CN108425757A - 用于内燃机的燃料喷射控制器和燃料喷射控制方法 - Google Patents

用于内燃机的燃料喷射控制器和燃料喷射控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于内燃机的燃料喷射控制器和燃料喷射控制方法。用于内燃机的燃料喷射控制器包括第一计算部和第二计算部。第一计算部在喷射开始时间点之前的预定时间点处获取燃料压力，并且使用所获取的燃料压力来计算喷射时间。第二计算部在喷射开始时间点到达时获取燃料压力，并且通过使用所获取的燃料压力来计算喷射时间。控制器被构造成：在开始对喷射器通电之前，基于第一计算部的喷射时间的计算结果来设定停止对喷射器通电的时间点。控制器还被构造成：在开始对喷射器通电之后，基于第二计算部的喷射时间的计算结果来重设停止对喷射器通电的时间点。

Description

用于内燃机的燃料喷射控制器和燃料喷射控制方法
技术领域
本发明涉及用于内燃机的燃料喷射控制器和燃料喷射控制方法。
背景技术
在例如安装在车辆上的内燃机中，燃料喷射控制按以下方式执行。该控制涉及基于内燃机的运转状态(诸如内燃机的速度和负载)来计算燃料喷射量以及用于开始喷射的喷射开始时间点，所述燃料喷射量是要被从喷射器喷射的燃料的量。随后，该控制涉及基于燃料压力将所计算出来的燃料喷射量的燃料喷射所需的喷射器通电时间计算为喷射时间，所述燃料压力是被供给到喷射器的燃料的压力。在该控制中，由于从喷射开始时间点起执行通电持续喷射时间，喷射器执行燃料喷射。
喷射开始时间点和喷射时间的计算是在燃料喷射的实施之前执行的。因此，在计算喷射时间的时间点与开始燃料喷射的时间点之间，存在在某种程度的时间差。另一方面，燃料压力由于诸如燃料泵进行的燃料馈送以及燃料供给通路中的脉动等因素而不断改变。因此，在实际开始燃料喷射时产生的燃料压力可不同于在计算喷射时间时的燃料压力。在这样的情形中，可在燃料喷射量中发生误差。
为了解决该问题，在日本特许专利公开No.2001-336436中，公开一种燃料喷射控制器。该燃料喷射控制器基于到该时间点为止的所检测到的燃料压力值的移动来预测在燃料喷射时间点处的燃料压力，并且基于所预测的燃料压力来校正喷射器的喷射时间。
然而，在上述常规燃料喷射控制器中，当在所预测的燃料压力中存在误差时，还发生与该误差对应的燃料喷射量的误差。因此，对上述常规燃料喷射控制器的喷射量的准确性的改进存在由燃料压力的预测的准确性确定的限制。
发明内容
本发明的目标是提供能够最小化燃料喷射量的误差的用于内燃机的燃料喷射控制器和燃料喷射控制方法。
为了实现上述目标，提供一种用于内燃机的燃料喷射控制器，该燃料喷射控制器被构造成：根据内燃机的运转状态来计算燃料喷射量和喷射开始时间点；在喷射开始时间点处开始对喷射器通电；并且当从喷射开始时间点起经过喷射时间时停止对喷射器通电，所述喷射时间是基于燃料喷射量和燃料压力而计算出来的，所述燃料压力是被供给到喷射器的燃料的压力。燃料喷射控制器包括第一计算部和第二计算部。第一计算部被构造成在喷射开始时间点之前的预定时间点处获取燃料压力，并且使用所获取的燃料压力来计算喷射时间。第二计算部被构造成当到达喷射开始时间点时获取燃料压力，并且使用所获取的燃料压力来计算喷射时间。燃料喷射控制器被构造成：在开始对喷射器通电之前，基于第一计算部的喷射时间的计算结果来设定停止对喷射器通电的时间点；并且在开始对喷射器通电之后，基于第二计算部的喷射时间的计算结果来重设停止对喷射器通电的时间点。
在上述燃料喷射控制器中，除了在喷射开始时间点之前的预定时间点处的喷射时间的计算之外，还再次执行使用当到达喷射开始时间点时的燃料压力的喷射时间的计算。因此，能够根据通过使用燃料喷射开始时的燃料压力而计算出来的喷射时间来执行燃料喷射。因此，能够最小化由于在喷射时间的计算与燃料喷射的开始之间的燃料压力中的差异而发生的燃料喷射量中的误差。
当燃料喷射量较小且喷射时间较短时，与燃料喷射一起开始的第二计算部进行的喷射时间的计算可能在燃料喷射应根据原始计划而结束的时间点之前无法完成。在该情形中，在第一计算部在燃料喷射之前计算出来的喷射时间经过的时间点处，停止对喷射器通电。
在上述情形中，即使第二计算部计算了喷射时间，所计算出来的值实际上也没有被用于燃料喷射控制。因此，在上述燃料喷射控制器中，当第一计算部计算出来的喷射时间等于或小于预定值时，如果第二计算部的喷射时间的计算被禁止，也就是说，如果该计算不被执行，则在上述情形中，能够通过省略该计算而最小化计算负载的不必要的增加。
确保喷射量的准确性的喷射时间具有下限值。因此，第一计算部和第二计算部中的每一个计算部优选地被构造成计算喷射时间，使得喷射时间是等于或大于最小喷射时间的值，所述最小喷射时间是喷射时间的下限值。最小喷射时间根据燃料压力而改变。因此，在该情形中，第一计算部和第二计算部被构造成单独地基于所获取的燃料压力计算最小喷射时间。
当通过被构造成执行间歇燃料馈送的燃料泵向喷射器供给燃料时，如果在燃料喷射期间执行燃料泵的燃料馈送，则燃料压力改变，从而导致燃料喷射量的偏差。能够通过在计算喷射时间时根据在喷射器的燃料喷射期间是否存在燃料泵的燃料馈送来执行校正来防止受到燃料馈送影响的燃料喷射量的偏差。然而，第一计算部的喷射时间的计算值包括与从计算时间点到燃料喷射的开始的燃料压力中的改变对应的误差。因此，即使在上述校正被应用到第一计算部的喷射时间的计算时，喷射量的准确性也无法提高。因此，当仅在第一计算部的喷射时间的计算以及第二计算部的喷射时间的计算中的第二计算部的喷射时间的计算期间根据在喷射器的燃料喷射期间是否存在燃料泵的燃料馈送来执行校正时，能够有效地提高喷射量的准确性，同时最小化负载的增加。
从对喷射器的通电的开始到喷射器开始燃料喷射的时间被定义为无效喷射时间。从喷射器的燃料喷射的开始到通电的结束的时间被定义为有效喷射时间。喷射时间可以被计算为通过合计无效喷射时间和有效喷射时间而获得的值。当有效喷射时间相对于无效喷射时间足够长时，由于在喷射时间的计算期间与燃料喷射的开始期间之间的燃料压力的差异而发生的燃料喷射量的偏差主要由于燃料压力差所致的无效喷射时间的偏差而发生。因此，在该情形中，当第一计算部基于所获取的燃料压力来计算无效喷射时间和有效喷射时间，并且将通过合计所计算出的无效喷射时间和有效喷射时间而获得的值计算为喷射时间时，即使第二计算部基于所获取的燃料压力来计算无效喷射时间，并且将通过合计所计算出的无效喷射时间和第一计算部计算出的有效喷射时间而获得的值计算为喷射时间，也能够最小化燃料喷射量的误差。此外，在该情形中，在第二计算部的喷射时间的计算中，可仅计算有效喷射时间和无效喷射时间中的无效喷射时间，并且因此能够最小化计算负载。
燃料喷射控制器可被构造成：作为喷射器的燃料喷射，执行部分升程喷射和全升程喷射，在部分升程喷射中，燃料喷射在喷射器的喷嘴完全打开之前结束，而在全升程喷射中，燃料喷射在喷射器的喷嘴完全打开之后结束。在该情形中，可如下执行第一计算部和第二计算部的喷射时间的计算。也就是说，第一计算部被构造成：当执行部分升程喷射时，通过使用在执行部分升程喷射时获取的燃料压力来计算总喷射时间并且将总喷射时间的值计算为喷射时间；并且当执行全升程喷射时，通过使用在执行全升程喷射时获取的燃料压力来计算有效喷射时间和无效喷射时间两者，并且将通过合计有效喷射时间和无效喷射时间而获得的值计算为喷射时间。
第二计算部被构造成：当执行部分升程喷射时，通过使用所获取的燃料压力来计算总喷射时间并且将总喷射时间的值计算为喷射时间。第二计算部还被构造成：当执行全升程喷射时，通过使用在执行全升程喷射时获取的燃料压力来计算无效喷射时间和有效喷射时间中的仅有效喷射时间，并且将通过合计所计算出的有效喷射时间和第一计算部计算出的无效喷射时间而获得的值计算为喷射时间。无效喷射时间表示从对喷射器的通电的开始到喷射器的燃料喷射的开始的时间，有效喷射时间表示从喷射器的燃料喷射的开始到所述通电的结束的时间，并且总喷射时间表示从对喷射器的通电的开始到所述通电的结束的时间。
在该情形中，对于燃料喷射量起初较小并且燃料喷射量的偏差由于燃料压力的影响而相对大的部分升程喷射，通过使用在燃料喷射的开始期间获得的燃料压力来重新计算喷射时间的全部。另一方面，对于有效喷射时间对无效喷射时间的比率较大的全升程喷射，能够简单地通过使用燃料喷射的开始期间的燃料压力校正无效喷射时间来确保喷射量准确性。因此，在第二计算部的喷射时间的计算中，即使仅无效喷射时间被重新计算并且未作改变地使用第一计算部计算出的有效喷射时间的值，也能够确保喷射量准确性。
为了实现上述目标，提供一种用于内燃机的燃料喷射控制方法，该燃料喷射控制方法被构造成：根据内燃机的运转状态来计算燃料喷射量和喷射开始时间点；在喷射开始时间点处开始对喷射器通电；并且当从喷射开始时间点起经过喷射时间时停止对喷射器通电，所述喷射时间是基于燃料喷射量和燃料压力计算出来的，所述燃料压力是被供给到喷射器的燃料的压力。该方法包括：在喷射开始时间点之前的预定时间点处获取燃料压力；通过使用所获取的燃料压力来执行喷射时间的第一计算；当到达喷射开始时间点时获取燃料压力；通过使用所获取的燃料压力来执行喷射时间的第二计算；在开始对喷射器通电之前，基于第一计算的喷射时间的计算结果来设定停止对喷射器通电的时间点；以及在开始对喷射器通电之后，基于第二计算的喷射时间的计算结果来重设停止对喷射器通电的时间点。
为了实现上述目标，提供一种用于内燃机的燃料喷射控制器，该燃料喷射控制器被构造成：根据内燃机的运转状态来计算燃料喷射量和喷射开始时间点；在喷射开始时间点处开始对喷射器通电；并且当从喷射开始时间点起经过喷射时间时停止对喷射器通电，所述喷射时间是基于燃料喷射量和燃料压力计算出来的，所述燃料压力是被供给到喷射器的燃料的压力。燃料喷射控制器包括电路，该电路被构造成执行：在喷射开始时间点之前的预定时间点处获取燃料压力；通过使用所获取的燃料压力来执行喷射时间的第一计算；当到达喷射开始时间点时获取燃料压力；通过使用所获取的燃料压力来执行喷射时间的第二计算；在开始对喷射器通电之前，基于第一计算的喷射时间的计算结果来设定停止对喷射器通电的时间点；以及在开始对喷射器通电之后，基于第二计算的喷射时间的计算结果来重设停止对喷射器通电的时间点。
本发明的其它方面和优点将从结合附图做出的以下描述变得清楚，其中附图作为示例图示本发明的原理。
附图说明
通过参照当前优选实施例的以下描述及附图，可最好地理解本发明及其目标和优点，其中
图1是示意性地图示内燃机的构造的示图，根据第一实施例的燃料喷射控制器被应用到该内燃机；
图2是图示燃料喷射控制器的构造以及要被该燃料喷射控制器控制的喷射器的横截面结构的示图；
图3是设置在燃料喷射控制器中的第一计算部执行的第一计算处理的流程图；
图4是设置在燃料喷射控制器中的第二计算部执行的第二计算处理的流程图；
图5是图示燃料喷射控制器的控制方式的时序图；
图6是设置在根据第二实施例的燃料喷射控制器中的第二计算部所执行的第二计算处理的流程图；
图7是图示在校正系数的值与第二计算处理中设定的燃料压力比之间的关系的曲线图；
图8是图示当在燃料喷射期间执行燃料馈送时以及当在燃料喷射期间没有执行燃料馈送时的在燃料喷射之前和之后的燃料压力的移动的时序图；
图9是根据第三实施例的燃料喷射控制器中的第二计算部执行的第二计算处理的流程图；
图10是图示在燃料喷射期间的喷射器的喷嘴提升量和燃料喷射量的变动的时序图；
图11是设置在根据第四实施例的燃料喷射控制器中的第一计算部执行的第一计算处理的流程图；并且
图12是设置在燃料喷射控制器中的第二计算部执行的第二计算处理的流程图。
具体实施方式
第一实施例
将参照图1至图5来描述根据第一实施例的用于内燃机的燃料喷射控制器。
首先，将描述应用了根据本实施例的燃料喷射控制器的内燃机10的构造。
如图1所图示，内燃机10包括气缸11以及被布置成在气缸11内往复的活塞12。活塞12经由连杆13而连接到曲轴14，连杆13被构造成将活塞12的往复运动转换为旋转运动，曲轴14是内燃机10的输出轴。
在气缸11内部，燃烧室15由活塞12限定。进气通路16和排气通路17被连接到燃烧室15，进气通路16是用于流动到燃烧室15中的空气的进入的通路，排气通路17是用于从燃烧室15排出的空气的排气的通路。在进气通路16中，布置了空气流量计18，该空气流量计18被构造成检测进气通路16内的进气的流量(进气量GA)。此外，在进气通路16中，布置了节流阀19，该节流阀19是用于调节进气量GA的阀。在燃烧室15中，布置了喷射器20，该喷射器20被构造成将燃料喷射到燃烧室15中。在燃烧室15中，布置了火花塞21，该火花塞21被构造成通过火花放电来点燃喷射器20所喷射的燃料。
接着，将描述内燃机10的燃料系统的构造。被构造成将燃料供给到内燃机10中的喷射器20的燃料系统包括：馈送泵23，其被构造成从燃料箱22泵送燃料；高压燃料泵24，其被构造成加压并排放馈送泵23所泵送的燃料；以及输送管25，其被构造成存放高压燃料泵24所排放的高压燃料。高压燃料泵24包括：柱塞28，其被构造成通过布置在内燃机10的凸轮轴26上的凸轮27而以往复方式移动；以及加压室29，其被构造成根据柱塞28的往复运动而改变容积。加压室29经由低压燃料通路30而连接到馈送泵23。在高压燃料泵24中，布置了螺线管溢流阀33，该螺线管溢流阀33被构造成根据通电而阻断燃料在加压室29与低压燃料通路30之间的通过。高压燃料泵24的加压室29经由止回阀34而连接到输送管25。止回阀34允许燃料从加压室29排放到输送管25，并且禁止燃料从输送管25回流到加压室29。
在如此构造的高压燃料泵24中，当柱塞28在扩大加压室29的容积的方向上移动时，螺线管溢流阀33打开。因此，低压燃料通路30中的燃料被抽吸到加压室29中。接着，当柱塞28在减小加压室29的容积的方向上移动时，螺线管溢流阀33关闭。因此，抽吸到加压室29中的燃料被加压并且被排放到输送管25中。在如此构造的高压燃料泵24中，当螺线管溢流阀33关闭的时段对柱塞28在减小加压室29的容积的方向上移动的时段的比改变时，能够调整排放到输送管25中的燃料的量。
在内燃机10中，布置了曲柄角传感器35，该曲柄角传感器35被构造成根据曲轴14的旋转而输出脉冲信号(下文中，曲柄信号CRNK)，该脉冲信号具有与曲轴14的预定角度的旋转对应的脉冲宽度。此外，在内燃机10中，布置了燃料压力传感器36，该燃料压力传感器36被构造成检测被供给到喷射器20的输送管25中的燃料的压力(下文中，燃料压力PRF)。
在如此构造的内燃机10中，根据本实施例的燃料喷射控制器通过喷射器20的控制来执行燃料喷射控制。
如图2所图示，喷射器20结合有电磁螺线管37。该电磁螺线管37被布置在喷射器20的壳体38内部，并且包括固定芯39、电磁线圈40和可移动芯41。固定芯39被固定在壳体38中并且响应于绕固定芯39布置的电磁线圈40的通电而被磁化。可移动芯41在壳体38内部与固定芯39相邻地布置以在图2中的箭头UP和箭头DW指示的方向上往复。可移动芯41被连接到针阀42以与针阀42一起移位。此外，在壳体38内部，布置了弹簧43，该弹簧43被构造成在远离固定芯39的方向(箭头DW所指示的方向)上恒定地推压可移动芯41。在壳体38内部，设置了燃料室44，来自输送管25的燃料被引入到燃料室44中。
喷嘴本体45被附接到壳体38的远端部分，以围绕针阀42的远端部分。壳体38的远端部分表示位于箭头DW所指示的一侧上的端部部分。喷嘴本体45的远端设有缝状喷射孔46，喷嘴本体45的内侧和外侧经由该缝状喷射孔46而连通。在喷射器20中，针阀42的远端能够在从接触喷嘴本体45(即，坐落在喷嘴本体45上)的完全关闭位置到可移动芯41接触固定芯39的完全打开位置的范围内移位。针阀42、喷嘴本体45和喷射孔46构成喷射器20的喷嘴。当针阀42离开喷嘴本体45时，引入到喷射器20的燃料室44中的燃料在穿过喷嘴本体45与针阀42之间的喷嘴的开口之后从喷射孔46喷射。
在如此构造的喷射器20中，当开始对电磁线圈40通电时，电磁螺线管37被激励。因此，可移动芯41被拉动到磁化的固定芯39。因此，针阀42的远端离开喷嘴本体45(被从喷嘴本体45提升)。当喷射器20的喷嘴以此方式打开时，燃料室44中的燃料通过喷射孔46而喷射到外部。当随后停止电磁线圈40的通过时，固定芯39被退磁。因此，通过弹簧43的推压力，可移动芯41与固定芯39分离。因此，当针阀42在移位到完全关闭位置之后坐落在喷嘴本体45上时，喷射孔46与燃料室44之间的连通被阻断，从而导致燃料喷射停止。
在下文描述中，针阀42从完全关闭位置的移位量被称为喷嘴提升量。此外，在针阀42到达完全打开位置时实现的喷嘴提升量被称为完全打开提升量MAX。
在根据本实施例的燃料喷射控制器50中，开始对喷射器20的电磁螺线管37通电的时间点以及执行通电的时段受到控制，以控制燃料喷射的开始时间点以及来自喷射器20的燃料喷射量。如图2所图示，燃料喷射控制器50包括喷射量计算部51、喷射开始时间点计算部52、第一计算部53、第二计算部54、喷射信号产生部55、驱动电路56和调用部57。
喷射量计算部51接收发动机旋转速度NE(其为内燃机10的旋转速度)以及发动机负载KL(其为内燃机10的负载的量值)，并基于此来计算并输出燃料喷射量QINJ，该燃料喷射量QINJ是从喷射器20喷射的燃料的量。在内燃机10的运转期间，喷射量计算部51以指定间隔、作为常规任务来重复地执行燃料喷射量QINJ的计算处理。发动机旋转速度NE是通过从曲柄角传感器35输出的曲柄信号CRNK的脉冲宽度的计算来获取的。此外，发动机负载KL是通过基于发动机旋转速度NE以及空气流量计18检测到的进气量GA的计算而来获取的。
喷射开始时间点计算部52接收发动机旋转速度NE和发动机负载KL，并且基于发动机旋转速度NE和发动机负载KL来计算并输出喷射开始时间点STINJ，喷射开始时间点STINJ是开始喷射器20的燃料喷射的时间点。在内燃机10的运转期间，喷射开始时间点计算部52以指定间隔作为常规任务来重复地执行该喷射开始时间点STINJ的计算处理。喷射开始时间点STINJ被计算为从曲轴14的旋转相位(曲柄角)相对于进气上止点的改变量指示燃料喷射的开始时间点的值。
第一计算部53和第二计算部54两者都接收燃料喷射量QINJ和燃料压力PRF，并且计算并输出作为喷射时间TAU的燃料喷射量QINJ的燃料喷射所需的喷射器20的电磁螺线管37的通电时间。如稍后所述，第一计算部53和第二计算部54被构造成在不同的时间点处实施喷射时间TAU的计算。
喷射信号产生部55接收喷射开始时间点计算部52所计算出来的喷射开始时间点STINJ、第一计算部53和第二计算部54所计算出来的喷射时间TAU以及曲柄信号CRNK，并且基于这些参数来产生并输出喷射器20的喷射信号SINJ。具体来说，喷射信号产生部55存储所接收到的喷射开始时间点STINJ的值以及所接收到的喷射时间TAU的值。当所存储的喷射开始时间点STINJ的值所指示的时间点到达时，喷射信号产生部55开始输出喷射信号SINJ。然后，喷射信号产生部55继续输出喷射信号SINJ直到所存储的喷射时间TAU的值指示的时间经过为止，并且在该时间已经经过的时刻处停止输出喷射信号SINJ。
驱动电路56接收喷射信号产生部55所输出的喷射信号SINJ，并且基于所接收到的喷射信号SINJ执行对喷射器20的电磁螺线管37的通电。具体来说，驱动电路56开始接收喷射信号SINJ，并且同时开始对电磁螺线管37通电。驱动电路56在持续接收喷射信号SINJ的同时持续对电磁螺线管37通电，并且在停止接收喷射信号SINJ时停止通电。
调用部57接收喷射开始时间点计算部52所计算出来的喷射开始时间点STINJ和曲柄信号CRNK。当第一计算部53和第二计算部54中的每一个计算部执行计算喷射时间TAU的处理的时间点到达时，调用部57调用第一计算部53和第二计算部54。具体来说，每当从曲柄信号CRNK获取的曲轴14的旋转相位(曲柄角)改变了预定角度α时，调用部57便调用第一计算部53。此外，调用部57在由喷射开始时间点计算部52所计算出来的喷射开始时间点STINJ的值所指示的时间点到达时调用第二计算部54。
接着，将描述第一计算部53所执行的第一计算处理。
图3图示第一计算部53在第一计算处理中的处理程序。第一计算部53被构造成当被调用部57调用时执行第一计算处理。也就是说，每当曲柄角改变了预定角度α时，第一计算部53便执行第一计算处理。
在该处理开始时，首先，在步骤S100中，第一计算部53判定当前处理是否在紧挨着喷射的开始的时间点处被执行。也就是说，第一计算部53判定在每当曲柄角改变了预定角度α时便重复执行的当前处理的执行时间点中，此时的当前处理的执行时间点是否是喷射开始时间点STINJ之前的最后执行时间点。具体来说，该判定是基于喷射开始时间点计算部52所计算出来的喷射开始时间点STINJ是否相对于当前曲柄角保持在预定角度α内来执行的。
当在步骤S100中是否定判定(S100：否)时，第一计算部53未作改变地结束此处理。相反，当在步骤S100中是肯定判定(S100：是)时，第一计算部53使该处理前进到步骤S110。当该处理前进到步骤S110时，在步骤S110中，第一计算部53读取燃料压力PRF和燃料喷射量QINJ。接着，在后续的步骤S120中，第一计算部53从所读取的燃料压力PRF和燃料喷射量QINJ来计算喷射时间TAU。喷射时间TAU的值被计算为在当前燃料压力PRF下，燃料喷射量QINJ的燃料喷射所需的电磁螺线管37的通电时间。
在后续的步骤S130中，第一计算部53基于在步骤S110中所读取的燃料压力PRF来计算最小喷射时间TMN。最小喷射时间TMN的值被计算为将燃料喷射量的误差保持在容许范围内的喷射时间TAU的下限值，使得燃料压力PRF越高，最小喷射时间TMN的值变得越大。在后续的步骤S140中，第一计算部53以最小喷射时间TMN执行喷射时间TAU的下限保护处理。也就是说，在步骤S140中，当喷射时间TAU的值小于最小喷射时间TMN的值时，第一计算部53执行用最小喷射时间TMN的值来替换喷射时间TAU的值的处理。接着，在步骤S150中，第一计算部53在将当前处理中所计算出来的喷射时间TAU的值输出到喷射信号产生部55之后结束该处理。
图3以及下文所论述的流程图中的表达式Z←MAX(X,Y)(其中三个变量X、Y和Z是广义的)指示X和Y两个值中的较大值被选择为Z的值。
在第一计算处理中，在每当曲柄角改变了预定角度α时便重复执行的当前处理的执行时间点中的最接近喷射开始时间点STINJ且在喷射开始时间点STINJ之前的时间点处，该时间点处的燃料压力PRF的检测值被用于计算喷射时间TAU。也就是说，第一计算部53被构造成获取在燃料喷射的开始之前的预定时间点处的燃料压力PRF并且通过使用所获取的燃料压力PRF来计算喷射时间TAU。
接着，将描述第二计算部54所执行的第二计算处理。第二计算部54被构造成当被调用部57调用时执行第二计算处理。也就是说，当喷射开始时间点计算部52所计算出来的喷射开始时间点STINJ的值所指示的时间点到达时，即，在燃料喷射的开始时，第二计算部54执行第二计算处理。
图4图示第二计算部54在第二计算处理中的处理程序。在执行该处理的燃料喷射的开始期间的喷射信号产生部55中，第一计算部53所计算出来的值被存储为喷射时间TAU。也就是说，此时的喷射信号产生部55假设第一计算部53在经过了第一计算部53所计算出来的喷射时间TAU的时间点处停止输出而开始输出喷射信号SINJ。
当开始该处理时，首先，在步骤S200中，第二计算部54判定存储在喷射信号产生部55中的喷射时间TAU的值是否等于或小于预定判定值β。如上所述，在此时的喷射信号产生部55中，存储了第一计算部53所计算出来的喷射时间TAU的值。接着，当喷射时间TAU的值等于或小于判定值β时(是)，第二计算部54未作改变地结束当前处理。在第二计算处理中计算喷射时间TAU所需的时间的假设值被设定为判定值β。
相比之下，当第一计算部53所计算出来的喷射时间TAU的值超过判定值β时(S200：否)，第二计算部54使该处理前进到步骤S210。在步骤S210之后，在该处理中，第二计算部54以类似于第一计算处理的步骤S110之后的处理的方式执行处理。也就是说，在步骤S210中，第二计算部54读取燃料压力PRF和燃料喷射量QINJ，并且在步骤S220中基于燃料压力PRF和燃料喷射量QINJ来计算喷射时间TAU。此外，在步骤S230中，第二计算部54从所读取的燃料压力PRF来计算最小喷射时间TMN，并且在步骤S240中以最小喷射时间TMN执行喷射时间TAU的下限保护处理。接着，在步骤S250中，第二计算部54将所计算出来的喷射时间TAU的值输出到喷射信号产生部55。
在第二计算处理中，当在第一计算处理中的喷射时间TAU的计算值大于判定值β时，通过使用新获取的燃料压力PRF来重新计算喷射时间TAU。接着，存储在喷射信号产生部55中的喷射时间TAU的值被从第一计算处理中所计算出来的值改写为第二计算处理中所重新计算出来的值。
操作和优点
随后，将描述如此构造的燃料喷射控制器50的操作和优点。
图5图示燃料喷射控制器50的控制方式的实例。如上所述，也就是说，每当曲柄角改变了预定角度α时，第一计算部53便在被调用部57调用之后执行第一计算处理。如图5所图示，第一计算部53在时间点t1和时间点t3处被调用。此时的喷射开始时间点STINJ被设定在时间点t1与时间点t3之间的时间点t2处。因此，此时，在时间点t1(时间点t1是在喷射开始时间点STINJ之前且紧挨着喷射开始时间点STINJ的第一计算处理的执行时间点)处，计算喷射时间TAU。此时，在时间点t1处的燃料压力PRF(PRF＝P1)被用于计算喷射时间TAU。
如上所述，仅每当曲柄角改变了指定角度α时，才执行第一计算处理。因此，在从第一计算部53计算喷射时间TAU起到燃料喷射开始的时段期间，燃料压力PRF可改变。如图5所图示，在该时段期间，燃料压力PRF从P1改变为P2。因此，当第一计算部53在时间点t1处计算出来的喷射时间TAU的值在没有改变的情况下被用于执行燃料喷射时，发生由于在喷射时间TAU的计算时间点(时间点t1)与喷射开始时间点STINJ之间的燃料压力PRF的差异而导致的燃料喷射量的偏差。即使这样的燃料喷射量的偏差非常小，该偏差也可对空燃比的学习结果产生无法忽略的影响。
在这方面，在本实施例的燃料喷射控制器50中，在作为喷射开始时间点STINJ的时间点t2处，通过第二计算部54执行喷射时间TAU的重新计算。此时，在时间点t2处的燃料压力PRF(PRF＝P2)被用于计算喷射时间TAU。如图5所图示，第二计算部54在时间点t2处重新计算出来的喷射时间TAU的值短于第一计算部53在时间点t1处计算出来的喷射时间TAU的值。
因此，在本实施例中，能够根据燃料喷射开始时的燃料压力PRF(PRF＝P2)来设定喷射时间TAU。因此，能够最小化由于在计算喷射时间TAU时与实际执行燃料喷射时之间的燃料压力PRF的差异而导致的燃料喷射量的误差。
此外，第一计算部53和第二计算部54中的每一个计算部被构造成将喷射时间TAU的值计算成变为等于或大于最小喷射时间TMN。如上所述，最小喷射时间TMN的值根据燃料压力PRF而改变，最小喷射时间TMN是将燃料喷射量的误差保持在容许范围内的喷射时间TAU的下限值。因此，第二计算部54在喷射开始时间点处在喷射时间TAU的重新计算期间重新计算最小喷射时间TMN的值。
当燃料喷射量QINJ较小并且燃料喷射在短时间段内结束时，从燃料喷射的开始起执行的通过第二计算部54进行的喷射时间TAU的计算可能无法在燃料喷射的完成前完成。从第二计算部54结束喷射时间TAU的计算时到从第二计算部54获得的值被输出到喷射信号产生部55，第一计算部53计算出来的值作为喷射时间TAU被存储在喷射信号产生部55中。因此，在这种情形中，通过由第一计算部53所计算出来的喷射时间TAU来执行燃料喷射。此时，即使在第二计算部54计算喷射时间TAU时，所计算出来的值实际上也没有被用于燃料喷射控制。
在这方面，在本实施例中，取决于第一计算部53所计算出来的喷射时间TAU的值是否等于或小于判定值β，判定通过第二计算部54进行的喷射时间TAU的计算是否必要。也就是说，在本实施例中，根据第一计算部53所计算出来的喷射时间TAU的值来预测是否可以在燃料喷射的结束之前完成通过第二计算部54进行的喷射时间TAU的计算。当预测不可能完成时，第二计算部54的喷射时间TAU的计算被禁止，也就是说，从一开始就不执行喷射时间TAU的计算，以便将原本会产生的计算负载的增加最小化。
第二实施例
接着，将参照图6和图7详细描述燃料喷射控制器的第二实施例。在本实施例以及稍后描述的实施例中的每一个实施例中，与上文所述相同的构造被分派相同的附图标记以省略详细描述。
在第一实施例中，通过第二计算部54在燃料喷射的开始的时间处进行的喷射时间TAU的计算基本上以与第一计算部53进行的喷射时间TAU的计算类似的方式执行。为了确保喷射量的准确性，在计算喷射时间TAU时，除了燃料压力PRF之外，还需要复杂的计算处理，同时考虑诸如喷射器20的喷射特性的个别差异以及来自先前喷射的电磁螺线管37的剩余磁力的影响等的因素。因此，如果对于每一次燃料喷射以类似的方式执行喷射时间TAU的计算两次，则喷射时间TAU的计算所需的计算负载加倍。就这来说，在本实施例中，当通过第二计算部54进行的第二计算处理如下地修改时，能够将由于重新计算而产生的计算负载的增加最小化。
图6图示本实施例中的第二计算处理的处理程序。类似于第一实施例，第二计算部54被构造成在燃料喷射开始时执行第二计算处理。通过第一计算部53执行的第一计算处理与在第一实施例中的相同。
当开始本处理时，首先，在步骤S300中，第二计算部54判定第一计算部53在第一计算处理中计算的喷射时间TAU的值是否等于或小于判定值β。接着，当喷射时间TAU的值等于或小于判定值β时(是)，第二计算部54未作改变地结束当前第二计算处理。当喷射时间TAU的值超过判定值β时(否)，第二计算部54使该处理前进到步骤S310。
当该处理前进到步骤S310时，在步骤S310中，第二计算部54读取此时的燃料压力PRF。在后续步骤S320中，第二计算部54基于所读取的燃料压力PRF而计算最小喷射时间TMN。
随后，在步骤S330中，第二计算部54计算燃料压力比R。此时，燃料压力比R的值被计算为当前燃料压力PRF对在第一计算处理中计算喷射时间TAU时获得的燃料压力PRF的比。然后，在后续的步骤S340中，第二计算部54基于燃料压力比R来计算校正系数KP。校正系数KP是针对第一计算部53所计算出来的喷射时间TAU的校正值，用于吸收由于从计算时到喷射开始时间点STINJ的燃料压力PRF的改变而导致的燃料喷射量的偏差，并且被计算为如下所述的值。
现在将考虑喷射时间TAU的调整，使得燃料喷射量不相对于燃料压力PRF的改变而改变。在上述步骤S340中，第二计算部54在燃料压力比R表示此时的改变后的燃料压力PRF对改变前的燃料压力PRF的比的状态下计算校正系数KP的值，使得调整后的喷射时间TAU对调整前的喷射时间TAU的比是校正系数KP的值。燃料压力比R与校正系数KP之间的关系通过喷射器20的喷射特性来确定，并且该关系能够通过实验来预先确定。
图7图示在设置了具有每单位时间燃料喷射量与燃料压力PRF成比例的喷射特性的喷射器的状态下的燃料压力比R与校正系数KP之间的关系。在该情形中，校正系数KP的值根据燃料压力比R的增大而较小。在具有不同于该情形的喷射特性的喷射器中，燃料压力比R与校正系数KP之间的关系也不同。然而，当不存在燃料压力PRF的改变时，可以保持燃料喷射量而不需要改变喷射时间TAU。因此，与喷射器的喷射特性无关，当燃料压力比R是1时，校正系数KP的值是1。
在上述步骤S340中的校正系数KP的计算之后，第二计算部54使该处理前进到步骤S350。在步骤S350中，第二计算部54将通过对第一计算部53所计算出来的喷射时间TAU的值与校正系数KP的相乘而获得的乘积(TAU×KP)以在步骤S320中所计算出来的最小喷射时间TMN来执行下限保护处理而获得的值计算为当前第二计算处理中的喷射时间TAU的计算值。接着，在后续的步骤S360中，第二计算部54在将喷射时间TAU的计算值输出到喷射信号产生部55之后结束当前处理。
操作和优点
能够从喷射器20的喷射特性获取相对于在第一计算部53的喷射时间TAU的计算的时间与喷射开始时间点STINJ之间的燃料压力PRF的改变的维持燃料喷射量所需的喷射时间TAU的校正量。因此，在本实施例中，第二计算部54被构造成通过使用校正系数KP来校正第一计算部53所计算出来的喷射时间TAU的值以重新计算喷射时间TAU，所述校正系数KP是基于喷射开始时间点STINJ的燃料压力PRF对第一计算部53计算喷射时间TAU时的燃料压力PRF的比(燃料压力比R)来计算的。在这样的情形中，能够较容易在燃料喷射的开始时重新计算喷射时间TAU，并且还能够最小化由于重新计算而导致的计算负载的增加。
第三实施例
接着，将参照图8和图9详细描述燃料喷射控制器的第三实施例。
如上所述，在图1所图示的内燃机10中，燃料通过高压燃料泵24根据上下移动的柱塞28进行的间歇燃料馈送而被供给到喷射器20。在喷射器20的燃料喷射期间当上文所述的高压燃料泵24的间歇燃料馈送被执行时，燃料压力PRF被改变，从而导致燃料喷射量的改变。
图8利用实线图示当在燃料喷射期间执行燃料馈送时的燃料压力PRF的移动。图8用长短划线图示在没有执行燃料馈送时的燃料压力PRF的移动。在图8中，在从时间点t4到时间点t6的时段期间，喷射信号被输出并且燃料喷射被实施。当高压燃料泵24进行的燃料馈送在该燃料喷射期间的时间点t5处开始时，后续燃料压力PRF比在没有执行燃料馈送的情形中高。因此，即使在喷射时间TAU以及燃料喷射的开始时的燃料压力PRF相同时，如果在燃料喷射期间执行燃料馈送，则燃料喷射量比在没有执行燃料馈送的情形中大。就这来说，在本实施例中，第二计算部54所执行的第二计算处理如下所述而改变。因此能够最小化由于在燃料喷射期间的燃料馈送而导致的燃料喷射量的偏差。
图9图示本实施例中的第二计算处理的处理程序。类似于第一实施例和第二实施例，第二计算部54被构造成在喷射开始时间点STINJ到达时执行第二计算处理。第一计算部53所执行的第一计算处理与第一实施例中的相同。
当开始本处理时，首先，在步骤S400中，第二计算部54判定第一计算部53在第一计算处理中计算出来的喷射时间TAU的值是否等于或小于判定值β。接着，当喷射时间TAU的值等于或小于判定值β时(是)，第二计算部54未作改变地结束当前第二计算处理。当喷射时间TAU的值超过判定值β时(否)，第二计算部54使该处理前进到步骤S410。
当该处理前进到步骤S410时，在步骤S410中，第二计算部54读取此时的燃料压力PRF以及高压燃料泵24在其间执行燃料馈送的时段(下文中，称为馈送时段)。馈送时段是从高压燃料泵24的螺线管溢流阀33的通电时段获取的。
接着，在步骤S420中，第二计算部54基于所读取的燃料压力PRF而计算出最小喷射时间TMN。接着，在后续的步骤S430中，第二计算部54以类似于第二实施例中的第二计算处理的步骤S330的方式计算出燃料压力比R。
在后续的步骤S440中，第二计算部54基于燃料压力比R来计算第一校正系数KP1。第一校正系数KP1被计算为当在燃料喷射期间没有执行高压燃料泵24进行的燃料馈送时获得的校正系数KP的值。
接着，在步骤S450中，第二计算部54判定喷射器20的喷射时段和高压燃料泵24的馈送时段是否重叠。对于该判定，第二计算部54使用当基于第一计算部53所计算出来的喷射时间TAU来执行燃料喷射时的喷射时段。
当判定喷射时段和馈送时段不重叠时(S450：否)，在步骤S490中，第二计算部54在将第一校正系数KP1的该值设定为校正系数KP的值之后使该处理进行到步骤S500。
相比之下，当判定喷射时段和馈送时段重叠时(S450：是)，在步骤S460中，第二计算部54基于燃料压力比R来计算第二校正系数KP2。第二校正系数KP2被计算为当在整个喷射时段内执行高压燃料泵24进行的燃料馈送时获得的校正系数KP的值。因此计算出来的第二校正系数KP2的值小于当燃料压力比R的值相同时获得的第一校正系数KP1的值。在该情形中，在后续的步骤S470中，第二计算部54计算喷射时段与馈送时段之间的重叠率ε。重叠率ε是在喷射时段期间执行燃料馈送的时段对整个喷射时段的比。
接着，在后续的步骤S480中，第二计算部54计算校正系数KP的值，使得关于第一校正系数KP1、第二校正系数KP2和重叠率ε而建立以下等式的关系：
KP←(1-ε)×KP1-ε×KP2
也就是说，当重叠率ε从0变为1时，校正系数KP的值被计算为使得该值根据重叠率的改变而从此时的燃料压力比R中的第一校正系数KP1的值改变为燃料压力比R中的第二校正系数KP2的值。接着，在计算之后，第二计算部54使该处理前进到步骤S500。
当该处理前进到步骤S500时，在步骤S500中，第二计算部54将通过对第一计算部53所计算出来的喷射时间TAU的值与校正系数KP的相乘而获得的乘积(TAU×KP)以步骤S420中所计算出来的最小喷射时间TMN执行下限保护处理而获得的值计算为当前第二计算处理中的喷射时间TAU的计算值。接着，在后续的步骤S510中，第二计算部54在将喷射时间TAU的值输出到喷射信号产生部55之后结束当前处理。
在第二计算处理中，当在喷射器20进行的燃料喷射期间执行高压燃料泵24进行的燃料馈送时，校正系数KP的值被计算为如下值，即，利用该值，执行根据从第一计算部53计算喷射时间TAU的时间到燃料喷射开始的燃料压力PRF的改变的校正以及根据由于在燃料喷射期间的燃料馈送而导致的燃料压力PRF的改变的校正。相比之下，当在喷射器20进行的燃料喷射期间没有执行高压燃料泵24进行的燃料馈送时，校正系数KP的值被计算为如下值，即，利用该值，仅执行上文所述的两个校正中的根据从喷射时间TAU的计算到燃料喷射开始的燃料压力PRF的改变的校正。因此，根据本实施例的燃料喷射控制器的第二计算部54被构造成在执行根据在喷射器20进行的燃料喷射期间是否存在高压燃料泵24进行的燃料馈送的校正之后计算喷射时间TAU。
操作和优点
在本实施例中，第二计算部54计算喷射时间TAU，使得当在燃料喷射期间执行高压燃料泵24进行的燃料馈送时，该时间比没有执行燃料馈送的情形中的时间短。此外，当在燃料喷射期间执行燃料馈送时，第二计算部54计算喷射时间TAU，使得喷射时段与馈送时段之间的重叠率ε越大，喷射时间TAU就变得越短。因此，喷射时间TAU被设定为反映了由于在燃料喷射期间的燃料馈送所导致的燃料压力PRF的改变的值。因此，提高了喷射量的控制准确性。
在本实施例中，在第一计算部53进行的喷射时间TAU的计算和第二计算部54进行的喷射时间TAU的计算中，仅在第二计算部54进行的喷射时间TAU的计算期间，执行根据在喷射器20进行的燃料喷射期间是否存在高压燃料泵24进行的燃料馈送的校正。这是因为以下原因。
第一计算部53进行的喷射时间TAU的计算值包括由于从计算时到燃料喷射开始的燃料压力PRF的改变而导致的误差。此外，第一计算部53所计算出来的喷射时间TAU未作改变地用于实际燃料喷射控制的情况受到限制。因此，即使在燃料喷射期间的燃料馈送的影响反映在第一计算部53进行的喷射时间TAU的计算上时，也可能不能够获得喷射量的准确性的提高效果来补偿该计算所导致的计算负载的增加。因此，在本实施例中，当仅在第二计算部54的喷射时间TAU的计算期间执行根据是否存在燃料馈送的校正时，喷射量的准确性有效地提高，同时最小化计算负载的增加。
第四实施例
接着，将参照图10到图12详细描述燃料喷射控制器的第四实施例。
作为用于以极小的量极其准确地执行燃料喷射的技术，部分升程喷射技术是已知的。首先，将在本实施例中描述部分升程喷射技术。
图10图示在燃料喷射期间的喷射器20的喷射量和喷嘴提升量的变动。图10中的喷射量的变化表示在图10中的时间轴上的每一时间点处的相对于喷射器20到此时间点为止所喷射的燃料的总量的分布。下文将参照图2来描述在燃料喷射期间的喷射器20的行为。
当在图10中的时间点t10处开始喷射信号SINJ的输出时，开始喷射器20对电磁螺线管37的通电。因此，电磁螺线管37被激励。在喷射器20中，坐落在喷嘴本体45上的针阀42接收在针阀42被弹簧43关闭的方向上的按压力以及在燃料室44中的燃料的压力。此外，即使开始了通电，电磁螺线管37也不能够立即产生足够强以克服按压力的磁力。因此，在从喷射信号SINJ开启的时间点t10到此后的时间点t11的时段期间，喷嘴提升量保持为0。
在时间点t11处，电磁螺线管37所产生的磁力变得足够强以克服按压力将针阀42从喷嘴本体45提升，并且因此，从喷射孔46的燃料喷射开始。
只要喷嘴提升量增大以到达完全打开提升量MAX，使得对电磁螺线管37的通电继续，喷嘴提升量便保持在完全打开提升量MAX处。接着，当在时间点t15处停止喷射信号SINJ的输出并且因此停止通电时，电磁螺线管37被退磁。接着，响应于退磁，可移动芯41通过弹簧43的推压力在远离固定芯39的方向上移位。因此，当针阀42坐落在喷嘴本体45上时，喷射孔46被关闭，从而导致燃料喷射的结束。
在此时的喷射信号SINJ的输出时段中，从开始输出喷射信号SINJ的时间点t10到燃料喷射开始的时间点t11的非喷射时段被定义为无效喷射时段，并且该时段的时间被定义为无效喷射时间T0。此外，从燃料喷射开始的时间点t11到停止输出喷射信号SINJ的时间点t15的时段被定义为有效喷射时段，并且该时段的时间被定义为有效喷射时间INJT。此外，在有效喷射时段中，从有效喷射时段的开始(时间点t11)到喷嘴提升量到达完全打开提升量MAX的时间点t13的时段被定义为部分升程喷射时段，并且在时间点t13之后的时段被定义为全升程喷射时段。
取决于燃料压力PRF的变化以及电磁螺线管37的激励条件，无效喷射时段的长度(无效喷射时间T0)不时变化。即使在存在由此导致的无效喷射时间T0的略微变化时，在针阀42的提升的开始即刻地之后的燃料喷射量也会出现巨大变化。然而，当燃料喷射量随着时间的经过而增大时，由于无效喷射时间T0的变化而产生的燃料喷射量的偏差的量相对于燃料喷射的总量变得相对较小。因此，在部分升程时段中的燃料喷射量的变化在燃料喷射开始的时间点t11处显著较大。然而，该变化随着时间的经过而逐渐减小。在部分升程时段中的时间点t2之后的时段中，燃料喷射量的变化等于或小于容许值。
针阀42在一直移位到可移动芯41接触固定芯39时到达完全打开位置，并且由于此时的该接触而产生的回弹产生针阀42的回弹运动。因此，在喷嘴提升量到达完全打开提升量MAX的时间点t13即刻地之后，喷嘴提升量在完全打开提升量MAX周围脉动。针阀42的该回弹运动所导致的喷嘴提升量的脉动的振幅或其时段不时地改变。因此，全升程时段中的燃料喷射量的变化在该时段开始的时间点t13即刻地之后一度变大。同样在该情形中，当燃料喷射量随着时间的经过而增大时，由于无效喷射时间T0的变化而产生的燃料喷射量的偏差的量或由于回弹运动而产生的燃料喷射量的偏差的量相对于燃料喷射的总量变得相对较小。在全升程喷射时段中的时间点t14之后的时段中，燃料喷射量的变化等于或小于容许值。
因此，在部分升程喷射时段和全升程喷射时段两者中的每一个中，存在燃料喷射量的变化能够保持为容许值或更小的时段(喷射可用时段)。在部分升程喷射时段中，从喷射信号的输出的开始(t10)到燃料喷射量的变化等于或小于容许值的时间点(t12)的时段在下文被称为PL最小喷射时间TPMN。作为部分升程喷射时段的上限的喷射时间，即，喷射器20的喷嘴在针阀42到达完全打开位置之后完全打开的喷射时间，被称为PL最大喷射时间TPMX。从有效喷射时段的开始(t11)到在全升程喷射时段的开始之后的燃料喷射量的变化等于或小于容许值的时间点(t14)的时间被称为FL最小喷射时间TFMN。PL最小喷射时间TPMN、PL最大喷射时间TPMX和FL最小喷射时间TFMN并非恒定值，而是可因燃料压力PRF而变化。
在常规燃料喷射控制中，仅全升程喷射时段的喷射可用时段被用于执行燃料喷射。通过还使用部分升程喷射时段的喷射可用时段而以极小量的燃料实现极其准确的喷射的技术是部分升程喷射技术。下文中，燃料喷射的结束周期被设定到部分升程喷射时段的喷射可用时段的燃料喷射，即，燃料喷射在喷射器20的喷嘴完全打开之前结束的燃料喷射被称为部分升程喷射。此外，燃料喷射的结束周期被设定到全升程喷射时段的喷射可用时段的燃料喷射，即，燃料喷射在喷射器20的喷嘴完全打开之后结束的燃料喷射被称为全升程喷射。
本实施例的燃料喷射控制器被构造成取决于要被喷射的燃料量而选择性地使用部分升程喷射和全升程喷射来执行燃料喷射。第一计算部53和第二计算部54中的每一个被构造成取决于执行部分升程喷射的情形以及执行全升程喷射的情形而不同地计算喷射时间TAU。
图11图示本实施例的燃料喷射控制器中的第一计算处理的处理程序。本实施例中的第一计算处理也是每当曲柄角改变了预定角度α时，第一计算部53响应于调用部57的调用而执行的处理。
在本处理开始时，首先，在步骤S600中，第一计算部53判定当前处理是否在紧挨着喷射的开始的时间点处执行。接着，在步骤S600中的否定判定(S600：否)时，第一计算部53未作改变地结束当前处理。在步骤S600中的肯定判定(S600：是)时，第一计算部53使该处理前进到步骤S610。
当该处理前进到步骤S610时，在此步骤S610中，第一计算部53读取燃料压力PRF和燃料喷射量QINJ。接着，在后续的步骤S620中，第一计算部53判定此时的燃料喷射是作为部分升程喷射还是全升程喷射来执行。该判定是基于燃料喷射量QINJ是否等于或小于先前指定为部分喷射中的燃料喷射量的上限值的部分升程最大喷射量来执行的。
当此时的燃料喷射作为部分升程喷射而执行时(S620：是)，第一计算部53使该处理前进到步骤S630。接着，在步骤S630中，第一计算部53基于燃料压力PRF和燃料喷射量QINJ将在该燃料压力PRF下执行该燃料喷射量QINJ的燃料喷射所需的喷射时间计算为PL喷射时间TAUP的值。此外，在后续的步骤S640中，第一计算部53基于燃料压力PRF而计算上述PL最小喷射时间TPMN和PL最大喷射时间TPMX。在接着的步骤S650中，第一计算部53以PL最小喷射时间TPMN对PL喷射时间TAUP执行下限保护处理。在后续的步骤S660中，第一计算部53将喷射时间TAU的值设定为PL喷射时间TAUP和PL最大喷射时间TPMX中的较小值。此外，在步骤S670中，第一计算部53在将喷射时间TAU的值输出到喷射信号产生部55之后结束本处理。
相比之下，当此时的燃料喷射作为全升程喷射而执行时(S620：否)，第一计算部53使该处理前进到步骤S680。在步骤S680中，第一计算部53基于燃料压力PRF和燃料喷射量QINJ而计算有效喷射时间INJT。在后续的步骤S690中，第一计算部53基于燃料压力PRF而计算FL最小喷射时间TFMN。此外，在后续的步骤S700中，第一计算部53基于燃料压力PRF而计算无效喷射时间T0。接着，在步骤S710中，第一计算部53以FL最小喷射时间TFMN执行有效喷射时间INJT的下限保护处理。接着，在步骤S720中，将通过合计已被执行下限保护处理的有效喷射时间INJT的值和无效喷射时间T0的值而获得的值计算为喷射时间TAU的值。随后，在步骤S670中，第一计算部53在将所计算的喷射时间TAU的值输出到喷射信号产生部55之后结束当前处理。
图12图示本实施例的燃料喷射控制器中的第二计算处理的处理程序。本实施例中的第二计算处理也是当喷射开始时间点STINJ到达时，第二计算部54响应于调用部57的调用而执行的处理。
当开始本处理时，首先，在步骤S800中，第二计算部54判定第一计算部53在第一计算处理中计算的喷射时间TAU的值是否等于或小于判定值β。接着，当喷射时间TAU的值等于或小于判定值β时(是)，第二计算部54未作改变地结束当前第二计算处理。当喷射时间TAU的值超过判定值β时(否)，第二计算部54使该处理前进到步骤S810。
当该处理前进到步骤S810时，在此步骤S810中，第二计算部54读取燃料压力PRF和燃料喷射量QINJ。接着，在后续的步骤S820中，第二计算部54判定此时的燃料喷射是作为部分升程喷射还是全升程喷射来执行。
当此时的燃料喷射作为部分升程喷射而执行时(S820：是)，第二计算部54使该处理前进到步骤S830。接着，在步骤S830中，第二计算部54基于燃料压力PRF和燃料喷射量QINJ而计算PL喷射时间TAUP。此外，在后续的步骤S840中，第二计算部54基于燃料压力PRF而计算上述PL最小喷射时间TPMN和PL最大喷射时间TPMX。在接着的步骤S850中，第二计算部54以PL最小喷射时间TPMN对PL喷射时间TAUP执行下限保护处理。在后续的步骤S860中，第二计算部54将喷射时间TAU的值设定为PL喷射时间TAUP和PL最大喷射时间TPMX中的较小值。此外，在步骤S870中，第二计算部54在将喷射时间TAU的值输出到喷射信号产生部55之后结束当前处理。在该情形中的喷射时间TAU的计算模式与第一计算处理中的部分升程喷射的情形中的计算模式相同。
相比之下，当此时的燃料喷射作为全升程喷射而执行时(S820：否)，第二计算部54使该处理前进到步骤S880。当该处理前进到步骤S880时，在步骤S880中，第二计算部54读取第一计算部53在第一计算处理的步骤S680中计算出来的有效喷射时间INJT的值。接着，在后续的步骤S890中，第二计算部54基于燃料压力PRF而计算FL最小喷射时间TFMN。此外，在后续的步骤S900中，第二计算部54基于燃料压力PRF而计算无效喷射时间T0。接着，在步骤S910中，第二计算部54以FL最小喷射时间TFMN执行有效喷射时间INJT的下限保护处理。接着，在步骤S920中，第二计算部54将通过合计已被执行下限保护处理的有效喷射时间INJT的值和无效喷射时间T0的值而获得的值计算为喷射时间TAU的值。随后，在步骤S870中，第二计算部54在将所计算的喷射时间TAU的值输出到喷射信号产生部55之后结束当前处理。
驱动电路56包括电容器，电容器被构造成在对电磁螺线管37的通电开始时激励电磁螺线管37。无效喷射时间T0也取决于在开始通电时的电容器的充电状态而改变。此外，在从上一次燃料喷射的结束到本次的燃料喷射的开始仅存在短的时间间隔(喷射间隔)的情形中，电磁螺线管37可能没有完全退磁。在该情形中，无效喷射时间T0被缩短。因此，在第一计算处理的步骤S700和第二计算处理的步骤S900中的无效喷射时间T0的计算中，对从燃料压力PRF计算出来的值执行基于电容器的充电量的电荷校正以及基于喷射间隔的校正，以确定无效喷射时间T0的值。
操作和优点
在部分升程喷射中，难以划分无效喷射时段和有效喷射时段。因此，第一计算部53在部分升程喷射时并不单独地计算无效喷射时间T0和有效喷射时间INJT，而是将从对喷射器20的通电的开始到其结束的时间(总喷射时间)计算为PL喷射时间TAUP。此外，第一计算部53将通过对PL喷射时间TAUP的计算值执行下限保护处理而获得的值计算为喷射时间TAU。
如上所述，克服燃料室44中的燃料的压力(即，燃料压力PRF)执行针阀42的提升。因此，燃料压力PRF显著影响无效喷射时间T0。此外，燃料压力PRF还在燃料喷射开始之后在部分升程喷射时段中显著影响针阀42的提升速度。因此，在有效喷射时段对整个喷射时段的比较大并且燃料喷射在针阀42的提升期间结束的部分升程喷射中，在喷射时间TAU的计算期间与燃料喷射的开始期间之间的燃料压力PRF的差异显著影响喷射量的准确性。
因此，在本实施例中，在部分喷射时，第二计算部54被构造成通过使用在燃料喷射的开始时的燃料压力PRF来重新计算作为总喷射时间的PL喷射时间TAUP。此外，第二计算部54将通过对PL喷射时间TAUP的计算值执行下限保护处理而获得的值计算为喷射时间TAU。
相比之下，第一计算部53在全升程喷射时单独地计算无效喷射时间T0和有效喷射时间INJT，并且将喷射时间TAU计算为通过合计这些时间而获得的值。在全升程喷射中，当作为无效喷射时间T0而估算的时间不同于实际时间时，实际上执行燃料喷射的时间(即，有效喷射时间INJT)以该差异而改变。因此，在全升程喷射中，当存在在喷射时间TAU的计算时与燃料喷射的开始时之间的燃料压力PRF的差异时，以由于该差异而产生的无效喷射时间T0的改变在燃料喷射量中发生偏差。相比之下，燃料压力PRF还影响有效喷射时段中的喷射器20的喷射率(每单位时间燃料喷射量)。然而，即使在喷嘴的完全打开时，喷射器20的喷嘴的开口区域也极小，并且即使在燃料压力PRF中存在轻微差异时，通过喷嘴的开口喷射的燃料的流量也不会显著改变。因此，在全升程喷射中，在喷射时间TAU的计算时与燃料喷射的开始时之间的燃料压力PRF的差异所导致的燃料喷射量的偏差主要产生于因燃料压力PRF而发生的无效喷射时间T0的改变。
因此，在本实施例中，第二计算部54在全升程喷射期间并不重新计算有效喷射时间INJT，而是仅通过使用在燃料喷射的开始时的燃料压力PRF来重新计算无效喷射时间T0。接着，第二计算部54将喷射时间TAU计算为通过合计第一计算部53所计算出来的有效喷射时间INJT以及所重新计算出来的无效喷射时间T0而获得的值。
因此，在与全升程喷射时相比燃料压力PRF极大地影响喷射量的准确性的部分升程喷射时，本实施例的燃料喷射控制器被构造成在喷射开始时间点STINJ到达时获取燃料压力PRF并通过使用所获取的燃料压力PRF来完全重新计算喷射时间TAU。就这来说，燃料喷射控制器被构造成通过使用在喷射开始时间点STINJ处获取的燃料压力PRF而仅在全升程喷射时重新计算无效喷射时间T0。也就是说，在全升程喷射时，在燃料压力PRF仅略微影响喷射量的准确性的有效喷射时间INJT中，通过使用在喷射开始时间点STINJ期间获得的燃料压力PRF进行的重新计算被省略。因此，能够在最小化计算负载的增加的同时有效地提高喷射量的准确性。
上述实施例可如下地修改。
根据第四实施例的燃料喷射控制器可如下地修改，以应用到被构造成仅执行全升程喷射的内燃机。也就是说，在图11的第一计算处理中，在部分升程喷射的情形中执行的步骤S620的判定以及步骤S630到步骤S660的处理被省略。在该情形中，在步骤S610之后，该处理始终前进到步骤S680。此外，在图12的第二计算处理中，在部分升程喷射的情形中执行的步骤S820的判定以及步骤S830到步骤S860的处理被省略。在该情形中，在步骤S810之后，该处理始终前进到步骤S880。同样在该情形中，在第二计算处理中，在燃料喷射的开始时，仅计算有效喷射时间INJT和无效喷射时间T0中的无效喷射时间T0。因此，能够在最小化喷射时间TAU的重新计算的计算负载的增加的同时有效地提高喷射量的准确性。
在第三实施例中，仅第一计算部53和第二计算部54中的第二计算部54在喷射时间TAU的计算时执行根据在喷射器20进行燃料喷射期间是否存在高压燃料泵24进行的燃料馈送的校正。作为替代，在第一计算部53的喷射时间TAU的计算中，也可以执行上述计算。
在上述实施例中，在燃料喷射的开始时，第二计算部54还在计算喷射时间TAU时基于所获取的燃料压力PRF而重新计算最小喷射时间TMN(PL最小喷射时间TPMN以及FL最小喷射时间TFMN)。就这来说，其可被构造成使得第二计算部54自身不计算这些时间，而是使用第一计算部53所计算出来的值。
燃料喷射控制器50不限于包括中央处理单元和存储器并且通过软件而执行所有上述处理的装置。例如，燃料喷射控制器50可包括执行各种处理中的至少一部分的专用硬件(特定用途集成电路：ASIC)。也就是说，燃料喷射控制器50可以是电路，所述电路包括：1)一个或更多个诸如ASIC的专用硬件电路；2)一个或更多个根据计算机程序(软件)而操作的处理器(微型计算机)；或3)其组合。

Claims (7)

1.一种用于内燃机的燃料喷射控制器，所述燃料喷射控制器被构造成：根据所述内燃机的运转状态来计算燃料喷射量和喷射开始时间点；在所述喷射开始时间点处开始对喷射器通电；并且当从所述喷射开始时间点起经过喷射时间时停止对所述喷射器通电，所述喷射时间是基于所述燃料喷射量和燃料压力而计算出来的，所述燃料压力是被供给到所述喷射器的燃料的压力，所述燃料喷射控制器包括：
第一计算部，所述第一计算部被构造成在所述喷射开始时间点之前的预定时间点处获取所述燃料压力，并且使用所获取的燃料压力来计算所述喷射时间；以及
第二计算部，所述第二计算部被构造成当到达所述喷射开始时间点时获取所述燃料压力，并且使用所获取的燃料压力来计算所述喷射时间，
其中，所述燃料喷射控制器被构造成：
在开始对所述喷射器通电之前，基于所述第一计算部的所述喷射时间的计算结果来设定停止对所述喷射器通电的时间点；并且
在开始对所述喷射器通电之后，基于所述第二计算部的所述喷射时间的计算结果来重设停止对所述喷射器通电的时间点。
2.根据权利要求1所述的用于内燃机的燃料喷射控制器，其中，当所述第一计算部计算出的所述喷射时间等于或小于预定值时，所述第二计算部的所述喷射时间的计算被禁止。
3.根据权利要求1所述的用于内燃机的燃料喷射控制器，其中：
所述第一计算部和所述第二计算部中的每一个计算部均被构造成计算所述喷射时间，使得所述喷射时间是等于或大于最小喷射时间的值，所述最小喷射时间是所述喷射时间的下限值，并且
所述第一计算部和所述第二计算部被构造成单独地基于所获取的燃料压力来计算所述最小喷射时间。
4.根据权利要求1所述的用于内燃机的燃料喷射控制器，其中：
通过燃料泵向所述喷射器供给燃料，所述燃料泵被构造成执行间歇燃料馈送，并且
所述燃料喷射控制器被构造成：仅在所述第一计算部的所述喷射时间的计算以及所述第二计算部的所述喷射时间的计算中的所述第二计算部的所述喷射时间的计算期间，根据在所述喷射器的燃料喷射期间是否存在所述燃料泵的燃料馈送来执行校正。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的用于内燃机的燃料喷射控制器，其中：
从对所述喷射器的通电的开始到所述喷射器的燃料喷射的开始的时间被定义为无效喷射时间，
从所述喷射器的燃料喷射的开始到所述通电的结束的时间被定义为有效喷射时间，
所述第一计算部被构造成：
基于所获取的燃料压力来计算所述无效喷射时间和所述有效喷射时间；并且
将通过合计所计算出的无效喷射时间和有效喷射时间而获得的值计算为所述喷射时间，并且
所述第二计算部被构造成：
基于所获取的燃料压力来计算所述无效喷射时间；并且
将通过合计所计算出的无效喷射时间和所述第一计算部计算出的有效喷射时间而获得的值计算为所述喷射时间。
6.根据权利要求1所述的用于内燃机的燃料喷射控制器，其中：
所述燃料喷射控制器被构造成：作为所述喷射器的燃料喷射，执行部分升程喷射和全升程喷射，在所述部分升程喷射中，燃料喷射在所述喷射器的喷嘴完全打开之前结束，而在所述全升程喷射中，燃料喷射在所述喷射器的所述喷嘴完全打开之后结束，
从对所述喷射器的通电的开始到所述喷射器的燃料喷射的开始的时间被定义为无效喷射时间，
从所述喷射器的燃料喷射的开始到所述通电的结束的时间被定义为有效喷射时间，
从对所述喷射器的通电的开始到所述通电的结束的时间被定义为总喷射时间，
所述第一计算部被构造成：
当执行所述部分升程喷射时，通过使用所述燃料压力来计算所述总喷射时间并且将所述总喷射时间的值计算为所述喷射时间；并且
当执行所述全升程喷射时，通过使用所述燃料压力来计算所述有效喷射时间和所述无效喷射时间两者，并且将通过合计所述有效喷射时间和所述无效喷射时间而获得的值计算为所述喷射时间，并且所述第二计算部被构造成：
当执行所述部分升程喷射时，通过使用所述燃料压力来计算所述总喷射时间并且将所述总喷射时间的值计算为所述喷射时间；并且
当执行所述全升程喷射时，通过使用所获取的燃料压力来计算所述无效喷射时间和所述有效喷射时间中的仅所述有效喷射时间，并且将通过合计所计算出的有效喷射时间和所述第一计算部计算出的无效喷射时间而获得的值计算为所述喷射时间。
7.一种用于内燃机的燃料喷射控制方法，所述燃料喷射控制方法被构造成：根据所述内燃机的运转状态来计算燃料喷射量和喷射开始时间点；在所述喷射开始时间点处开始对喷射器通电；并且当从所述喷射开始时间点起经过喷射时间时停止对所述喷射器通电，所述喷射时间是基于所述燃料喷射量和燃料压力而计算出来的，所述燃料压力是被供给到所述喷射器的燃料的压力，所述方法包括：
在所述喷射开始时间点之前的预定时间点处获取所述燃料压力；
通过使用所获取的燃料压力来执行所述喷射时间的第一计算；
当到达所述喷射开始时间点时获取所述燃料压力；
通过使用所获取的燃料压力来执行所述喷射时间的第二计算；
在开始对所述喷射器通电之前，基于所述第一计算的所述喷射时间的计算结果来设定停止对所述喷射器通电的时间点；以及
在开始对所述喷射器通电之后，基于所述第二计算的所述喷射时间的计算结果来重设停止对所述喷射器通电的时间点。
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