CN108487997A - 用于内燃机的燃料喷射控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于内燃机的燃料喷射控制装置。用于内燃机的燃料喷射控制装置包括电子控制单元，该电子控制单元被构造成执行用于学习的划分处理，该用于学习的划分处理用于将要求喷射量划分成缸内喷射阀的部分升程喷射的喷射量和端口喷射阀的喷射的端口喷射量，基于线圈的端子电位和流过线圈的电流中的至少一个，检测归因于动子相对于线圈的相对速度的下降而引起的线圈的感应电动势随时间变化的拐点，并且基于拐点的检测时刻来校正执行部分升程喷射时的通电处理。

Description

用于内燃机的燃料喷射控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射控制装置，该燃料喷射控制装置控制内燃机，在所述内燃机中，多个气缸中的每个气缸均设有缸内喷射阀以及端口喷射阀，所述缸内喷射阀通过作用在动子上的电磁力而打开，所述动子包括磁性体，所述电磁力由针对线圈的通电处理而产生，并且所述缸内喷射阀将燃料喷射到燃烧室中，所述端口喷射阀将燃料喷射到进气通路中。
背景技术
例如，在日本未审专利申请公报第2015-190318号(JP 2015-190318 A)中公开了一种燃料喷射控制装置。该燃料喷射控制装置学习部分升程喷射期间的缸内喷射阀的喷射特性，在所述部分升程喷射期间，缸内喷射阀打开使得喷嘴针的升程量没有达到其最大升程量。燃料喷射控制装置通过基于负侧端子的电位的检测值来检测气缸内喷射阀关闭的时刻来学习喷射特性，并且基于喷射特性校正缸内喷射阀的操作信号，所述负侧端子是与线圈中当缸内喷射阀被通电时变成正侧的端子相对的端子。
发明内容
在上述构造的情况下，在检测用于学习喷射特性的负侧端子的电位期间完成气缸的燃料喷射的情况下，由另一个气缸的燃料喷射引起的电噪声可能叠加在负侧端子的电位的检测值上。然后，可能发生喷射特性的学习准确性下降。
本发明提供一种用于内燃机的燃料喷射控制装置，所述燃料喷射控制装置抑制由于由另一气缸的缸内喷射阀的燃料喷射而引起的部分升程喷射的喷射特性的学习准确性的下降。
本发明的一个方面涉及一种用于内燃机的燃料喷射控制装置，在所述内燃机中，多个气缸中的每一个均设有缸内喷射阀和端口喷射阀，所述缸内喷射阀被构造成通过作用在动子上的电磁力而打开，所述动子包括磁性体，所述电磁力由针对线圈的通电处理而产生，所述缸内喷射阀被构造成将燃料喷射到燃烧室中，并且所述端口喷射阀被构造成将燃料喷射到进气通路中，所述燃料喷射控制装置包括电子控制单元。电子控制单元被构造成执行用于学习的划分处理，所述用于学习的划分处理用于将用于控制所述内燃机的控制量的要求喷射量划分成部分升程喷射量和端口喷射量，所述部分升程喷射量是部分升程喷射的喷射量，在所述部分升程喷射期间，所述缸内喷射阀打开使得所述缸内喷射阀没有通过所述通电处理达到最大升程量，所述端口喷射量是所述端口喷射阀的喷射的喷射量。电子控制单元被构造成执行拐点检测处理，所述拐点检测处理基于所述线圈的端子电位和流过所述线圈的电流中的至少一个，来检测归因于由基于用于学习的划分处理的部分升程喷射的终止导致的缸内喷射阀的关闭而引起的动子相对于线圈的相对速度的下降的线圈的感应电动势随时间变化的拐点。此外，电子控制单元被构造成执行校正处理，所述校正处理基于所述拐点的检测的时刻而校正在执行所述部分升程喷射时的通电处理。
根据本发明的该方面，要求喷射量被划分成端口喷射量和部分升程喷射量。因此，来自每个气缸的缸内喷射阀的燃料喷射时段缩短，并且因此，作为拐点检测对象的气缸的部分升程喷射时段和由另一气缸的缸内喷射阀的燃料喷射时段能够充分地彼此分开。因此，能够适当地抑制由部分升程喷射的终止而引起的拐点检测处理受到由另一气缸的缸内喷射阀的燃料喷射而引起的电噪声的影响，并且因此，能够有效地抑制由于由另一气缸的缸内喷射阀的燃料喷射而引起的部分升程喷射的喷射特性的学习准确性的下降。
在根据本发明的该方面的燃料喷射控制装置中，电子控制单元可以被构造成在用于内燃机的冷启动处理和用于内燃机的催化剂的预热处理的至少一个处理期间，执行时间划分处理和多喷射处理。时间划分处理可以将要求喷射量划分成全升程喷射量和部分升程喷射量，全升程喷射量是全升程喷射的喷射量，在所述全升程喷射期间，在缸内喷射阀通过通电处理达到最大升程量的同时，缸内喷射阀打开。在执行基于时间划分处理的全升程喷射之后，多喷射处理可以执行基于时间划分处理的部分升程喷射。
在内燃机的预热不足的状态下通过端口喷射阀执行燃料喷射的情况下(该情况的示例包括冷启动处理期间的时刻和用于催化剂的预热期间的时刻)，由于所喷射的燃料附着在端口上而容易发生燃烧室中的空燃比的控制性的下降。在上述构造中，为此，在冷启动处理和预热处理期间从缸内喷射阀喷射燃料。此外，此时在全升程喷射之后执行部分升程喷射，并且因此在点火时刻允许通过部分升程喷射而喷射的燃料在火花塞周围漂移。然而，在这种情况下，首先，由在部分升程喷射期间剩余的全升程喷射激发的磁通量可能影响拐点检测处理。其次，部分升程喷射的燃料喷射的时段可能与另一个气缸的缸内喷射阀的燃料喷射时段重叠，并且由于由另一气缸的缸内喷射阀的燃料喷射而引起的噪声，这些时段的重叠可能导致拐点的准确性下降，例如，当在如上所述的冷启动处理和预热处理期间执行的部分升程喷射期间执行拐点检测处理时，拐点检测的准确性可能下降。因此，用于学习的划分处理的效用值特别高。
在根据本发明的该方面的燃料喷射控制装置中，电子控制单元可以被构造成在没有做出用于执行所述至少一个处理的要求的条件下，执行所述用于学习的划分处理，其中在所述至少一个处理期间执行所述时间划分处理和所述多喷射处理。
根据本发明的该方面，在没有做出用于执行作为部分升程喷射的原始应用的至少一个处理的要求的条件下，执行用于学习的划分处理。因此，在用于学习的划分处理之前，执行所述至少一个处理。因此，能够抑制对用于学习的划分处理的至少一个处理的妨碍。
在根据本发明的该方面的燃料喷射控制装置中，电子控制单元可以被构造成执行可变设定处理，所述可变设定处理可变地设定被供给到缸内喷射阀的燃料的压力的目标值。电子控制单元可以被构造成执行燃料压力控制处理，所述燃料压力控制处理通过操作高压燃料泵来将被供给到缸内喷射阀的燃料的压力控制为由可变设定处理产生的目标值，所述高压燃料泵将燃料箱中的燃料排出到缸内喷射阀侧，所述燃料箱存储由缸内喷射阀喷射的燃料。另外，电子控制单元可以被构造成执行喷射量可变处理，所述喷射量可变处理允许由于用于学习的划分处理而导致的部分升程喷射的喷射量在被供给到缸内喷射阀的燃料的压力高的情况下比在被供给到缸内喷射阀的燃料的压力低的情况下大。
即使在通电处理的相同持续时间处，所述喷射量在燃料的压力高的情况下也比在燃料的压力低的情况下大。因此，在与学习要求相对应的部分升程喷射的喷射量相同的情况下，在压力高的情况下的通电处理的持续时间比在压力低的情况下短。本发明人发现，在通电处理的持续时间过短的情况下，拐点检测处理的检测准确性下降。相反，在通电处理的持续时间过长的情况下，升程量可能意外地达到其最大值。在上述结构中，与燃料压力较低的情况相比，在燃料压力较高的情况下，与学习要求相对应的部分升程喷射的喷射量较大。因此，能够与压力的水平无关地执行适于学习的通电处理。
在根据本发明的该方面的燃料喷射控制装置中，电子控制单元可以被构造成执行喷射分配处理，所述喷射分配处理基于内燃机的运行点将要求喷射量划分成缸内喷射阀进行的喷射量和端口喷射量。另外，电子控制单元可以被构造成在通过喷射分配处理将要求喷射量全部分配给端口喷射量的运行点处，通过使由喷射分配处理导致的要求喷射量的划分无效，来执行用于学习的划分处理。
根据本发明的该方面，在将全部要求喷射量分配给端口喷射量的运行点处，执行用于学习的划分处理。部分升程喷射的喷射量与要求喷射量的比趋于相对较低。因此，利用上述构造，由喷射分配处理确定的燃料喷射的改变可以通过用于学习的分流喷射而被最小化。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是图示根据一个实施例的燃料喷射控制装置以及内燃机的图；
图2是图示根据该实施例的电子控制单元和缸内喷射阀的图；
图3是图示根据该实施例的一部分处理的框图；
图4是图示根据该实施例的喷射分配比的图表；
图5是图示根据该实施例的快速预热处理和冷启动处理期间的燃料喷射的时间图；
图6是图示根据该实施例的用于确定主动学习条件的满意度或不满意度的处理过程的流程图；
图7是图示根据该实施例的用于主动学习时的喷射量的设定处理步骤的流程图；
图8是图示根据该实施例等的部分升程喷射区的图表；
图9是图示根据该实施例的用于部分升程喷射的处理步骤的流程图；并且
图10是图示根据该实施例的部分升程喷射的时间图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述用于内燃机的燃料喷射控制装置的实施例。如图1中所示，内燃机10是具有四个气缸的火花点火式内燃机。节气门14被设置在内燃机10的进气通路12中。节气门14调节进气通路12的流路的横截面面积。端口喷射阀16被设置在节气门14的下游。端口喷射阀16将燃料喷射到进气通路12中。当进气阀18打开时，吸入到进气通路12中的空气和从端口喷射阀16喷射的燃料流入到燃烧室24中。燃烧室24由气缸20和活塞22隔开。将燃料喷射到燃烧室24中的缸内喷射阀30和点火装置40从燃烧室24突出。作为点火装置40的火花放电的结果，由端口喷射阀16和缸内喷射阀30中的至少一个喷射的空气和燃料的空气-燃料混合物在燃烧室24中进行燃烧，燃烧产生的燃烧能量经由活塞22转换成曲轴42的旋转能量。当排气阀44打开时，进行了燃烧的空气-燃料混合物被作为废气排放到排气通路46。催化剂48被设置在排气通路46上。
端口喷射阀16喷射从低压输送管50供给的燃料。从燃料箱54的内部吸入并由供料泵52排出的燃料被供给到低压输送管50中。缸内喷射阀30喷射从高压输送管56供给的燃料。从燃料供料泵52排出的燃料在燃料被高压燃料泵58加压之后被供给到高压输送管56。
内燃机10的排气通路46和进气通路12通过EGR(排气再循环)通路60彼此连接。EGR通路60通过EGR阀62打开和关闭。收集来自燃料箱54内部的燃料蒸汽的燃料箱64与燃料箱54连接。燃料箱64经由放气阀66而连接到设置在节流阀14的下游的进气通路12的一侧。
内燃机10是电子控制单元70的控制对象。电子控制单元70操作各种致动器，例如节气门14、端口喷射阀16、缸内喷射阀30、点火装置40、高压燃料泵58和放气阀66，以便控制内燃机的控制量(扭矩、排气部件等)。在控制量的控制期间，电子控制单元70捕获输出信号，该输出信号来自检测曲轴42的旋转角度的曲柄角度传感器72，检测高压输送管56中的压力PF的压力传感器74，检测冷却液温度(冷却液温度THW)的温度传感器76，检测进气空气量Ga的空气流量计78以及检测空燃比A/F的空燃比传感器79。
电子控制单元70的构造和缸内喷射阀30的构造部分地在图2中示出。如图2中所示，喷嘴针32被容纳在缸内喷射阀30的主体31中。主体31具有中空结构。阀关闭方向上的弹力通过弹簧33经由动子35被施加到喷嘴针32，所述动子35与喷嘴针32一体地移位并且包括磁性体。在主体31中设有空隙。空隙比动子35离主体31的前端侧近。空隙是如下的燃料室36，来自高压输送管56燃料被供给到该燃料室36。另外，缸内喷射阀30设有线圈34。在由线圈34产生的电磁力不作用在动子35上的情况下，缸内喷射阀30保持关闭。缸内喷射阀30通过由作用在动子35上的线圈34产生的电磁力而打开。
电子控制单元70设有升压电路80，该升压电路80升高电池81的电压。通过升压电路80升高的电压经由开关元件SW1被施加到线圈34的第一端子T1。电池81的电压能够经由二极管D1和开关元件SW2被施加到第一端子T1。二极管D2的阴极被连接到第一端子T1，并且二极管D2的阳极接地。
线圈34的第二端子T2经由开关元件SW3和分流电阻R接地。分流电阻R的电压降(电位V)被A/D转换器82被转换为数字数据。在本实施例中，气缸的各个线圈34的第二端子T2彼此连接，并且第二端子T2的电位通过A/D转换器84被转换成数字数据。气缸的各个线圈34的第二段子T2被连接到不同的二极管D3的阳极，并且二极管D3的阴极被连接到升压电路80的输出端子。
电子控制单元70还设有微型计算机(微型计算机90)。微型计算机90设有CPU 92、ROM 94以及电可改写型的非易失性存储器96。电子控制单元70的控制量的控制通过CPU 92执行存储在ROM 94中的程序来实现。
图3中部分地示出了由CPU 92实现的处理，该处理执行存储在ROM 94中的程序。目标燃料压力设定处理单元M10基于进气空气量Ga和转速NE来设定高压输出管56内的压力的目标值PF*，所述转速NE基于曲柄角度传感器72的输出信号Scr而计算，使得在填充燃烧室24的空气量较大的情况下的目标值PF*比空气量小的情况下高。偏差计算处理单元M12计算目标值PF*和压力PF之间的差(偏差ΔPF)。
目标空燃比设定处理单元M14设定目标空燃比A/F*。目标空燃比A/F*可以是例如理论空燃比。偏差计算处理单元M16计算目标空燃比A/F*和由空燃比传感器79检测到的空燃比A/F之间的差。空燃比反馈处理单元M18基于偏差计算处理单元M16的输出值来计算并输出反馈操作量KAF。反馈操作量KAF是用于空燃比A/F到目标空燃比A/F*的反馈控制的操作量。
要求喷射量计算处理单元M20基于转速NE和进气空气量Ga来计算原始要求喷射量Qd0。所述原始要求喷射量Qd0被设定为允许在燃烧室24中进行燃烧的空气-燃料混合物的空燃比达到目标空燃比A/F*。
乘法处理单元M22通过将原始要求喷射量Qd0乘以反馈操作量KAF，来计算要求喷射量Qd。泵操作处理单元M24基于要求喷射量Qd和偏差ΔPF生成并输出高压燃料泵58的操作信号MSs。要求喷射量Qd被用于计算开环操作量。开环操作量是允许将与要求喷射量Qd相同量的燃料从高压燃料泵58泵送到高压输送管56的操作量。偏差ΔPF被用于计算作为用于压力PF到目标值PF*的反馈控制的操作量的反馈操作量。换句话说，操作信号MSs是基于开环操作量和反馈操作量两者而生成的。
划分处理单元M26将要求喷射量Qd划分成端口喷射量Qp*和缸内喷射量Qd*。端口喷射量Qp*是由端口喷射阀16喷射的喷射量。缸内喷射量Qd*是由缸内喷射阀30喷射的喷射量。在此，端口喷射量Qp*是“Kpfi×Qd”，并且缸内喷射量Qd*是“Qd-Qp*”，使用范围从“0”到“1”的喷射分配比Kpfi。
如图4中所示，喷射分配比Kpfi在低旋转低负载区被设定为“1”，并且在高旋转高负载区被设定为“0”，并且在其他区被设定为“0”和“1”之间的值。根据图4，根据转速NE和负载KL来确定内燃机10的运行点，并且根据运行点来定义喷射分配比Kpfi。
返回参照图3，端口侧学习处理单元M28学习在喷射分配比Kpfi为“1”时基于反馈操作量KAF输出学习值LP。学习值LP被用于校正端口喷射量Qp*，使得反馈操作量KAF的绝对值适当地减小。
端口侧操作处理单元M30基于端口喷射量Qp*和学习值LP，来计算并输出操作信号MSp。操作信号MSp被用于操作端口喷射阀16，使得从端口喷射阀16喷射的燃料量达到端口喷射量Qp*。
缸内侧学习处理单元M32学习在喷射分配比Kpfi为“0”时基于反馈操作量KAF输出学习值LD。学习值LD被用于校正缸内喷射量Qd*，使得反馈操作量KAF的绝对值适当地减小。
缸内侧操作处理单元M34基于缸内喷射量Qd*、压力PF和学习值LD，来计算并输出操作信号MS。操作信号MS被用于操作缸内喷射阀30，使得从缸内喷射阀30喷射的燃料量达到缸内喷射量Qd*。操作信号MS是用于操作开关元件SW1至SW3等的信号。
原则上，缸内侧操作处理单元M34执行所谓的全升程喷射。在全升程喷射期间，达到喷嘴针32的升程量达到其最大升程量的位置(图2所示的位置)。然而，在本实施例中，在催化剂48的冷启动处理和快速预热处理期间执行部分升程喷射和全升程喷射两者。在部分升程喷射期间，喷嘴针32的升程量没有达到最大升程量。在冷启动处理和快速预热处理期间，CPU 92将喷射分配比Kpfi设定为“0”而不根据运行点进行用于设定如图4中所示的喷射分配比Kpfi的处理。冷启动处理是当冷却剂温度THW是等于或低于指定温度(例如80℃)的温度时的启动处理。
图5示出了在快速预热处理和冷启动处理期间的燃料喷射。如图5中所示，在快速预热处理和冷启动处理期间，在全升程喷射(在图中示出为“F/L”)之后的压缩冲程中执行部分升程喷射(在附图中示出为“P/L”)两次。在进气冲程中执行全升程喷射是为了增加空气-燃料混合物的空气和燃料之间的混合程度。在压缩冲程中的部分升程喷射的执行是为了使得由部分升程喷射产生的燃料在点火时刻绕点火装置40的插塞周围有效地漂移。
全升程喷射的喷射量Qf*、部分升程喷射的第一喷射量Qpl*1和部分升程喷射的第二喷射量Qpl*2之和是要求喷射量Qd。在本实施例中，在快速预热处理期间，点火时刻被设定为超过压缩上止点，并且因此由燃烧产生的排气的热量增加，并且促进催化剂48的预热。
在本实施例中，即使当不进行快速预热处理和冷启动处理时，仍执行部分升程喷射，使得缸内喷射阀30的与部分升程喷射相关的喷射特性被学习。当执行喷射特性的学习时，通过使图4中所示的喷射分配比Kpfi设定无效而通过不寻常的燃料喷射进行学习(以下称为主动学习)。具体而言，执行由缸内喷射阀30进行的部分升程喷射，并且通过端口喷射阀16以在要求喷射量Qd中不能通过部分升程喷射的喷射量喷射燃料。这将在下面详细描述。
图6示出了根据本实施例的用于确定与部分升程喷射相关的主动学习的多个条件的满足或不满足的处理过程。通过CPU 92以例如预定间隔重复执行存储在ROM 94中的程序来实现图6所示的处理。以下描述中以“S”开始的数字表示步骤编号。
在图6中所示的处理序列中，CPU 92确定是否满足允许执行主动学习的条件中的每个条件。换句话说，CPU 92首先确定根据图4中所示的运行点所确定的喷射分配比Kpfi是否为“1”(S10)。在CPU 92确定喷射分配比Kpfi为“1”的情况下(S10：是)，CPU 92确定自开始起是否经过了预定时间(S12)。该处理是为了将内燃机10的稳定操作状态包括在主动学习执行条件中。在CPU 92确定已经过了预定时间的情况下(S12：是)，CPU 92确定是否完成由端口侧学习处理单元M28进行的学习(图中的A/F学习)(S14)。该处理旨在考虑主动学习期间的端口喷射阀16的使用而维持主动学习期间的高水平空燃比可控性。在CPU 92确定已完成由端口侧学习处理单元M28进行的学习的情况下(S14：是)，CPU 92确定是否已完成由缸内侧学习处理单元M32进行的学习(图中的A/F学习)(S16)。
在CPU 92确定完成由缸内侧学习处理单元M32进行的学习的情况下(S16：是)，CPU92确定冷却剂温度THW是否等于或高于预定温度Tth(S18)。这个处理是为了将加热到一定程度的内燃机10包括在主动学习执行条件中。在CPU 92确定冷却剂温度THW等于或高于预定温度Tth以上的情况下(S18：是)，CPU 92确定压力PF是否从用于学习PFthL的下限值变化到用于学习PFthH的上限值(S20)。该处理用于将压力接近于在执行快速预热处理和冷启动处理期间的压力的压力PF包括在主动学习执行条件中。用于学习PFthL的下限值是在快速预热处理和冷启动处理期间目标值PF*的最小值。用于学习PFthH的上限值是在快速预热处理和冷启动处理期间的目标值PF*的最大值。
在CPU 92确定压力PF从用于学习PFthL的下限值变化到用于学习PFthH的上限值的情况下(S20)，CPU 92确定在EGR阀62完全关闭的情况下EGR控制是否被停止(S22)。该处理被用于从主动学习执行条件中去除由于EGR控制引起的燃烧可能变得不稳定的时间。在CPU 92确定EGR控制停止的情况下(S22：是)，CPU 92确定放气浓度是否等于或小于指定值(S24)。具体而言，CPU 92基于反馈操作量KAF掌握放气浓度。在放气阀66保持关闭的情况下，CPU 92将放气浓度估计为零。S24的处理旨在最小化由于执行主动学习而引起的燃烧的恶化。
在CPU 92确定放气浓度等于或小于指定值的情况下(S24：是)，CPU 92确定是否不执行燃料切断处理(S26)。在CPU 92确定不执行燃料切断处理的情况下(S26：是)，CPU 92确定电池81的端子电压是否稳定(S28)。在端子电压不稳定的情况下，可能不能执行预期的部分升程喷射处理。考虑到潜在的不可能性，S28的处理目旨在在这种情况下不执行主动学习。
在CPU 92确定电池81的电压稳定的情况下(S28：是)，CPU 92确定满足了主动学习条件(S30)。相反，在S10-S28的处理中确定为否定的情况下，CPU 92确定为不满足主动学习条件(S32)。在S30的处理和S32的处理完成的情况下，CPU 92暂时终止图6中所示的处理序列。
图7示出了用于设定主动学习的喷射量的处理过程。通过CPU 92以例如预定间隔重复执行存储在ROM 94中的程序来实现图7中所示的程序。
在图7中所示的处理序列中，CPU 92首先确定是否满足主动学习条件(S40)。在CPU92确定满足主动学习条件的情况下(S40：是)，CPU 92基于压力PF计算部分升程最小喷射量QplMIN(S42)。部分升程最小喷射量QplMIN是部分升程喷射的最小喷射量。部分升程最小喷射量QplMIN被定义为具有在允许范围内的喷射量变化的下限喷射量。
图8示出了相对于缸内喷射阀30的线圈34的通电时间(在图中示为“喷射通电时间”)、相对于通电时间的基准喷射量以及实际喷射量相对于基准喷射量的变化之间的关系。
如图8中所示，相对于线圈34具有相对较短的通电时间的区具有大喷射量变化。因此，部分升程最小喷射量QplMIN被设定为喷射量变化量是确定变化量的上限的变化容许值的值。部分升程最小喷射量QplMIN在压力PF高的情况下比在压力PF低的情况下大，因为在相对于线圈34的通电时间相同时，喷射量在压力PF高的情况下比在压力PF低的情况下更大。
返回参照图7，CPU 92基于压力PF，来计算部分升程最大喷射量QplMAX(S44)。部分升程最大喷射量QplMAX在压力PF高的情况下比在压力PF低的情况下大，因为在相对于线圈34的通电时间相同时，喷射量在压力PF高的情况下比在压力PF低的情况下大。在这一点上，如图8中所示，在部分升程最大喷射量QplMAX与全升程最小喷射量QfMIN之间存在反弹区。全升程最小喷射量QfMIN是全升程喷射的最小喷射量。反弹区是在从喷嘴针32在阀打开方向上的位移到达最大升程量的时刻起的指定时间内将线圈34的通电处理终止的喷射量的区域。一旦喷嘴针32达到最大升程量，则动子35与主体31接触并弹回。因此，在达到最大升程量的时刻之后的时刻并接近该时刻时将通电处理终止的情况下，喷射量可能具有相对较大的变化，并且喷射量控制的准确性可能会偏离允许的范围。因此，在本实施例中，将在从喷嘴针32在阀打开方向上的位移到达最大升程量的时刻起的指定时间内将线圈34的通电处理终止的喷射量的区域用作反弹区，并且在快速预热处理期间避免反弹区执行燃料喷射。
返回参照图7，CPU 92通过以下等式(c1)计算部分升程学习喷射量QplL，所述部分升程学习喷射量QplL作为用于学习的部分升程喷射的喷射量(S46)。
QplL＝(QplMAX-QplMIN)×α+QplMIN...(c1)
等式(c1)中的系数α是大于“0”且小于“1”的值。在本实施例中，系数α被设定为近似“1/2”的值。这首先是因为在部分升程学习喷射量QplL过小的情况下，学习的准确性趋于下降。当部分升程学习喷射量QplL过大时，同时，由于例如内燃机的老化和容差，喷嘴针32在用于学习的部分升程喷射处理期间可能实际上达到最大升程量。因此，在本实施例中，使用在部分升程最大喷射量QplMAX和部分升程最小喷射量QplMIN之间的并且与部分升程最大喷射量QplMAX和部分升程最小喷射量QplMIN两者相差至少预定量的量作为部分升程学习喷射量QplL。
CPU 92将部分升程学习喷射量QplL代入缸内喷射量Qd*(S48)，并且将如下值代入端口喷射量Qp*，即：通过从要求喷射量Qd减去部分升程学习喷射量QplL获得的值(S50)。
在S50的处理完成的情况下和在S40的处理中为否定确定的情况下，CPU 92暂时终止图7中所示的处理序列。图9示出了部分升程喷射处理之后的部分升程喷射处理和学习处理的过程。每次进行部分升程喷射的执行要求时，CPU 92通过执行存储在ROM 94中的程序来实现图9中所示的处理。该处理对于快速预热处理和冷启动处理中的处理是共同的。
在图9中所示的处理序列中，CPU 92首先获取缸内喷射量Qd*(S60)。然后，CPU 92通过将校正量QL加上缸内喷射量Qd*来校正缸内喷射量Qd*(S62)。校正量QL是基于存储在非易失性存储器96中的关于学习结果(稍后描述)的数据来计算的。然后，CPU 92计算部分升程喷射处理中线圈34的通电时间TQd(S64)。然后，CPU 92待机直到喷射开始时刻(S66：否)。在CPU 92确定达到喷射开始时刻的情况下(S66：是)，CPU 92通过开始用于线圈34的通电处理来开始部分升程喷射处理(S68)。
图10示出了通过部分升程喷射处理以及流经线圈34的电流I和线圈34的电压Vc的开关元件SW1至SW3的操作。根据图10，在第一端子T1的电位高于第二端子T2的电位的情况下，线圈34的电压Vc为正。
如图10中所示，在作为部分升程喷射的开始时刻的时间t1，CPU92使开关元件SW1、SW3导通。因此，电流I流过升压电路80、开关元件SW1、线圈34、开关元件SW3以及分流电阻R的回路电路。CPU92根据电位V来掌握电流I的大小。然后，当电流I达到峰指令值Ipeak*时，CPU 92在时间t2将开关元件SW1切换至断开。因此，电流I经由由二极管D2、线圈34、开关元件SW3以及分流电阻R形成的环路而流过线圈34。电流I以与分流电阻R的电压降成比例的速率下降。一旦电流I下降到保持电流Ik以下，则CPU 92通过导通开关元件SW2来将电流I控制到保持电流Ik。
返回参照图9，CPU 92继续控制保持电流Ik直到经过通电时间TQd(S70：否)。一旦经过通电时间TQd(S70：是)，则CPU 92断开开关元件SW1至SW3(S72)。
因此，在线圈34中产生允许电流I持续流动的感应电动势，并因此第二端子T2侧的电位上升，并且从二极管D2流入线圈34的电流经由二极管D3流入升压电路80。此时，流过线圈34的电流I的下降率由升压电路80的电压控制。接着，CPU 92待机直到经过了衰减促进时间TD(S74：否)。
一旦经过衰减促进时间TD(S74：是)，CPU 92确定是否进行了用于学习的部分升程喷射处理，即，是否正在进行学习(S76)。在CPU 92确定学习正在进行的情况下(S76：是)，CPU 92导通开关元件SW3(S78)。因此，流过线圈34的电流I的下降率由分流电阻R的电压降的大小(绝对值)控制。如图10中所示，在时间t3之后，当开关元件SW3断开时，线圈34的电压Vc为负。这是因为线圈34的感应电动势在第二端子T2侧为正。
返回参照图9，CPU 92监视分流电阻R的电压降的变化率(电位V的绝对值的变化率)的拐点的发生(S80)。这是用于检测缸内喷射阀30的阀关闭时刻的处理。换句话说，虽然动子35在缸内喷射阀30关闭前在阀关闭方向位移，一旦缸内喷射阀30关闭，动子35的位移速率仍快速下降。因此，由于缸内喷射阀30的关闭，动子35相对于线圈34的相对速度迅速下降，并且作为结果，发生感应电动势的变化。感应电动势的变化表现为电位V变化的拐点。图10示出了通过在时间t4产生的拐点来检测电位V的变化率(电流I的变化率)的拐点。例如，拐点检测处理可以是这样的处理，其中从第一滤波器值中减去第二滤波器值所获得的值达到阈值的时刻被设定为这样的拐点检测时刻，即由电位V获得的第一滤波值被第一低通滤波器滤波并且由电位V获得的第二滤波值通过第二低通滤波器滤波。第二低通滤波器的截止频率低于第一低通滤波器。
一旦检测到拐点(S80：是)，则CPU 92将拐点检测时刻存储在非易失性存储器96中(S82)，并且在电流I的充分衰减之后断开开关元件SW3(S84)。在S84的处理完成的情况下以及在S76中为否定确定的情况下，CPU 92暂时终止图9所示的处理序列。
CPU 92基于S80中的拐点检测时刻来计算校正量QL。换句话说，CPU 92根据通电时间TQd，通过S64的处理来设定基准阀关闭时刻，并且在检测时刻晚于基准阀关闭时刻的条件下，将校正量QL设定为负值，在检测时刻早于基准阀关闭时刻的条件下，将校正量QL设定为正值。以此方式，CPU 92在S62的处理中在部分升程喷射期间校正缸内喷射量Qd*，使得缸内喷射量Qd*在检测时刻晚的情况下比在检测时刻早的情况下小。因此，通电时间TQd被校正，使得其被缩短。
下面将描述本实施例的作用。在满足主动学习条件的情况下，CPU92将要求喷射量Qd划分成端口喷射量Qp*和用于部分升程喷射的缸内喷射量Qd*。因此，能够缩短每个气缸的缸内喷射阀30的燃料喷射的时段，并且因此作为拐点检测对象的气缸的部分升程喷射时段和由另一个气缸的缸内喷射阀30的燃料喷射时段可以充分地彼此分离。因此，可以适当地抑制用于检测由部分升程喷射的终止而引起的拐点的受到由另一气缸的缸内喷射阀30的燃料喷射引起的电噪声的影响的处理，并且因此能够有效地抑制由于另一气缸的缸内喷射阀30的燃料喷射而引起的部分升程喷射的喷射特性的学习准确性的下降。
用上述的本实施例也可以获得以下效果。在内燃机10的冷启动处理和催化剂48的快速预热处理期间，要求喷射量Qd被划分成全升程喷射量和部分升程喷射量，并且在全升程喷射之后执行部分升程喷射。因此，可以避免从端口喷射阀16喷射的燃料的端口附着和内燃机10的预热不足而导致的燃烧室24中的空燃比的控制性的下降。另外，在点火时刻，允许通过部分升程喷射喷射的燃料在火花塞周围漂移。然而，在快速预热处理和冷启动处理期间，首先通过由在部分升程喷射期间剩余的全升程喷射激发的磁通量来影响拐点检测处理。其次，通过部分升程喷射进行的燃料喷射的时段可能与通过另一气缸的缸内喷射阀30进行的燃料喷射时段重叠，并且这些时段的重叠可能导致由于由另一气缸的缸内喷射阀进行的燃料喷射而引起的噪声而使得拐点检测处理的准确性下降。例如，当在如上所述的冷启动处理和快速预热处理期间执行的部分升程喷射期间执行拐点检测处理时，拐点检测的准确性可能下降。因此，主动学习的效用值特别高。
当没有做出对进行冷启动处理的执行的要求和对快速预热处理的执行的要求，执行主动学习。因此，能够避免主动学习对冷启动处理和快速预热处理的妨碍。
主动学习的部分升程喷射的喷射量在压力PF高的情况下比在压力PF低的情况下大。因此，无论压力PF的水平如何，均能够执行适合于学习的通电处理。
当喷射分配比Kpfi为“1”时，执行主动学习。因此，基于由针对图4中所示的每个运行点的喷射分配处理确定的燃料喷射的主动学习，燃料喷射控制的偏差可以被最小化。
在主动学习期间，要求喷射量Qd被划分成端口喷射量和单元部分升程喷射量。因此，端口喷射量可以被最大化。
根据上述实施例的事项和在“发明内容”中描述的事项具有以下对应关系。在以下描述中，将针对在“发明内容”中描述的解决手段的每个编号来显示对应关系。
用于学习的划分处理对应于S48、S50的处理，并且拐点检测处理对应于S80的处理。使用线圈的端子电位的拐点检测处理对应于基于电位V检测到的拐点。电位V根据分流电阻R的电阻值一一对应于流过线圈34的电流并且因此也对应于基于流过线圈34的电流而检测到的拐点。校正处理对应于S62的处理，并且燃料喷射控制装置对应于电子控制单元70。时间划分处理和多喷射处理对应于图5中所示的处理。由S10的处理定义的条件对应于主动学习条件。可变设定处理对应于由目标燃料压力设定处理单元M10进行的处理，燃料压力控制处理对应于由偏差计算处理单元M12和泵操作处理单元M24进行的处理，并且喷射量可变处理对应于S42，S44，S46的处理。喷射分配处理对应于用于设定在图4中定义的喷射分配比Kpfi的处理，并且用于执行学习的划分处理的条件对应于由S10的处理定义的条件。
上述实施例的至少一个细节可以如下修改。在上述实施例中，没有特别提及校正量的计算所基于的检测时刻的数量。然而，校正量可以基于例如单个检测时刻来计算。或者，可以基于例如基于检测时刻的时间序列数据的指数移动平均处理值来计算校正量。
在上述实施例中，基于检测时刻来校正部分升程喷射期间的缸内喷射量Qd*。然而，本发明不限于此，替代地，可以校正通电时间TQd。另外，例如也可以较正峰指令值Ipeak*。
在上述实施例中，根据部分升程喷射期间的缸内喷射量Qd*来确定检测时刻的基准值。但是，本发明不限于此。例如，也可以是全部气缸的检测时刻的平均值。在这种情况下，可以校正通电时间和喷射量的指令值，使得所有气缸的阀关闭时刻之间的差进一步减小。在这种情况下，基于空燃比反馈的操作量，通过进一步校正通电时间和部分升程喷射的喷射量的命令值，喷射量的绝对值可以接近适当值，尽管从缸内喷射阀30喷射的燃料量的绝对值不一定被校正为适当的值。在这种情况下，在学习处理之前，完成由完全升程喷射进行的学习处理。
用于检测气缸的各线圈34的感应电动势随时间变化的拐点的电线彼此处于导通状态的构造不限于图2中所例示的构造。
在上述实施例中，气缸的各个线圈34的第二端子T2彼此连接，并且执行用于主动学习的部分升程喷射，使得避免了由CPU 92经由A/D转换器84检测被连接的第二端子T2的电位而引起的噪声影响。但是，本发明不限于此。例如，可以在A/D转换器84和对应于每个气缸的二极管D3的阳极之间设置选择器。即使在这种情况下，在一个气缸执行部分升程喷射时，为了避免由在另一气缸处的部分升程喷射而引起的电噪声经由选择器影响A/D转换器84的输入而执行用于主动学习的部分升程喷射是有效的。
另外，可以执行用于主动学习的部分升程喷射，使得在电子控制单元70与气缸的各个线圈34的第二端子T2之间的导线之中，例如避免来自连接到执行全升程喷射的缸内喷射阀30的导线与连接到执行部分升程注射的缸内喷射阀30的导线的噪声叠加。
用于检测由于动子35相对于线圈34的相对速度下降而引起的感应电动势的时间变化的拐点的方法不限于上述实施例中所例示的方法。例如，可以使用如下电路，其中将用于检测的二极管的阳极连接到线圈34的第二端子T2，将用于检测的二极管的阴极连接到电容器的第一端子，并且将第二端子的电容器接地。换句话说，在这种情况下，线圈34的电流减小，同时通过停止通电处理，电流流过由二极管D2、线圈34、用于检测的二极管和电容器形成的环路。因此，可以基于电位V来检测归因于动子35相对于线圈34的相对速度的下降的线圈34的感应电动势随时间变化的拐点。在缸内喷射阀30关闭之后的线圈34的下一个通电处理之前，去除电容器的电荷。
用于检测感应电动势的时间变化的拐点的方法不限于基于线圈34的第二端子T2侧上的电位检测的方法。基于线圈34的第一端子T1侧上的电位检测可以通过例如使用以下的电路来实现。换句话说，该电路是其中第二端子T2连接到电池81的正电极的电路，并且第一端子T1在通电处理停止的情况下经由电阻器接地。利用该电路，能够通过第一端子T1侧的电位变化的拐点来检测感应电动势的时间变化的拐点。
感应电动势的时间变化的拐点的检测不限于电连接到第一端子T1侧或第二端子T2侧的构件的使用。例如，可以替代地使用检测流过线圈34的电流而不与线圈34等接触的电流互感器。在这种情况下，可以基于电流的波形的变化来检测感应电动势的时间变化的拐点。
在上述实施例中，拐点检测时刻是从第一滤波器值中减去第二滤波器值而获得的值达到阈值的时刻。但是，本发明不限于此。例如，电位的二阶导数达到其最大值的时刻可以被检测为拐点检测时刻。
部分升程学习喷射量QplL不限于通过S46的处理计算出的量。在例如目标值PF*可以取的范围窄的情况下，它可以是固定值。
在上述实施例中，在快速预热处理和冷启动处理期间，在全升程喷射处理之后，执行两次部分升程喷射处理。但是，本发明不限于此。例如，可以执行一次部分升程喷射处理。
在快速预热处理和冷启动处理期间的部分升程喷射的使用是可选的，并且可以在快速预热处理或冷启动处理期间使用部分升程喷射。用于快速预热处理和冷启动处理的部分升程喷射的执行也是可选的。例如，也可以在启动后的负载操作或中负载操作器件执行稀薄燃烧控制来执行部分升程喷射。即使在这种情况下，也可以在全升程喷射后并接近点火时刻的时刻执行部分升程喷射，使得喷射的燃料在点火时刻在点火装置40的插塞周围漂移。
主动学习期间的部分升程喷射不一定必须执行一次，而是可以执行两次或更多次。但是，在这种情况下，期望的是，在第一次喷射结束时检测到拐点，并且在拐点的检测完成的条件下执行第二次喷射的通电处理。
根据内燃机10的运行点设定喷射分配比Kpfi的处理不限于图4中所例示的处理。例如，在低转速和低负载区中，喷射分配比Kpfi可以是“0”。另外，例如，可以将喷射分配比Kpfi设定为“1”或“0”。运行点不一定必须根据转速NE和负载KL来设定。例如，也可以在根据转速NE而不根据负载KL，或者根据负载KL的而不根据转速NE来设定运行点。
S10的处理可以是用于确定在当前模式下是否从端口喷射阀16喷射燃料的处理，而不是用于确定喷射分配比Kpfi是否为“1”的处理。
使用图6中所示的处理所确定的全部条件作为主动学习条件是可选的。例如，可以排除S16的处理。主动学习本身的执行也是可选的。例如，通过从要求喷射量Qd中减去部分升程学习喷射量QplL而获得的量可以被用作端口喷射量，并且稀薄燃烧控制的执行可以被用作在执行“关于部分升程喷射”中所述的稀薄燃烧控制执行期间的学习执行条件。
燃料压力控制处理不限于用于将压力PF反馈控制到目标值PF*的高压燃料泵58的操作。例如，燃料压力控制处理可以是简单地通过基于要求喷射量Qd的开环控制的高压燃料泵58的操作。
燃料喷射控制装置不限于设有CPU 92和ROM 94并执行软件处理的装置。例如，可以提供对上述实施例中的软件处理的至少一部分执行硬件处理的专用硬件电路(例如ASIC)。换言之，燃料喷射控制装置可以采用以下构造(a)至(c)中的任一个。
(a)燃料喷射控制装置设有根据程序执行上述全部处理的处理装置和存储该程序的程序存储装置(如ROM)。
(b)燃料喷射控制装置设有程序存储装置和根据程序执行一部分处理的处理装置和执行其余处理的专用硬件电路。
(c)燃料喷射控制装置设有执行上述整个处理的专用硬件电路。
可以设置多个设有处理装置和程序存储装置的软件处理电路以及多个专用硬件电路。换句话说，处理可以由处理电路执行，该处理电路设有一个或多个软件处理电路和一个或多个专用硬件电路中的至少一个。
内燃机不限于四缸发动机。内燃机也可以是具有五个或更多个气缸、两个气缸或三个气缸的内燃机。具有五个或更多个气缸的内燃机的示例包括六缸内燃机和八缸内燃机。

Claims (5)

1.一种用于内燃机的燃料喷射控制装置，在所述内燃机中，多个气缸中的每一个气缸均设有缸内喷射阀和端口喷射阀，所述缸内喷射阀被构造成通过作用在动子上的电磁力而打开，所述动子包括磁性体，所述电磁力由针对线圈的通电处理而产生，所述缸内喷射阀被构造成将燃料喷射到燃烧室中，并且所述端口喷射阀被构造成将燃料喷射到进气通路中，所述燃料喷射控制装置的特征在于包括：
电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：
执行用于学习的划分处理，所述用于学习的划分处理将用于控制所述内燃机的控制量的要求喷射量划分成部分升程喷射量和端口喷射量，所述部分升程喷射量是部分升程喷射的喷射量，在所述部分升程喷射期间，所述缸内喷射阀打开使得所述缸内喷射阀没有通过所述通电处理达到最大升程量，所述端口喷射量是所述端口喷射阀的喷射的喷射量；
执行拐点检测处理，所述拐点检测处理基于所述线圈的端子电位和流过所述线圈的电流中的至少一个，来检测归因于由基于所述用于学习的划分处理的所述部分升程喷射的终止导致的所述缸内喷射阀的关闭而引起的所述动子相对于所述线圈的相对速度的下降的所述线圈的感应电动势随时间变化的拐点；并且
执行校正处理，所述校正处理基于所述拐点的检测的时刻而校正在执行所述部分升程喷射时的所述通电处理。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述电子控制单元被构造成：
在用于所述内燃机的冷启动处理和用于所述内燃机的催化剂的预热处理中的至少一个处理期间，执行时间划分处理和多喷射处理，其中：
所述时间划分处理将所述要求喷射量划分成全升程喷射量和所述部分升程喷射量，所述全升程喷射量是全升程喷射的喷射量，在所述全升程喷射期间，在所述缸内喷射阀通过所述通电处理达到所述最大升程量的同时，所述缸内喷射阀打开；并且
在执行基于所述时间划分处理的所述全升程喷射之后，所述多喷射处理执行基于所述时间划分处理的所述部分升程喷射。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述电子控制单元被构造成：
在没有做出用于执行所述至少一个处理的要求的条件下，执行所述用于学习的划分处理，其中在所述至少一个处理期间执行所述时间划分处理和所述多喷射处理。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述电子控制单元被构造成：
执行可变设定处理，所述可变设定处理可变地设定被供给到所述缸内喷射阀的燃料的压力的目标值；
执行燃料压力控制处理，所述燃料压力控制处理通过操作高压燃料泵来将被供给到所述缸内喷射阀的燃料的压力控制为由所述可变设定处理产生的所述目标值，所述高压燃料泵将燃料箱中的燃料排出到缸内喷射阀侧，所述燃料箱存储由所述缸内喷射阀喷射的燃料；并且
执行喷射量可变处理，所述喷射量可变处理允许由所述用于学习的划分处理导致的所述部分升程喷射的喷射量在被供给到所述缸内喷射阀的燃料的压力高的情况下比在被供给到所述缸内喷射阀的燃料的压力低的情况下大。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述电子控制单元被构造成：
执行喷射分配处理，所述喷射分配处理基于所述内燃机的运行点将所述要求喷射量划分成由所述缸内喷射阀进行的喷射的喷射量和所述端口喷射量；并且
在通过所述喷射分配处理将所述要求喷射量全部分配给所述端口喷射量的运行点处，通过使由所述喷射分配处理导致的所述要求喷射量的划分无效，来执行所述用于学习的划分处理。
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