专利名称：喷射特性的学习方法和燃料喷射控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及喷射特性的学习方法并且涉及燃料喷射控制器。
背景技术：
已知的柴油机会在主喷射之前执行喷射燃料量小于主喷射的燃料量的引燃喷射以阻止与燃烧伴发的噪音或改进废气特性。即使对喷射器的喷射期命令值、喷射量命令值(命令喷射量)等进行均衡以执行燃料喷射控制，也会因为喷射器的个体差异而在实际喷射的燃料量中存在变化。具体地说，与主喷射的喷射量相比，引燃喷射的喷射量会变得极小。因此，如果在引燃喷射的期望喷射量和实际喷射量之间出现差异，就很难实现上述目的。
因此，例如如JP-A-2003-254139中所述的推荐的控制器就执行反馈控制，通过执行N次的等分的燃料喷射来使发动机的实际转速与目标转速相符。控制器学习值用于补偿在此时命令喷射量和期望喷射量之差的学习。另外，控制器执行反馈控制，这样就可以补偿气缸之间的旋转波动。控制器可以通过执行等分的N次喷射而在执行微量燃料喷射例如引燃喷射时掌握喷射特性。因此，可以获得适当的学习值。
获得学习值所需时间应该尽可能地短。然而，在首次执行用于获得学习值的处理时，例如，在燃料喷射控制的产品装运时，用于反馈控制达到静止状态所需的时间会趋于延长。如果在用于首次处理获得学习值的足够时间已经过去的情况下执行学习，学习值的获得就会花很长时间。本发明的发明者发现，如果该时间缩短，就很难精确计算用于补偿气缸之间旋转波动的波动校正值。
高精度学习气缸之间喷射特性中的变化而又避免学习所需时间的不必要延长的困难并不限于引燃喷射的学习，而是非常常见于用于补偿气缸之间喷射特性中的变化的燃料喷射控制器中。
发明内容
本发明的一个目的是能够高精度学习多个气缸之间喷射特性中的变化而又避免学习所需时间周期的不必要的延长。
依照本发明的一个方面，学习步骤包括确定波动校正值是否已经收敛的收敛确定步骤、通过在收敛确定步骤确定波动校正值已经收敛到特定操作范围中时执行学习而完成特定操作范围中的学习的完成步骤和结转步骤，其中在结转步骤中，如果学习的完成提前于规定时间，该结转步骤就将在规定时间之前完成学习的超前时间加到还没有执行学习的操作范围的阈值上，其中规定时间由阈值决定。
依照本发明的另一个方面，学习装置包括确定波动校正值是否已经收敛的收敛确定装置、通过在收敛确定装置确定波动校正值已经收敛到特定操作范围中时执行学习而完成特定操作范围中的学习的完成装置和结转装置，其中在结转装置中，如果学习的完成提前于规定时间，该结转装置就将在规定时间之前完成学习的超前时间加到还没有执行学习的操作范围的阈值上，其中规定时间由阈值决定。
波动校正值的收敛所需的时间周期在喷射器之间具有变化。如果阈值是基于假定作为收敛所需时间的很长时间限定的，完成学习所需时间就可能会不必要地延长。上述方法或结构设置在完成学习之前的周期的阈值并且依照该阀值决定完成学习的规定时间。在规定时间之前完成学习的超前时间添加到其中还没有执行学习的范围的阀值上。因此，通过在学习较早地完成时转移到下一个操作范围，就可以避免完成学习的不必要的延迟。此外，通过将超前时间添加到其中并还没有执行学习的范围的阀值中，可以保证该范围中足够的学习时间。因此，就可以高精度地执行学习而又避免学习时间的不必要的延长。
通过对均形成本申请一部分的下列详细说明、所附权利要求书和附图进行研究，可以很容易理解实施例的特征和优点以及相关部件的操作方法和功能。附图中 图1是显示依照本发明的第一实施例的发动机系统的示意图； 图2是显示依照第一实施例界定喷射期和喷射量之间关系的映射图； 图3是显示学习所需时间周期中的变化的图形； 图4是显示在学习处理中各个参数的收敛方式的时间图； 图5是显示喷射器中微量喷射范围中的喷射量和喷射期之间关系中变化的图形； 图6是显示依照第一实施例的学习步骤的流程图； 图7是显示依照第一实施例的学习值的计算的允许确定的步骤的流程图； 图8是显示依照第一实施例的FCCB校正值的收敛确定的步骤的流程图； 图9是显示依照第一实施例的FCCB校正值的倾度的计算模式的时间图； 图10是显示在依照本发明的第二实施例的生产线上的学习处理的模式的图形； 图11是显示依照第二实施例的学习步骤的流程图； 图12是显示依照第二实施例的学习值的计算的允许确定的步骤的流程图； 图13是显示依照第二实施例的结转(carry-over)处理的细节的流程图； 图14是显示依照第二实施例的学习处理的模式的时间图； 图15是显示第二实施例的变体的学习处理的模式的时间图； 图16是显示第一或第二实施例的变体的FCCB校正值的倾度的计算模式的时间图； 图17A是显示第一或第二实施例的另一个变体的FCCB校正值的倾度的计算模式的时间图；并且 图17B是显示第一或第二实施例的另外一个变体的FCCB校正值的倾度的计算模式的时间图。
具体实施例方式 参见图1，图中显示了依照本发明的第一实施例的发动机系统。依照本实施例的燃料喷射控制器应用到柴油机的燃料喷射控制器上。如图1所示，燃料泵6从燃料箱2穿过燃料过滤器4吸取燃料。燃料泵6从曲轴8接受力并且排出燃料，其中曲轴8是柴油机的输出轴。燃料泵6具有计量阀10。燃料泵6排出的燃料量是由计量阀10的操作确定的。燃料泵6具有多个柱塞。每个柱塞均在上止点和下止点之间往复运动以执行燃料的抽吸和排出。
从燃料泵6排出的燃料泵送至共轨12。共轨12在高压状态下存储从燃料泵6泵送的燃料。存储的高压燃料通过高压燃料通道14供给气缸(在本实施例中显示了四个气缸)的喷射器16。喷射器16通过低压燃料通道18与燃料箱2相连。
发动机系统具有检测柴油机的操作状态的不同传感器，例如用于检测共轨12中的燃料压力的燃料压力传感器20和用于检测曲轴8的旋转角的曲柄角度传感器22。发动机系统具有用于检测依照使用者的加速要求而操作的加速器的操作量ACCP的加速器传感器24。发动机系统具有用于检测具有发动机系统的车辆的行驶速度Vs的车辆速度传感器26。
电控元件30(ECU)具有微型计算机作为主要部件。ECU30具有不间断数据保持存储器32。不间断数据保持存储器32是保持数据而不管启动开关(点火开关)状态的存储设备。例如，不间断数据保持存储器32是非易失存储器，例如EEPROM，它保持数据而不管是否有电，或者是备用存储器，它保持通电状态而不管启动开关的状态。ECU30接受上述各个传感器的检测结果并且基于检测结果控制柴油机的输出。
ECU30执行燃料喷射控制从而适当地执行柴油机的输出控制。依照本实施例的燃料喷射控制是多阶段的喷射控制，可从引燃喷射、预喷射、主喷射、后喷射和补充喷射(post-injection)中选取，并且在燃烧循环中执行所选喷射。引燃喷射会喷射微量的燃料以就在点火之前提高燃料和空气的混合。预喷射会缩短在主喷射之后点火正时的延迟以阻止氧化氮(NOx)的生成并且降低燃烧噪声和振动。主喷射会在多级喷射中喷射大量燃料以助于柴油机输出转矩的生成。后喷射会导致颗粒物质(PM)的再燃。补充喷射控制废气的温度以使柴油机的后处理设备例如狄塞尔微粒过滤器(DPF)的再生。
在燃料喷射控制中，ECU30执行使共轨12中的燃料压力依照柴油机的操作状态而设置的目标值(目标燃料压力)相符的反馈控制。为了执行喷射器16的喷射量的命令值(命令喷射量)的燃料喷射，ECU30基于由燃料压力传感器20检测的燃料压力和命令喷射量来计算喷射器16的喷射期的命令值(命令喷射期)。ECU30使用图2中显示的界定了喷射量Q、燃料压力P和喷射期TQ之间关系的映射图来设置命令喷射期。在图2的映射图中，当燃料压力P相同时，喷射期TQ设置为随着喷射量Q的增大而更长。当喷射量Q相同时，喷射期TQ设置成随着燃料压力P的增大而更短。
实际的喷射器16由于个体差异、长期时效变化等而在喷射特性中有变化。因此，即使燃料压力和喷射期是固定的，从每个喷射器16喷射的实际喷射量也不是必然地与期望的喷射量相符。实际喷射量和期望喷射量之差造成问题，具体而言，在微量喷射的燃料喷射控制中，例如在柴油机的燃料喷射控制中使用的多级喷射中的引燃喷射中。
为此，就期望能够学习微量喷射例如引燃喷射的喷射特性与期望特性的偏差。通常，如果喷射器16的喷射特性具有如图2所示的喷射期和喷射量之间的非线性关系，就很难基于检测主喷射的喷射特性来估算微量喷射的喷射特性的偏差。在执行多级喷射时，具体地说会在柴油机的旋转状态中极大地出现主喷射的效果。为此，很难基于旋转状态学习微量喷射的喷射特性的偏差。
因此，为了学习与引燃喷射相关的偏差，依照本实施例系统将所需的喷射量分成相等的数量并且执行燃料喷射控制。每个分开的喷射量均设置为微量燃料量，该微量燃料量对应于引燃喷射量以能够将针对微量燃料量的喷射器16的喷射特性检测为曲轴8的旋转状态。系统获得命令喷射量的ISC校正值以使曲轴8转速的平均值在柴油机的怠速过程中与目标转速相符。系统获得命令喷射期的FCCB校正值来补偿伴随着燃料喷射在气缸之间的曲轴8的旋转增大量中的变化。系统基于校正值学习每个气缸的喷射器16的喷射特性的偏差。为了高精度地学习偏差，希望使用ISC校正值和FCCB校正值作为偏差，且这些偏差已经收敛为用于补偿喷射器16的喷射特性中的变化的值。
接下来，将说明在基于ISC校正值和FCCB校正值的收敛执行学习的情形中出现的问题。图3显示了依照使用具有喷射器16的多个柴油机的共轨12中的燃料压力NPC(NPC1＜NPC2＜NPC3＜NPC4＜NPC5)的ISC校正值或FCCB校正值的采样收敛时间(秒)的结果。收敛所需时间会在各个发动机之间改变，如图3中所示。为此，在执行上述反馈控制预定周期之后在将ISC校正值或FCCB校正值学习为喷射特性的偏差时，预定周期必须设置得长于假定收敛所需时间的最长时间。在这种情形下，可以出现并不执行学习而是等待但是ISC校正值或FCCB校正值实际上已经收敛的这种情形。
如图4所示，收敛时间在FCCB校正值中的变化是显著的。在图4中，实线显示了具有来自多个柴油机的具有最短收敛时间的柴油机的转速NE、共轨12中的燃料压力P、ISC校正值(ISC)和FCCB校正值(FCCB)。交替的点划线显示了具有来自多个柴油机中的具有最长收敛时间的柴油机的转速NE、共轨12中的燃料压力P、ISC校正值(ISC)和FCCB校正值(FCCB)。在转速NE、燃料压力P和ISC校正值中收敛时间中的变化是可忽略的。然而，在FCCB校正值的收敛时间中导致了大的差异。
在FCCB校正值的收敛时间中出现显著变化的原因之一是喷射量Q相对于喷射期TQ的改变的改变在喷射器16之间不同，如图5所示。图5显示了十四个喷射器16在微量喷射范围中的喷射特性。因为喷射量相对于喷射期改变的改变在各个个体之间不同，所以当FCCB校正值改变时，气缸之间喷射量的改变就会不同。因此，就相当难以阻止气缸之间的旋转波动。
考虑到可以利用使用FCCB校正值的反馈控制的增益的增大来迅速地阻止气缸之间的旋转波动。然而，使用FCCB校正值的反馈控制的增益的增大存在约束。即，如果使用FCCB校正值的反馈控制的增益增大，反馈控制就趋于干扰使用ISC校正值的反馈控制，从而导致振荡。因为在执行怠速速度控制时必须将曲轴8的转速保持在目标转速上，所以必须优选地执行使用ISC校正值的反馈控制。为此，就需要增大使用ISC校正值的反馈控制的增益。与使用ISC校正值的反馈控制的增益相比，使用FCCB校正值的反馈控制的增益必须减小。
因此，具体地说，FCCB校正值的收敛时间中的变化会在学习喷射特性的偏差过程中扩大，并且收敛时间决定学习所需的时间。
因此，在本实施例中，就可以确定FCCB校正值是否已经收敛。在确定FCCB校正值具有收敛时的FCCB校正值和ISC校正值就学习为喷射特性的偏差的学习值，并且完成了学习。
图6显示了依照本实施例的学习处理的步骤。ECU30以预定周期重复地执行该处理。在一系列处理中，首先，步骤S100确定是否满足学习条件。学习条件包括执行怠速速度控制的条件、由加速器传感器24检测的加速器的按压量(ACCP的操作量)为零的条件、由车辆速度传感器26检测的车辆的行驶速度Vs为零的条件等等。例如，学习条件也可以包括大灯点亮的条件和空调机处于断开状态中的条件。
如果在步骤S100处确定学习条件已满足，处理就进入步骤S200中。步骤S200为喷射特性的偏差的学习设置操作状态。首先计算基本喷射量。基本喷射量是假定在怠速工作过程中将曲轴8的实际转速控制为目标转速所需的喷射量。基本喷射量依照喷射器16的标准喷射特性的前提设置的。如果计算了基本喷射量，基本喷射量就被分成相等的N份并且执行燃料喷射。整数N设置成通过将基本喷射量除N提供的每个喷射量等于引燃喷射量。为了在多个操作范围的每一个中执行喷射特性偏差的学习，在不同值上设置共轨12中的目标燃料压力。操作范围由燃料压力分开，因为喷射特性显著地取决于燃料压力。
下面的步骤S300使用ISC校正值和FCCB校正值执行反馈控制。详细地，计算出用于执行使实际转速的平均值与目标转速相符的反馈控制的ISC校正值。ISC校正值与基本喷射量相加，并且执行上述反馈控制。更详细地，通过将ISC校正值和基本喷射量之和除以N来计算每个命令喷射量，并且在压缩上止点附近执行N次的喷射。ISC校正值是用于控制由使所有气缸的喷射器16的燃料喷射与期望转矩协作而生成的曲轴8的输出转矩的校正值。而且，为了平衡与上述各个气缸中等分的喷射伴发的曲轴8的旋转增大量，对于每个气缸计算命令喷射期的FCCB校正值。通过将基本喷射量和ISC校正值之和除以N而计算得到的命令喷射量转换为喷射期，并且使用FCCB校正值校正这样计算的喷射期。使用以FCCB校正值校正的喷射期作为最终命令喷射期来执行燃料喷射。
下面的步骤S400确定是否允许计算喷射特性的偏差的学习值LV。如果确定允许该计算，允许标记XQPGTCAL就会开启。下面的步骤S500确定在步骤S400处计算的允许标记XQPGTCAL是否为ON。如果确定了允许标记XQPGTCAL不为ON，处理就返回到步骤S300。如果确定了允许标记XQPGTCAL为ON，处理就进入到步骤S600。
在步骤S600处确定学习值LV。即，此时将ISC校正值的1/N量被学习作为在所有气缸中一致的喷射特性的偏差，来自实际喷射特性与期望的喷射特性的偏差。该学习值(ISC)是在所有气缸中一致的喷射量的校正值。FCCB校正值被学习作为气缸之间的喷射特性的偏差。这些学习值(FCCB)是用于校正气缸之间的喷射特性中的变化的喷射期的校正值。下面的步骤S700确定是否在所有操作范围内完成了学习。如果确定并未在所有操作范围内完成学习，处理就进入步骤S100以执行步骤S100至S600的处理，而通过在步骤S200处改变目标燃料压力从该操作范围改变到另一个操作范围。
如果在步骤S700处确定学习已在所有操作范围内完成，处理就进入步骤S800。步骤S800会在不间断数据保持存储器32中为由燃料压力界定的每个操作范围存储所有的学习值LV。之后，可以在适当地补偿喷射器16的喷射特性的偏差时执行引燃喷射。
如果步骤S100为“否”或者如果步骤S800的处理完成，该系列的处理就会结束。
图7显示了步骤S400(即学习值计算允许确定例程)的处理的过程。在该一系列过程中，步骤S410确定柴油机的操作状态是否稳定。在本实施例中，确定由改变目标燃料压力导致的过渡现象是否成立并且操作状态是否稳定。例如，如果共轨12中的燃料压力P达到静止状态或如果曲轴8的旋转波动变得等于或小于预定值，就可以确定操作状态已稳定。
如果确定操作状态稳定，步骤S420就开始并且更新学习时间计数器TLV。学习时间计数器TLV在步骤S410处确定操作状态稳定之后测量时间。下面的步骤S430确定FCCB校正值是否已经收敛。当确定FCCB校正值已经收敛时，收敛标记XQPGTFCCB就开启。
下面的步骤S440确定收敛标记XQPGTFCCB是否为ON。如果确定收敛标记XQPGTFCCB不为ON，步骤S450就确定学习时间计数器TLV“等于或大于”阈值TBk。针对每个操作范围(k表示每个范围)定义了阈值TBk。阈值TBk设置用于终止学习而不管FCCB校正值是否已经收敛的上限时间。这种设置的一个目的是应付由于某种因素FCCB校正值很长时间不会收敛的这种情形。用于确定步骤S430的处理中的收敛的参数和阈值TBk还用作用于调节FCCB校正值的学习精度和学习频率的调节参数。如果阈值TBk设置得较小，学习精度趋于降低，但是学习频率会通过提前完成学习而提高。
如果在步骤S450处确定学习时间计数器TLV小于阈值TBk，处理就会返回步骤S410。如果在步骤S440处确定了FCCB校正值已经收敛，或者如果在步骤S450处确定了学习时间计数器TLV等于或大于阈值TBk，就会在步骤S460处开启允许标记XQPGTCAL。如果在步骤S410处确定了操作状态并不稳定，就会在步骤S470处关闭允许标记XQPGTCAL。如果步骤S460或S470的处理完成，图7中所示的步骤S400的处理就会完成。
图8中显示了步骤S430的处理的步骤(FCCB收敛确定例程)。在一系列处理中，首先，步骤S431计算FCCB校正值的波动量α(i)。基于如图9所示的n次采样的FCCB校正值的采样值的最大FCCBmax(i)和最小FCCBmin(i)之差d(i)计算波动量α(i)。详细地，通过下面的表达式(1)基于采样的n个FCCB校正值FCCB(i)、FCCB(i-1)，……FCCB(i-n+1)的最大FCCBmax(i)和最小FCCBmin(i)之差d(i)计算作为FCCB校正值的波动量的倾度α(i)。在表达式(1)中，NE表示每分钟的发动机转速。
表达式(1) d(i)＝FCCBmax(i)-FCCBmin(i)， 因此，如果计算了作为FCCB校正值的波动量的倾度α(i)，图8的步骤S432就确定FCCB校正值的倾度α(i)是否“等于或小于”特定的值B。如果倾度α(i)等于或小于特定的值B，就会在步骤S433处确定FCCB校正值已经收敛并且开启收敛标记XQPGTFCCB。如果确定倾度α(i)大于特定的值B，就会在步骤S434处确定FCCB校正值并未收敛并且关闭收敛标记XQPGTFCCB。
因此，在本实施例中，就会基于FCCB校正值的n次采样值的最大值和最小值之差量化FCCB校正值的波动量。因此，还便于FCCB校正值的微量波动的检测。因此，就可以高精度地确定是否存在收敛。
本实施例会实现下列效果。
(1)如果预定周期(n次采样的周期)中FCCB校正值的最大值和最小值之差等于或小于预定值(B×720×(n-1)/| d(i)|×6×NE))，就可以确定FCCB校正值已经收敛。通过在确定FCCB校正值在特定操作范围内已经收敛时执行学习，就可以完成特定操作范围内的学习。因此，通过在确定FCCB校正值在特定操作范围内已经收敛时完成特定操作范围中的学习，就可以避免学习时间的不必要的延长。另外，因为能够以上述方式量化FCCB校正值的波动量，所以还可以很容易地检测FCCB校正值的微量波动。因此，可以高精度地确定FCCB校正值的收敛。
接下来将参照图10说明本发明的第二实施例。在本实施例中，在燃料喷射设备的装运之前学习喷射特性的偏差。图10示意性地显示了其中执行依照本实施例的喷射特性的偏差的学习的车辆生产线。如图10所示，当车辆VC在生产线上移动时，生产线计算机40(生产线PC)随后命令车辆中的ECU30执行喷射特性的偏差的学习。因为喷射特性的偏差的学习时间的上限是预先决定的，所以就会希望在确定的时间内高精度地完成学习。为了对这种要求做出反应，在本实施例中执行下列过程。
图11显示了依照本实施例处理喷射特性的偏差的学习的步骤(生产线上的学习处理)。ECU30中的程序基于来自生产线PC40的命令例如在预定的周期内重复地执行该处理。
在一系列处理中，在步骤S100的处理如图6中所示的处理一样执行时，处理就进入步骤S110。步骤S110启动总学习时间计数器TTLV。总学习时间计数器TTLV测量自作为喷射特性的偏差的FCCB校正值或ISC校正值的学习开始直至整个操作范围中的学习完成以来的时间。如果步骤S110的处理完成，就会执行与图6中的处理相似的步骤S200至S800的处理。在本实施例中，会执行步骤S400a的处理来代替图6的步骤S400的处理。
图12显示了步骤S400a的处理(学习值计算允许确定例程)。在图12中的一系列处理中，当在步骤S440处确定FCCB校正值已经收敛时，会在过渡到步骤S460之前执行步骤S480的处理。
图13显示了步骤S480处的处理(结转处理例程)的步骤。在图13中所示的一系列处理中，首先，步骤S481计算剩余时间Δk作为在完成当前操作范围中的学习的规定时间Tsch之前总学习时间计数器TTLV的超前时间。完成学习的规定时间Tsch是基于作为每个操作范围的完成规定时间的上述阈值TBk预先限定的。下面的步骤S482确定剩余时间Δk是否大于零。即，它确定在学习实际完成时的时间是否在规定时间Tsch之前。如果剩余时间Δk确定为大于零，步骤S483就将剩余时间Δk加到下一个学习范围的阈值上。如果步骤S100是“否”或者当步骤S483的处理完成时，步骤S480的处理就会完成。
图14显示了执行上述处理的学习的模式。如图14所示，在本实施例中，学习是在将操作范围从其中共轨12中的燃料压力较低的范围顺续地转换到其中共轨12中的燃料压力较高的范围时执行的。对于每个操作范围限定完成规定时间Tsch。即，为了在燃料压力P1下学习，分别限定从开始过渡到燃料压力P1开始到操作状态稳定的周期的上限TA1和学习时间计数器TLV的阈值TB1。上限TA1和阈值TB1的总时间是在压力P1下完成学习的规定时间Tsch。为了在燃料压力P1的学习范围之后在燃料压力P2下执行学习，分别限定从开始过渡到燃料压力P2直到操作状态稳定的周期的上限TA2和学习时间计数器TLV的阈值TB2。因此，该范围的学习完成的规定时间Tsch是上限TA1、TA2和阈值TB1、TB2之和。
图14显示了其中稳定燃料压力P1的操作范围中的操作状态所需周期或用于FCCB校正值的收敛所需周期很短并因此在规定时间Tsch之前完成学习的实例。在这种情形下，会执行使用剩余时间Δ1作为超前时间增大下面的阈值TB2的校正。因此，可以增大用于在燃料压力P2的操作范围中学习所允许的时间，而使学习规定时间Tsch保留原样。
因此，依照本实施例，在规定时间之前完成学习的超前时间添加至下一个学习范围的阈值，这样就可以充分地保证下一个学习范围中的学习时间。因为在本实施例中可以顺续地从低燃料压力范围向高燃料压力范围执行学习，所以就便于了超前时间的利用。即，如图3所示，FCCB校正值的收敛时间趋于随着燃料压力的增大而延长。因此，通过从低燃料压力范围顺续地执行学习，学习的完成就趋于在学习的早期提前于规定时间。因此，剩余时间就可以结转给其中学习需要长时间的高压操作范围。因此，就可以充分地保证高压操作范围中的学习时间。
除了第一实施例的效果(1)之外，本实施例会实现下列效果。
(2)当完成学习的时间提前于由当前操作范围的FCCB校正值的收敛所需的周期的阈值TBk(k＝1，2，3……。)决定的规定时间时，在规定时间之前完成学习的超前时间就加至下一个学习范围的阈值TBk。因此，就可以执行高精度的学习而又避免学习时间的不必要的延长。
(3)规定时间由从操作范围开始过渡直至柴油机操作状态稳定的过渡周期的上限(TA1，TA2，TA3……)和完成所需的周期阈值之和限定。因此，就可以适当地限定规定时间。
(4)在操作范围的过渡之后，在已经确定操作状态稳定之后的周期达到阈值TBk时，就会强制结束学习而不管FCCB校正值是否已经收敛。因此，可以避免学习时间的过量延长。
(5)可以依照供给喷射器16的燃料的燃料压力来划分操作范围。因此，能够高精度地执行学习而不管喷射特性是否由于燃料压力而改变。
(6)学习是从低燃料压力的操作范围顺续地执行的。因此，阈值TBk可以在高燃料压力的操作范围中增大，而不会延长总学习时间，其中在高燃料压力的操作范围中，用于FCCB校正值的收敛所需的时间趋于延长。
(7)通过在一个燃烧循环中执行大约等量燃料的多次燃料喷射，可以适当地执行基于旋转波动的学习同时将每次喷射的燃料喷射量设置为微量。
(8)ECU30具有执行图11中所示处理的功能。因此，可以仅仅通过从生产线上的生产线PC40输出喷射特性的偏差的学习命令来执行学习。
上述实施例例如可以如下修改。
在图12中，学习时间计数器在操作状态稳定之后开始计数。可替换的是，学习时间的计数可以在操作范围的过渡之后立即开始。在这种情形下，规定时间Tsch仅仅由如图15中所示的阈值Tk(k＝1，2，3……)决定。另外，在图13的步骤S481处，可以通过从阈值TBk中减去学习计数器TLV来计算剩余时间。
确定FCCB校正值的收敛的方法并不限于图9中所示的方法。例如，如图16所示，可以使用基于下面的表达式(2)的FCCB校正值的n个采样值，通过最小二乘法计算倾度α(i)。
表达式(2) 因此，可以计算与n个采样值最匹配的线的倾度α(i)。因此，可以适当地执行收敛确定。
如图17A所示，通过两个相邻的采样值之间的差，基于下面的表达式(3)，很容易就可以限定倾度α(i)。
表达式(3) d(i)＝FCCB(i)-FCCB(i-1)， 另外，如图17B所示，基于下面的表达式(4)，可以由从值FCCB(i)到值FCCB(i+n-1)的n个采样值的平均FCCBave(i)和从值FCCB(i-1)到值FCCB(i+n-2)的n个采样值的平均FCCBave(i-1)之差d(i)计算倾度α(i)。
表达式(4) d(i)＝FCCBave(i)-FCCBave(i-1)， 在第二实施例中，ECU30具有甚至是在产品装运之后执行图11中所示处理的功能。图11的处理由来自生产线PC40的命令启动。或者，可以仅仅在学习的时候连接生产线专用的ECU。生产线PC40可以执行学习而同时操作柴油机的各个驱动器。
多级喷射并不限于执行引燃喷射的多级喷射。只要多级喷射执行微量喷射，甚至即使多级喷射并不执行引燃喷射，燃料喷射特性的偏差的学习在基于等分喷射的微量喷射时也是有效的。
内燃机并不限于柴油机，而是可以是汽油机。当执行学习来补偿气缸中喷射特性的变化时，即使结构并不会执行微量喷射，在波动校正值的收敛的情况下执行学习以抑制气缸之间的旋转波动也是有效的。
本发明不应该限于所公开的实施例，而是可以能够以许多其它方式实现而不脱离由所附权利要求书界定的本发明的范围。
权利要求
1.一种学习方法，包括
计算步骤，计算波动校正值，该波动校正值用于抑制当在发动机中使用喷射器执行燃料喷射时发动机的多个气缸之间的多缸内燃机的输出轴的旋转波动；
在喷射器的操作中反映波动校正值的波动抑制步骤；和
学习步骤，该学习步骤依照波动校正值对发动机的每个操作范围学习喷射器喷射特性的偏差，同时防止喷射器的喷射特性的偏差的学习时间超过阈值，其中，
学习步骤包括
确定波动校正值是否已经收敛的收敛确定步骤；
完成步骤，通过在收敛确定步骤确定波动校正值已经收敛到特定操作范围中时执行学习来完成特定操作范围内的学习；和
结转步骤，如果完成学习提前于规定时间，该步骤就将在规定时间之前完成学习的超前时间添加到还没有执行学习的操作范围的阈值上，其中规定时间由阈值决定。
2.如权利要求1所述的学习方法，其特征在于，还包括
过渡步骤，该过渡步骤导致发动机的操作范围从一个操作范围连续过渡到另一个操作范围以执行学习，其中，
规定时间通过从由过渡步骤起动的过渡开始直至发动机的操作状态稳定的过渡周期的上限和完成学习所需周期的阈值之和确定。
3.如权利要求2所述的学习方法，其特征在于，还包括
稳定确定步骤，确定在由过渡步骤启动的过渡之后发动机的操作状态是否稳定，其中，
如果在稳定确定步骤确定操作状态稳定之后的周期达到阈值，学习步骤就会强制终止学习而不管收敛确定步骤是否提供了收敛的确定。
4.如权利要求1所述的学习方法，其特征在于，
操作范围由供给到喷射器的燃料的压力来限定。
5.如权利要求4所述的学习方法，其特征在于，
学习步骤从其中燃料压力较低的操作范围顺续地执行学习。
6.如权利要求1所述的学习方法，其特征在于，
如果预定周期中的波动校正值的最大值和最小值之差变得等于或小于预定值，收敛确定步骤就会确定波动校正值已经收敛。
7.如权利要求1至6中任一项所述的学习方法，其特征在于，
燃料喷射在燃烧循环期间执行大约等量燃料的多次燃料喷射，并且
学习步骤对应于在燃烧循环期间执行的每个燃料喷射的喷射量，学习喷射器的喷射特性关于燃料喷射的偏差。
8.一种燃料喷射控制器，包括
波动抑制装置，该波动抑制装置计算波动校正值并且在喷射器的操作中反映波动校正值，其中该波动校正值用于抑制当在发动机中使用喷射器执行燃料喷射时发动机的多个气缸之间的多缸内燃机的输出轴的旋转波动；和
学习装置，该学习装置依照波动校正值对发动机的每个操作范围学习喷射器喷射特性的偏差，同时防止喷射器的喷射特性的偏差的学习时间超过阈值，其中，
该学习装置包括
确定波动校正值是否已经收敛的收敛确定装置；
完成装置，通过在收敛确定装置确定波动校正值已经收敛到特定操作范围中时执行学习来完成特定操作范围内的学习；和
结转装置，如果完成学习提前于规定时间，该结转装置就将在规定时间之前完成学习的超前时间添加到还没有执行学习的操作范围的阈值上，其中规定时间由阈值决定。
9.如权利要求8所述的燃料喷射控制器，其特征在于，还包括
过渡装置，该过渡装置导致发动机的操作范围从一个操作范围连续过渡到另一个操作范围以执行学习，其中，
结转装置通过从由过渡装置起动的过渡开始直至发动机的操作状态稳定的过渡周期的上限和完成学习所需周期的阈值之和确定规定时间。
10.如权利要求9所述的燃料喷射控制器，其特征在于，还包括
稳定确定装置，该稳定确定装置确定在由过渡装置启动的过渡之后发动机的操作状态是否稳定，其中，
如果在稳定确定装置确定操作状态稳定之后的周期达到阈值，学习装置就会使用完成装置强制终止学习而不管收敛确定装置是否提供了收敛的确定。
11.如权利要求8所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
操作范围由供给到喷射器的燃料的压力来限定。
12.如权利要求11所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
学习装置从其中燃料压力较低的操作范围顺续地执行学习。
13.如权利要求8所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
如果预定周期中的波动校正值的最大值和最小值之差变得等于或小于预定值，收敛确定装置就会确定波动校正值已经收敛。
14.如权利要求8至13中的任一项所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
燃料喷射在燃烧循环期间执行大约等量燃料的多次燃料喷射，并且
学习装置对应于在燃烧循环中执行的每个燃料喷射的喷射量，学习喷射器的喷射特性关于燃料喷射的偏差。
15.一种燃料喷射控制器，包括
波动抑制装置，该波动抑制装置计算波动校正值并且在喷射器的操作中反映波动校正值，其中该波动校正值用于抑制当在发动机中使用喷射器执行燃料喷射时发动机的多个气缸之间的多缸内燃机的输出轴的旋转波动；和
学习装置，该学习装置依照波动校正值对于发动机的每个操作范围学习喷射器喷射特性的偏差，其中，
该学习装置包括收敛确定装置，如果预定周期中的波动校正值的最大值和最小值之差变得等于或小于预定值，该收敛确定装置就会确定波动校正值已经收敛，和
学习装置通过在收敛确定装置确定波动校正值已经收敛到特定操作范围中时执行学习来完成特定操作范围内的学习。
16.一种燃料喷射控制器，包括
波动抑制装置，该波动抑制装置计算波动校正值并且在喷射器的操作中反映波动校正值，其中该波动校正值用于抑制当在发动机中使用喷射器执行燃料喷射时发动机的多个气缸之间的多缸内燃机的输出轴的旋转波动；和
学习装置，该学习装置依照波动校正值对于发动机的每个操作范围学习喷射器喷射特性的偏差，其中，
该学习装置包括收敛确定装置，如果预定周期中通过最小二乘法计算的波动校正值的倾度变得等于或小于特定值，该收敛确定装置就会确定波动校正值已经收敛，并且
完成装置通过在收敛确定装置确定波动校正值已经收敛到特定操作范围中时执行学习来完成特定操作范围内的学习。
全文摘要
本发明公开一种喷射特性的学习方法并且涉及燃料喷射控制器。如果在转换到特定操作范围之后操作状态稳定，学习时间计数器就会启动和更新。然后确定喷射特性中的变化的FCCB校正值的收敛。如果FCCB校正值确定为已经收敛，允许标记开启并且将FCCB校正值决定为学习值。即使FCCB校正值并未收敛，在学习时间计数器达到阈值时也会强制决定学习值。如果FCCB校正值决定得较早，剩余时间就添加到下一个操作范围的阈值上。因此，就可以高精度地学习气缸之间的喷射特性的变化而又避免了学习时间的不必要的延长。
文档编号F02D41/38GK101109334SQ20071012735
公开日2008年1月23日 申请日期2007年7月2日 优先权日2006年7月3日
发明者池田纯孝 申请人:株式会社电装