专利名称：燃料喷射控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多级喷射式的燃料喷射控制系统，并且涉及修正量 的学习前及学习后均能得到适当的指令的燃料喷射控制系统。
背景技术：
在对柴油机的每个气缸设置燃料喷射单元，并控制对燃料喷射单元 的通电时间而控制喷射量时，燃料喷射控制系统根据当前的发动机控制 参数，决定燃料喷射单元应喷射的指令喷射量及喷射次数。这时，为了 减轻计算的烦杂度， 一般对应于发动机控制参数地将燃料喷射单元应喷 射的指令喷射量存储到被称为映像的指令存储单元中。在映像中对应于 发动机控制参数存储燃料喷射单元应喷射的指令喷射量。如果根据发动 机控制参数来参照映像，就可以得到指令喷射量。燃料喷射控制系统，不是在1个燃烧循环中仅喷射1次、且喷射应 喷射的指令喷射量的全部量，而是在主喷射前后进行适当次数的被称为先导喷射(pilot injection)或者延迟喷射(post injection)的预备喷射。这被 称为多级喷射。在多级喷射中，将指令喷射量分为多次进行喷射。将该 喷射图形(指令喷射及喷射次数)映像化的指令存储单元被称为多级喷射 图形映像。根据喷射量与通电时间成比例的基本原理，指令喷射量可通过通电 时间限定。但是，实际上，由于根据燃料喷射单元个体的不同，喷射量 与通电时间的比存在偏差(个体差异)，所以需要对每个气缸进行修正， 以使燃料喷射单元实际喷射的实际喷射量成为指令喷射量。所需的修正量根据燃料喷射单元个体的不同而不同，但是在相同的 燃料喷射单元个体中所需修正量在短时间之内不会较大地变动。因此， 以往，学习对指令喷射量的修正量，并在学习后以该学习的修正量修正指令喷射量，以使燃料喷射单元实际喷射的实际喷射量成为指令喷射 量。由于指令喷射量可通过通电时间被赋予，修正量也通过将指令喷射 量的通电时间縮短或者延长的通电修正时间限定。学习的修正量存储在非易失性存储器中。由此，电源切断后也保存 学习的修正量，在下次电源接通时，能够不进行再次学习，而使用存储 的修正量。并且，燃料喷射控制系统在空转运转时，为了使实际上当前发动机 旋转的发动机转速(以下，称为实际发动机转速)与该燃料喷射控制系统 作为目标的发动机转速(以下，称为目标发动机转速)配合，对目标发动 机转速和实际发动机转速的偏差乘以比例系数(以下，称为空转反馈系 数)来决定反馈量，并使该反馈量重叠到指令喷射量，由此来对目标发 动机转速进行修正，以使实际发动机转速接近目标发动机转速。专利文献l:(日本)特开2004-11511号公报 专利文献2:(日本)特开2000-8908号公报 专利文献3:(日本)特开2005-16486号公报在现有的燃料喷射控制系统中，空转反馈系数和多级喷射图形映像 在修正量的学习前和学习后相同。但是，空转反馈系数和多级喷射图形 映像当然是以正确进行喷射的状态(实际喷射量等于指令喷射量的状态) 为前提而制作的。也就是说，与学习后的状态相配合。因此，空转反馈 系数和多级喷射图形映像在修正量的学习前和学习后相同，是指在作为 不能正确进行喷射的状态(实际喷射量不等于指令喷射量的状态)的学习 前，可使用以学习后为前提的空转反馈系数和多级喷射图形映像。因此，以往产生空转游车或气缸间变动。当发生空转游车或气缸间 变动时，不能进行学习。相反，即使暂时制作了与不能正确进行学习前的喷射的状态相配合 的空转反馈系数和多级喷射图形映像，下一次，当在成为了可正确进行 喷射的状态的学习后使用这种空转反馈系数和多级喷射图形映像时，学 习的意义也会减半。并且，当空转运转时赋予极端大的反馈量时，存在发生发动机停止或者振动(发动机转速不稳定而失速)的情况。相反，当反馈量过小时， 发动机转速稳定至目标值花费时间。并且，如上所述，在相同的燃料喷射单元个体中所需的修正量在短 时间中不会较大地变动，但可认为在燃料喷射单元的寿命等较长的期间 中燃料喷射单元的状态变化。因此，当将学习的修正量存储在非易失性 存储器中并连续不断地使用时，存在燃料喷射单元的状态和修正量变得 不匹配的情况。发明内容因此，本发明的目的在于，提供一种燃料喷射控制系统，解决上述 课题，在修正量的学习前和学习后均能得到适当的指令。为了达成上述目的，本发明为一种燃料喷射控制系统，具有指令 存储单元，对应于发动机控制参数存储燃料喷射单元应喷射的指令喷射 量及喷射次数；指令喷射量决定单元，根据当前的发动机控制参数并参照上述指令存储单元，来决定指令喷射量及喷射次数；和修正量学习单 元，学习对指令喷射量的修正量，以使上述燃料喷射单元实际喷射的实 际喷射量成为指令喷射量；在该燃料喷射控制系统中，上述指令存储单 元存储用于作为上述修正量学习单元学习修正量之前的学习前时的学 习前用指令、和用于作为上述修正量学习单元学习修正量后的学习后时 的学习后用指令，上述指令喷射量决定单元在学习前时参照学习前用指 令、在学习后时参照学习后用指令。对于相同的发动机控制参数的学习前用指令中的平均喷射次数，也 可以为比学习后用指令中的平均喷射次数小的值。燃料喷射控制系统也可以具有空转反馈单元，该空转反馈单元在空 转时，将作为目标的目标发动机转速和实际发动机转速比较，将比例系 数与其偏差相乘来决定反馈量，将该反馈量重叠到指令喷射量，由此使实际发动机转速接近目标发动机转速；该空转反馈单元存储用于学习前 时的学习前用比例系数、和用于学习后时的比上述学习前用比例系数大 的学习后用比例系数，在学习前时使用学习前用比例系数、在学习后时使用学习后用比例系数来决定反馈量。燃料喷射控制系统也可以为，上述修正量学习单元在学习结束时将 该学习的修正量和学习完成与否一起存储到存储器中，在根据该学习完 成与否的数据判断为学习完成时，不进行学习；上述指令喷射量决定单 元，根据该学习完成与否的数据判断是学习前时还是学习后时；并设置 学习前返回单元，该学习前返回单元具有判断是否成为预先设定的再学 习条件的再学习判断单元，在上述再学习判断单元判断为成为再学习条 件时，通过使上述学习完成与否的数据成为学习前状态，使上述修正量 学习单元及上述指令喷射量决定单元返回到学习前时。本发明发挥如下良好效果-(l)在修正量的学习前和学习后均能得到适当的指令。
图1为表示本发明的一个实施方式的燃料喷射控制系统的框构成图。图2表示本发明使用的指令存储单元的具体例，(a)为学习前映像的 图，(b)为学习后映像的图。图3为本发明使用的空转反馈单元进行的反馈量决定处理的等效电 路图。图4为表示本发明的燃料喷射控制系统中的控制的流程的流程图。 符号说明1燃料喷射控制系统2燃料喷射单元3指令存储单元4指令喷射量决定单元5修正量学习单元6 ECU(计算机)7空转反馈单元8非易失性存储器 9学习前返回单元具体实施方式
以下，根据附图对本发明的一个实施方式进行详细说明。如图1所示，本发明的燃料喷射控制系统l，具有指令存储单元3,对应于发动机控制参数而存储燃料喷射单元2在燃烧循环中应喷射 的指令喷射量及喷射次数；指令喷射量决定单元4，根据当前的发动机 控制参数并参照上述指令存储单元3，来决定指令喷射量及喷射次数； 和修正量学习单元5，学习对指令喷射量的修正量，以使上述燃料喷射 单元2实际喷射的实际喷射量成为指令喷射量；在燃料喷射控制系统1 中，上述指令存储单元3存储用于作为上述修正量学习单元5学习修正 量前的学习前时的学习前用指令、和用于作为上述修正量学习单元5学 习修正量后的学习后时的学习后用指令，上述指令喷射量决定单元4在 学习前时参照学习前用指令、在学习后时参照学习后用指令。发动机控制参数可以组合发动机转速、发动机扭矩、油门开度、空 气燃料比、废气回流量等一直以来被输入燃料喷射控制系统1的公知数 量中的任意几个而使用，但这里为了简便仅以发动机转速和扭矩为例进 行说明。燃料喷射单元2可以使用喷射量与通电时间大致成比例的各种燃料 喷射单元，但这里使用通过螺线管开关喷嘴的阀的螺线管式喷嘴。修正量学习单元5为公知的单元，可以对于凸轮角传感器(未图示) 表示的喷射气缸，将指令喷射量决定单元4对燃料喷射单元2发出的指 令喷射量、与发动机转速传感器(未图示)表示的相应喷射气缸的发动机 转速进行比较，来推定燃料喷射单元2的实际喷射量的盈亏而求出修正指令存储单元3、指令喷射量决定单元4、修正量学习单元5、以及 后述的空转反馈单元7和学习前返回单元9，在被称为ECU6的发动机 控制用计算机内通过软件来实现。指令存储单元3被分为存储学习前用指令的学习前映像3a和存储 学习后用指令的学习后映像3b。各映像是存储指令喷射量、喷射次数、 喷射量图形、喷射定时、喷射中断的多级喷射图形映像，但这里为了简 单仅以喷射次数为例进行说明。该燃料喷射控制系统1具有空转反馈单元7，该空转反馈单元7在 空转时比较作为目标的目标发动机转速和实际发动机转速，将比例系数 (空转反馈系数)与其偏差相乘而决定反馈量，将该反馈量重叠到指令喷 射量，由此使实际发动机转速接近目标发动机转速，并且该空转反馈单 元7存储用于学习前时的比较小的学习前用比例系数、和用于学习后时 的比较大的学习后用比例系数，在学习前时使用学习前用比例系数、在 学习后时使用学习后用比例系数来决定反馈量。在该燃料喷射控制系统1中，上述修正量学习单元5在学习结束时 将其学习的修正量存储在非易失性存储器8中，并且将表示学习完成的 情况的数据(例如学习完成标志)存储在非易失性存储器8中，在存在该 学习后标志的期间不进行学习，上述指令喷射量决定单元4和上述空转 反馈单元7根据该学习完成标志来判断是学习前时还是学习后时。另外， 将学习完成与否作为数据进行存储的方法不限于学习完成标志。在用2 位的16进制数表示学习值的情况下，当在未学习的状态下通过使学习 值为"FF"来表示未学习时，读出学习值而在该值为"FF"时可判断为 未学习。在该方法中不需要学习完成标志，所以可以节约存储器容量。并且，该燃料喷射控制系统1设置有学习前返回单元9，该学习前 返回单元9具有判断是否成为预先设定的再学习条件的再学习判断单元 (未图示)，在上述再学习判断单元判断为成为再学习条件时，通过使上 述学习完成与否的数据成为学习前的状态，使上述修正量学习单元5及 上述指令喷射量决定单元4返回到学习前时。非易失性存储器8可以由EEPR0M、闪存等构成。图2(a)表示学习前映像，图2(b)表示学习后映像。如图所示，在任 意的映像中，发动机控制参数仅为发动机转速和发动机扭矩，所以各映 像可以二维地进行表现。如果在期望的发动机扭矩(N)的行中参照位于期望的发动机转速(rpm)的列的栏，则可以读出在该栏所存储的喷射次 数(次)。在发动机扭矩和发动机转速为这些映像的行、列的中间值时， 可以将发动机扭矩和发动机转速四舍五入为行、列的值而参照映像、或 者根据夹着发动机扭矩和发动机转速的两侧的栏的值，通过近似式来求 出喷射次数。当比较2个映像的相同栏时，学习前映像的喷射次数比学习后映像 的喷射次数小或者相等。即，对于相同的发动机控制参数的学习前用指 令中的喷射次数是比学习后用指令中的喷射次数小的值。即，映像的喷 射量的平均值，更详细地说是进行学习的通常运转时的映像的喷射次数 的平均值，比学习后的映像的喷射次数的平均值小。其理由通过一个例 子来说明。现在，假定一个排气量为1700cmS的发动机。空转时的1个气缸的 l个燃烧循环所需的喷射量为4mm3。在学习前，喷射不能正确进行(实 际喷射量不是指令喷射量)。假设，作为燃料喷射单元2存在实际喷射 量与指令喷射量相比1次喷射多1 mm3的个体。当使该燃料喷射单元2 喷射3次时，合计多3mm3。即，1个燃烧循环实际喷射量比指令喷射 量合计多3mmS。由于该增加量与指令喷射量4mn^相比为相当大的量， 所以无法维持空转运转。相反，在l次的喷射量少的个体中，l个燃烧 循环合计的实际喷射量十分少，仍然存在无法维持空转运转的情况。对此，在本发明中，预先使学习前的喷射次数变小。例如，在之前 的例子中如果仅为1次喷射，则1个燃烧循环合计的实际喷射量仅比指 令喷射量多lmi^即可。由此，可以维持空转运转。由于可以维持空转 运转，所以可以在该空转时进行修正量的学习。但是，学习后，由于使喷射能够正确地进行(实际喷射量成为指令 喷射量)，所以在1个燃烧循环中无论喷射几次均不会引起误差的增大。 由此，在空转时也可增加喷射次数而进行作为当初的目标的多级喷射。图3表示空转反馈单元7进行的反馈量决定处理的等效电路。该等 效电路具有比较器31，比较目标发动机转速和实际发动机转速；学习 前系数部32，存储学习前用比例系数；学习后系数部33，存储学习后用比例系数；和开关34，在学习前后切换该2个存储器的读出值而作为 反馈量输出。相对于学习前用比例系数较小的情况，学习后用比例系数较大。其 理由之一为，学习前要使发动机(空转运转中)不停止，即重视发动机的 稳定性。当比例系数较大时，在目标发动机转速和实际发动机转速的偏 差较大时，反馈量变得非常大，可能会导致发动机停止，但通过使比例 系数较小，可以避免该情况。另一个理由为，学习后重视的情况为，尽快将发动机转速稳定到作 为最终目标的空转转速而使空转时的喷射量成为最佳喷射量。当比例系 数较小时，相对于目标发动机转速和实际发动机转速的偏差，反馈量不 变得那么大，因此稳定较慢，但通过使比例系数较大，可以较快稳定。图4表示控制的流程。以下，根据该流程说明燃料喷射控制系统的 动作。该控制流程在电源导通(点火开关导通)时开始。开始后，立刻在步 骤S1中，ECU6读出存储在非易失性存储器8中的学习完成标志，并 存储在ECU6内的作业区域。另外，在ECU6出货时学习完成标志二O(清零)。在步骤S2中，ECU6判断学习完成标志二l与否(学习是否完成)。 如果为否，则当前为学习前时。如果为是，则当前为学习后时。如果是学习前时，在步骤S3中，指令喷射量决定单元4参照学习 前映像来决定指令喷射量以及喷射次数。并且，这时，如果为空转运转 时，则空转反馈单元7使用学习前用比例系数来决定反馈量，并计算目 标发动机转速。即，在学习前的喷射不能正确进行的状态(实际喷射量 不为指令喷射量的状态)下，使用最佳化的空转反馈系数和多级喷射图 形映像来求出指令喷射量，或者求出对指令喷射量的修正量。在步骤S4中，ECU6判断修正量学习单元5的学习是否结束。如 果为否的判断，则跳到步骤S6。这里，修正量学习单元5预先对理想燃料喷射量设定特定转速，将 发动机转速在该特定转速下稳定的指示燃料喷射量作为理想燃料喷射量，而结束学习即可。例如，在理论值为以5mt^旋转700转的发动机时、为会多喷射3 mm3的喷嘴的情况下，当在学习中使指示喷射量从5 mm3开始逐渐减少 时，在指示喷射量为2mm3时稳定在700转。这里根据在700转稳定的 情况，进行将此时的指示喷射量(通电时间等)在此后认识为5 ,3的修 正，由此可以填补实际喷射量与指示喷射量的差。由于该发动机旋转稳 定，因此判断为学习结束。如果在步骤S4中为是的判断，则在步骤S7中使学习完成标志二 l(学习完成)。前进到步骤S6。在步骤S6中，ECU6判断点火开关是否截止。这是由于当电源成 为截止吋不能进行存储器的备份，所以在点火开关截止的阶段进行存储 器的备份。如果为否，则由于点火开关为导通，所以可知发动机运转继 续，并返回到步骤S2。如果为是，则由于点火开关为截止，所以发动 机运转停止。因此，在步骤S8中，ECU6将ECU6内的作业区域内的 学习完成标志存储到非易失性存储器8中，而为电源截止做准备。在步骤S2中在为学习后时的判断时，在步骤S9中，指令喷射量决 定单元4参照学习后映像决定指令喷射量及喷射次数。并且，这时，如 果为空转运转时，则空转反馈单元7使用学习后用比例系数决定反馈量， 并计算目标发动机转速。即，使用在学习后的喷射被正确进行的状态(实 际喷射量成为指令喷射量的状态)下最佳化的空转反馈系数和多级喷射 图形映像，来求出指令喷射量、或者求出对指令喷射量的修正量。在步骤S10中，进行学习前返回单元9的燃料喷射单元2的劣化判 断。具体而言，在劣化判断变量超过规定的判断基准值时，判断为燃料 喷射单元2劣化(再学习所需的程度状态变化)。作为劣化判断变量，存 在空转反馈积分项、车辆行驶距离等。并且，也可以进行空转转速的偏 差检测、气缸间修正值的偏差检测等，并将这些偏差的大小作为劣化判 断变量。并且，在交换了燃料喷射单元2、或者交换了对燃料喷射系统 有影响的部件(泵、ECM等)的情况下，也需要再学习，所以在这些部件 交换时，预先成为可以对ECU6输入传达该事件的信息，并在步骤SIO中对该信息进行判断即可。如果步骤S10的判断为否，则由于不需要再学习修正量，所以ECU6 跳到步骤S6。如果步骤S10的判断为是，则由于需要再学习修正量， 所以在步骤Sll中使学习完成标志=0(清零)之后，跳到步骤S6。将学 习完成标志清零的影响表现在步骤S2中，并发生再学习。如以上说明的那样，在学习修正量前的喷射不能正确地进行的状态 下，使用在该状态下最佳化的空转反馈系数和多级喷射图形映像，来求 出指令喷射量、或者求出对指令喷射量的修正量，另一方面，在成为可 正确地进行学习了修正量后的喷射的状态下，使用在该状态下最佳化的 空转反馈系数和多级喷射图形映像，来求出指令喷射量、或者求出对指 令喷射量的修正量。也就是说，无论在学习前还是在学习后，都能从指 令喷射量决定单元4、空转反馈单元7得到适当的指令。由于使学习前的喷射次数为比学习后的喷射次数小的值，所以对指 令喷射量的实际喷射量的误差不会增大。尤其，在指令喷射量原本就小 的空转时能够维持空转。由于空转反馈单元7在学习前时使用比较小的学习前用比例系数、 在学习后时使用比较大的学习后用比例系数，所以在学习前时可保持发 动机旋转的稳定性，在学习后时可期待向发动机转速的适当值的迅速稳 定。由于学习前返回单元9判断燃料喷射单元2的劣化，而将学习完成 标志清零地将各控制返回到学习前时，所以可以再学习对应于燃料喷射 单元2的劣化的修正量。
权利要求
1、一种燃料喷射控制系统，具有指令存储单元，对应于发动机控制参数存储燃料喷射单元应喷射的指令喷射量及喷射次数；指令喷射量决定单元，根据当前的发动机控制参数，参照上述指令存储单元来决定指令喷射量及喷射次数；和修正量学习单元，学习对指令喷射量的修正量，以使上述燃料喷射单元实际喷射的实际喷射量成为指令喷射量；该燃料喷射控制系统的特征在于，上述指令存储单元存储用于作为上述修正量学习单元学习修正量前的学习前时的学习前用指令、和用于作为上述修正量学习单元学习修正量后的学习后时的学习后用指令，上述指令喷射量决定单元在学习前时参照学习前用指令、在学习后时参照学习后用指令。
2、 如权利要求1所述的燃料喷射控制系统，其特征在于， 对于相同发动机控制参数的学习前用指令的平均喷射次数比学习后用指令的平均喷射次数小。
3、 如权利要求1或2所述的燃料喷射控制系统，其特征在于， 具有空转反馈单元，该空转反馈单元在空转时，将作为目标的目标发动机转速与实际发动机转速进行比较，并将其偏差与比例系数相乘来 决定反馈量，将该反馈量重叠到指令喷射量中，由此使实际发动机转速 接近目标发动机转速；该空转反馈单元存储用于学习前时的学习前用比 例系数、和用于学习后时的比上述学习前用比例系数大的学习后用比例 系数，并在学习前时使用学习前用比例系数、在学习后时使用学习后用 比例系数来决定反馈量。
4、如权利要求1至3中任意一项所述的燃料喷射控制系统，其特 征在于，上述修正量学习单元，在学习结束时将其学习的修正量和学习完成 与否一起存储到存储器中，并在根据该学习完成与否的数据判断为学习 完成时不进行学习；上述指令喷射量决定单元根据该学习完成与否的数据判断是学习 前时还是学习后时；并且，设置了学习前返回单元，该学习前返回单元具有判断是否成 为预先设定的再学习条件的再学习判断单元，在上述再学习判断单元判 断为成为再学习条件时，通过使上述学习完成与否的数据成为学习前的 状态，使上述修正量学习单元及上述指令喷射量决定单元返回到学习前 时。
全文摘要
提供一种在修正量的学习前和学习后均能得到适当的指令的燃料喷射控制系统。指令存储单元(3)存储用于作为修正量学习单元(5)学习修正量前的学习前时的学习前用指令、和用于作为修正量学习单元(5)学习修正量后的学习后时的学习后用指令，指令喷射量决定单元(4)在学习前时参照学习前用指令、在学习后时参照学习后用指令。
文档编号F02D41/14GK101238280SQ200680028990
公开日2008年8月6日 申请日期2006年6月22日 优先权日2005年8月18日
发明者山口一实 申请人:五十铃自动车株式会社