CN113464294B - 燃料喷射控制装置 - Google Patents

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Abstract

燃料喷射控制装置具备：模式切换指示部(312)，指示从向燃烧室(105)喷射燃料的第1模式向停止向燃烧室(105)喷射燃料的第2模式切换以及从第2模式向第1模式切换；喷射可否判定部(313)，在指示了从第2模式向第1模式切换时，判定是否能够在所述可喷射区域内实施与由目标值计算部(311)计算出的喷射目标值相对应的燃料的喷射；以及目标值修正部(314)，在喷射目标值中包含的目标喷射次数为多次时，当判定为不能够实施与喷射目标值相对应的燃料的喷射时，减少目标喷射次数，修正喷射目标值，喷射控制部(305)以当喷射目标值被目标值修正部修正时，燃料喷射部(12)根据修正后的喷射目标值喷射燃料的方式控制燃料喷射部。

Description

燃料喷射控制装置
技术领域
本发明涉及一种对直喷式内燃机的燃料喷射进行控制的燃料喷射控制装置。
背景技术
作为这种装置，以往已知有如下装置：在进气行程喷射燃料的情况下，考虑到与喷射相关的计算处理的负荷，不仅在进气行程计算燃料喷射时间，还预先在排气行程进行燃料的喷射时间的计算，开始燃料喷射。这样的装置例如记载于专利文献1中。
然而，在具有当在车辆行驶中规定的停止供给燃料条件成立时停止燃料的喷射的功能的装置中，例如在进气行程从停止供给燃料复位的条件成立而重新开始燃料喷射的情况下，有时难以在进气行程中进行喷射，其结果是，从停止供给燃料复位的时机延迟。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-152144号公报(JP2019-152144A)。
发明内容
本发明的一技术方案为具有在缸的内部往复运动的活塞和向面向活塞的缸内的燃烧室喷射燃料的燃料喷射部的内燃机的燃料喷射控制装置，具备：目标值计算部，其基于内燃机的运转状态，计算曲轴转角的可喷射区域内的每一燃烧循环的包括目标喷射量、目标喷射时期、目标喷射次数的喷射目标值；喷射控制部，其以燃料喷射部根据由目标值计算部计算出的喷射目标值喷射燃料的方式对燃料喷射部进行控制；模式切换指示部，其指示从向燃烧室喷射燃料的第1模式向停止向燃烧室喷射燃料的第2模式切换以及从第2模式向第1模式切换；喷射可否判定部，其在由模式切换指示部指示了从第2模式向第1模式切换时，判定是否能够在所述可喷射区域内实施与由目标值计算部计算出的喷射目标值相对应的燃料的喷射；以及目标值修正部，其在由目标值计算部计算出的喷射目标值中包含的目标喷射次数为多次时，当由喷射可否判定部判定为不能实施与喷射目标值相对应的燃料的喷射时，减少目标喷射次数，修正喷射目标值。当喷射目标值被目标值修正部修正时，喷射控制部以燃料喷射部根据修正后的喷射目标值喷射燃料的方式对燃料喷射部进行控制。
附图说明
本发明的目的、特征和优点，通过与附图相关的以下实施方式的说明进一步阐明。
图1是示出搭载有应用本发明的实施方式的燃料喷射控制装置的发动机的混合动力车辆的行驶驱动部的构成的简图。
图2是示出图1的发动机的主要部分构成的简图。
图3是示出应用本发明的实施方式的燃料喷射控制装置的内燃机的控制装置的主要部分构成的框图。
图4是示出由图3的内燃机的控制装置实施的喷射模式的转变的一例的图。
图5是示出与图4的附着减少模式相对应的喷射映射的一例的图。
图6是示出图3的状态判定部的功能性结构的框图。
图7是示出在图3的控制器执行的处理的一例的流程图。
图8A是示出在进气行程中喷射燃料时的目标喷射量的计算时期的一例的图。
图8B是示出在进气行程中喷射燃料时的目标喷射量的计算时期的另一例的图。
图9是在从停止供给燃料复位后在进气行程中喷射燃料时的目标喷射量的计算时期的一例的图。
图10是示出本发明的实施方式的燃料喷射控制装置的主要部分构成的框图。
图11是示出在图10的控制器执行的处理的一例的流程图。
图12是示出本实施方式的燃料喷射控制装置的动作的一例的图。
图13是示出禁止喷射范围和可喷射范围的一例的图。
具体实施方式
以下，参照图1～图13，对本发明的一实施方式进行说明。本发明的实施方式的燃料喷射控制装置适用于作为内燃机的直喷式的汽油发动机。该发动机搭载于车辆即仅将发动机作为驱动源行驶的发动机车以及将发动机和马达作为驱动源行驶的混合动力车辆。以下尤其对在混合动力车辆上搭载具有燃料喷射控制装置的发动机的例子进行说明。
图1是示出搭载具有本发明的实施方式的燃料喷射控制装置的发动机的混合动力车辆的行驶驱动部的构成的简图。如图1所示，在发动机(ENG)1的输出轴1a连接第一电动发电机(MG1)2，在驱动轮4的旋转轴4a连接第二电动发电机(MG2)3。第一电动发电机2主要作为被发动机1驱动而产生电力的发电机发挥功能，从第一电动发电机2产生的电力经由未图示的逆变器，蓄电于电池(BAT)5。第二电动发电机3主要作为由从电池5经由未图示的逆变器供给的电力驱动的行驶用马达发挥功能。
在发动机1的输出轴1a与驱动轮4的旋转轴4a之间夹装离合器6，输出轴1a与旋转轴4a通过离合器6连结或断开。当输出轴1a与旋转轴4a断开时，车辆仅利用第二电动发电机3的动力行驶(EV(电动)行驶)。当输出轴1a与旋转轴4a经由离合器6连结起来时，车辆仅利用发动机1的动力行驶(发动机行驶)或利用发动机1和第二电动发电机3的动力行驶(混合动力行驶)。即，车辆能够将行驶模式变更为实施EV行驶的EV模式、实施发动机行驶的发动机模式以及实施混合动力行驶的混合动力模式。
图2是示出发动机1的主要部分构成的简图。发动机1是具有在车辆减速行驶时等停止向多个气缸供给燃料的停止供给燃料功能的火花点火式的内燃机，是在动作周期期间经过进气、压缩、膨胀以及排气这四个行程的四冲程发动机。方便起见，将整个四个行程称为发动机1的燃烧行程的一个循环或简称为一个循环。例如将从进气行程开始到排气行程结束或者从排气行程开始到膨胀行程结束称为一个循环。发动机1具有四气缸、六气缸、八气缸等多个气缸，但图2中示出单个气缸的构成。需要说明的是，各气缸的构成彼此相同。
如图2所示，发动机1具有：缸102，其形成于缸体101；活塞103，其能够滑动地配置于缸102的内部；以及燃烧室105，其形成于活塞103的冠面(活塞冠面)103a与缸盖104之间。在活塞冠面103a，例如沿着缸内的滚流形成凹部103b。活塞103经由连杆106与曲轴107连结，活塞103沿缸102的内壁往复运动，由此曲轴107(相当于图1的输出轴1a)旋转。
在缸盖104设置进气口111和排气口112。燃烧室105经由进气口111与进气通路113连通，另一方面，经由排气口112与排气通路114连通。进气口111通过进气阀115开闭，排气口112通过排气阀116开闭。在进气阀115的上游侧的进气通路113设置节气门阀119。节气门阀119例如由蝶形阀构成，由节气门阀119调整进入燃烧室105的吸入空气量。进气阀115和排气阀116由气门机构120驱动开闭。
在缸盖104，分别面对燃烧室105安装火花塞11和直喷式的喷射器12。火花塞11配置于进气口111与排气口112之间，利用电能产生火花，对燃烧室105内的燃料与空气的混合气进行点火。
喷射器12配置于进气阀115的附近。喷射器12具有电磁执行器、压电执行器等驱动部，由电能驱动而喷射燃料。更详细而言，高压的燃料从燃料箱经由燃料泵向喷射器12供给。喷射器12将燃料高微粒化，在规定的时机朝向斜下方向燃烧室105内喷射燃料。需要说明的是，喷射器12的配置并不局限于此，也能够配置于例如火花塞11的附近。
气门机构120具有进气凸轮轴121和排气凸轮轴122。进气凸轮轴121一体具有与各气缸(缸102)分别相对应的进气凸轮121a，排气凸轮轴122一体具有与各气缸分别相对应的排气凸轮122a。进气凸轮轴121与排气凸轮轴122经由未图示的同步带与曲轴107连结，曲轴107每旋转两周，进气凸轮轴121与排气凸轮轴122分别旋转一周。
进气阀115借助进气凸轮轴121的旋转，通过未图示的进气摇臂在与进气凸轮121a的轮廓相对应的规定的时机开闭。排气阀116借助排气凸轮轴122的旋转，通过未图示的排气摇臂，在与排气凸轮122a的轮廓相对应的规定的时机开闭。
在排气通路114上夹装用于净化排出气体的催化剂装置13。催化剂装置13是具有通过氧化还原作用来去除和净化排出气体中含有的HC、CO、Nox的功能的三效催化剂。需要说明的是，也能够使用对排出气体中的CO、HC的进行氧化的氧化催化剂等其他催化剂装置。当催化剂装置13所包含的催化剂的温度升高时，催化剂活化，催化剂装置13对排出气体的净化作用提高。
发动机1为了降低油耗，具有在发动机行驶时当规定的停止供给燃料条件成立时停止从喷射器12喷射燃料的停止供给燃料功能。即，当停止供给燃料条件成立时，进入停止供给燃料模式(称为F/C模式)，燃料喷射停止。当例如检测出加速踏板的操作量(加速器开度)在规定值以下且曲轴107的转速(发动机转速)在规定值以上且车速在规定值以上的状态时，停止供给燃料条件成立。例如在减速行驶时停止供给燃料条件成立。在F/C模式下，继续向燃烧室105内进气。
而且发动机1为了降低油耗，具有当规定的怠速停止条件成立时停止从喷射器12喷射燃料的怠速停止功能。即，进入怠速停止条件成立的怠速停止模式(称为I/S模式)，燃料喷射停止。当例如停车时等车速在规定车速以下且没有操作加速踏板且检测出对制动踏板的操作时，怠速停止条件成立。在I/S模式下，发动机1的运行停止，与EV行驶时相同，停止向燃烧室105内进气。
发动机1具有使排出气体的一部分回流到进气系统的排出气体再循环装置、使窜气气体返回进气系统进行再燃烧的窜气气体还原装置以及对在燃料箱内蒸发出的燃料气体向进气系统的供给进行控制的吹扫控制装置等，省略图示。排出气体再循环装置包括：内部EGR(Exhaust Gas Re-circulation：废气再循环系统)，其通过气门机构120的控制使排出气体在燃烧室105再循环；和外部EGR，其将来自排气通路114的排出气体的一部分经由EGR通路和EGR阀引导到进气系统。吹扫控制装置具有：吹扫通路，其将在燃料箱内蒸发出的燃料气体引导到进气系统；和吹扫阀，其设置于吹扫通路的中途，对通过吹扫通路的气流进行控制。需要说明的是，发动机1还能够具备增压器。
如上构成的发动机1由内燃机的控制装置控制。图3是示出内燃机的控制装置的主要部分构成的框图。如图3所示，内燃机的控制装置以发动机控制用的控制器30为中心构成，具有与控制器30连接的各种传感器、执行器等。具体而言，在控制器30连接曲轴转角传感器31、加速器开度传感器32、水温传感器33、进气量传感器34、AF(空燃比)传感器35、火花塞11以及喷射器12。
曲轴转角传感器31设置于曲轴107，构成为每当曲轴107旋转规定旋转角度(例如30°)时，就输出脉冲信号。控制器30基于来自曲轴转角传感器31的脉冲信号，确定以活塞103的进气行程开始时的上止点TDC的位置为基准的曲轴107的旋转角度(曲轴转角)并且计算发动机转速。
加速器开度传感器32设置于车辆的未图示的加速踏板，检测加速踏板的操作量(加速器开度)。根据加速器开度传感器32的检测值，指示发动机1的目标转矩。水温传感器33设置于供用于冷却发动机1的发动机冷却水流动的路径，检测发动机冷却水的温度(冷却水温)。进气量传感器34是检测吸入空气量的传感器，由例如配置于进气通路113(更具体而言为节气门阀的上游)的空气流量计而构成。AF传感器35设置于催化剂装置13的上游的排气通路114，检测排气通路114中的排出气体的空燃比。需要说明的是，在控制器30连接进气压传感器、大气压传感器、进气温传感器等上述以外的各种传感器，省略图示。
控制器30由电子控制单元(ECU)构成，包括具有CPU(中央处理器)等运算部、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等存储部以及其他外围电路的计算机而构成。控制器30具有喷射模式切换部301、温度信息取得部302、状态判定部303、点火控制部304以及喷射器控制部305作为功能性结构。
喷射模式切换部301根据发动机1的运转状态切换喷射模式。图4是示出例如通过开启点火开关而开始(启动)发动机1的运行后至通过关闭点火开关而停止(结束)发动机1的运行为止的期间的喷射模式的转变的一例的图。如图4所示，喷射模式包括启动模式M1、催化剂暖机模式M2、附着减少模式M3、均质提高模式M4、爆燃抑制模式M5以及燃料停止模式M6。均质提高模式M4和爆燃抑制模式M5是活塞温度(缸内温度)较高的高缸内温度状态，将均质提高模式M4与爆燃抑制模式M5并称为高缸内温度模式M7。
在图中的燃料停止模式以外的各模式M1～M5中，用以进气上止点TDC为起点的顺时针的圆的角度表示从进气行程开始(进气上止点TDC)到压缩行程结束(压缩上止点TDC)为止的区间的曲轴转角，并且用从圆的中心呈放射状延伸的扇形的阴影线表示燃料喷射的时机。进气行程是曲轴转角为0°以上且180°以下的范围，压缩行程是曲轴转角为180°以上且360以下的范围。需要说明的是，有时将曲轴转角为0°以上且90°以下的范围称为进气行程前半段，将90°以上且180°以下的范围称为进气行程后半段，将180°以上且270°以下的范围称为压缩行程前半段，将270°以上且360°以下的范围称为压缩行程后半段。
启动模式M1是用于启动发动机1的模式，在点火开关刚刚开启后或从EV模式、I/S模式复位时执行。在启动模式M1下，在发动机1起动后，如图所示，在压缩行程前半段分2次即通过二级压缩喷射燃料，生成混合气。该情况下的每次的喷射量彼此相等。通过在压缩行程中喷射燃料，能够提高发动机1的启动性。另外，通过在压缩行程前半段多级喷射燃料，能够抑制每次的燃料喷射量。其结果是，能够抑制燃料在活塞冠面103a、缸102的壁面上附着，能够抑制积碳的产生。
需要说明的是，只要能够兼得启动性的提高和积碳的抑制，启动模式M1就不局限于二级压缩，也可以是在压缩行程进行一次喷射(一级压缩)或在进气行程和压缩行程分别进行喷射(多级进压)、在进气行程一次或多次喷射等的其他喷射方式的喷射。当启动模式M1结束时，进入催化剂暖机模式M2、附着减少模式M3以及高缸内温度模式M7(例如均质提高模式M4)中的任一喷射模式。
催化剂暖机模式M2是促进催化剂装置13的暖机，实现催化剂的提前活化的模式。在催化剂暖机模式M2中，如图所示，在进气行程中分2次即通过二级进气喷射燃料，生成混合气。该情况下的每次的喷射量彼此相等。并且，在催化剂暖机模式M2中，火花塞11的点火正时比获得最大转矩的最佳点火正时MBT延迟(滞后)。通过利用点火正时的延迟使混合气延迟燃烧，由此用于产生目标转矩的向燃烧室105的空气供给量增加，燃料喷射量增加，从而因混合气的燃烧而产生的热量增加，能够提前将催化剂装置13暖机。在催化剂暖机模式M2中，在预先存储于存储器中的、不会根据发动机转速、吸入空气量而变化的规定的时机喷射燃料。
在催化剂暖机模式M2中，通过以二级进气来喷射燃料，能够使混合气均质化，从而燃烧效率提高，能够抑制排放恶化。需要说明的是，只要能够抑制排放恶化，催化剂暖机模式M2并不局限于二级进气，也可以是在进气行程中一次喷射(一级进气)或多级进压等其他喷射方式的喷射。当催化剂暖机模式M2结束时，进入附着减少模式M3或高缸内温度模式M7(例如均质提高模式M4)。
附着减少模式M3是在活塞温度为低温度时为了减少积碳而执行的。在附着减少模式M3中，在进气行程开始时的进气上止点TDC和压缩行程结束时的压缩上止点TDC附近的规定的禁止喷射区域以外的区域，即活塞冠面103a与喷射器12分离的区域(可喷射区域)，喷射燃料。禁止喷射区域被设定为例如进气行程前半段的一部分或几乎全程和压缩行程后半段的一部分或几乎全程。
更详细而言，禁止喷射区域根据发动机转速而设定。发动机转速越高，在进气行程中活塞冠面103a从喷射器12退避的速度和在压缩行程中活塞冠面103a向喷射器12接近的速度就越快。因此，发动机转速越高，进气行程中的禁止喷射区域就变得越窄(禁止喷射区域的结束向提前侧移动)，压缩行程中的禁止喷射区域就变得越大(禁止喷射区域的开始向滞后侧移动)。
燃料在可喷射区域中的喷射次数和喷射时机根据预先存储于存储器中的映射例如图5所示的映射来决定。即，如图5所示，根据与发动机转速Ne和目标喷射量Q所对应的最大输出转矩的特性f1相对应地预先决定的映射来决定，在1次～4次的范围，规定喷射次数。喷射次数为多次时的每次的喷射量彼此相等。需要说明的是，目标喷射量Q作为实际空燃比达到目标空燃比那样的值被计算，根据吸入空气量来规定。因此，也能够与图4的均质提高模式M4的映射相同，将图5的映射改写为发动机转速Ne与吸入空气量G的映射。
为了抑制燃料向活塞冠面103a上的附着，优选增加喷射次数，减少每次的喷射量。但是，根据喷射器12的规格来规定喷射器12的每次的最小喷射量Qmin，喷射器12无法实施比最小喷射量Qmin小的量的喷射(MinQ约束)。因此，在目标喷射量较少的区域，喷射次数为1次，随着目标喷射量Q的增加，喷射次数逐渐向2次、3次以及4次增加。
另一方面，为了增加喷射次数，需要高速驱动喷射器12。因此，例如需要短时间反复实施控制器30的喷射器驱动用电路中的电容器的充放电。在该情况下，发动机转速Ne越高，越需要加快喷射器12的驱动速度，控制器30的电负荷越增大，控制器30的发热量越增大。其结果是，因为控制器30的热约束(ECU热约束)，喷射次数受到限制。即，在发动机转速Ne较小的区域，喷射次数为4次，但随着发动机转速Ne的增加，喷射次数逐渐被限制为3次、2次以及1次。
综上所述，在例如发动机转速Ne小于规定值N1且目标喷射量Q为规定值Q3以上的区域AR1，喷射次数设定为4次(四级喷射)。在发动机转速Ne小于规定值N2且目标喷射量Q为规定值Q2以上的除区域AR1以外的区域AR2，喷射次数设定为3次(三级喷射)。在发动机转速Ne小于规定值N3且目标喷射量Q为规定值Q1以上的除区域AR1、AR2以外的区域AR3，喷射次数设定为2次(二级喷射)。在发动机转速Ne为规定值N3以上或目标喷射量Q小于规定值Q1的区域AR4，喷射次数设定为1次(单发喷射)。
需要说明的是，规定值N1～N3具有N1<N2<N3的关系，规定值Q1～Q3具有Q1<Q2<Q3的关系。规定值N1～N3、Q1～Q3预先通过实验决定，存储于存储器。附着减少模式M3中的最大喷射次数根据喷射器12、控制器30等的规格和喷射器12的安装位置等规定，存在少于4次或多于4次的情况。当附着减少模式结束时，进入高缸内温度模式M7(例如均质提高模式M4)或燃料停止模式M6。
均质提高模式M4是油耗为最佳的喷射模式。在均质提高模式中，按照预先存储于存储器中的发动机转速Ne和吸入空气量G所对应的控制映射，实施一级进气或二级进气的燃料喷射。即，如图4所示，在发动机转速Ne较低且吸入空气量G较多的高负荷低转速的区域中，通过二级进气来喷射燃料，在发动机转速Ne较高或吸入空气量G较低的区域，通过一级进气来喷射燃料。该情况下的控制映射根据冷却水温而变化。需要说明的是，二级进气的每次的喷射量彼此相等。在均质提高模式中，通过一级进气或二级进气来喷射燃料，由此利用滚流使燃烧室105内的混合气均质化，能够提高燃烧效率。
而且在均质提高模式M4中，主要根据发动机转速Ne和吸入空气量G来控制火花塞11的点火正时。具体而言，在不产生或难以产生爆燃的区域，将点火正时控制为比压缩上止点TDC靠提前角侧的预先存储于存储器中的最佳点火正时MBT。另一方面，在产生或容易产生爆燃的区域，例如发动机转速较低且吸入空气量较多的高负荷低转速的区域，为了抑制爆燃的产生，而根据预先存储于存储器中的特性，使点火正时比最佳点火正时MBT延迟。需要说明的是，还可以设置对爆燃的产生进行检测的爆燃传感器，当由爆燃传感器检测出爆燃的产生时，使点火正时延迟。当规定的爆燃抑制条件成立时，均质提高模式M4切换为爆燃抑制模式M5。
爆燃抑制模式M5是抑制爆燃的产生的喷射模式。当进入爆燃抑制模式M5时，延迟了的点火正时返回MBT侧(被提前)，并且在进气行程(例如进气行程前半段)中喷射一次燃料，且在压缩行程(例如压缩行程前半段)中喷射一次燃料(多级进压)。在该情况下，压缩行程中的喷射量为最小喷射量Qmin，在进气行程中，喷射从目标喷射量Q减去最小喷射量Qmin所得的量。通过在压缩行程中喷射燃料，由此因汽化潜热，燃烧室105内的废气温度降低。
由此，既能抑制点火正时的延迟量，也能抑制爆燃的产生。因此，与使点火正时延迟、仅在进气行程中实施燃料喷射的情况相比，能够提高燃烧效率。当爆燃抑制模式结束时，即当爆燃抑制条件不成立时，切换为均质提高模式。即，在处于高缸内温度状态(高缸内温度模式M7)时，根据爆燃抑制条件成立与否，喷射模式在均质提高模式M4与爆燃抑制模式M5之间切换。
燃料停止模式M6是燃料喷射停止、在燃烧室105内燃烧停止了时的模式，在EV模式时、F/C模式时以及I/S模式时中的任一模式时，切换为燃料停止模式M6。例如当在附着减少模式M3下燃烧停止时或者在高缸内温度模式M7下停止燃烧时，切换为燃料停止模式M6。当燃料停止模式M6结束时，喷射模式切换为启动模式M1、附着减少模式M3以及高缸内温度模式M7中的任一模式。
图3的温度信息取得部302取得缸102内的温度信息。该温度信息是对缸102内的燃料的附着造成影响的缸内温度的信息，与活塞冠面103a的温度相对应。因此，如果能够设置能高精度地检测活塞冠面103a的温度的传感器，则温度信息取得部302只要取得来自该传感器的信息即可。但是，由于活塞冠面103a面向高温的燃烧室105在缸102内往复运动，因此难以利用传感器直接高精度地检测活塞冠面103a的温度。
另一方面，活塞冠面103a的温度与为了燃烧室105中的燃烧而供给到燃烧室105内的吸入空气量G具有相关关系。即，吸入空气量G的累计量越多，在燃烧室105内产生的热量越增加，因此与缸内温度相对应的活塞冠面103a的温度越上升。故而，温度信息取得部302取得来自进气量传感器34的信号，并且基于所取得的信号计算吸入空气量G的累计量。
状态判定部303判定与喷射模式的切换相关的发动机1的运转状态。图6是示出状态判定部303的功能性结构的框图。如图6所示，状态判定部303具有启动判定部303A、催化剂暖机判定部303B、缸内温度判定部303C、爆燃判定部303D以及停止供给燃料判定部303E。
启动判定部303A在图4的启动模式M1下判定发动机1是否结束了启动。具体而言，基于来自曲轴转角传感器31的信号计算出的发动机起动后的发动机转速在上升至能够自行维持旋转的自持转速后，根据是否计数了规定计数值来判定启动是否结束了。当由启动判定部303A判定为发动机1的启动结束了时，喷射模式切换部301将喷射模式从启动模式M1切换为催化剂暖机模式M2、附着减少模式M3或高缸内温度模式M7(例如均质提高模式M4)。
启动判定部303A不仅判定发动机1的启动结束，还判定是否需要启动发动机1。即，在图4的燃料停止模式M6下判定是否需要将行驶模式从EV模式切换为发动机模式或混合动力模式和是否需要从I/S模式复位。当由启动判定部303A判定为需要切换为发动机模式或者需要从I/S模式复位时，喷射模式切换部301将喷射模式从燃料停止模式M6切换为启动模式M1。
催化剂暖机判定部303B在图4的催化剂暖机模式M2下判定催化剂装置13的暖机(催化剂暖机)是否结束了。该判定是对发动机1的总功是否达到了催化剂暖机所需的目标总功的判定。目标总功使用预先存储的关系式、特性或映射，根据在发动机1启动时由水温传感器33检测出的冷却水温进行设定。例如当冷却水温较低时，发动机1未被暖机，因此催化剂暖机需要时间。考虑到这一点，冷却水温越低，目标总功设定为越大的值。
催化剂暖机判定部303B首先基于来自水温传感器33的信号，计算与冷却水温相对应的发动机1的总功。然后，当总功达到目标总功时，判定为催化剂暖机结束了。当由催化剂暖机判定部303B判定为催化剂暖机结束了时，喷射模式切换部301将喷射模式从催化剂暖机模式M2切换为附着减少模式M3或高缸内温度模式M7(例如均质提高模式M4)。
催化剂暖机判定部303B在图4的启动模式M1下，还判定是否需要催化剂暖机。例如在从EV行驶复位等冷却水温较高的情况下，目标总功设定为0，判定为不需要催化剂暖机。在该情况下，喷射模式切换部301将喷射模式从启动模式M1切换为附着减少模式M3或高缸内温度模式M7(例如均质提高模式M4)。另一方面，在启动模式M1下，目标总功设定为大于0的值，当判定为需要催化剂暖机时，喷射模式切换部301将喷射模式从启动模式M1切换为催化剂暖机模式M2。
缸内温度判定部303C基于由温度信息取得部302取得的吸入空气量G的累计量，判定与活塞冠面103a的温度相对应的缸内温度是否在规定值(例如100℃)以上。即，判定缸内温度是规定值以上的高缸内温度还是小于规定值的低缸内温度。缸内温度判定部303C分别在图4的启动模式M1、催化剂暖机模式M2以及燃料停止模式M6下，判定缸内温度是否为高缸内温度。
爆燃判定部303D在图4的均质提高模式M4下，判定爆燃抑制条件是否成立。该判定是对用于抑制爆燃的产生的点火正时的延迟量是否在规定值以上的判定，是对是否需要切换为抑制爆燃的产生的喷射模式的判定。爆燃在发动机转速较高时和冷却水温较低时不易产生。考虑到这一点，爆燃抑制条件在点火正时相对于最佳点火正时MBT的延迟量在规定值以上且冷却水温在规定值以上且发动机转速在规定值以下时成立。当由爆燃判定部303D判定为爆燃抑制条件成立了时，喷射模式切换部301将喷射模式从均质提高模式M4切换为爆燃抑制模式M5。
另一方面，在爆燃抑制模式M5下，当由爆燃判定部303D判定为爆燃抑制条件不成立时，喷射模式切换部301将喷射模式从爆燃抑制模式M5切换为均质提高模式M4。需要说明的是，也有时喷射模式从附着减少模式M3不经由均质提高模式M4便切换为爆燃抑制模式M5。即，在附着减少模式M3下，当由缸内温度判定部303C判定为高缸内温度时，也有时切换为爆燃抑制模式M5。
停止供给燃料判定部303E在图4的催化剂暖机模式M2、附着减少模式M3以及高缸内温度模式M7下，判定是否需要停止供给燃料。即，判定是否需要切换为EV模式、F/C模式或I/S模式。当由停止供给燃料判定部303E判定为需要停止供给燃料时，喷射模式切换部301将喷射模式从催化剂暖机模式M2、附着减少模式M3或高缸内温度模式M7切换为燃料停止模式M6。
图3的点火控制部304以点火正时达到预先存储于存储器的基于运转状态所对应的映射、特性的目标点火正时的方式，向火花塞11输出控制信号。例如，在催化剂暖机模式M2下，以点火正时比最佳点火正时MBT延迟的方式，向火花塞11输出控制信号。在均质提高模式M4下，以点火正时达到最佳点火正时MBT的方式或为了抑制爆燃的产生而以点火正时延迟的方式，向火花塞11输出控制信号。在爆燃抑制模式M5下，以点火正时从延迟向MBT侧复位(提前)的方式，向火花塞11输出控制信号。
喷射器控制部305一边实施由AF传感器35检测出的实际空燃比达到目标空燃比(例如理论空燃比)那样的反馈控制一边根据由进气量传感器34检测出的吸入空气量计算每一循环的目标喷射量。而且，根据图4的喷射模式，计算每次的目标喷射量(单位目标喷射量)，以喷射器12在规定的时机喷射该单位目标喷射量的方式，向喷射器12输出控制信号。
图7是示出按照预先存储于存储器的程序在控制器30中执行的处理的一例、尤其是喷射模式的切换的处理的一例的流程图。该流程图所示的处理当例如通过开启点火开关而指示发动机1的运行开始时开始，以规定周期反复实施。需要说明的是，在图7中，省略对从图4的燃料停止模式M6切换为其他喷射模式以及从其他喷射模式切换为燃料停止模式M6的处理的记载。
如图7所示，首先，在S1(S：处理步骤)中，判定启动结束标志是否为1。启动结束标志在初始时刻为0，在启动模式M1下当发动机1的启动结束时，设定为1。当S1为否定(S1：否)时，进入S2，当S1为肯定(S1：是)时，跳过S2～S4，进入S5。在S2中，将喷射模式切换为启动模式。
接下来，在S3中，基于来自曲轴转角传感器31的信号，判定发动机1的启动是否结束了，即发动机转速是否达到了自持转速。当S3为肯定(S3：是)时，进入S4，当S3为否定(S3：否)时，返回S2。在S4中，将启动结束标志设置为1。
接下来，在S5中，根据基于来自水温传感器33的信号设定的目标总功是否为0，来判定是否需要催化剂装置13的暖机运转。当S5为肯定(S5：是)时，进入S6，当S5为否定(S5：否)时，跳过S6、S7，进入S8。在S6中，将喷射模式切换为催化剂暖机模式M2。在S7中，基于来自进气量传感器34的信号，计算发动机1的总功，并且根据总功是否达到了目标总功来判定催化剂暖机是否结束了。当S7为肯定(S7：是)时，进入S8，当S7为否定(S7：否)时，返回S6。
在S8中，基于由温度信息取得部302取得的吸入空气量G的累计量，判定缸内温度是否为规定值以上，即是否为高缸内温度。当S8为肯定(S8：是)时，进入S9，将喷射模式切换为高缸内温度模式M7。
接下来，在S10中，基于点火正时相对于最佳点火正时MBT的延迟量、由水温传感器33检测出的冷却水温以及由曲轴转角传感器31检测出的发动机转速，判定爆燃抑制条件是否成立了。当S10为肯定(S10：是)时，进入S11，当S10为否定(S10：否)时，进入S12。在S11中，将喷射模式切换为爆燃抑制模式M5，在S12中，将喷射模式切换为均质提高模式M4。另一方面，当S8为否定(S8：否)时，进入S13，将喷射模式切换为附着减少模式M3。
更具体地说明以上的内燃机的控制装置的主要动作。当点火开关开启时，通过二级压缩来喷射燃料，发动机1启动(S2)。之后，在发动机1的初次启动时等，在冷却水温较低的状态下，需要催化剂装置13的暖机运转，通过二级进气来喷射燃料(S6)。此时，点火正时比最佳点火正时MBT延迟，混合气延迟燃烧，能够提前对催化剂装置13进行暖机。
在催化剂装置13的暖机结束后(例如发动机1的初次启动后的暖机结束紧后)，缸内温度有时未上升至减少积碳在活塞冠面103a上的附着所需的规定温度(例如100℃)。在该情况下，由于优先减少积碳的附着，因此在例如从进气后半段到压缩前半段的范围内，按照图5的映射喷射燃料(S13)。因此，在例如高负荷低转速的区域AR1，喷射次数为4次。由此，喷射器12的每次的燃料喷射量减少，能够有效地抑制燃料的附着。
另一方面，在催化剂装置13的暖机结束后的缸内温度为规定温度以上时，假设即使在活塞冠面103a附着燃料，燃料也会立即蒸发，因此不易产生积碳。在该情况下，在进气行程(二级进气或单发进气)中喷射燃料(S12)。由此燃烧室105内的混合气被均质化，能够提高燃烧效率。需要说明的是，在催化剂暖机运转中也通过二级进气来喷射燃料，但进气行程中的燃料的喷射时机与催化剂暖机运转不同。
在缸内温度较高的状态下，在进气行程中正在喷射燃料时，如果爆燃抑制条件成立，则除了进气行程外，在压缩行程中也喷射最小喷射量Qmin的燃料(S11)。由此能够降低混合气的温度，能够抑制爆燃的产生。其结果是，能够减少以爆燃抑制为目的的点火正时的延迟的量，由于点火正时接近最佳点火正时MBT，因此能够提高燃烧效率。
在从EV模式、I/S模式复位时等发动机1启动了时，有时冷却水温足够高。此时，在发动机启动后不进行催化剂装置13的暖机运转，而进入高缸内温度模式M7(例如均质提高模式M4)或附着减少模式M3(S5→S8→S9，S5→S8→S13)。由此，既能抑制积碳附着于活塞冠面103a上，又能在发动机启动后进行高效的燃烧。
以以上构成为前提，说明本发明的实施方式的燃料喷射控制装置。在从喷射器12喷射燃料的情况下，如上所述，根据由喷射模式切换部301切换成的喷射模式，决定喷射方式。并且计算喷射根据吸入空气量等决定的目标喷射量所需的目标喷射时间。然后，以从根据喷射方式规定的目标曲轴转角(目标喷射开始时期)起将燃料喷射目标喷射时间的方式，向喷射器12(更严格来说向喷射器12的驱动电路)输出控制信号。
然而，在例如在进气行程中喷射燃料的情况下，控制器30(图3)根据由进气量传感器34检测出的吸入空气量即喷射燃料的缸102在进气行程开始时获得的吸入空气量等信息计算目标喷射量。但是因为在控制器30的处理负荷的增大等，在进气行程的目标喷射量的计算结束时刻有可能延迟。其结果是，目标喷射量的计算结束时刻比燃料的目标喷射开始时期迟，有可能无法在规定的时机喷射燃料。为了避免这种情况，在本实施方式中，不仅在进气行程，在排气行程也进行目标喷射量等的计算。
图8A、8B分别是示出在进气行程中喷射燃料时的目标喷射量的计算时期的图。如图8A所示，当由曲轴转角传感器31检测到进气上止点TDC时，控制器30基于在进气行程开始时得到的各种参数，参照预先存储的映射等，计算目标喷射量和喷射开始的目标曲轴转角。该情况下的计算时间由曲轴转角范围Δθ1示出。
并且，每当在进气行程中曲轴转角θ改变30°时，基于由曲轴转角传感器31检测出的发动机转速计算喷射开始时期，将燃料喷射与目标喷射量相对应的目标喷射时间。在图8A中，分别在曲轴转角θ11、θ12、θ13、θ14计算喷射开始时期，在以曲轴转角θ14为基准的喷射开始时期(目标曲轴转角)喷射目标喷射量Qa的燃料。
此时，控制器30在进气行程的前一个行程即排气行程也进行目标喷射量的计算。具体而言，控制器30基于在排气行程开始时得到的各种参数，参照预先存储的映射等，计算目标喷射量和喷射开始的目标曲轴转角。在该情况下的计算时间由曲轴转角范围Δθ2示出。
并且，以在进气上止点TDC的30°近前的曲轴转角θ21作为起点，至在进气行程中目标喷射量的计算结束为止，每当曲轴转角变化30°时，基于由曲轴转角传感器31检测出的发动机转速计算喷射开始时期。在图8A中，分别在曲轴转角θ21、θ22计算喷射开始时期。需要说明的是，通过在排气行程中的计算所求得的目标喷射量为Qb，在与通过在进气行程中的计算所求得的Qa之间关于喷射开始时期产生误差。
图8A是在进气行程中的目标喷射量的计算提前结束了时即曲轴转角范围Δθ1较小时的例子。于此相对，在进气行程中的目标喷射量的计算结束被延迟，曲轴转角范围Δθ1较大时的例子为图8B。在图8B中，基于在排气行程中计算出的目标喷射量分别在曲轴转角θ21、θ22、θ23、θ24以及θ25计算喷射开始时期。基于在进气行程计算出的目标喷射量计算喷射开始时期的曲轴转角在θ14，喷射开始的目标曲轴转角在θ25与θ14之间。因此，在基于在排气行程计算出的目标喷射量的喷射开始时期喷射目标喷射量Qb的燃料。
这样在排气行程也计算目标喷射量，从规定曲轴转角θ21起每当曲轴转角变化30°时计算喷射开始时期，由此即使在进气行程中的计算结束延迟了的情况下，也能够在目标曲轴转角喷射目标喷射量Qb的燃料。但是，在从F/C模式复位时进行多级喷射(分次喷射)的情况下，在各喷射之间需要规定的间隔，因此燃烧行程的一个循环的喷射时间(从第一次喷射开始至最后一次喷射结束为止的时间)延长，有可能无法喷射目标喷射量Qb的燃料。参照图9说明这一点。
图9是在以F/C模式行驶中从停止供给燃料复位的复位条件成立，例如在曲轴转角θa喷射模式从F/C模式(F/C运行)切换为开始喷射燃料的其他模式例如附着减少模式M3(F/C停止)时的例子。从停止供给燃料复位的复位条件因例如发动机转速下降至规定值以下或加速踏板的踏入操作开始而成立。需要说明的是，在从停止供给燃料复位时，有时也切换为均质提高模式M4等其他喷射模式。在图9中，在从停止供给燃料复位时，以在进气行程中2次且在压缩行程中2次来喷射目标喷射量Qc(虚线的三角形)。压缩行程后半段(曲轴转角θb以后)为禁止喷射区域，在该区域的燃料喷射被禁止。
此时，当在进气行程中的目标喷射量的计算结束延迟，与计算时间相对应的曲轴转角范围Δθ1变大时，分别在曲轴转角θ21、θ22、...、θ27基于在排气行程的曲轴转角范围Δθ2计算出的目标喷射量计算喷射开始时期。但是，在F/C模式时目标喷射量为0，因此在曲轴转角θ21、θ22、...、θ27的目标喷射量成为0。因此，在曲轴转角θ25与θ26之间的目标曲轴转角中的目标喷射量Qc成为0。还有，即使在曲轴转角θa喷射模式从F/C模式被切换，只要在进气行程中的目标喷射量的计算未结束，目标喷射量就保持在0不变。
在F/C模式结束后，当在进气行程中的目标喷射量的计算结束时，基于目标喷射量计算在曲轴转角θ15的喷射开始时期。在该情况下，由于喷射时期与禁止喷射区域重叠，因此从曲轴转角θ15紧后通过多级喷射来喷射目标喷射量Qa(实线的三角形)被禁止。因此需要使燃料喷射的开始延迟燃烧行程的一个循环，停止供给燃料复位的时机延迟，适销性下降。为解决这样的问题，本实施方式如下构成燃料喷射控制装置。
图10是示出本实施方式的燃料喷射控制装置100的主要部分构成的框图。该燃料喷射控制装置100的一部分的构成与图3的控制装置共通，与图3相同的地方赋予相同的附图标记。如图10所示，燃料喷射控制装置100具有控制器30以及分别与控制器30连接的曲轴转角传感器31、加速器开度传感器32、进气量传感器34、喷射器12。
控制器30具有目标值计算部311、模式切换指示部312、喷射可否判定部313、目标值修正部314、喷射器控制部305、存储部315作为功能性结构。在存储部315存储示出与发动机转速和吸入空气量或目标喷射量相对应的喷射方式的映射。例如存储在从F/C模式(燃料停止模式M6)切换为附着减少模式M3、均质提高模式M4时，示出各模式下的喷射方式的映射(图4)。所存储的映射包括目标喷射次数、目标喷射开始时期、禁止喷射区域的信息。
目标值计算部311基于来自曲轴转角传感器31、进气量传感器34等表示发动机1的运转状态的各种传感器的信号，参照存储于存储部315的映射等，计算在规定的时机可喷射区域内的每一燃烧循环的喷射目标值。更具体而言，在排气行程开始后的曲轴转角范围Δθ2计算目标喷射量和目标曲轴转角，并且在进气行程开始后的曲轴转角范围Δθ1计算目标喷射量和目标曲轴转角。喷射目标值还包括目标喷射次数，目标值计算部311根据喷射模式还决定目标喷射次数。
此外，目标值计算部311以比进气上止点TDC靠前规定曲轴转角30°的曲轴转角θ21为起点，每当曲轴转角变化30°时，计算目标喷射开始时期和目标喷射时间。即，当在排气行程的曲轴转角范围Δθ2对目标喷射量的计算结束时，在进气行程的曲轴转角范围Δθ1目标喷射量的计算结束之前，使用在排气行程中的计算值(目标喷射量和目标曲轴转角)计算目标喷射开始时期和目标喷射时间。当在进气行程的曲轴转角范围Δθ1对目标喷射量的计算结束时，之后使用在进气行程中的计算值(目标喷射量和目标曲轴转角)计算目标喷射开始时期和目标喷射时间。
模式切换指示部312指示从F/C模式向实施燃料喷射的其他喷射模式(例如附着减少模式M3、均质提高模式M4)切换以及从这些其他喷射模式向F/C模式切换。具体而言，当由停止供给燃料判定部303E(图6)通过停止供给燃料条件的成立判定为需要停止供给燃料时，模式切换指示部312指示向F/C模式切换。另一方面，在F/C模式中，当由加速器开度传感器32检测到加速踏板的规定的踏入操作时，或者由曲轴转角传感器31检测到的发动机转速下降至规定值以下时，判定为停止供给燃料复位条件成立了，指示从F/C模式向其他喷射模式切换。需要说明的是，指示向哪个喷射模式切换作为其他喷射模式，根据缸内温度等决定。
喷射可否判定部313判定是否能够在除禁止喷射区域之外的可喷射区域内喷射由目标值计算部311计算出的喷射目标值中包含的目标喷射量。当用于喷射目标喷射量的喷射方式为多级喷射(分次喷射)时，为了确保喷射器12的驱动电路的升压时间，每一次的每一喷射之间需要规定长度的间隔。在例如图9所示的四级喷射的情况下，每一喷射需要规定长度Δt2的间隔，当1次喷射所需的时间为Δt1时，四级喷射时的一个循环的喷射时间Δt0整体为4×Δt1+3×Δt2。
目标值计算部311计算与目标喷射量相对应的一个循环的喷射时间Δt0(目标喷射时间)，在喷射开始时期加上目标喷射时间Δt0，计算喷射结束时期。喷射可否判定部313判定该喷射结束时期的曲轴转角是否处于可喷射区域内，由此判定是否能够在可喷射区域内喷射目标喷射量。
目标值修正部314当由喷射可否判定部313判定不能在禁止喷射区域内喷射目标喷射量时，将多级喷射的目标喷射次数减少到1次。即通过将在由目标值计算部311计算出的喷射目标值中包含的目标喷射次数(例如4次)变更为1次来修正喷射目标值。由此，因为不需要每一喷射之间的间隔，所以目标喷射时间从Δt0缩短至Δt0a。例如四级喷射时的目标喷射时间Δt0a为4×Δt1。
目标值计算部311在喷射开始时期加上目标喷射时间Δt0a，再次计算喷射结束时期。喷射可否判定部313再次判定该喷射结束时期的曲轴转角是否处于可喷射区域内，即通过单发喷射，再次判定喷射区域(曲轴转角)是否在可喷射区域内。
当由喷射可否判定部313判定为能够在可喷射区域内喷射目标喷射时间Δt0时，喷射器控制部305向喷射器12输出控制信号，使得从由目标值计算部311计算出的喷射开始时期起将燃料喷射目标喷射次数(例如4次)。在该情况下，每次的喷射量(单位目标喷射量)相当于一个循环的目标喷射量除以喷射次数得到的值。另一方面，当由喷射可否判定部313判定为不能通过多级喷射来喷射但能够实施通过单发喷射的喷射时，喷射器控制部305向喷射器12输出控制信号，使得从由目标值计算部311计算出的喷射开始时期起将燃料仅喷射1次。在该情况下，一次的喷射量相当于一个循环的目标喷射量。
图11是示出在控制器30执行的燃料喷射的处理的一例、尤其是在目标值计算部311以外的处理的一例的流程图。该流程图所示的处理例如处于F/C模式时开始，以规定周期反复进行。需要说明的是，在目标值计算部311的处理如上所述在规定的时机另行实施。以下假设由目标值计算部311计算出的喷射目标值中包含的初始的目标喷射次数为多次(例如4次)，说明流程图。
首先在S21中，读入来自传感器31、32、34、目标值计算部311的信号。接下来在S22，基于来自曲轴转角传感器31和加速器开度传感器32的信号，判定停止供给燃料复位条件是否成立。当S22为肯定(S22：是)时进入S23，当为否定(S22：否)时结束处理。在S23中，判定在从F/C模式复位后是否能够实施多级喷射，即在实施多级喷射的情况下的喷射结束时期的曲轴转角是否处于可喷射区域内。
S23为肯定(S23：是)时进入S24，将由目标值计算部311计算出的喷射目标值中包含的目标喷射次数(多次)直接设定为目标喷射次数。接下来，在S25中，以从喷射开始时期起空开目标喷射次数相应的规定间隔，分别喷射单位目标喷射量的燃料的方式，向喷射器12输出控制信号。
另一方面，当S23为否定(S23：否)时进入S26，判定在从F/C模式复位后是否能够实施单发喷射，即在实施单发喷射的情况下的喷射结束时期的曲轴转角是否处于可喷射区域内。当S26为肯定(S26：是)时进入S27，当为否定(S26：否)时结束处理。在S27中，将由目标值计算部311计算出的喷射目标值中包含的目标喷射次数变更为1次(单发)。接下来，在S25中，以从喷射开始时期起将目标喷射量的燃料仅喷射一次的方式，向喷射器12输出控制信号。
图11是示出从F/C模式刚刚复位后的处理的流程图。因此，当S25的处理结束时，图11的处理结束。
更具体地说明由本实施方式的燃料喷射控制装置的动作。在F/C模式下行驶中，例如当对加速踏板进行操作，停止供给燃料复位条件成立时，控制器30根据吸入空气量、发动机转速等计算目标喷射量、喷射开始时期，并且根据喷射模式决定目标喷射次数(例如4次)。此时，只要喷射结束时期的曲轴转角处于可喷射区域内，就能够根据喷射目标值实施多级喷射(S24→S25)。
另一方面，因在进气行程中的计算的延迟，在如图9所示不能实施多级喷射的情况下(图9的实线的三角形)，将目标喷射次数变更为1次。由此，如图12所示，目标喷射时间从Δt0缩短至Δt0a，通过单发喷射来喷射目标喷射量Qa的燃料(S27→S25)。其结果是，能够防止停止供给燃料复位的时机延迟一个循环，能够提高适销性。需要说明的是，从F/C模式复位时，为了降低冲击将点火正时延迟，但省略关于这一点的说明。
采用本实施方式能够起到如下的作用效果。
(1)燃料喷射控制装置100应用于具有在缸102的内部往复运动的活塞103和向面向活塞103的缸102内的燃烧室105喷射燃料的喷射器12的发动机1。该燃料喷射控制装置100具备：目标值计算部311，其基于发动机1的运转状态，计算曲轴转角的可喷射区域内的每一燃烧循环的包括目标喷射量、目标喷射时期、目标喷射次数的喷射目标值；喷射器控制部305，其以喷射器12根据由目标值计算部311计算出的喷射目标值喷射燃料的方式控制喷射器12；模式切换指示部312，其指示从向燃烧室105喷射燃料的附着减少模式M3、均质提高模式M4等第1模式向停止向燃烧室105喷射燃料的F/C模式(第2模式)切换以及从第2模式向第1模式切换；喷射可否判定部313，其在由模式切换指示部312指示了从第2模式向第1模式切换时，判定是否能够在可喷射区域内实施与由目标值计算部311计算出的喷射目标值相对应的燃料的喷射；以及目标值修正部314，其在由目标值计算部311计算出的喷射目标值中包含的目标喷射次数为多次(例如4次)时，当由喷射可否判定部313判定为不能实施与喷射目标值相对应的燃料的喷射时，将目标喷射次数减少到1次，修正喷射目标值(图10)。当喷射目标值被目标值修正部314修正时，喷射器控制部305以喷射器12根据修正后的喷射目标值(目标喷射次数1次)喷射燃料的方式控制喷射器12。
采用该构成，在从F/C模式复位时，因可喷射区域的限制无法实施分次喷射时，实施单发喷射，因此从F/C模式复位的时机提前。其结果是，发动机1能够根据驾驶员对加速踏板的操作立即输出转矩，驾驶员不会对车辆的行为抱有不协调感，车辆的适销性提高。
(2)在一个燃烧循环中包含的排气行程、进气行程、压缩行程以及膨胀行程中，在进气行程开始燃料喷射时，目标值计算部311分别在排气行程和进气行程中计算在进气行程中喷射燃料时的喷射目标值(图12)。喷射器控制部305控制喷射器12，使得在由目标值计算部311对在进气行程中的喷射目标值计算结束之前，喷射器12根据在排气行程中计算出的喷射目标值喷射燃料，当由目标值计算部311对进气行程中的喷射目标值的计算结束时，喷射器12根据在进气行程中计算出的喷射目标值喷射燃料(图12)。由此，因处理负荷的增大等在进气行程中的计算结束时刻延迟时，也能够计算目标喷射量并从喷射器12喷射与目标喷射量相当的燃料。
需要说明的是，在上述实施方式中，在由目标值计算部311计算出的喷射目标值中包含的目标喷射次数为多次时，当由喷射可否判定部313判定为不能够实施与喷射目标值相对应的燃料的喷射时，将目标喷射次数设为1次，修正目标值，但修正后的目标喷射次数可以是比1次多的次数。例如在目标喷射次数为4次的情况下，修正后的目标喷射次数可以是3次或2次。即，只要是将目标喷射次数减少来修正喷射目标值，目标值修正部的构成就可以是任何形式。因此，作为喷射控制部的喷射器控制部305的构成也不限于以上所述。
在上述实施方式中，模式切换指示部312在停止向燃烧室105供给燃料的F/C模式与向燃烧室105喷射燃料的喷射模式(附着减少模式M3、均质提高模式M4)之间切换喷射模式，但向燃烧室105喷射燃料的第1模式和停止燃料喷射的第2模式可以是上述以外的喷射模式。在上述实施方式中，将进气行程作为喷射开始行程，在进气行程开始燃料喷射，并且将进气行程的前一行程的排气行程作为喷射前行程，在排气行程实施在进气行程中的喷射目标值的计算，但喷射开始行程和喷射前行程可以是上述以外的行程。在上述实施方式中，将作为燃料喷射部的喷射器12朝向燃烧室105的斜下方配置，但只要是向面向活塞的缸内的燃烧室喷射燃料，燃料喷射部的构成就不限于以上所述。
在上述实施方式中，喷射可否判定部313判定是否能够在可喷射区域内喷射目标喷射量的燃料。图13是示出禁止喷射范围AR11与可喷射范围AR12的一例的图。如图13所示，禁止喷射范围AR11包括从进气上止点(第1曲轴转角)TDC起曲轴转角θ增加了曲轴转角(规定增加角)Δθα的第1禁止区域AR11a和从压缩上止点(第2曲轴转角)TDC起曲轴转角θ减少了第2曲轴转角(规定减少角)Δθβ的第2禁止区域AR11b。第1禁止区域AR11a是从第1曲轴转角TDC至曲轴转角θα为止的区域，第2禁止区域AR11b是从曲轴转角θβ至第2曲轴转角TDC的区域。需要说明的是，θβ相当于图9的θb。可喷射范围AR12设定为从第1曲轴转角至第2曲轴转角的范围内的除第1禁止区域AR11a和第2禁止区域AR11b的范围。
本发明还能够作为具有在缸的内部往复运动的活塞和向面向活塞的缸内的燃烧室喷射燃料的燃料喷射部的内燃机的燃料喷射控制方法来使用。即，燃料喷射控制方法包括：基于内燃机的运转状态计算曲轴转角的可喷射区域内的每一燃烧循环的包括目标喷射量、目标喷射时期、目标喷射次数的喷射目标值的步骤、以燃料喷射部根据喷射目标值喷射燃料的方式控制燃料喷射部的步骤、指示向燃烧室喷射燃料的第1模式向停止向燃烧室喷射燃料的第2模式切换以及从第2模式向第1模式切换的步骤、在指示了从第2模式向第1模式切换时，判定是否能够在所述可喷射区域内实施与喷射目标值相对应的燃料的喷射的步骤、在喷射目标值中包含的目标喷射次数为多次时，判定为不能实施与喷射目标值相对应的燃料的喷射时，减少目标喷射次数，修正喷射目标值的步骤，控制的步骤包括当喷射目标值被修正时，以燃料喷射部根据修正后的喷射目标值喷射燃料的方式控制燃料喷射部。
既能够将上述实施方式与变形例的一个或多个任意组合，也能够组合变形例彼此。
采用本发明，能够在从停止供给燃料复位的复位条件成立时提前实现从停止供给燃料的复位。
以上，结合优选实施方式说明了本发明，但本领域技术人员应理解为能够在不脱离后述的权利要求书的公开范围的情况下进行各种修正和变更。

Claims (6)

1.一种燃料喷射控制装置，为具有在缸(102)的内部往复运动的活塞(103)和向面向所述活塞(103)的所述缸(102)内的燃烧室(105)喷射燃料的燃料喷射部(12)的内燃机(1)的燃料喷射控制装置，其特征在于，具备：
目标值计算部(311)，其基于所述内燃机(1)的运转状态，计算曲轴转角的可喷射区域内的每一燃烧循环的包括目标喷射量、目标喷射时期、目标喷射次数在内的喷射目标值；
喷射控制部(305)，其以所述燃料喷射部(12)根据由所述目标值计算部(311)计算出的所述喷射目标值喷射燃料的方式控制所述燃料喷射部(12)；
模式切换指示部(312)，其指示从向所述燃烧室(105)喷射燃料的第1模式向停止向所述燃烧室(105)喷射燃料的第2模式切换以及从所述第2模式向所述第1模式切换；
喷射可否判定部(313)，其在由所述模式切换指示部(312)指示了从所述第2模式向所述第1模式切换时，判定是否能够在所述可喷射区域内实施与由所述目标值计算部(311)计算出的所述喷射目标值相对应的燃料的喷射；以及
目标值修正部(314)，其在由所述目标值计算部(311)计算出的所述喷射目标值中包含的所述目标喷射次数为多次时，当由所述喷射可否判定部(313)判定为不能实施与所述喷射目标值相对应的燃料的喷射时，减少所述目标喷射次数，修正所述喷射目标值，
当所述喷射目标值被所述目标值修正部(314)修正时，所述喷射控制部(305)以所述燃料喷射部(12)根据修正后的喷射目标值喷射燃料的方式控制所述燃料喷射部(12)，
在将一个燃烧循环中包含的排气行程、进气行程、压缩行程以及膨胀行程中的、开始燃料喷射的行程作为喷射开始行程，将所述喷射开始行程的前一行程的行程作为喷射前行程时，
所述目标值计算部(311)分别在所述喷射前行程和所述喷射开始行程计算在所述喷射开始行程中喷射燃料时的所述喷射目标值，
所述喷射控制部(305)以在由所述目标值计算部(311)对所述喷射开始行程中的喷射目标值的计算结束之前，所述燃料喷射部(12)根据在所述喷射前行程中计算出的喷射目标值喷射燃料，当由所述目标值计算部(311)对所述喷射开始行程中的喷射目标值的计算结束时，所述燃料喷射部(12)根据在所述喷射开始行程中计算出的喷射目标值喷射燃料的方式控制所述燃料喷射部(12)。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述目标值修正部(314)将所述喷射目标值中包含的所述目标喷射次数减少为1次。
3.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述喷射开始前行程为排气行程，所述喷射开始行程为进气行程。
4.根据权利要求1或2所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述第1模式是在进气行程和压缩行程中分别喷射燃料的模式。
5.根据权利要求1或2所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述可喷射区域(AR12)设定为从进气行程开始的第1曲轴转角至压缩行程结束的第2曲轴转角为止的范围中的、除曲轴转角从所述第1曲轴转角起增加了规定增加角的第1禁止区域(AR11a)和从所述第2曲轴转角减少了规定减少角的第2禁止区域(AR11b)的范围。
6.一种燃料喷射控制方法，为具有在缸(102)的内部往复运动的活塞(103)和向面向所述活塞(103)的所述缸(102)内的燃烧室(105)喷射燃料的燃料喷射部(12)的内燃机(1)的燃料喷射控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
基于所述内燃机(1)的运转状态，计算曲轴转角的可喷射区域内的每一燃烧循环的包括目标喷射量、目标喷射时期、目标喷射次数的喷射目标值；
以所述燃料喷射部(12)根据所述喷射目标值喷射燃料的方式控制所述燃料喷射部(12)；
指示从向所述燃烧室(105)喷射燃料的第1模式向停止向所述燃烧室(105)喷射燃料的第2模式切换以及从所述第2模式向所述第1模式切换；
在指示从所述第2模式向所述第1模式切换时，判定是否能够在所述可喷射区域内实施与所述喷射目标值相对应的燃料的喷射；以及
在所述喷射目标值中包含的所述目标喷射次数为多次时，当判定为不能实施与所述喷射目标值相对应的燃料的喷射时，减少所述目标喷射次数，修正所述喷射目标值，
所述控制的步骤包括当所述喷射目标值被修正时，以所述燃料喷射部(12)根据修正后的喷射目标值喷射燃料的方式控制所述燃料喷射部(12)，
在将一个燃烧循环中包含的排气行程、进气行程、压缩行程以及膨胀行程中的、开始燃料喷射的行程作为喷射开始行程，将所述喷射开始行程的前一行程的行程作为喷射前行程时，
分别在所述喷射前行程和所述喷射开始行程计算在所述喷射开始行程中喷射燃料时的所述喷射目标值，
以在对所述喷射开始行程中的喷射目标值的计算结束之前，所述燃料喷射部(12)根据在所述喷射前行程中计算出的喷射目标值喷射燃料，当对所述喷射开始行程中的喷射目标值的计算结束时，所述燃料喷射部(12)根据在所述喷射开始行程中计算出的喷射目标值喷射燃料的方式控制所述燃料喷射部(12)。
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