压。
接着，控制装置40判定要求燃料喷射量Qd是否为最小燃料喷射量Qfmin以上(步骤S303)。在要求燃料喷射量Qd为最小燃料喷射量Qfmin以上时，喷射要求燃料喷射量Qd相应的燃料时所需的通电时间为上述的通电时间Tfmin以上，成为执行F/L喷射的运转状态。因此，在步骤S303的处理中，控制装置40在判定为要求燃料喷射量Qd为最小燃料喷射量Qfmin以上时(步骤S303：是)，移至F/L喷射的执行处理(步骤S304)。
另一方面，在要求燃料喷射量Qd小于最小燃料喷射量Qfmin时，喷射要求燃料喷射量Qd相应的燃料时所需的通电时间小于上述的通电时间Tfmin，成为执行P/L喷射的运转状态。因此，在步骤S303的处理中，控制装置40在判定为要求燃料喷射量Qd小于最小燃料喷射量Qfmin时(步骤S303：否)，移至P/L喷射的执行处理(步骤S305)。
接着，参照图5以及图6来说明F/L喷射的执行处理以及P/L喷射的执行处理。
如图5所示，在F/L喷射的执行处理中，首先通电时间设定部41设定F/L喷射的通电时间Tf(步骤S500)。通电时间Tf基于钝化燃压和要求燃料喷射量Qd来设定。在此，假定为在执行喷射的期间燃压成为了与钝化燃压相等的恒定值，并作为喷射与要求燃料喷射量Qd相等的量的燃料所需的通电时间而算出通电时间Tf。在钝化燃压越低时，每单位时间的喷射量越少，因此通电时间Tf越长。另外，在要求燃料喷射量Qd越多时，通电时间Tf、即喷射时间越长。因此，在步骤S500的处理中，通电时间设定部41以在钝化燃压越低时使通电时间越长的方式以及以在要求燃料喷射量Qd越多时使通电时间越长的方式设定通电时间Tf。
接着，控制装置40判定是否成为了在步骤S301的处理中设定的通电开始定时(步骤S501)。控制装置40可以基于曲轴角来判定是否成为了通电开始定时。在步骤S501的处理中，控制装置40在判定为尚未成为通电开始定时的情况下(步骤S501：否)，不移至之后的处理而反复进行步骤S501的处理。然后，当随着时间推移而成为通电开始定时时，控制装置40在步骤S501的处理中判定为成为了通电开始定时(步骤S501：是)，移至步骤S502的处理。
若移至步骤S502的处理，则控制装置40开始进行作为通电时间而设定了通电时间Tf的向燃料喷射阀19的通电。控制装置40在开始通电时开始进行经过时间的计时。并且，控制装置40移至步骤S503的处理，判定经过时间是否为通电时间Tf以上。并且，控制装置40在判定为经过时间小于通电时间Tf的情况下(步骤S503：否)，不移至之后的处理而反复进行步骤S503的处理。另一方面，当从开始通电起的经过时间到达上述通电时间Tf时，控制装置40在步骤S503的处理中判定为经过时间为通电时间Tf以上(步骤S503：是)，停止通电(步骤S504)。控制装置40在步骤S503的处理中判定为是时，结束经过时间的计时并复位。控制装置40在像这样从通电开始定时起在通电时间Tf的期间执行通电后，结束F/L喷射的执行处理。
另外，如图6所示，在P/L喷射的执行处理中，首先，通电时间设定部41作为P/L喷射的通电时间而设定假定通电时间Tpi(步骤S600)。该假定通电时间Tpi是基于钝化燃压和要求燃料喷射量Qd而设定的假定的通电时间。在此，假定为在执行喷射的期间燃压成为了与钝化燃压相等的恒定值，并作为喷射与要求燃料喷射量Qd相等的量的燃料所需的通电时间而算出假定通电时间Tpi。在步骤S600的处理中，与步骤S500的处理同样，通电时间设定部41以在钝化燃压越低时越长的方式以及以在要求燃料喷射量Qd越多时越长的方式设定假定通电时间Tpi。
接着，控制装置40判定是否成为了在步骤S301的处理中设定的通电开始定时(步骤S601)。在步骤S601的处理中，控制装置40在判定为尚未成为通电开始定时的情况下(步骤S601：否)，不移至之后的处理而反复进行步骤S601的处理。然后，当随着时间的推移而成为通电开始定时时，控制装置40在步骤S601的处理中判定为成为了通电开始定时(步骤S601：是)，移至步骤S602的处理。
若移至步骤S602的处理，则控制装置40开始进行作为通电时间而设定了假定通电时间Tpi的向燃料喷射阀19的通电。控制装置40在开始通电时开始进行经过时间的计时。在P/L喷射的执行处理中控制装置40开始通电后，由燃压算出部42算出燃料供给通路31内的燃压(步骤S603)。以下，将由燃压算出部42算出的P/L喷射的通电开始时的燃压称作通电时燃压。此外，通电时燃压与P/L喷射的执行期间的燃压相当。
在算出通电时燃压后，通电时间设定部41基于通电时燃压设定通电时间Tpr来作为P/L喷射的通电时间(步骤S604)。即，一边执行通电，一边通电时间设定部41将通电时间从假定通电时间Tpi更改设定为通电时间Tpr。通电时间Tpr基于通电时燃压和要求燃料喷射量Qd来设定。在此，假定为在执行喷射的期间燃压成为了与通电时燃压相等的恒定值，并作为喷射与要求燃料喷射量Qd相等的量的燃料所需的通电时间而算出通电时间Tpr。在通电时燃压越低时阀芯的开阀延迟的程度越小，阀芯的开阀速度越快。即，在通电时燃压越低时，喷射越尽早开始，P/L喷射中的喷射量越多。因此，在通电时燃压越低时，通电时间Tpr越短。另外，在要求燃料喷射量Qd越少时，通电时间Tpr越短。因此，在步骤S604的处理中，通电时间设定部41以在通电时燃压越低时使通电时间越短以及以在要求燃料喷射量Qd越少时使通电时间越短的方式设定通电时间Tpr。
然后，控制装置40移至步骤S605的处理，判定从开始通电起的经过时间是否成为了通电时间Tpr以上。并且，控制装置40在判定为经过时间小于通电时间Tpr的情况下(步骤S605：否)，不移至之后的处理而反复进行步骤S605的处理。另一方面，当从开始通电起的经过时间达到通电时间Tpr时，控制装置40在步骤S605的处理中判定为经过时间为通电时间Tpr以上(步骤S605：是)，停止通电(步骤S606)。控制装置40在步骤S605的处理中判定为是时，结束经过时间的计时并复位。控制装置40在像这样从通电开始定时起在通电时间Tpr的期间执行通电后，结束P/L喷射的执行处理。
如图3所示，控制装置40在执行F/L喷射的执行处理(步骤S304)、或P/L喷射的执行处理(步骤S305)后，结束向燃料喷射阀19通电的通电控制的一系列处理。
接着，说明本实施方式的作用效果。
(1)伴随燃料喷射的开始，燃压逐渐降低。在通电时间比较长的F/L喷射中，喷射开始时与喷射结束时的燃压之差大。因此，在F/L喷射中，从喷射开始时到喷射结束时为止燃压大幅降低。并且，当F/L喷射结束时，燃压再次上升。因此，如图7中实线所示，当反复执行全升程喷射时，燃压变动。在F/L喷射中，若喷射开始时与喷射结束时的燃压之差大，则喷射开始时与喷射结束时的每单位时间的喷射量之差也大。因此，在提高喷射量的控制精度的方面，希望基于从喷射开始时到喷射结束时为止的平均燃压来设定通电时间。
在本实施方式中，基于钝化燃压来设定F/L喷射的通电时间Tf。钝化燃压如图7中的点划线所示是由燃压算出部42算出的燃压的算术平均，是使来自燃料喷射阀19的燃料喷射所引起的燃压的变动平滑化后的燃压。因此，钝化燃压成为与F/L喷射中的喷射开始时的燃压、喷射结束时的燃压相比近似F/L喷射执行期间的平均燃压的燃压。因此，根据本实施方式，基于与F/L喷射的执行期间的平均燃压近似的燃压来设定F/L喷射的通电时间Tf。
另外，如图7中的实线所示，P/L喷射与F/L喷射相比通电时间短，因此燃料喷射所引起的燃压的变化小。在P/L喷射中，在阀芯到达全开位置之前停止通电，因此通电时的阀芯的开阀延迟、开阀速度会大幅影响喷射量。该阀芯的开阀延迟的程度、开阀速度大幅地受到通电开始时的燃压的影响。在P/L喷射中提高喷射量的控制精度的方面，希望基于喷射开始时的燃压来设定通电时间。P/L喷射的喷射量少，因此给燃压带来的影响少。在本实施方式中，不基于钝化燃压而基于由燃压算出部42算出的燃压来设定P/L喷射的通电时间。因此，与钝化燃压不同，基于与实际的状态相切合地变化的燃压来设定P/L喷射的通电时间。即，P/L喷射的通电时间通过考虑燃压所引起的阀芯的开阀延迟、开阀速度的变化来设定。因此，根据本实施方式，F/L喷射以及P/L喷射中的燃压的设定变得适当，能够提高P/L喷射以及F/L喷射双方的喷射量的控制精度。
(2)在本实施方式中，算出在P/L喷射的执行处理中开始通电时的燃压即通电时燃压，基于该通电时燃压来设定P/L喷射的通电时间Tpr。因此，能够将在执行P/L喷射时实际作用于阀芯的燃压反映至通电时间Tpr的算出中。
(第二实施方式)
参照图8～图10来说明控制装置40的第二实施方式。在第二实施方式中，在向燃料喷射阀19通电的通电控制中，燃料喷射阀19执行将由喷射量算出部44算出的要求燃料喷射量Qd相应的燃料分为多次地喷射的多次喷射这点与第一实施方式不同。此外，在第二实施方式的多次喷射中，燃料喷射阀19将要求燃料喷射量Qd相应的燃料分割为P/L喷射和F/L喷射而分为两次进行喷射。以下，在向燃料喷射阀19通电的通电控制中，对与第一实施方式不同的处理进行说明，省略与第一实施方式同样的处理的详细的说明。
如图8所示，控制装置40在开始向燃料喷射阀19通电的通电控制的一系列处理后，首先由喷射量算出部44算出要求燃料喷射量Qd(步骤S800)。在喷射量算出部44算出要求燃料喷射量Qd后，接着开始定时设定部46设定通电开始定时(步骤S801)。在开始定时设定部46设定通电开始定时后，控制装置40判定内燃机的运转状态是否处于冷态运转期间(步骤S802)。在步骤S802中，控制装置40例如在由水温传感器52检测出的内燃机冷却水的温度为规定温度以下的情况下，判定为处于冷态运转期间。在内燃机的运转状态处于冷态运转期间的情况下，向燃烧室13内喷射的燃料难以气化，燃烧性有可能恶化。作为上述规定温度，可以设定有可能使内燃机的燃烧性恶化的内燃机冷却水的温度。在第二实施方式中，在步骤S802的处理中，控制装置40在判定为内燃机的运转状态处于冷态运转期间的情况下(步骤S802：是)，即为内燃机的燃烧性有可能恶化的运转状态的情况下，移至多次喷射的执行处理(步骤S803)。在第二实施方式的多次喷射中，燃料喷射阀19通过F/L喷射来喷射要求燃料喷射量Qd相应的燃料中的大部分的量的燃料。然后，晚于F/L喷射地通过P/L喷射来喷射剩余的量的燃料，在即将到达点火定时的时刻，使火花塞18的周围为燃料浓度浓的气氛。由此，即使在冷态运转期间也能够抑制燃烧性的恶化。此外，在第二实施方式中，以在冷态运转期间即使在进行P/L喷射之后也始终使F/L喷射的燃料喷射量不成为最小喷射量Qfmin以下的方式设定要求燃料喷射量Qd。
如图9所示，在多次喷射的执行处理中，首先，控制装置40设定P/L喷射的燃料喷射量Qpm(S900)。燃料喷射量Qpm设定为在提高内燃机的燃烧性方面所需的燃料量。此外，燃料喷射量Qpm可以预先通过实验、模拟来求出。在控制装置40设定燃料喷射量Qpm后，接着开始定时设定部46设定P/L喷射的通电开始定时(步骤S901)。P/L喷射的通电开始定时被设定为比在上述的步骤S801的处理中设定的通电开始定时晚的定时，通电开始定时比先执行的F/L喷射的通电结束定时晚。即F/L喷射的喷射时期与之后执行的P/L喷射的喷射时期不重叠。另外，P/L喷射的通电开始定时以能够在即将到达点火定时的时刻使燃料偏倚分布在火花塞18的周围的方式，例如基于内燃机旋转速度以及内燃机负荷等来设定。
在开始定时设定部46设定P/L喷射的通电开始定时后，通电时间设定部41作为P/L喷射的通电时间而算出假定通电时间Tpi(步骤S902)。该假定通电时间Tpi是基于钝化燃压和燃料喷射量Qpm而设定的P/L喷射的假定的通电时间。在此，假定为在执行喷射的期间燃压成为了与钝化燃压相等的恒定值，并作为喷射与燃料喷射量Qpm相等的量的燃料所需的通电时间而算出假定通电时间Tpi。在步骤S902的处理中，通电时间设定部41以在钝化燃压越低时使通电时间越长的方式以及以在燃料喷射量Qpm越多时使通电时间越长的方式设定假定通电时间Tpi。
控制装置40在像这样设定P/L喷射的燃料喷射量Qpm、通电开始定时以及假定通电时间Tpi后，接下来设定F/L喷射的燃料喷射量Qfm(步骤S903)。在步骤S903中，控制装置40通过从要求燃料喷射量Qd减去P/L喷射的燃料喷射量Qpm来设定燃料喷射量Qfm(Qfm＝Qd-Qpm)。然后，通电时间设定部41作为F/L喷射的通电时间而设定通电时间Tf(步骤S904)。通电时间Tf基于钝化燃压和燃料喷射量Qfm来设定。在此，假定为在执行喷射的期间燃压成为了与钝化燃压相等的恒定值，并作为喷射与燃料喷射量Qfm相等的量的燃料所需的通电时间而算出通电时间Tf。由此，通电时间Tf以在钝化燃压越低时使通电时间越长的方式以及以在燃料喷射量Qfm越多时使通电时间越长的方式设定。
接着，控制装置40判定是否成为了在步骤S801的处理中设定的通电开始定时(步骤S905)。在步骤S905的处理中，控制装置40判定为尚未成为了通电开始定时的情况下(步骤S905：否)，不移至之后的处理而反复进行步骤S905的处理。然后，当随着时间的推移而成为通电开始定时时，控制装置40在步骤S905的处理中判定为成为了通电开始定时(步骤S905：是)，移至步骤S906的处理。
若移至步骤S906的处理，则控制装置40开始进行作为通电时间而设定了通电时间Tf的向燃料喷射阀19的通电。控制装置40在开始通电时开始进行经过时间的计时。然后，控制装置40移至步骤S907的处理，判定经过时间是否成为了通电时间Tf以上。并且，控制装置40在判定为经过时间小于通电时间Tf的情况下(步骤S907：否)，不移之之后的处理而反复进行步骤S907的处理。另一方面，当从开始通电起的经过时间到达上述通电时间Tf时，控制装置40在步骤S907的处理中判定为经过时间为通电时间Tf以上(步骤S907：是)，停止通电(步骤S908)。控制装置40在步骤S907的处理中判定为是时，结束经过时间的计时并复位。通过该步骤S906～S908的处理来执行F/L喷射。
接着，控制装置40判定是否成为了在步骤S901的处理中设定的P/L喷射的通电开始定时(步骤S909)。在步骤S909的处理中，控制装置40在判定为尚未成为P/L喷射的通电开始定时的情况下(步骤S909：否)，不移至之后的处理而反复进行步骤S909的处理。然后，随着时间的推移而成为P/L喷射的通电开始定时时，控制装置40在步骤S909的处理中判定为成为了P/L喷射的通电开始定时(步骤S909：是)，移至步骤S910的处理。
若移至步骤S910的处理，则控制装置40再次开始向燃料喷射阀19的通电。此时开始的通电是作为通电时间而设定了假定通电时间Tpi的向燃料喷射阀19的通电。控制装置40在开始通电时开始进行经过时间的计时。在控制装置40开始通电后，燃压算出部42算出燃料供给通路31内的燃压(步骤S911)。即算出通电时燃压。
在这样算出通电时燃压后，通电时间设定部41基于通电时燃压设定通电时间Tpr来作为P/L喷射的通电时间(步骤S912)。即，一边执行通电，一边通电时间设定部41将通电时间从假定通电时间Tpi更改设定为通电时间Tpr。通电时间Tpr基于通电时燃压和燃料喷射量Qpm来设定。在此，假定为在执行喷射的期间燃压成为了与通电时燃压相等的恒定值，并作为喷射与燃料喷射量Qpm相等的量的燃料所需的通电时间而算出通电时间Tpr。在通电时燃压越低时，阀芯的开阀延迟的程度越小，阀芯的开阀速度越快。因此，在通电时燃压越低时，通电时间Tpr越短。另外，在燃料喷射量Qpm越少时，通电时间Tpr越短。因此，在步骤S912的处理中，通电时间设定部41以在通电时燃压越低时使通电时间越短的方式以及以燃料喷射量Qpm越少时使通电时间越短的方式设定通电时间Tpr。
然后，控制装置40移至步骤S913的处理，判定经过时间是否成为了通电时间Tpr以上。然后，控制装置40在判定为经过时间小于通电时间Tpr的情况下(步骤S913：否)，不移至之后的处理而反复进行步骤S913的处理。另一方面，当从开始通电起的经过时间达到上述通电时间Tpr时，控制装置40在步骤S913的处理中判定为经过时间为通电时间Tpr以上(步骤S913：是)，停止通电(步骤S914)。控制装置40在步骤S913的处理中判定为是时，结束经过时间的计时并复位。通过该步骤S910～S914的处理，P/L喷射被执行，喷射要求喷射Qd相应的燃料中的未通过F/L喷射喷射的剩余的燃料。
如图8所示，控制装置40在这样执行多次喷射的执行处理(步骤S803)后结束向燃料喷射阀19通电的通电控制的一系列处理。
另外，在步骤S802的处理中，控制装置40在判定为内燃机的运转状态不是冷态运转期间时(步骤S802：否)，移至步骤S804的处理。在步骤S804的处理中，最小喷射量算出部45与第一实施方式同样，基于图4所示的映射来算出F/L喷射的最小燃料喷射量Qfmin。然后，接着，控制装置40判定要求燃料喷射量Qd是否为最小燃料喷射量Qfmin以上(步骤S805)。控制装置40在判定为要求燃料喷射量Qd为最小燃料喷射量Qfmin以上时(步骤S805：是)，移至F/L喷射的执行处理(步骤S806)。
另一方面，控制装置40在判定要求燃料喷射量Qd小于最小燃料喷射量Qfmin时(步骤S805：否)，移至P/L喷射的执行处理(步骤S807)。步骤S806的F/L喷射的执行处理是与第一实施方式的步骤S304的F/L喷射的执行处理相同的处理。另外，步骤S807的P/L喷射的执行处理是与第一实施方式的步骤S305的P/L喷射的执行处理相同的处理。因此，省略这些处理的说明。
在第二实施方式中，控制装置40在执行多次喷射的执行处理(步骤S803)、F/L喷射的执行处理(步骤S806)、或P/L喷射的执行处理(步骤S807)后，结束向燃料喷射阀19通电的通电控制的一系列处理。
根据以上所说明的第二实施方式，除了能够得到与上述的(1)以及(2)同样的作用效果以外，还能够得到以下的作用效果。
(3)在第二实施方式中，在多次喷射中，将要求燃料喷射量Qd相应的燃料分割为P/L喷射和F/L喷射而分两次来喷射。即，首先通过F/L喷射来喷射要求燃料喷射量Qd相应的燃料的大部分的量的燃料，然后通过P/L喷射来喷射剩余的量的燃料。在F/L喷射中，燃压大幅变化，因此存在如下倾向：图10中的实线所示的燃料喷射即将开始的时刻的燃压、刚结束后的燃压与通过使图10中的点划线所示的燃料喷射所引起的燃压的变动平滑化而算出的钝化燃压的背离大。在如多次喷射那样将要求燃料喷射量Qd相应的燃料分为多次地喷射的情况下，其喷射期间被限制，因此各燃料喷射的间隔变短。即，在第二实施方式中，如图10中的实线所示，在F/L喷射结束后立即执行P/L喷射。因此，P/L喷射的执行期间的燃压与钝化燃压的背离也大。
在第二实施方式中，在将要求燃料喷射量Qd相应的燃料分为两次来进行喷射，F/L喷射与P/L喷射的执行间隔容易变短的结构中，基于由燃压算出部42算出的通电时燃压来设定P/L喷射的通电时间。因此，尽管采用P/L喷射的执行期间的燃压与钝化燃压容易大幅背离的结构，也能够使其燃压的设定适当而抑制P/L喷射的喷射量精度的降低。
上述各实施方式可以变更为以下那样来实施。
·在第二实施方式中，以要求燃料喷射量Qd为能够执行F/L喷射和P/L喷射双方的燃料量为前提进行了说明，但在冷态运转时设定的要求燃料喷射量Qd也可以不设定为在执行多次喷射的方面充分的燃料量。在该情况下，例如在冷态运转期间要求燃料喷射量Qd不是足以执行多次喷射的燃料量时，也可以禁止执行多次喷射而执行F/L喷射以及P/L喷射中的任一方的喷射。另外，也可以以使要求燃料喷射量Qd与规定量的燃料量相加而成为足以执行多次喷射的燃料量的方式再次设定要求燃料喷射量Qd。
·在第二实施方式中，P/L喷射的燃料喷射量Qpm可以设定为恒定，也可以设定为可变。在设定为可变的情况下，例如也可以在内燃机冷却水的温度越低时将燃料喷射量Qpm设定为越多。另外，作为另一设定方法，也可以使要求燃料喷射量Qd乘以规定系数来设定燃料喷射量Qpm。总之，只要以使P/L喷射的燃料喷射量Qpm小于F/L喷射的最小燃料喷射量Qfmin，且F/L喷射的燃料喷射量Qfm为F/L喷射的最小燃料喷射量Qfmin以上的方式设定各燃料喷射量，则就能够实现多次喷射。因此，各燃料喷射量的设定方式只要处于这样的要件的范围内即可，能够进行适当变更。
·在第二实施方式中，以在F/L喷射之后执行P/L喷射的多次喷射为例进行了说明，但F/L喷射以及P/L喷射的执行次序可以适当变更。例如，在柴油发动机等中，实际使用在主喷射之前作为先导喷射而喷射少量的燃料，来预先提高燃烧室13内的温度的喷射方式。在这样的结构中，能够通过P/L喷射来执行先导喷射，并通过F/L喷射来执行之后的主喷射。在这样的结构中，在P/L喷射之后执行F/L喷射。
·在多次喷射的执行处理中，对要求燃料喷射量Qd相应的燃料进行分割的次数不限定于两次。例如，也可以是三次，也可以是四次以上。在该情况下，也可以多次连续地进行P/L喷射，也可以多次连续地进行F/L喷射。
·在P/L喷射的执行处理中，基于钝化燃压和要求燃料喷射量Qd或燃料喷射量Qpm来设定假定通电时间Tpi，但假定通电时间Tpi的设定不限定于上述的方法。例如，也可以将预先设定的一定时间用作假定通电时间Tpi。在该结构中，假定通电时间Tpi设定为直到通电时间Tpr的算出为止持续执行通电的时间。即使在这样的结构中，由于基于在P/L喷射的通电开始后算出的燃压来再次设定通电时间Tpr，因此也能够得到与上述的作用效果同样的效果。
·在P/L喷射的执行处理中，在P/L喷射的通电开始后算出燃压作为通电时燃压，但燃压算出部42所进行的燃压的算出定时能够适当变更。例如，也可以在P/L喷射的通电即将开始的时刻算出燃压。在该情况下，也可以基于所算出的燃压来设定通电时间Tpr，然后执行通电。根据该结构，能够在通电开始前算出假定通电时间Tpi，省略作为通电时间而设定假定通电时间Tpi的处理。另外，即使采用在P/L喷射的通电即将开始的时刻算出燃压的结构，也能够先开始进行作为通电时间而设定了假定通电时间Tpi的通电，然后将通电时间再次设定为通电时间Tpr。而且，在P/L喷射的执行处理中，也可以与作为通电时间而设定了假定通电时间Tpi的通电的开始同时地算出燃压，将通电时间再次设定为通电时间Tpr。在任一情况下，均基于所算出的燃压来设定通电时间Tpr，执行该通电时间Tpr相应的时间的通电即可。
·平滑化处理部43的钝化燃压的算出方法不限定于上述的算术平均。例如，也可以使用加权平均。另外，无需使用由燃压算出部42算出的所有的算出值来算出钝化燃压，也可使用规定次数相应的算出值来算出钝化燃压。总之，只要能够使来自燃料喷射阀19的燃料喷射所引起的燃压的变动平滑化，算出与F/L喷射执行期间的平均燃压近似的钝化燃压即可，可以使用任意的算出方法。
·燃压算出部42基于燃压传感器20的输出信号来算出燃料供给通路31内的燃压，但算出向燃料喷射阀19供给的燃料的燃压的方法不限定于这样的方法。例如，也可以基于燃料泵33的驱动量以及燃料供给通路31的流路容积等而通过推定来算出燃料供给通路31内的燃压。
·在上述各实施方式中，在步骤S303的处理、步骤S805的处理中，根据要求燃料喷射量Qd与最小燃料喷射量Qfmin的比较，来判定是移至F/L喷射的执行处理还是移至P/L喷射的执行处理。但这样的结构能够适当变更。例如，在算出要求燃料喷射量Qd之后，假定为在执行喷射的期间燃压成为了与钝化燃压相等的恒定值，并算出在喷射该要求燃料喷射量Qd相应的燃料的方面认为必要的必要通电时间Td。然后，比较该必要通电时间Td和燃料喷射阀19中的阀芯到达全开位置所需的通电时间Tfmin。在该结构中，在必要通电时间Td为通电时间Tfmin以上时(Td≥Tfmin)，移至F/L喷射的执行处理，在必要通电时间Td小于通电时间Tfmin时(Td＜Tfmin)，移至P/L喷射的执行处理即可。
·燃料喷射阀19不限定于向燃烧室13喷射燃料的缸内喷射阀。例如，即使是向进气通路14喷射燃料的端口喷射阀，也能够应用与上述的第一实施方式同样的结构。

Claims (15)

1.一种内燃机的控制装置，其中，
所述内燃机具有：
燃料喷射阀，具有通过通电而开阀的阀芯，并且通过该阀芯开阀来喷射燃料；和
燃料供给系统，向该燃料喷射阀供给燃料，
所述控制装置构成为使所述燃料喷射阀选择性地执行部分升程喷射和全升程喷射，所述部分升程喷射是所述阀芯不开阀到全开位置的喷射，所述全升程喷射是所述阀芯开阀到全开位置的喷射，
所述控制装置具备：
通电时间设定部，构成为设定所述燃料喷射阀的通电时间；
燃压算出部，构成为算出向所述燃料喷射阀供给的燃料的压力即燃压；以及
平滑化处理部，构成为对由所述燃压算出部算出的燃压进行平滑化处理，并算出因来自所述燃料喷射阀的燃料喷射而产生的燃压的变动被平滑化后的钝化燃压，
所述通电时间设定部构成为基于由所述平滑化处理部算出的钝化燃压来设定所述全升程喷射的通电时间，基于由所述燃压算出部算出的燃压来设定所述部分升程喷射的通电时间。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，
所述燃压算出部构成为算出所述部分升程喷射的执行期间的燃压，
所述通电时间设定部构成为基于由所述燃压算出部算出的所述部分升程喷射的执行期间的燃压，来设定该部分升程喷射的通电时间。
3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其中，
所述燃压算出部构成为算出为了执行所述部分升程喷射而开始对所述燃料喷射阀通电时的燃压，
所述通电时间设定部构成为基于通电开始时的燃压来设定所述部分升程喷射的所述通电时间。
4.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，
所述燃压算出部构成为按规定周期算出燃压，
所述平滑化处理部构成为基于按所述规定周期算出的燃压来算出所述钝化燃压。
5.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其中，
所述燃压算出部构成为按规定周期算出燃压，
所述平滑化处理部构成为基于按所述规定周期算出的燃压来算出所述钝化燃压。
6.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其中，
所述燃压算出部构成为按规定周期算出燃压，
所述平滑化处理部构成为基于按所述规定周期算出的燃压来算出所述钝化燃压。
7.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，
所述通电时间设定部构成为基于在所述全升程喷射的执行前算出的所述钝化燃压，来设定该全升程喷射的通电时间。
8.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其中，
所述通电时间设定部构成为基于在所述全升程喷射的执行前算出的所述钝化燃压，来设定该全升程喷射的通电时间。
9.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其中，
所述通电时间设定部构成为基于在所述全升程喷射的执行前算出的所述钝化燃压，来设定该全升程喷射的通电时间。
10.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置，其中，
所述通电时间设定部构成为基于在所述全升程喷射的执行前算出的所述钝化燃压，来设定该全升程喷射的通电时间。
11.根据权利要求5所述的内燃机的控制装置，其中，
所述通电时间设定部构成为基于在所述全升程喷射的执行前算出的所述钝化燃压，来设定该全升程喷射的通电时间。
12.根据权利要求6所述的内燃机的控制装置，其中，
所述通电时间设定部构成为基于在所述全升程喷射的执行前算出的所述钝化燃压，来设定该全升程喷射的通电时间。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，
所述内燃机的控制装置具备喷射量算出部，该喷射量算出部构成为算出要求燃料喷射量，所述要求燃料喷射量是为了进行所述内燃机的燃烧室中的一次燃烧而从所述燃料喷射阀喷射的燃料量的要求值，
所述控制装置构成为使所述燃料喷射阀执行将所述要求燃料喷射量的燃料分为多次燃料喷射来喷射的多次喷射，
所述多次燃料喷射包括至少一次所述部分升程喷射以及至少一次所述全升程喷射。
14.根据权利要求13所述的内燃机的控制装置，其中，
所述控制装置构成为在所述内燃机处于冷态运转期间的情况下使所述燃料喷射阀执行所述多次喷射。
15.一种内燃机的控制方法，其中，
所述内燃机具有：燃料喷射阀，具有通过通电而开阀的阀芯，并且通过该阀芯开阀来喷射燃料；燃料供给系统，向该燃料喷射阀供给燃料，
所述控制方法包括：
设定所述燃料喷射阀的通电时间；
算出向所述燃料喷射阀供给的燃料的压力即燃压；
对所述算出的燃压进行平滑化处理，算出因来自所述燃料喷射阀的燃料喷射而产生的燃压的变动被平滑化后的钝化燃压；
使所述燃料喷射阀选择性地执行部分升程喷射和全升程喷射，所述部分升程喷射是所述阀芯不开阀到全开位置的喷射，所述全升程喷射是所述阀芯开阀到全开位置的喷射；
基于所述算出的钝化燃压来设定所述全升程喷射的通电时间；以及
基于所述算出的燃压来设定所述部分升程喷射的通电时间。
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