CN107605610A - 用于发动机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于发动机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法。在一个方面中，提供一种燃料喷射控制装置，其对于根据发动机操作状态划分的学习区域中的每个学习区域单独学习进口喷射学习值和直接喷射学习值。假定进口喷射学习值的学习和直接喷射学习值的学习两者均没有完成的学习区域中的进口喷射学习条件和直接喷射学习条件两者均满足。在这种情形下，如果进口喷射量的比例小于直接喷射量的比例，则燃料喷射控制装置执行进口喷射学习处理，并且如果直接喷射量的比例小于进口喷射量的比例，则燃料喷射控制装置执行直接喷射学习处理。

Description

用于发动机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法

技术领域

本发明涉及用于具有进口喷射阀和直接喷射阀的发动机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法。

背景技术

在发动机中，为了将在气缸中燃烧的空气燃料混合物的空燃比控制为目标空燃比，仅需要将燃料供给量确定成使得燃料供给量与导入气缸内的空气量(气缸流入空气量)的比成为目标空燃比的倒数。然而，用于计算气缸流入空气量的空气流量计的输出特性和燃料喷射阀的喷射特性存在变化。因此，仅基于根据空气流量计的输出计算的气缸流入空气量来确定燃料供给量将导致空燃比与目标空燃比的偏差。

空燃比的这种偏差可以通过空燃比反馈控制进行校正，该空燃比反馈控制根据空燃比相对于目标空燃比的差来校正燃料供给量。此外，可以通过从空燃比反馈控制的结果获得空燃比的偏差、将该偏差作为空燃比学习值来学习并且反映空燃比反馈控制中的该空燃比学习值来提高空燃比反馈控制的响应性。空燃比的变化会根据发动机的操作状态显示出不同的倾向。因此，期望对于根据发动机的操作状态划分的学习区域中的每个学习区域单独执行空燃比学习值的学习。

一些发动机具有两种类型的燃料喷射阀：将燃料喷射到进气口中的进口喷射阀和将燃料喷射到气缸中的直接喷射阀。在该类型的发动机中，执行喷射分配控制，其中来自两种类型的燃料喷射阀的燃料喷射量的比根据发动机的操作状态而变化。由于这种发动机的进口喷射阀和直接喷射阀在喷射特性的变化方面具有不同的倾向，因此优选地对每种类型的燃料喷射阀也单独执行空燃比学习值的学习。可以通过仅对燃料喷射阀中的一个燃料喷射阀强制执行燃料喷射来对每种类型的燃料喷射阀执行空燃比学习值的学习。

日本特开专利公报No.2005-307756公开了一种燃料喷射控制装置。在进口喷射的空燃比学习值的学习和直接喷射阀的空燃比学习值的学习两者均没有完成的学习区域中，燃料喷射控制装置优先执行在该学习区域中喷射分配比的设定中被设定成具有更大的燃料喷射量比的燃料喷射的空燃比学习值的学习。在喷射分配控制期间，喷射特性的偏差在燃料喷射量的比被设定为较大值的燃料喷射阀中比在该比被设定为较小值的燃料喷射阀中对空燃比的影响程度更大。因此，如果同时完成最终的学习，即如果同时完成两种燃料喷射的空燃比学习值的学习，则在按照具有更大燃料喷射量比的燃料喷射和具有更小燃料喷射量比的燃料喷射的顺序执行空燃比学习值的学习时比在按照相反顺序执行学习时在更早阶段实现学习的发生。

如以上所描述的，在以上公报中公开的用于发动机的燃料喷射控制装置中，在学习的最终完成同时发生的条件下，可以使学习从更早阶段开始。然而，在如以上所描述的那样优先考虑燃料喷射量的比被设定为更大值的燃料喷射的空燃比学习值的学习时，学习的最终完成可能被延迟。这将延迟学习生效的时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于发动机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法，该用于发动机的燃料喷射控制装置和该用于发动机的燃料喷射控制方法能够容易地完成进口喷射和直接喷射的两个空燃比学习值的学习。

为了实现上述目的，提供了一种用于发动机的燃料喷射控制装置。发动机包括将燃料喷射到进气口中的进口喷射阀和将燃料喷射到气缸中的直接喷射阀。燃料喷射控制装置包括分配比计算部分、学习控制部分和喷射控制部分。分配比计算部分配置成根据发动机操作状态计算喷射分配比，该喷射分配比是作为从进口喷射阀喷射的燃料量的进口喷射量与作为从直接喷射阀喷射的燃料量的直接喷射量之间的比。学习控制部分配置成对于根据发动机操作状态划分的多个学习区域中的每个学习区域单独学习作为用于进口喷射的空燃比学习值的进口喷射学习值和作为用于直接喷射的空燃比学习值的直接喷射学习值。学习控制部分在将喷射分配比改变成使得进口喷射量的比例变为100％且直接喷射量的比例变为0％之后响应于满足指定的进口喷射学习条件执行进口喷射学习处理以学习进口喷射学习值。学习控制部分在将喷射分配比改变成使得进口喷射量的比例变为0％且直接喷射量的比例变为100％之后响应于满足指定的直接喷射学习条件执行直接喷射学习处理以学习直接喷射学习值。喷射控制部分配置成：根据喷射分配比将要用于在气缸中燃烧的燃料总量分配给进口喷射量和直接喷射量，分别使用进口喷射学习值和直接喷射学习值来校正所分配的进口喷射量和所分配的直接喷射量，分别基于经校正的进口喷射量和经校正的直接喷射量来控制进口喷射阀的燃料喷射和直接喷射阀的燃料喷射。学习控制部分配置成使得：在进口喷射学习值的学习和直接喷射学习值的学习两者均没有完成的学习区域中当进口喷射学习条件和直接喷射学习条件两者均满足时，如果在由分配比计算部分计算的喷射分配比中进口喷射量的比例小于直接喷射量的比例，则学习控制部分执行进口喷射学习处理，并且如果在喷射分配比中直接喷射量的比例小于进口喷射量的比例，则学习控制部分执行直接喷射学习处理。

如以上所描述的，学习控制部分在将要学习的燃料喷射的喷射比设定为100％时学习空燃比学习值。在喷射分配比被设定成使得进口喷射量的比例为80％的发动机操作状态下执行进口喷射学习处理的情况下，仅需要将进口喷射量的比例从80％增大至100％。相比之下，在喷射分配比被设定成使得进口喷射量的比例为20％的发动机操作状态下执行进口喷射学习处理的情况下，需要将进口喷射量的比例从20％增大至100％。喷射分配比的这种大的变化对发动机中的燃烧等具有大的影响，并且在许多情况下只能在有限的情形下执行。出于此目的，对于由分配比计算部分计算的分配比，燃料喷射量的比例被设定为较小值的燃料喷射的学习条件倾向于比燃料喷射量的比例被设定为较大值的燃料喷射的学习条件得到满足的可能性小。也就是说，对于由分配比计算部分根据发动机的操作状态计算的分配比，燃料喷射量的比例被设定为较小值的燃料喷射的空燃比学习值的学习倾向于比燃料喷射量的比例被设定为较大值的燃料喷射的空燃比学习值的学习频率低。

对于由分配比计算部分根据发动机的操作状态计算的分配比，燃料喷射量的比例被设定为较小值的燃料喷射的空燃比学习值定义为学习值A，燃料喷射量的比例被设定为较大值的燃料喷射的空燃比学习值定义为学习值B。如果学习值B的学习优先于学习值A的学习，则即使学习值A的学习条件是满足的，只要学习值B的学习条件满足，学习值A的学习也不被执行直到学习值B的学习完成为止。也就是说，学习值B的学习消除了本来极少的学习值A的学习的机会。在一些情况下，甚至在学习值B的学习完成之后，本来极少的学习值A的学习机会也很少出现。在这种情况下，即使学习值B的学习在早先阶段完成，学习值A的学习也不能在早先阶段完成而只能在后面的阶段完成。

就这方面而言，当进口喷射学习值的学习和直接喷射学习值的学习两者均没有完成的学习区域中的进口喷射学习条件和直接喷射学习条件两者均满足时，如果由分配比计算部分计算的喷射分配比中的进口喷射量的比例小于直接喷射量的比例，则上述学习控制部分执行进口喷射学习处理，并且如果喷射分配比中的直接喷射量的比例小于进口喷射量的比例，则该学习控制部分执行直接喷射学习处理。也就是说，在进口喷射和直接喷射两者的空燃比学习值的学习均没有完成并且可以选择空燃比学习值中的一者来学习的情形下，优先执行具有较少学习机会的空燃比学习值。在这种情况下，即使频繁进行的学习值B的学习的机会被具有较少学习机会的学习值A的学习减少，本来具有很多学习机会的学习值B的学习的完成也不会被显著推迟。因此，可以更迅速地完成进口喷射和直接喷射的两个空燃比学习值的学习。

直接喷射阀的暴露于气缸中的燃烧的喷嘴孔由通过喷嘴孔喷射的燃料冷却并将热量带走。如果对于喷射学习处理将直接喷射的燃料喷射量的比例设定为0％，则由喷射燃料进行的冷却将不会被执行，并且直接喷射阀的喷嘴孔可能被过度加热。为了可靠地避免直接喷射阀的喷嘴孔的这种加热，在喷嘴孔容易被过度加热的发动机操作区域中不能执行通过停止直接喷射而执行的进口喷射学习处理。

为了解决这样的问题，学习控制部分优选地配置成：在进口喷射学习处理的执行期间，当直接喷射阀的喷嘴孔的温度超过指定值时临时改变喷射分配比，使得在继续喷射学习处理的同时通过直接喷射阀进行的燃料喷射被执行。在这种情况下，可以在进行进口喷射学习值的学习的同时通过直接喷射来冷却喷嘴孔。这限制了进口喷射学习值的学习机会的减少。

为了减少对进口喷射学习值的学习的影响，期望使此时的临时直接喷射的量最小化。就这方面而言，学习控制部分基于直接喷射阀的喷嘴孔的温度设定临时变化的喷射分配比。这允许将喷射分配比设定成使得直接喷射量的比例在喷嘴孔能够被冷却至低于或等于指定值的温度的范围内变小。

每单位时间由直接喷射阀喷射的燃料量随着直接喷射阀的燃料供给压力的增大而增大。此外，直接喷射阀的燃料喷射时间在结构上具有最小值(最少喷射时间)，并且直接喷射阀不能以比由燃料供给压力和最少喷射时间确定的最小喷射量小的量执行燃料喷射。相比之下，直接喷射阀的燃料供给压力在一些情况下是可变的。具体而言，在直接喷射量较大的发动机的高负荷操作期间，燃料供给压力被增大，以促进燃料的雾化。在直接喷射量被减少的发动机的低负荷操作期间，燃料供给压力被降低，以降低最小喷射量，从而允许少量的直接喷射。在该构型中，紧接在发动机负荷突然下降之后，燃料供给压力可能不会及时减少，使得要用于在气缸中燃烧的燃料总量变得小于等于直接喷射阀的最小喷射量。在这种情况下，即使其他条件满足，直接喷射学习处理也不会被执行。这减少了燃料总量小于一定水平的学习区域中的直接喷射学习值的学习机会。

为了解决这样的问题，优选地设置了燃料压力控制部分，该燃料压力控制部分配置成以可变的方式控制直接喷射阀的燃料供给压力。燃料压力控制部分优选地配置成：当燃料总量小于等于指定值的学习区域中的直接喷射学习值的学习没有完成时，将燃料供给压力的控制范围的上限值设定成比直接喷射学习值的学习已经完成的状态下的燃料供给压力的控制范围的上限值低。利用该构型，当燃料总量较少的学习区域中的直接喷射学习值的学习没有完成时，燃料供给压力的上限值被抑制成低于通常的燃料供给压力的上限值。甚至在发动机负荷突然下降时，这也能缩短使燃料供给压力降低直到直接喷射阀的最小喷射量变得低于或等于燃料总量为止的时间。因此，可以增加对燃料总量较少的学习区域中的直接喷射学习值进行学习的机会。

如以上所描述的，在从初始值起学习空燃比学习值(在下文中称为初始学习)时，需要更长的时间来学习燃料总量较少的学习区域中的直接喷射学习值。此处，将燃料总量小于等于指定值的学习区域中的直接喷射学习值定义为学习值X。此时，学习控制部分配置成：当学习值X的初始学习没有完成时，将燃料供给压力的控制范围的上限值设定成甚至比学习值X的第二次和之后的学习没有完成的状态下的燃料供给压力的控制范围的上限值低。在这种情况下，学习值X的直接喷射学习条件在初始学习时更有可能得到满足，并且学习机会增加。这缩短了完成初始学习所需的时间。

为了实现上述目的，提供了一种用于发动机的燃料喷射控制方法。发动机包括将燃料喷射到进气口中的进口喷射阀和将燃料喷射到气缸中的直接喷射阀。燃料喷射控制方法包括：根据发动机操作状态计算喷射分配比，该喷射分配比是作为从进口喷射阀喷射的燃料量的进口喷射量与作为从直接喷射阀喷射的燃料量的直接喷射量之间的比；以及对于根据发动机操作状态划分的多个学习区域中的每个学习区域单独学习作为进口喷射的空燃比学习值的进口喷射学习值和作为直接喷射的空燃比学习值的直接喷射学习值。进口喷射学习值的学习包括：在将喷射分配比改变成使得进口喷射量的比例变为100％且直接喷射量的比例变为0％之后响应于满足指定的进口喷射学习条件而执行进口喷射学习值的学习。直接喷射学习值的学习包括：在将喷射分配比改变成使得进口喷射量的比例变为0％且直接喷射量的比例变为100％之后响应于满足指定的直接喷射学习条件而执行直接喷射学习值的学习。该方法还包括：根据喷射分配比将要用于在气缸中燃烧的燃料总量分配给进口喷射量和直接喷射量；分别使用进口喷射学习值和直接喷射学习值来校正所分配的进口喷射量和所分配的直接喷射量；以及分别基于经校正的进口喷射量和经校正的直接喷射量来控制进口喷射阀的燃料喷射和直接喷射阀的燃料喷射。当进口喷射学习值的学习和直接喷射学习值的学习两者均没有完成的学习区域中的进口喷射学习条件和直接喷射学习条件两者均满足时，如果在所计算的喷射分配比中进口喷射量的比例小于直接喷射量的比例，则进口喷射学习值的学习被执行，并且如果在喷射分配比中的直接喷射量的比例小于进口喷射量的比例，则直接喷射学习值的学习被执行。

本发明的其他方面和优点将通过结合附图通过示例的方式对本发明的原理进行说明的以下描述而变得显而易见。

附图说明

参照以下对当前优选实施方式和附图的描述可以最好地理解本发明及其目的和优点，在附图中：

图1是示出了发动机和根据一个实施方式的燃料喷射控制装置的示意图；

图2是示意性地示出了图1的燃料喷射控制装置的框图；

图3是示出了喷射分配比KP与发动机速度NE和气缸流入空气量KL的关系的曲线图；

图4是由图2的学习控制部分执行的进口喷射学习控制程序的流程图；

图5是由图2的学习控制部分执行的进口喷射学习值更新处理的流程图；

图6是由图2的学习控制部分执行的直接喷射学习控制程序的流程图；

图7是由图2的学习控制部分执行的直接喷射学习值更新处理的流程图；

图8是由图2的学习控制部分执行的保护性喷射控制程序的流程图；

图9是示出了喷嘴孔稳定温度与发动机速度和气缸流入空气量的关系的曲线图；

图10是示出了喷嘴孔稳定温度与喷嘴孔温度的关系的时序图；

图11是示出了所需直接喷射量与喷嘴孔温度的关系的曲线图；

图12是由图2的燃料压力控制部分执行的目标燃料压力设定程序的流程图；

图13是示出了学习处理的示例的时序图；

图14是示出了保护性喷射控制的示例的时序图；以及

图15是示出了气缸流入空气量KL急剧下降时直接喷射阀的燃料压力PM、要求喷射量QB和最小喷射量QDMIN的变化的时序图。

具体实施方式

将参照图1至图15描述根据一个实施方式的用于发动机的燃料喷射控制装置。

图1示出了发动机10，发动机10包括进气通道11，在进气通道11中按照下列顺序从上游侧开始设置有空气滤清器12、空气流量计13、节气门14和进气歧管11A。空气滤清器12从流入进气通道11的进气中过滤掉灰尘等。空气流量计13检测进气的流量(进气量GA)。节气门14通过改变开度来调节进气量GA。进气通道11在进气歧管11A中分支成多个通道，并且随后通过设置在相应气缸16中的进气口15连接至气缸16。

发动机10还包括排气通道17，在排气通道17中按照下列顺序从上游侧开始设置有排气歧管17A、空燃比传感器18和催化剂装置19。从气缸16排放至排气通道17的排气在排气歧管17A处汇合并且流入催化剂装置19中并在催化装置19中被净化。空燃比传感器18输出与流入催化剂装置19中的排气中的组分对应的信号。排气中的组分反映了要在气缸16中燃烧的空气燃料混合物的空燃比。

发动机10的燃料供给系统包括用于将燃料从燃料箱20泵送出并排放的供给泵21。供给泵21经由低压燃料通道22连接至低压燃料管23和高压燃料泵24。低压燃料管23是用于存储从供给泵21输送的燃料的燃料容器，并且低压燃料管23连接至用于发动机10的各个气缸16的进口喷射阀25。进口喷射阀25各自构造为响应于通电而将存储在低压燃料管23中的燃料喷射到发动机10的进气口15中的电磁燃料喷射阀。高压燃料泵24对从供给泵21输送的燃料进一步加压并将燃料排放至高压燃料管26。低压燃料通道22设置有过滤器27和压力调节器28，过滤器27用于过滤由供给泵21排放的燃料。当低压燃料通道22中的燃料压力(供给压力)超过指定的卸载压力时，压力调节器28打开以将低压燃料通道22中的燃料释放到燃料箱20中。

高压燃料泵24具有两个体积部分，这两个体积部分是燃料管道29和加压室30。从供给泵21通过低压燃料通道22输送的燃料引入至燃料管道29。燃料管道29包括用于阻尼燃料压力脉动的脉动阻尼器。此外，高压燃料泵24包括柱塞34，柱塞34通过设置在发动机10的凸轮轴32上的泵驱动凸轮33而往复运动，以改变加压室30的体积。

燃料管道29和加压室30经由电磁溢流阀35彼此连接。电磁溢流阀35是响应于通电而关闭的常开阀。电磁溢流阀35在打开时将燃料通道29和加压室30彼此连接。电磁溢流阀35在关闭时将燃料通道29和加压室30彼此断开连接。此外，加压室30经由止回阀36与高压燃料管26连通。当加压室30中的压力高于高压燃料管26中的压力时，止回阀36打开，以允许燃料从加压室30排放至高压燃料管26。当高压燃料管26中的压力高于加压室30中的压力时，止回阀36关闭，以限制燃料从高压燃料管26回流至加压室30。

高压燃料管26是用于存储从高压燃料泵24输送的高压燃料并连接至安装在发动机10的每个气缸16中的直接喷射阀37的燃料容器。直接喷射阀37构造为响应于通电而将存储在高压燃料管26中的燃料喷射到气缸16中的电磁燃料喷射阀。燃料压力传感器38附接至高压燃料管26。燃料压力传感器38检测高压燃料管26中的燃料的压力、即直接喷射阀37的燃料供给压力(在下文中称为燃料压力PM)。此外，卸载阀39A附接至高压燃料管26。当高压燃料管26的内部压力增大至过高水平时，卸载阀39A打开以将燃料通过卸载通道39释放到燃料箱20中。

用在发动机10中的本实施方式的燃料喷射控制装置包括电子控制单元40。电子控制单元40包括：中央处理单元，该中央处理单元执行各种计算处理；只读存储器，该只读存储器中预先存储有用于计算处理的程序和数据；以及随机存取存储器，该随机存取存储器临时存储中央处理单元的计算结果、各种传感器的检测结果等。另外，电子控制单元40包括备用存储器，即使当电子控制单元40的主继电器断开时，该备用存储器保持通电并保持存储的数据。当电池被移除以用于修理等时，存储在备用存储器中的这种数据被擦除。在将电池移除时存储在备用存储器中的数据被清除的现象称为“电池移除存储器清除”。

除了来自上述空气流量计13、空燃比传感器18和燃料压力传感器38的检测信号之外，电子控制单元40还接收来自比如转速传感器41和节气门传感器42的传感器的检测信号，其中，转速传感器41检测发动机10的转速(发动机速度NE)，节气门传感器42检测节气门14的开度(节气门开度TA)。电子控制单元40基于这些传感器的检测结果而通过驱动高压燃料泵24、进口喷射阀25和直接喷射阀37来控制发动机10。

电子控制单元40对由进口喷射阀25和直接喷射阀37执行的燃料喷射进行控制而作为对发动机10的控制的一部分。在本实施方式中，根据发动机10的操作状态改变直接喷射阀37的燃料压力PM的燃料压力控制被作为这种燃料喷射控制的一部分来实施。

图2是示出了与电子控制单元40中的燃料喷射控制有关的构型的框图。如图中所示，电子控制单元40包括空气量计算部分43、反馈(F/B)控制部分44、学习控制部分45、分配比计算部分46和燃料压力控制部分47。电子控制单元40还包括用于进口喷射阀25的驱动电路48、用于直接喷射阀37的驱动电路49和用于高压燃料泵24的驱动电路50。

空气量计算部分43计算进气冲程期间抽吸到气缸16中的空气量(气缸流入空气量KL)。空气量计算部分43使用发动机10的进气行为的物理模型通过进气量GA、发动机速度NE、节气门开度TA等计算气缸流入空气量KL。

通过由空气量计算部分43计算的气缸流入空气量KL和作为空燃比的目标值的目标空燃比TAF获得作为燃料喷射量的要求值的要求喷射量QB。具体而言，要求喷射量QB的值确定成使得要求喷射量QB与气缸流入空气量KL的比是目标空燃比TAF的倒数(QB＝KL/TAF)。

反馈控制部分44执行对燃料喷射量的空燃比反馈控制，以将作为在气缸16中燃烧的空气燃料混合物中的空气与燃料的质量比的空燃比调节为目标空燃比TAF。在空燃比反馈控制中，根据由空燃比传感器18检测的空燃比的值(实际空燃比IAF)与目标空燃比TAF之间的差值，空燃比反馈校正系数被更新为接近使该差值减小的值。空燃比反馈校正系数FAF的值获得为要求喷射量QB所乘以的系数。当实际空燃比IAF已经收敛为目标空燃比TAF时，空燃比反馈校正系数FAF的值为1。当实际空燃比IAF的值大于目标空燃比TAF(稀侧的值)时，空燃比反馈校正系数FAF的值被设定为大于1的值，并且当实际空燃比IAF的值小于目标空燃比TAF(浓侧的值)时，空燃比反馈校正系数FAF的值被设定为小于1的值。

学习控制部分45执行空燃比学习控制。在空燃比学习控制中，学习控制部分45根据空燃比反馈控制的结果获取并存储作为空燃比学习值的要求喷射量QB的校正值，这是使实际空燃比IAF与目标空燃比TAF匹配所必需的。在本实施方式中，根据作为表示发动机操作状态的参数的进气量GA划分出五个分离的学习区域。对于这五个学习区域中的每个学习区域，学习控制部分45都单独学习两个空燃比学习值，这两个空燃比学习值是用于进口喷射阀25的燃料喷射(进口喷射)的学习值和用于直接喷射阀37的燃料喷射(直接喷射)的学习值。也就是说，在本实施方式中，在空燃比学习控制中执行十个空燃比学习值的学习。

在以下描述中，通过将标识号0、1、2、3和4分别分配给五个区域来区分五个学习区域。学习区域中的进气量GA越大，对该区域设定的识别号越大。在以下描述中，识别号为i的学习区域中的进口喷射的空燃比学习值由进口喷射学习值LP[i]表示，并且识别号为i的学习区域中的直接喷射的空燃比学习值由直接喷射学习值LD[i]表示。进口喷射学习值LP[i]和直接喷射学习值LD[i]的值存储在电子控制单元40的备用存储器中。

分配比计算部分46根据发动机10的操作状态(发动机速度NE和气缸流入空气量KL)计算喷射分配比KP。喷射分配比KP是作为从进口喷射阀25喷射的燃料量的进口喷射量QP与作为从直接喷射阀37喷射的燃料量的直接喷射量QD之间的比。喷射分配比KP的值获得为进口喷射量QP与进口喷射量QP和直接喷射量QD的总和的比、即与要用于在气缸16中燃烧的燃料总量的比。因此，通过从1减去喷射分配比KP的值获得的值(1-KP)是直接喷射量QD与燃料总量的比。当喷射分配比KP为1时，用于燃烧的所有燃料都从进口喷射阀25喷射。当喷射分配比KP为0时，用于燃烧的所有燃料都从直接喷射阀37喷射。

图3示出了本实施方式中的设定喷射分配比KP的方式。图3中示出的三个区域A、B和C中的位于气缸流入空气量KL的较小值侧的区域A是喷射分配比KP的值被设定为1以使得所有燃料喷射都由进口喷射执行的进口喷射区域。三个区域中的位于气缸流入空气量KL的较大值侧的区域C是喷射分配比KP的值被设定为0以使得所有燃料喷射都由直接喷射执行的直接喷射区域。位于区域A与区域C之间的区域B是燃料喷射由进口喷射和直接喷射单独执行的喷射分配区域。在区域B(喷射分配区域)中，喷射分配比KP的值朝向区域A接近1并且朝向区域C接近0。

如以上所描述的，在本实施方式中，当发动机速度NE相同时，气缸流入空气量KL越大，喷射分配比KP的值越小，即直接喷射量QD与总燃料喷射量的比越大。其原因如下。

在气缸流入空气量KL较大的区域中，燃烧产生的热量增加，使得气缸16中的温度升高。因此，由于气缸16中的进气的热膨胀，进气进入气缸16的流入效率降低。相比之下，当燃料从直接喷射阀37喷射到气缸中的进气中时，气缸16中的进气的温度由于燃料的蒸发热而降低。因此，在气缸流入空气量KL较大的区域中，直接喷射阀37的燃料喷射量的比例被增大，以限制进气的流入效率的降低。

相比之下，从进口喷射阀25喷射的燃料与进气口15和气缸16中的进气混合，而从直接喷射阀37喷射的燃料仅与气缸16中的进气混合。因此，当气缸流入空气量KL、即流入气缸16中的进气的流量较小时，从直接喷射阀37喷射的燃料和进气的混合趋于不足。因此，在气缸流入空气量KL较小的区域中，增大了进口喷射阀25的燃料喷射量的比例，以抑制由于燃料和进气的混合不充分而导致的燃烧劣化。

如以上所描述的本实施方式的燃料喷射控制装置将进口喷射量QP和直接喷射量QD计算成使得：基于气缸流入空气量KL、燃料比反馈校正系数FAF、进口喷射学习值LP[i]、直接喷射学习值LD[i]、喷射分配比KP和目标空燃比TAF由以下等式表示的条件得到满足。驱动电路48驱动进口喷射阀25喷射与计算出的进口喷射量QP对应的燃料，驱动电路49驱动直接喷射阀37喷射与计算出的直接喷射量QD对应的燃料。因此执行了燃料喷射。

QP＝QB×FAF×KP×LP[i]

QD＝QB×FAF×(1-KP)×LD[i]

QB＝KL/TAF

也就是说，本实施方式的燃料喷射控制装置以以下方式控制通过进口喷射阀25和直接喷射阀37进行的燃料喷射。首先，将要求喷射量QB计算为要用于在气缸16中燃烧的燃料总量。之后，为了补偿要求喷射量QB与实际喷射的燃料量之间的偏差，使用空燃比反馈校正系数FAF来校正要求喷射量QB，并且将通过校正获得的值(QB×FAF)根据由分配比计算部分46计算的喷射分配比KP分配给进口喷射量和直接喷射量。此时进口喷射量的值是通过将校正的值(QB×FAF)乘以喷射分配比KP而获得的值，而直接喷射量的值被设定为通过将校正的值乘以(1-KP)而获得的值。此外，将通过使用进口喷射学习值LP[i]来校正在这种分配之后的进口喷射量的值所获得的值计算为最终的进口喷射量QP，并且将通过使用直接喷射学习值LD[i]来校正在分配之后的直接喷射量的值所获得的值计算为最终的直接喷射量QD。随后，通过根据计算出的进口喷射量QP和直接喷射量QD分别驱动进口喷射阀25和直接喷射阀37，控制了进口喷射阀25和直接喷射阀37的燃料喷射。电子控制单元40用作如以上所描述地控制燃料喷射的喷射控制部分。

<燃料压力控制>

燃料压力控制部分47执行用于控制直接喷射阀37的燃料压力PM的燃料压力控制。在燃料压力控制中，根据按照发动机10的操作状态设定的燃料压力PM的目标值(在下文中称为目标燃料压力PT)将高压燃料泵24的燃料排放量调节成使得由燃料压力传感器38检测的燃料压力PM的值成为目标燃料压力PT。

气缸流入空气量KL越大或者发动机速度NE越高，目标燃料压力PT被设定得越高。其原因如下。

直接喷射阀37使内置的电磁螺线管通电而打开喷嘴，从而喷射燃料。此时的燃料喷射根据燃料压力PM与气缸16中的压力之间的压力差来执行。因此，燃料压力PM越高，直接喷射阀37的每单位时间的燃料喷射量越大(在下文中称为燃料喷射率)。

为了避免由于燃料粘附至活塞的顶部面以及燃料与进气的搅拌不足而引起的燃烧劣化，需要在燃烧周期(以下称为可喷射期)内的有限时间段内执行直接喷射阀37的燃料喷射。因此，当气缸流入空气量KL较大且要求大量的燃料喷射时，或者当发动机速度NE较高且燃烧周期较短时，将目标燃料压力PT设定为较高的压力，以增大直接喷射阀37的燃料喷射率并且在可喷射期内完成所需量的燃料喷射。

直接喷射阀37的电磁螺线管的通电时间在结构上具有最小值。最少时间内的燃料喷射量是直接喷射阀37的燃料喷射量的下限(最小喷射量)。另一方面，如以上所描述的，直接喷射阀37的每单位时间的燃料喷射量随着燃料压力PM的增大而增大。因此，如果要求少量燃料喷射时燃料压力PM较高，则由电磁螺线管的最短通电时间决定的最小喷射量大于要求的燃料喷射量并且燃料不能如所要求的那样来喷射。因此，当气缸流入空气量KL较小并且要求少量的燃料喷射时，目标燃料压力PT被设定为较低的压力，以降低直接喷射阀37的最小喷射量。

燃料压力PM、即高压燃料管26中的燃料压力根据从高压燃料泵24排放至高压燃料管26的燃料排放量与由于直接喷射阀37的燃料喷射引起的高压燃料管26中的燃料消耗量之间的平衡而改变。因此，在燃料压力控制中，当由燃料压力传感器38检测的燃料压力PM低于目标燃料压力PT时，电子控制单元40通过将高压燃料泵24的燃料排放量增大成大于由于直接喷射阀37的燃料喷射引起的燃料消耗量而使燃料压力PM增大。另外，在燃料压力控制中，当由燃料压力传感器38检测的燃料压力PM高于目标燃料压力PT时，电子控制单元40通过将高压燃料泵24的燃料排放量减小成小于由于直接喷射阀37的燃料喷射引起的燃料消耗量而使燃料压力PM减小。

<空燃比学习控制>

接下来，将描述由学习控制部分45执行的空燃比学习控制的细节。在本实施方式中，除了将直接喷射作为将在下面论述的保护性喷射控制中的临时特殊措施来执行的情况以外，在将喷射分配比KP从由分配比计算部分46计算的值改变为1之后进行进口喷射学习值LP[i]的学习。也就是说，在将进口喷射量QP与要求喷射量QB的比例设定为100％并将直接喷射量QD与要求喷射量QB的比例设定为0％之后执行进口喷射学习值LP[i]的学习。

此外，在将喷射分配比KP从由分配比计算部分46计算的值改变为0之后，执行直接喷射学习值LD[i]的学习。也就是说，在将直接喷射量QD与要求喷射量QB的比例设定为100％并将进口喷射量QP与要求喷射量QB的比例设定为0％之后执行直接喷射学习值LD[i]的学习。如以上所描述的，在本实施方式中，进口喷射学习值LP[i]的学习是在单独通过进口喷射来执行燃料喷射的状态下执行的，并且直接喷射学习值LD[i]的学习是在单独通过直接喷射来执行燃料喷射的状态下执行的。这提高了每个学习值的学习准确性。

<进口喷射学习控制>

图4示出了用于学习进口喷射学习值LP[i]的进口喷射学习控制程序的流程图。在发动机10的操作期间，学习控制部分45以指定的时间间隔重复执行该程序。

当开始该程序的处理时，首先，在步骤S100中选择学习区域。具体而言，判定发动机10当前正在其中操作的是五个学习区域中的哪个学习区域，并且将发动机10当前正在其中操作的学习区域的识别号(ID)设定为当前的学习区域i的值。

之后，在步骤S110中，判定当前学习区域i中的进口喷射学习值LP[i]的学习是否是未完成的。具体而言，基于学习完成标志FP[i]的值是否为0进行判定。为每个学习区域设定学习完成标志FP[i]，并且当发动机10的操作停止之后电子控制单元40的电源被关断时，这些值被清除为0，并且当相应的学习区域的进口喷射学习值LP[i]的学习完成时，其被设定为1。因此，在发动机10的操作开始时，认为在所有学习区域中，学习完成标志FP[i]的值为0，即进口喷射学习值LP[i]的学习没有完成。

如果当前学习区域i中的进口喷射学习值LP[i]的学习已经完成(S110：否)，则处理进行至步骤S150。在步骤S150中，将学习处理继续标志F1的值清除为0，随后该当前周期中的该程序的处理结束。学习处理继续标志F1是指示用于学习进口喷射学习值LP[i]的进口喷射学习处理正在进行的标志。

如果当前学习区域i中的进口喷射学习值LP[i]的学习没有完成(S110：是)，则在步骤S120中判定进口喷射学习条件是否满足。当以下子条件被满足时，进口喷射学习条件是满足的：(1a)满足学习前提条件；(1b)发动机速度NE和气缸流入空气量KL是稳定的(波动小)；以及(1c)单独通过进口喷射来进行燃料喷射是可行的。当用于学习的传感器或直接喷射阀37没有异常时，满足学习前提条件。当单独通过进口喷射来进行燃料喷射不会引起燃烧不稳定等时，判定单独通过进口喷射来进行燃料喷射是可行的。由于这些限制，基于学习区域仅在一部分学习区域中单独通过进口喷射来进行燃料喷射是可行的。

如果进口喷射学习条件不满足(S120：否)，则在前述步骤S150中，在将学习处理继续标志F1的值清除为0之后，当前周期中的该程序的处理结束。相比之下，如果进口喷射学习条件满足(S120：是)，则处理进行至步骤S130。

当处理进行至步骤S130时，在步骤S130中，判定所有以下子条件是否满足：(2a)满足将在下面论述的直接喷射学习条件；(2b)当前学习区域中的直接喷射学习值LD[i]的学习已经完成；以及(2c)由上述分配比计算部分46计算的喷射分配比KP的值大于等于0.5。直接喷射学习值LD[i]的学习是否已经完成是根据将在下面论述的学习完成标志FD[i]的值判定的。此外，喷射分配比KP的计算值为0.5或更大意味着喷射分配比KP的值被设定成使得直接喷射量QD与要在气缸16中燃烧的燃料总量(要求喷射量QB)的比变成小于进口喷射量QP与要在气缸16中燃烧的燃料总量的比。

如果所有子条件(2a)至(2c)都满足(S130：是)，则在上述步骤S150中，在将学习处理继续标志F1的值清除为0之后，当前周期中的该程序的处理结束。如果在步骤S130中子条件(2a)至(2c)中的至少一个子条件不满足(否)，则在步骤S140中执行进口喷射学习值更新处理之后，当前周期中的该程序的处理结束。

学习控制部分45通过重复执行进口喷射学习值更新处理来执行用于学习进口喷射学习值LP[i]的进口喷射学习处理。也就是说，在被重复执行的进口喷射学习控制程序中，在处理进行至步骤S140的状态继续时进口喷射学习处理被继续。

图5示出了进口喷射学习值更新处理的流程图。如图5中所示，当开始该处理时，首先，在步骤S200中将喷射分配比KP的值从由分配比计算部分46计算的值重写为将在下面论述的保护性喷射控制中设定的进口喷射学习分配比KPL的值。除了将直接喷射作为临时特殊措施来执行的情况以外，进口喷射学习分配比KLP被设定为1。

之后，在步骤S210中，判定空燃比反馈校正系数FAF的值是否已经收敛为接近1的值。具体而言，基于空燃比反馈校正系数FAF大于等于(1-α)且小于等于(1+α)的状态已持续长于指定的收敛判定时间来做出该判定。空燃比反馈校正系数FAF的值已经收敛为接近1的值的状态是指当前学习区域i中的进口喷射学习值LP[i]的值已经变成致使实际空燃比IAF成为目标空燃比TAF所需的值，而不需要通过空燃比反馈控制执行校正。也就是说，收敛状态意味着进口喷射学习值LP[i]的学习已经完成。

当判定空燃比反馈校正系数FAF的值没有收敛为接近1的值时(S210：否)，在步骤S220中计算进口喷射学习值LP[i]的更新量ΔL。当空燃比反馈校正系数FAF的值小于1时，更新量ΔL为负值，当空燃比反馈校正系数FAF的值超过1时，更新量ΔL为正值。此外，随着空燃比反馈校正系数FAF的值与1的偏差增大，所计算的更新量ΔL的绝对值变的更大。

之后，在步骤S230中，将当前学习区域i中的进口喷射学习值LP[i]的值更新为通过将更新量ΔL与更新前的值相加而获得的值。随后，在步骤S240中，在将学习处理继续标志F1的值设定为1之后，更新处理结束。

相比之下，如果在步骤S210中判定空燃比反馈校正系数FAF的值已经收敛为接近1的值(是)，则在步骤S250中将当前学习区域i中的进口喷射学习完成标志FP[i]的值设定为1。随后，在步骤S280中将学习处理继续标志F1的值清除为0之后，更新处理结束。此时，如果用于当前学习区域i中的进口喷射的初始学习完成标志FP1[i]的值为0(S260：是)，则除了步骤S250和S280中的标志操作之外，还在步骤S270中执行用于将初始学习完成标志FP1[i]的值设定为1的标志操作。

初始学习完成标志FP1[i]的值被存储在备用存储器中并且在工厂装运或电池移除存储器清除时变为0——为初始值。因此，在工厂装运或电池移除存储器清除之后对进口喷射学习值LP[i]的值的学习进行第一次学习之后，初始学习完成标志FP1[i]的值保持为1，除非由于电池的移除而使备用存储器的存储被清除。

<直接喷射学习控制>

图6示出了用于学习直接喷射学习值LD[i]的直接喷射学习控制程序的流程图。在发动机10的操作期间，学习控制部分45以指定的时间间隔重复执行该程序。

当开始该程序的处理时，首先，在步骤S300中选择学习区域，并且将发动机10当前正在其中操作的学习区域的识别号(ID)设定为当前的学习区域i的值。

之后，在步骤S310中，判定当前学习区域i中的直接喷射学习值LD[i]的学习是否是未完成的。该判定是基于用于当前学习区域i中的直接喷射的学习完成标志FD[i]的值是否为0做出的。与用于判定进口喷射学习值LP[i]的学习的完成的学习完成标志FP[i]类似，也为每个学习区域提供学习完成标志FD[i]。当发动机10的操作停止之后电子控制单元40的电源被关断时，学习完成标志FD[i]的值同样被清除为0，并且当相应的学习区域的直接喷射学习值LD[i]的学习完成时，学习完成标志FD[i]的值被设定为1。如果当前学习区域i中的直接喷射学习值LD[i]的学习已经完成(S310：否)，则当前程序的处理结束。

相比之下，如果当前学习区域i中的直接喷射学习值LD[i]的学习没有完成(S310：是)，则在步骤S320中判定是否满足直接喷射学习条件。当以下子条件被满足时，直接喷射学习条件是满足的：(1d)满足学习前提条件；(1e)发动机速度NE和气缸流入空气量KL是稳定的(波动小)；以及(1f)单独通过直接喷射来进行燃料喷射是可行的。该学习前提条件与进口喷射学习条件的子条件(1a)中的相同。当单独通过直接喷射来进行燃料喷射不会引起燃烧不稳定等时，判定单独通过直接喷射来进行燃料喷射是可行的。

如果直接喷射学习条件不满足(S320：否)，则当前程序的处理结束。相比之下，如果直接喷射学习条件满足(S320：是)，则在步骤S330中判定所有以下子条件是否满足：(2d)满足进口喷射学习条件；(2e)当前学习区域i中的进口喷射学习值LP[i]的学习已经完成；以及(2f)由上述分配比计算部分46计算的喷射分配比KP的值小于0.5。当前学习区域i中的进口喷射学习值LP[i]的学习是否已经完成是根据用于当前学习区域i中的进口喷射的学习完成标志FD[i]的值判定的。此外，喷射分配比KP小于0.5意味着喷射分配比KP的值被设定成使得进口喷射量QP与要燃烧的燃料总量(要求喷射量QB)的比变成小于直接喷射量QD与要燃烧的燃料总量的比。

如果所有子条件(2d)至(2f)都满足(S330：是)，则当前程序的处理结束。如果子条件(2d)至(2f)中的至少一个子条件不满足(S330：否)，则在步骤S340中执行直接喷射学习值更新处理之后，当前周期中的该程序的处理结束。

学习控制部分45通过重复执行直接喷射学习值更新处理来执行用于学习直接喷射学习值LD[i]的直接喷射学习处理。也就是说，在被重复执行的直接喷射学习控制程序中，在处理进行至步骤S340的状态继续时直接喷射学习处理被继续。

图7示出了直接喷射学习值更新处理的流程图。如图7中所示，当开始该处理时，首先，在步骤S400中将喷射分配比KP的值从由分配比计算部分46计算的值重写为0，以单独通过直接喷射来执行燃料喷射。之后，在步骤S410中，判定空燃比反馈校正系数FAF的值是否已经收敛为接近1的值。

当判定空燃比反馈校正系数FAF的值没有收敛为接近1的值时(S410：否)，在步骤S420中计算直接喷射学习值LD[i]的更新量ΔL。之后，在步骤S430中，将当前学习区域i中的直接喷射学习值LD[i]的值更新为通过将更新量ΔL与更新之前的值相加而获得的值。于是当前的处理结束。步骤S410中的对空燃比反馈校正系数FAF的收敛的判定和步骤S420中的对更新量ΔL的计算以与进口喷射更新处理(图5)中的步骤S210中的判定和步骤S220中的计算相同的方式执行。

相比之下，如果在步骤S410中判定空燃比反馈校正系数FAF的值已经收敛为接近1的值(是)，则在步骤S440中将当前学习区域i中的直接喷射学习完成标志FD[i]设定为1。于是当前的处理结束。此时，如果用于当前学习区域i中的直接喷射的初始学习完成标志FD1[i]的值仍为0(S450：是)，则除了步骤S440中的学习完成标记FD[i]的操作之外，还在步骤S460中执行用以将初始学习完成标志FD1[i]的值设定为1的标记操作。用于直接喷射的初始学习完成标志FD1[i]的值以与上述用于进口喷射的初始学习完成标志FP1[i]相同的方式也存储在备用存储器中。具体而言，初始学习完成标志FP1[i]的值被存储在备用存储器中并且在出厂装运或电池移除存储器清除时变为0——为初始值。因此，在工厂装运或电池移除存储器清除之后对直接喷射学习值LD[i]的值进行第一次学习之后，初始学习完成标志FD1[i]的值维持为1，除非由于电池的移除而使备用存储器被清除。

<保护性喷射控制>

在如以上描述的进口喷射学习控制中，学习控制部分45执行允许临时直接喷射的保护性喷射控制。在进口喷射学习处理中，当直接喷射停止并且仅执行进口喷射时，直接喷射阀37的暴露在气缸16中的喷嘴孔继续接收由燃烧产生的热而不被所喷射的燃料的蒸发热冷却。随后，当喷嘴孔的温度变成高于一定水平时，残留在喷嘴孔中的燃料可能会不完全地燃烧而变成煤烟并且会将喷嘴孔堵塞。在保护性喷射控制中，在直接喷射停止后的进口喷射学习处理期间，当直接喷射阀37的喷嘴孔的温度变成高于指定值时，临时进行直接喷射。学习控制部分45通过以指定的时间间隔重复执行图8中示出的保护性喷射控制程序的处理来执行保护性喷射控制。

如图8中所示，当开始本周期中的该程序的处理时，首先，在步骤S500中根据发动机速度NE和气缸流入空气量KL计算喷嘴孔稳定温度THS。喷嘴孔稳定温度THS是在发动机10已经在继续稳定操作的同时维持当前的发动机速度NE和气缸流入空气量KL之后直接喷射阀37的喷嘴孔处的最终收敛为恒定值时的温度(喷嘴孔温度TH)。通过参照存储在电子控制单元40中的映射M来获得喷嘴孔稳定温度THS的值。对于发动机10的由发动机速度NE和气缸流入空气量KL限定的每个操作点，映射M存储通过实验和模拟预先确定的这些操作点处的喷嘴孔稳定温度THS的值。

图9示出了在映射M中限定的喷嘴孔稳定温度THS与发动机速度NE和气缸流入空气量KL的关系。如图9中所示，映射M将喷嘴孔稳定温度THS设定成使得发动机速度NE越高且气缸流入空气量KL越大，喷嘴孔稳定温度THS变得越高。

在步骤S510中，当喷嘴孔稳定温度THS以这种方式计算时，通过喷嘴孔稳定温度THS计算出作为直接喷射阀37的喷嘴孔处的温度的估计值的喷嘴孔温度TH。喷嘴孔温度TH是通过使用初次响应模型根据喷嘴孔稳定温度THS计算的。如图10中所示，以这种方式计算的喷嘴孔温度TH的值具有以一阶滞后要素跟随喷嘴孔稳定温度THS的值。

之后，在步骤S520中，判定喷嘴孔温度TH是否已经超过指定值THL0。指定值THL0设定为执行直接喷射时能可靠地防止喷嘴孔温度TH升高至会使残留燃料变成煤烟的水平的喷嘴孔温度TH的最大值。如果此时喷嘴孔温度TH低于等于指定值THL0(S520：否)，则在步骤S530中进口喷射学习分配比KPL的值被设定为1之后，当前周期中的该程序的处理结束。

相比之下，如果喷嘴孔温度TH高于指定值THL0(S520：是)，则处理进行至步骤S540，在步骤S540中，根据喷嘴孔温度TH计算所需直接喷射量QDS。所需直接喷射量QDS是将直接喷射阀37的喷嘴孔冷却至低于指定值THL0的温度所需的直接喷射阀37的燃料喷射量。如图11中所示，随着喷嘴孔温度TH变得越高于指定值THL0，所需直接喷射量QDS的值计算为越大。

之后，在步骤S550中，根据所需喷射量QB和所需直接喷射量QDS以下述方式计算进口喷射学习分配比KPL的值，使得由以下表达式表示的关系得以满足。这使当前周期中的该程序的处理结束。在这种情况下，喷射分配比KP被设定为这样的值：与所需直接喷射量QDS对应的燃料通过直接喷射所喷射，并且与从所需喷射量QB中减去所需直接喷射量QDS得到的值对应的燃料通过进口喷射所喷射。

KPL＝(所需喷射量QB–所需直接喷射量QDS)/所需喷射量QB

<目标燃料压力设定处理>

此外，在本实施方式中，燃料压力控制部分47通过对图12中示出的目标燃料压力设定程序的处理来设定上述燃料压力控制中的目标燃料压力PT。在发动机10的操作中，燃料压力控制部分47以指定的时间间隔重复执行该程序的处理。

如图12中所示，当开始该程序的处理时，首先，在步骤S600中根据发动机速度NE和气缸流入空气量KL计算目标燃料压力PT的值。根据发动机10的操作状态仅考虑燃料压力PM的要求来执行此时的目标燃料压力PT的计算。在一些情况下，由于高压燃料泵24的排放容量不足，可能设定出不能实现的值。

之后，在步骤S610至S650中，根据作为上述五个学习区域中进气量GA的值最小的区域的识别号0的学习区域中的用于直接喷射的初始学习完成标志FD1[0]和学习完成标志FD[0]的值来设定目标燃料压力PT的上限值PTMAX。

首先，当初始学习完成标志FD1[0]和学习完成标志FD[0]两者的值都为1(S610：否，并且S620：否)时，在步骤S630中将目标燃料压力PT的上限值PTMAX设定为第一上限值P0。第一上限值P0的值被设定为由高压燃料泵24的排放容量等决定的燃料压力PM的可行范围的最大值。相比之下，当初始学习完成标志FD1[0]的值为1(S610：否)并且直接喷射学习值LD[0]的学习完成标志FD[0]的值为0(S620：是)时，在步骤S640中将目标燃料压力PT的上限值PTMAX设定为低于第一上限值P0的第二上限值P1。此外，当初始学习完成标志FD1[0]的值为0(S610：是)时，在步骤S650中将目标燃料压力PT的上限值PTMAX设定为低于第二上限值P1的第三上限值P2。

此后，在步骤S660中，判定步骤S600中计算的目标燃料压力PT的值是否大于上限值PTMAX。如果步骤S600中计算的目标燃料压力PT的值小于等于上限值PTMAX(否)，则该程序的处理结束。相比之下，如果步骤S600中计算的目标燃料压力PT的值大于上限值PTMAX(S660：是)，则在步骤S670中将目标燃料压力PT的值从步骤S600中计算的值重写为上限值PTMAX。此后，该程序的处理结束。

作为目标燃料压力设定程序的处理的结果，燃料压力控制中的燃料压力PM的控制范围被控制成落入低于或等于目标燃料压力PT的上限值PTMAX的范围内。也就是说，在本实施方式中，目标燃料压力PT的上限值PTMAX是燃料压力PM的控制范围的上限值。

<功用>

接下来，将描述发动机10的如以上所描述的那样构造的根据本实施方式的燃料喷射控制装置的功用。

如以上所描述的，在本实施方式中，在改变喷射分配比KP使得燃料喷射单独通过直接喷射来执行之后，执行用于学习直接喷射学习值LD[i]的直接喷射学习处理。同样地，在改变喷射分配比KP使得燃料喷射单独通过进口喷射来执行(除了将直接喷射作为保护性喷射控制中的临时特殊措施来执行的情况以外)之后，执行用于学习进口喷射学习值LP[i]的进口喷射学习处理。此外，在本实施方式中，在所有五个学习区域中都学习直接喷射学习值LD[i]和进口喷射学习值LP[i]。在这种情况下，由于进行学习处理所需的喷射分配比KP的变化范围的差异，两个空燃比学习值之间的学习处理的执行机会可能存在较大差异。例如，当执行直接喷射学习处理时，在由分配比计算部分46计算的喷射分配比KP的值为0.2的操作状态下，仅需要对喷射分配比KP做出相对较小的变化，即从0.2至0。相比之下，当在相同的操作状态下执行进口喷射学习处理时，需要对喷射分配比KP做出相对较大的变化，即从0.2至1。因此，在这样的操作状态下，与需要稍微改变喷射分配比KP的执行直接喷射学习处理的机会相比，需要较大程度地改变喷射分配比KP的执行进口喷射学习处理的机会受到限制。

进口喷射的学习处理和直接喷射的学习处理可能进入竞争条件。竞争条件是指在当前学习区域i中进口喷射学习值LP[i]的学习和直接喷射学习值LD[i]两者的学习都没有完成并且进口喷射学习条件和直接喷射学习条件两者都满足的条件。

在这种情况下，在本实施方式中，如下文所描述的那样来选择要执行的学习处理。在以上描述的进口喷射学习控制程序(图4)中，在当前学习区域i中的直接喷射学习值LD[i]的学习没有完成、直接喷射学习条件满足、并且由分配比计算部分46计算的喷射分配比KP的值大于等于0.5的情况下，即使满足进口喷射学习条件，也不执行进口喷射学习处理。此外，在以上描述的直接喷射学习控制程序(图6)中，即使满足直接喷射学习条件，在以下情况下也不执行直接喷射学习处理。也就是说，在当前学习区域i中的进口喷射学习值LP[i]的学习没有完成、进口喷射学习条件满足、并且由分配比计算部分46计算的喷射分配比KP的值小于0.5时，不执行直接喷射学习处理。

此时要执行的学习处理由喷射分配比KP的值决定。如果喷射分配比KP的值大于等于0.5，则不执行进口喷射学习处理而执行直接喷射学习处理。相比之下，如果喷射分配比KP的值小于0.5，则执行进口喷射学习处理而不执行直接喷射学习处理。也就是说，当发生如上文描述的学习处理的竞争条件时，对进口喷射和直接喷射中的一者执行学习处理，即，对下述喷射执行学习处理：在该喷射中，在由分配比计算部分46计算的喷射分配比KP的值中，燃料喷射量与要在气缸16中燃烧的燃料总量(所需喷射量QB)的比更小。也就是说，本实施方式优先执行进口喷射和直接喷射中的对于执行学习处理所需的喷射分配比KP的变化范围更大的一者的学习处理。

图13示出了根据本实施方式的学习处理的示例。图13示出了喷射分配比KP、进口喷射学习条件、直接喷射学习条件、每个学习处理的执行状态、每个学习处理的总时间TP、TD以及学习完成标志FP[i]、FD[i]的变化。总时间TP表示已经执行进口喷射学习处理的累积总时间，总时间TD表示已经执行直接喷射学习处理的累积总时间。在这种情况下，当总时间TP、TD分别达到TE时，进口喷射学习处理和直接喷射学习处理完成。此处，假定由分配比计算部分46计算的喷射分配比KP的值保持为0.8。图13还示出了具有长虚线-双短虚线的比较例，该比较例表示在对于执行学习处理所需的喷射分配比KP的变化较小的学习处理优先执行的情况下的喷射分配比KP、每个学习处理的执行状态、每个学习处理的总时间TP、TD以及学习完成标志FP[i]、FD[i]的变化。

在由分配比计算部分46计算的喷射分配比KP的值为0.8的情况下，对于执行进口喷射学习处理所需的喷射分配比KP的变化比对于执行直接喷射学习处理所需的喷射分配比KP的变化小。因此，这种情况下的进口喷射学习条件是比直接喷射学习条件更容易满足的条件。

在本实施方式中，当进口喷射学习条件和直接喷射学习条件两者都满足时，优先执行对于执行学习处理所需的喷射分配比KP的变化较大的直接喷射学习处理。因此，在从直接喷射学习处理完成到学习完成标志FD[i]的值从0变为1的时间点t2的时间段中，即使进口喷射学习条件是满足的，只要直接喷射学习条件满足，就执行直接喷射学习处理。

相比之下，在比较例的情况下，直到进口喷射学习处理完成的时间点t1为止，当进口喷射学习条件满足时，总是执行进口喷射学习处理。因此，进口喷射学习处理在早先阶段完成。然而，在比较例中，在至时间点t1的有限时间段——在该有限时间段内直接喷射学习条件满足——内不能执行直接喷射学习处理。在时间点t1之后，直接喷射学习条件不经常得到满足。因此，直接喷射学习处理的完成显著延迟。相比之下，在本实施方式的情况下，尽管与比较例相比，进口喷射学习处理的完成被延迟，但是由于进口喷射学习条件得到相对频繁地满足，因此自直接喷射学习完成起的相对较短的时间内进口喷射学习处理也完成。因此，在本实施方式的情况下(时间点t3)，进口喷射的学习处理和直接喷射的学习处理两者都完成的时间比在比较例的情况下(时间点T4)更早。

如以上所描述的，在本实施方式中，当同时要求进口喷射学习值LP[i]的学习处理的执行和直接喷射学习值LD[i]的学习处理的执行时，优先执行在发动机10的当前操作状态下所预测的学习条件难以满足的学习处理。

如以上所描述的，在直接喷射停止之后的进口喷射学习处理的执行受到直接喷射阀37的喷嘴孔温度TH的限制。如果直接喷射的停止是喷射学习处理的绝对要求，在气缸流入空气量KL较大且燃烧产生大量热的操作状态下，则在进口喷射学习处理期间不能完全避免直接喷射阀37的喷嘴孔的过热。因此，进口喷射学习处理不能执行。此外，即使可以开始进口喷射学习处理，喷嘴孔温度TH也可能在执行期间过度升高，使得处理可能被中断。

与此相比，根据本实施方式，如果在执行进口喷射学习处理期间喷嘴孔温度TH超过指定值THL0，则上述保护性喷射控制(图8)临时执行用于降低喷嘴孔温度TH的直接喷射。

图14示出了根据本实施方式的保护性喷射控制的示例。图14图示了在气缸流入空气量KL较大且由分配比计算部分46计算的喷射分配比KP的值为0的操作状态下执行进口喷射学习处理的情形。也就是说，在通常单独执行直接喷射的操作状态下，在直接喷射停止之后执行进口喷射学习处理。如以上所描述的，在该操作状态下，由于对于由分配比计算部分46计算的喷射分配比KP，进口喷射量的比低于直接喷射量的比，因此即使直接喷射学习条件是满足的，只要进口喷射学习条件满足，就执行进口喷射学习处理。

当进口喷射学习条件在时间点t10满足时，喷射分配比KP从0变为1，并且在直接喷射停止之后开始进口喷射学习处理。此时，由于气缸流入空气量KL较大且气缸16中的燃烧产生的热量较大，因此直接喷射的停止使喷嘴孔温度TH相对较快地升高。在时刻t11，喷嘴孔温度TH达到指定值THL0。

当喷嘴孔温度TH变得高于或等于指定值THL0时，喷射分配比KP临时改变为小于1的值，使得直接喷射被执行。因此，直接喷射阀37的喷嘴孔被所喷射的燃料的蒸发热冷却。随后，当喷嘴孔温度TH在时间点t12下降成低于指定值THL0时，喷射分配比KP返回至1。

即使在发动机10的其中气缸流入空气量KL较大的操作区域中执行进口喷射学习处理，保护性喷射控制的执行也能防止直接喷射阀37的喷嘴孔温度TH被过度加热。这允许发动机10的可以执行进口喷射学习处理的操作区域扩展至气缸流入空气量KL增大的一侧。

在通过保护性喷射控制而执行的这种临时直接喷射中，喷射分配比KP的值根据喷嘴孔温度TH而改变，使得喷嘴孔温度TH越高于指定值THL0，直接喷射量QD与供给至气缸16的燃料总量(要求喷射量QB)的比变得越大。因此，只要喷嘴孔温度TH不过度地超过指定值THL0，通过保护性喷射控制而执行的临时直接喷射的喷射量就保持较小。这抑制了直接喷射对进口喷射学习值LP[i]的学习结果的影响。

相比之下，发动机10的其中气缸流入空气量KL较小的操作区域是喷射分配比KP被设定成使得直接喷射量QD较小且直接喷射学习条件本来就难以满足的区域。进一步减少这种区域中的直接喷射学习处理的机会的因素如下。

当发动机10的操作区域从气缸流入空气量KL较大的区域突然偏移至气缸流入空气量KL较小的区域时，要求喷射量QB也突然下降。另一方面，关于直接喷射阀37的燃料喷射，存在由最短通电时间和燃料压力PM确定的最小喷射量(最小喷射量QDMIN)。

在燃料压力控制中，当气缸流入空气量KL减小并且要求喷射量QB减小时，目标燃料压力PT相应地降低，使得要求喷射量QB不降到低于直接喷射阀37的最小喷射量QDMIN。然而，即使根据目标燃料压力PT的降低，高压燃料泵24的燃料排放完全停止，高压燃料管26的燃料压力PM也仅减少与由直接喷射阀37的喷射引起的燃料消耗量对应的比例。因此，当直接流入空气量KL显著减小时，不能及时使燃料压力PM降低。在这种情况下，要求喷射量QB会低于直接喷射阀37的最小喷射量QDMIN。在这种状态下，由于不能使直接喷射量QD小于最小喷射量QDMIN，因此直接喷射的执行不可避免地向气缸16中的燃烧供给超过所需喷射量QB的燃料。因此，只要直接喷射阀37的最小喷射量QDMIN超过所需喷射量QB的情形继续，就不可以执行直接喷射学习处理。

如果假定燃料压力PM的降低率是恒定的，则燃料压力PM的减小的延迟时间段随着目标燃料压力PT的减小余量的增加而变得更长。当目标燃料压力PT从目标燃料压力PT的设定范围的上限降低至设定范围的下限时，目标燃料压力PT的减小余量最大化。因此，如果目标燃料压力PT的上限值PTMAX预先降低，则最小喷射量QDMIN很少超过要求喷射量QB。

最小喷射量QDMIN超过所需喷射量QB的情形仅在所需喷射量QB小于一定水平时才出现。也就是说，可能导致该情形的所需喷射量QB存在上限。所需喷射量QB的该上限值被定义为指定值Y。如果所需喷射量QB总是大于指定值Y，则直接喷射学习处理将不是不可行的——由于最小喷射量QDMIN的限制。

另一方面，当发动机速度NE是恒定的时，气缸流入空气量KL和所需喷射量QB随着进气量GA的减小而减小。因此，学习区域中的进气量GA越小，该区域中的所需喷射量QB的最小值变得越小。在本实施方式中，在五个学习区域当中，只有作为具有最小进气量GA的区域的识别号为0的学习区域是所需喷射量QB的最小值小于等于指定值Y的学习区域。

在本实施方式中，当识别号为0的学习区域中的直接喷射学习值LD[0]的学习没有完成时，上述目标燃料压力设定程序(图12)的处理将目标燃料压力PT的上限值PTMAX设定为比学习完成时的值(第一上限值P0)低的值(第二上限值P1)。此外，在本实施方式中，当在出厂装运或电池移除存储器清除之后对直接喷射学习值LD[0]进行第一次学习、即直接喷射学习值LD[0]的初始学习没有完成时，目标燃料压力PT的上限值PTMAX被设定为低于第二上限值P1的值(第三上限值P2)。

图15示出了当气缸流入空气量KL很大程度地下降时燃料压力PM、要求喷射量QB和直接喷射阀37的最小喷射量QDMIN的变化。PM[0]和QDMIN[0]指示当目标燃料压力PT的上限值PTMAX被设定为第一上限值P0时的燃料压力PM和最小喷射量QDMIN的变化。PM[1]和QDMIN[1]指示当目标燃料压力PT的上限值PTMAX被设定为第二上限值P1时的燃料压力PM和最小喷射量QDMIN的变化。此外，PM[2]和QDMIN[2]指示当目标燃料压力PT的上限值PTMAX被设定为第三上限值P2时的燃料压力PM和最小喷射量QDMIN的变化。

此外，图15中的PT0表示图12的目标燃料压力设定程序中的步骤S600计算时的目标燃料压力PT的值(在下文中称为基础目标燃料压力)。基础目标燃料压力PT0大于气缸流入空气量KL减小的时间点t20之前的第一上限值P0。因此，即使将上限值PTMAX设定为第一上限值P0、第二上限值P1和第三上限值P2中的任一者，时间点t20之前的目标燃料压力PT的值都是设定上限值PTMAX的值。

当气缸流入空气量KL在时间点t20处减小时，要求喷射量QB也相应地减小。随后，目标燃料压力PT降低，使得直接喷射阀37的最小喷射量QDMIN变得小于减小的要求喷射量QB。然而，即使目标燃料压力PT降低，燃料压力PM也不会立即减小。因此，紧接在时刻t20之后，要求喷射量QB低于最小喷射量QDMIN。此时，目标燃料压力PT降低之前的燃料压力PM越低，最小喷射量QDMIN变成小于等于要求喷射量QB的值的时间越早。

紧接在时间点t20之后，如果直接喷射学习处理的除了最小喷射量QDMIN的要求以外的所有要求都满足，则直接喷射学习处理可以在目标燃料压力PT的上限值PTMAX被设定为第二上限值P1时而不是在上限值PTMAX被设定为第一上限值P0时更早地开始。另外，直接喷射学习处理可以在上限值PTMAX被设定为第三上限值P2时比在上限值PTMAX被设定为第二上限值P1时更早地开始。

如以上所描述的，在本实施方式中，当直接喷射学习值LD[0]的学习没有完成时，通过降低目标燃料压力PT的上限值PTMAX来增加执行该学习的机会。此外，预测从初始值开始更新的对直接喷射学习值LD[0]的初始学习比第二次和之后的学习——对已学习过的值进行更新——的时间花费更长的时间。当初始学习没有完成时，目标燃料压力PT的上限值PTMAX进一步降低，使得第一次学习的机会进一步增加。另一方面，在直接喷射学习值LD[0]的学习完成之后，目标燃料压力PT的上限值PTMAX上升，使得高压燃料喷射变为可能。

上述实施方式可以进行如下修改。

如果直接喷射阀37的喷嘴孔温度TH即使在直接喷射停止时也仅升高至可允许范围内的温度，则可以省略保护性喷射控制。

在上述目标燃料压力设定处理中，上限值PTMAX根据下述三种情况以三个步骤改变：初始学习没有完成的情况；第二次和之后的学习没有完成的情况；以及学习已经完成的情况。然而，在不考虑未完成的学习是否是初始学习的情况下，可以使上限值PTMAX在学习没有完成时与已经完成时之间不同。

在上述实施方式中，上限值PTMAX是根据目标燃料压力设定处理中的学习是否已经完成来改变的。这种改变可以对两个或更多个学习区域中的直接喷射学习值LD[i]进行。

如果最小喷射量QDMIN从不或很少超过要求喷射量QB，则不一定需要根据目标燃料压力设定处理中的学习是否已经完成来改变上限值PTMAX。

可以根据除了进气量GA以外的指示发动机操作状态的参数例如发动机速度NE或气缸流入空气量KL来将学习区域分成多个区域。

电子控制单元40不限于包括中央处理单元和存储器并且通过软件执行所有上述处理的装置。例如，电子控制单元40可以包括执行各种处理中的至少一部分处理的专用硬件(专用集成电路：ASIC)。也就是说，电子控制单元40可以是包括下列各项的电路：1)一个或更多个专用硬件电路，比如ASIC；2)根据计算机程序(软件)操作的一个或更多个处理器(微型计算机)；或者3)上述的组合。

Claims (6)

1.一种用于发动机的燃料喷射控制装置，所述发动机包括将燃料喷射到进气口中的进口喷射阀和将燃料喷射到气缸中的直接喷射阀，所述燃料喷射控制装置包括：

分配比计算部分，所述分配比计算部分配置成根据发动机操作状态计算喷射分配比，所述喷射分配比是作为从所述进口喷射阀喷射的燃料量的进口喷射量与作为从所述直接喷射阀喷射的燃料量的直接喷射量之间的比；

学习控制部分，所述学习控制部分配置成：对于根据所述发动机操作状态划分的多个学习区域中的每个学习区域单独地学习作为用于进口喷射的空燃比学习值的进口喷射学习值和作为用于直接喷射的空燃比学习值的直接喷射学习值，其中，

在将所述喷射分配比改变成使得所述进口喷射量的比例变为100％且所述直接喷射量的比例变为0％之后响应于指定的进口喷射学习条件的满足，所述学习控制部分执行进口喷射学习处理以学习所述进口喷射学习值，并且

在将所述喷射分配比改变成使得所述进口喷射量的比例变为0％且所述直接喷射量的比例变为100％之后响应于指定的直接喷射学习条件的满足，所述学习控制部分执行直接喷射学习处理以学习所述直接喷射学习值；以及

喷射控制部分，所述喷射控制部分配置成：

根据所述喷射分配比将要用于在所述气缸中燃烧的燃料总量分配给所述进口喷射量和所述直接喷射量，

分别使用所述进口喷射学习值和所述直接喷射学习值来校正所分配的进口喷射量和所分配的直接喷射量，以及

分别基于经校正的进口喷射量和经校正的直接喷射量来控制所述进口喷射阀的燃料喷射和所述直接喷射阀的燃料喷射，

所述燃料喷射控制装置的特征在于，所述学习控制部分配置成使得：在所述进口喷射学习值的学习和所述直接喷射学习值的学习两者均没有完成的学习区域中当所述进口喷射学习条件和所述直接喷射学习条件两者均满足时，所述学习控制部分：

如果在由所述分配比计算部分计算的所述喷射分配比中所述进口喷射量的比例小于所述直接喷射量的比例，则执行所述进口喷射学习处理，并且

如果在所述喷射分配比中所述直接喷射量的比例小于所述进口喷射量的比例，则执行所述直接喷射学习处理。

2.根据权利要求1所述的用于发动机的燃料喷射控制装置，其中，所述学习控制部分配置成：在所述进口喷射学习处理的执行期间，当所述直接喷射阀的喷嘴孔的温度超过指定值时，临时改变所述喷射分配比使得在继续所述进口喷射学习处理的同时执行从所述直接喷射阀喷射的燃料喷射。

3.根据权利要求2所述的用于发动机的燃料喷射控制装置，其中，所述学习控制部分配置成：基于所述直接喷射阀的所述喷嘴孔的温度而设定进行上述临时改变时的所述喷射分配比。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于发动机的燃料喷射控制装置，还包括燃料压力控制部分，所述燃料压力控制部分配置成以可变的方式控制对于所述直接喷射阀的燃料供给压力，

其中，所述燃料压力控制部分配置成：当在所述燃料总量小于或等于指定值的学习区域中所述直接喷射学习值的学习没有完成时，将所述燃料供给压力的控制范围的上限值设定成低于在所述直接喷射学习值的学习已经完成的状态下的所述燃料供给压力的控制范围的上限值。

5.根据权利要求4所述的用于发动机的燃料喷射控制装置，其中，

所述燃料总量小于或等于所述指定值的学习区域中的所述直接喷射学习值被定义为学习值X，并且

所述学习控制部分配置成：当所述学习值X的初始学习没有完成时，将所述燃料供给压力的控制范围的上限值设定成甚至低于在所述学习值X的第二次和之后的学习没有完成的状态下的所述燃料供给压力的控制范围的上限值。

6.一种用于发动机的燃料喷射控制方法，所述发动机包括将燃料喷射到进气口中的进口喷射阀和将燃料喷射到气缸中的直接喷射阀，所述燃料喷射控制方法包括：

根据发动机操作状态计算喷射分配比，所述喷射分配比是作为从所述进口喷射阀喷射的燃料量的进口喷射量与作为从所述直接喷射阀喷射的燃料量的直接喷射量之间的比；

对于根据所述发动机操作状态划分的多个学习区域中的每个学习区域单独地学习作为用于进口喷射的空燃比学习值的进口喷射学习值和作为用于直接喷射的空燃比学习值的直接喷射学习值，其中，

所述进口喷射学习值的学习包括：在将所述喷射分配比改变成使得所述进口喷射量的比例变为100％且所述直接喷射量的比例变为0％之后响应于指定的进口喷射学习条件的满足而执行所述进口喷射学习值的学习，以及

所述直接喷射学习值的学习包括：在将所述喷射分配比改变成使得所述进口喷射量的比例变为0％且所述直接喷射量的比例变为100％之后响应于指定的直接喷射学习条件的满足而执行所述直接喷射学习值的学习；

根据所述喷射分配比将要用于在所述气缸中燃烧的燃料总量分配给所述进口喷射量和所述直接喷射量；

分别使用所述进口喷射学习值和所述直接喷射学习值来校正所分配的进口喷射量和所分配的直接喷射量；以及

分别基于经校正的进口喷射量和经校正的直接喷射量来控制所述进口喷射阀的燃料喷射和所述直接喷射阀的燃料喷射，

所述燃料喷射控制方法的特征在于，在所述进口喷射学习值的学习和所述直接喷射学习值的学习两者均没有完成的学习区域中当所述进口喷射学习条件和所述直接喷射学习条件两者均满足时，

如果在所计算的喷射分配比中所述进口喷射量的比例小于所述直接喷射量的比例，则执行所述进口喷射学习值的学习，并且

如果在所述喷射分配比中所述直接喷射量的比例小于所述进口喷射量的比例，则执行所述直接喷射学习值的学习。