内燃机的控制装置制造方法

内燃机的控制装置制造方法
【专利摘要】本发明的内燃机的控制装置配备有具有喷嘴主体(12a)的燃料喷射阀(12)，所述喷嘴主体(12a)在比与针阀(12b)的阀座抵接部(12b1)抵接的阀座部(12a1)更靠下游侧具有燃料储存部(12d)和多个喷孔(12e)。上述控制装置除了执行用于产生内燃机(10)的转矩的主喷射以外，还在一个循环中执行一次或多次微小喷射。而且，在由学习控制得到的燃料喷射量的学习值的偏差被确认的情况下，当在所述内燃机(10)的上次循环中不进行后喷射且在本次循环中最初进行微小喷射时，若是低负载运转时，则上述控制装置增加该最初的微小喷射的燃料喷射量，另一方面，若是高负载运转时，则上述控制装置减少该最初的微小喷射的燃料喷射量。
【专利说明】内燃机的控制装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及内燃机的控制装置，尤其是涉及具有能够向缸内直接喷射燃料的燃料 喷射阀的内燃机的控制装置。

【背景技术】
[0002] 以往，例如专利文献1中公开了一种内燃机的控制装置，为提高多次喷射所包括 的先导喷射等微小喷射的精度，进行微小的燃料喷射量的学习控制。该微小喷射量的学习 控制，具体来说，在当减速时进行燃料切断时实施了少量的燃料喷射（微小喷射）的基础 上，基于此时的燃料喷射量和内燃机的产生转矩之间的关系而被执行。
[0003] 然而，作为内燃机所使用的燃料喷射阀，公知具有以下结构的燃料喷射阀。即，该 燃料喷射阀包括：前端部具有阀座抵接部的针阀、以及具有供所述阀座抵接部抵接的阀座 部的喷嘴主体，并且，该喷嘴主体具有：形成在比阀座部更靠下游侧的燃料储存部（与所谓 的油兜等相当）、以及形成在比阀座部更靠下游侧的至少一个喷孔。
[0004] 在具有上述结构的燃料喷射阀中，在填充到燃料储存部中的燃料量多的状态（液 密状态）、和填充到燃料储存部中的燃料量少的状态（气密状态）下，喷射量特性等喷射特 性产生变化。因此，在配备有具有上述结构的燃料喷射阀的内燃机中，进行专利文献1中记 载的微小燃料喷射量的学习控制的情况下，根据燃料储存部的内部状态是液密状态还是气 密状态，而导致实际上从喷孔喷射的燃料喷射量变动。其结果是，燃料喷射量的学习值可能 产生偏差（误学习）。若因学习值产生偏差而未通过先导喷射等微小喷射适当地进行燃料 喷射量的修正，则恐怕会在低负载运转时产生失火，或者在高负载运转时烟排出量增加。
[0005] 此外，关于与本发明相关的技术， 申请人:了解到包括上述文献在内的以下记载的 文献。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2009-115068号公报
[0009] 专利文献2 :日本特开2004-278463号公报
[0010] 专利文献3 :日本特开2005-76529号公报


【发明内容】

[0011] 本发明是为解决上述课题而作出的，其目的是提供一种内燃机的控制装置，该内 燃机搭载了具有喷嘴主体的燃料喷射阀，所述喷嘴主体在比与针阀的阀座抵接部抵接的阀 座部更靠下游侧，具有燃料储存部和至少一个喷孔，在上述内燃机中，能够抑制因燃料喷射 量的学习值的偏差而导致在低负载时产生失火、或者在高负载时烟排出量增加。
[0012] 本发明的内燃机的控制装置具有能够向缸内直接喷射燃料的燃料喷射阀，该燃料 喷射阀包括：针阀，所述针阀在前端部具有阀座抵接部；以及喷嘴主体，所述喷嘴主体具有 供所述阀座抵接部抵接的阀座部、形成在比所述阀座部更靠下游侧的燃料储存部、以及形 成在比所述阀座部更靠下游侧的至少一个喷孔，所述内燃机的控制装置具有学习执行构 件、多次喷射执行构件、以及燃料喷射量修正构件。
[0013] 学习执行构件执行对燃料喷射量进行学习的燃料喷射量的学习控制。
[0014] 多次喷射执行构件使用所述燃料喷射阀，除了执行用于产生内燃机的转矩的主喷 射以外，还在一个循环中执行一次或多次微小喷射。
[0015] 而且，在由所述学习控制得到的燃料喷射量的学习值的偏差被确认的情况下，当 在所述内燃机的上次循环中不进行后喷射且在本次循环中最初进行微小喷射时，若是低负 载运转时，则所述燃料喷射量修正构件增加该最初的微小喷射的燃料喷射量，另一方面，若 是高负载运转时，则所述燃料喷射量修正构件减少该最初的微小喷射的燃料喷射量。
[0016] 根据本发明，即使在燃料储存部的内部状态在液密状态和气密状态之间不规则地 变化的状况下，也能够通过最低限度的修正，抑制在低负载运转时因燃料喷射量相对于适 当值不足而导致产生失火，并抑制在高负载运转时因燃料喷射量相对于适当值过剩而导致 烟排出量增加。
[0017] 另外，本发明的所述燃料喷射阀也可以构成为，在所述针阀落座于所述阀座部的 状态下，该针阀的前端部的一部分切断所述喷孔和所述燃料储存部的连通。
[0018] 在配备有具有这样的结构的燃料喷射阀的情况下，在针阀和喷嘴主体的接触中未 进行机械性磨合的崭新状态下，燃料储存部的内部状态在液密状态和气密状态之间不规则 地变化。根据本发明，在配备有具有这样的结构的燃料喷射阀的情况下，能够抑制因燃料喷 射量的学习值的偏差而导致在低负载时产生失火、或者在高负载时烟排出量增加。
[0019] 另外，本发明的所述学习执行构件包括喷射量修正禁止构件，在由所述学习控制 得到的学习参数的偏差已收敛的情况下，所述喷射量修正禁止构件禁止所述燃料喷射量修 正构件对燃料喷射量的修正。
[0020] 在上述偏差已收敛的情况下，能够判断为学习时的燃料储存部的内部状态稳定在 液密状态。因此，根据本发明，通过把握该偏差是否已收敛，能够避免因上述燃料喷射量修 正构件的处理而成为过度修正的不良状况。

【专利附图】

【附图说明】
[0021] 图1是用于说明本发明的实施方式1的内燃机的系统结构的图。
[0022] 图2是表示在图1所示的燃料喷射阀中进行燃料喷射的一侧的前端部的结构的剖 视图。
[0023] 图3是表示在油兜的内部为液密状态的情况和油兜的内部为气密状态的情况之 间，对从喷孔喷射的燃料喷射量进行比较的图。
[0024] 图4是表示在油兜的内部为液密状态的情况和油兜的内部为气密状态的情况之 间，对针阀的提升量进行比较的图。
[0025] 图5是用于说明执行多次喷射时的特征性的微小喷射量的修正的具体例的图。
[0026] 图6是在本发明的实施方式1中执行的程序的流程图。
[0027] 图7是表示为算出微小喷射量的修正量Λ QV'而设定ECU所具有的映射的图。
[0028] 图8是表示使用了 VC0型的燃料喷射阀的微小喷射量的学习时、推定喷射量Qv的 偏差随时间变化而变化的图。
[0029] 图9是在本发明的实施方式2中执行的程序的流程图。

【具体实施方式】
[0030] 实施方式1
[0031] [内燃机的系统结构]
[0032] 图1是用于说明本发明的实施方式1的内燃机10的系统结构的图。图1所示的 系统具有内燃机10。在此，内燃机10是四冲程柴油发动机（压缩点火式内燃机）10,并被 搭载在车辆上，作为其动力源。本实施方式的内燃机10是直列四缸型，但本发明中的内燃 机的气缸数及气缸配置不限于此。
[0033] 在内燃机10的各气缸，设置有用于向缸内直接喷射燃料的燃料喷射阀12。关于燃 料喷射阀12的喷射部的详细结构的一例，参照图2在后面说明。各气缸的燃料喷射阀12与 共用的共轨14连接。由供给泵（省略图示）加压而得到的高压燃料被供给到共轨14内。 而且，从该共轨14向各气缸的燃料喷射阀12供给燃料。从各气缸排出的废气由排气歧管 16a汇集，而流入排气通路16。
[0034] 内燃机10具有涡轮增压器18。涡轮增压器18具有：利用废气的排气能量进行动 作的涡轮18a ;压缩机18b，经由连结轴与涡轮18a -体地连结，并利用被输入到涡轮18a的 废气的排气能量而被旋转驱动。涡轮增压器18的涡轮18a被配置在排气通路16的中途。 在比涡轮18a更靠下游侧的排气通路16中，为净化废气而从上游侧开始按顺序设置有氧化 催化剂 20 及 DPF (Diesel Particulate Filter :柴油颗粒过滤器）22。
[0035] 在内燃机10的进气通路24的入口附近设置有空气滤清器26。通过空气滤清器 26被吸入的空气，由涡轮增压器18的压缩机18b压缩之后，在中间冷却器28中被冷却。通 过了中间冷却器28的吸入空气，由进气歧管24a分配而流入各气缸。在进气通路24中的 中间冷却器28和进气歧管24a之间，设置有进气节流阀30。
[0036] 在进气通路24中的空气滤清器26的下游附近，设置有用于检测吸入空气量的空 气流量计32。在共轨14中设置有用于检测共轨14内的燃料压力的共轨压力传感器34。另 夕卜，在进气歧管24a中，设置有用于检测进气歧管压力（增压压力）的进气压力传感器36。
[0037] 而且，本实施方式的系统具有EQJ (Electronic Control Unit :电子控制单元）40。 在ECU40的输入部，除了连接有上述空气流量计32、共轨压力传感器34及进气压力传感器 36以外，还连接有用于检测发动机转速的曲柄转角传感器42及用于检测缸内压力的缸内 压力传感器44等用于检测内燃机10的运转状态的各种传感器。另外，在E⑶40上，连接有 用于检测搭载内燃机10的车辆的油门踏板的踩踏量（油门开度）的油门开度传感器46。 而且，在ECU40的输出部，连接有上述燃料喷射阀12及进气节流阀30等用于控制内燃机10 的运转的各种促动器。ECU40基于这些传感器的输出，按照规定的程序，驱动上述各种促动 器，由此控制内燃机10的运转状态。
[0038] 图2是表示在图1所示的燃料喷射阀12中进行燃料喷射的一侧的前端部的结构 的剖视图。
[0039] 如图2所示，燃料喷射阀12具有喷嘴主体12a。在喷嘴主体12a的内部，能够自由 往复移动地配置有具有圆锥状的前端部的针阀12b。在喷嘴主体12a的内周面和针阀12b 的外周面之间，形成有供燃料流通的内部燃料通路12c。从图2中的内部燃料通路12c的上 方侧将高压燃料供给到内部燃料通路12c。
[0040] 在针阀12b的圆锥状的前端部附近的喷嘴主体12a的内周面上，形成有能够供针 阀12b的阀座抵接部12bl落座的阀座部12al。更具体地说，针阀12b构成为，在燃料喷射 阀12所具有的电磁铁（省略图示）未产生磁力的情况下，落座于阀座部12al。在该情况 下，燃料朝向阀座部12al的下游侧的流动被切断。另一方面，针阀12b构成为，在受到励磁 电流的供给而使得电磁铁产生磁力的情况下，从阀座部12al离开。其结果是，蓄积在阀座 部12al上游的高压燃料被供给到阀座部12al的下游侧。
[0041] 另外，在喷嘴主体12a中的比阀座部12al更靠下游侧，如图2所示，分别形成有燃 料储存部（以下也称为"油兜（suck)") 12d及多个喷孔（图2示出了其中的2个）12e。油 兜12d是在针阀12b打开时从上游侧被供给燃料而能够储存燃料的部位。喷孔12e在如上 所述的油兜12d和阀座部12al之间形成于喷嘴主体12a。此外，多个喷孔12e以燃料喷射 阀12的中心轴线为中心隔着规定的角度间隔而设置，以便能够呈辐射状地喷射燃料。
[0042] 而且，如图2所示，针阀12b的前端部的一部分构成为，在针阀12b落座于阀座部 12al的状态（闭阀状态）下，与比喷孔12e更靠油兜12d侧的喷嘴主体12a的壁面12f接 触。由此，在针阀12b落座于阀座部12al的状态下，油兜12d和各喷孔12e的连通也被切 断。即，本实施方式的燃料喷射阀12是所谓的VC0(Valve Covered Orifice :无压力室喷油 嘴）型的燃料喷射阀。
[0043] [微小喷射量的学习控制]
[0044] 在废气排放限制被强化的过程中，对于先导喷射等微小量的燃料喷射的要求精度 提高。于是，在本实施方式的内燃机10中，为修正因燃料喷射阀的个体差异或老化而导致 的微小喷射量的变化，在运转过程中进行微小喷射量的学习控制。
[0045] 具体来说，在本学习控制过程中，当在减速时的燃料切断的执行过程中发动机转 速降低到规定值时，按每个气缸依次执行规定的微小喷射量的燃料喷射。该燃料喷射在能 够燃烧的正时（例如，压缩上止点附近）被执行。该微小喷射量是比怠速运转所需的燃料 量少的量。在本学习控制中，测量伴随这样的喷射量的燃料喷射而产生的发动机转速的变 动ANe，并算出与产生该转速变动ANe的转矩相当的推定喷射量Qv。接着，将为消除该推 定喷射量Qv与对燃料喷射阀12指示的喷射量之差而需要的燃料喷射量的修正量AQv作 为学习值算出，并存储在ECU40中。而且，在执行先导喷射等微小喷射时，以基于上述修正 量（学习值）AQv进行了修正后的喷射量进行燃料喷射。像这样，执行微小喷射量的学习 控制。
[0046] [实施方式1中的课题]
[0047] 如上所述，在VC0型的燃料喷射阀12中，在针阀12b的提升结束时，针阀12b落座 于阀座部12al，由此，来自内部燃料通路12c的燃料供给被切断，并且，针阀12b的前端部与 壁面12f接触，由此，油兜12d和喷孔12e的连通也被切断。因此，预想闭阀中的油兜12d 的内部基本上成为被液体填满的状态（以下称为"液密状态"）。
[0048] 但是，在燃料喷射阀12是崭新状态时，在针阀12b和喷嘴主体12a的接触中，未被 机械地磨合（跑合）。另外，针阀12b通常在喷嘴主体12a的内部未被限制旋转方向的位 移，因此，每次进行提升动作时，针阀12b相对于喷嘴主体12a的旋转位置可能产生变化。根 据这样的背景，在崭新状态下，在针阀12b落座于阀座部12al时，根据上述旋转位置，有时 在针阀12b的前端部和壁面12f之间产生间隙而导致油兜12d和喷孔12e的连通不再被切 断。
[0049] 另外，从燃料喷射阀12强势喷射几十至几百MPa这样的高压燃料。因此，在产生 上述间隙的情况下，即便在针阀12b落座于阀座部12al之后，油兜12d内的燃料的一部分 仍想要借助惯性经由上述间隙向外部流出。其结果是，代替实际上从油兜12d流出的燃料， 气体侵入油兜12d，有可能在油兜12d内产生气泡。
[0050] 在如上所述在油兜12d内产生有气泡的状况下，膨胀行程到来且缸内压力（S卩，喷 孔12e的外侧的压力）降低时，油兜12d内的气体膨胀。其结果是，在借助膨胀的气体使油 兜12d的燃料通过上述间隙被挤出时，油兜12d的内部成为被气体填满的状态（以下称为 "气密状态"）。
[0051] 图3是表示在油兜12d的内部为液密状态的情况和油兜12d的内部为气密状态的 情况之间，对从喷孔12e喷射的燃料喷射量进行比较的图。另外，图4是表示在油兜12d的 内部为液密状态的情况和油兜12d的内部为气密状态的情况之间，对针阀12b的提升量进 行比较的图。此外，图3及图4是进行了微小喷射时的数据。
[0052] 在处于气密状态时进行了微小喷射的情况下，与在处于液密状态时进行了同样的 喷射的情况相比，如图3所示，实际从喷孔12e喷射的燃料量减少。其理由之一是，在处于 气密状态时，为向油兜12d内进行补充而消耗燃料。另外，作为进一步的理由，可列举如下 理由：在处于气密状态时，因由油兜12d内的燃料而产生的针阀12b的上推力的降低，如图 4所示，与处于液密状态时相比，针阀12b的提升量降低。此外，在此，列举了燃料喷射量的 变化，但因燃料喷射开始时的油兜12d的内部状态是液密状态还是气密状态的差异，燃料 喷射量以外的喷射量特性、喷雾也大幅变化。
[0053] 另外，如上所述，在燃料喷射阀12为崭新状态时，每当进行提升动作时，针阀12b 相对于喷嘴主体12a的旋转位置可能产生变化。因此，在崭新状态下，根据在上述旋转位置 而可能产生上述间隙。其结果是，产生燃料喷射开始时的油兜12d的内部状态在液密状态 和气密状态之间进行变化的现象。更具体地说，液密状态和气密状态不规则地出现，其结果 是，学习值的偏差的分布具有在液密状态和气密状态下二极化了的偏差。
[0054] 因此，在产生这样的现象的状况下进行了微小喷射量的学习控制的情况下，根据 油兜12d的内部状态是液密状态还是气密状态，实际上从喷孔12e喷射的燃料喷射量产生 变动。其结果是，微小喷射量的学习值可能产生偏差（误学习）。
[0055] 然而，在本实施方式的内燃机10中，有时以与运转条件相应的方式执行多次喷 射。在此所说的多次喷射是指包括用于产生转矩的主喷射、和在该主喷射的前后适当地被 执行的规定的微小喷射在内的燃料喷射。更具体地说，在本实施方式中，作为多次喷射所包 含的微小喷射，执行一次或两次先导喷射和在后喷射（after injection)，进而，除此以外 根据需要执行后喷射（post injection)。此外，先导喷射是为了提高主喷射的燃料的点火 性，而在压缩行程中，在主喷射之前执行的微小量的喷射。在后喷射是在主喷射之后靠近该 主喷射而执行的微小量的喷射，以促进由主喷射产生的烟尘的再燃烧等为目的而被执行。 后喷射是以催化剂（氧化催化剂20等）的预热为目的，其自身不用于燃烧，为向排气通路 16投入未燃燃料而在膨胀行程的后期或排气行程中被执行。
[0056] 多次喷射所包含的各微小喷射开始时的油兜12d的内部状态如下。即，如上所述， 在根据针阀12b相对于喷嘴主体12a的旋转位置而可能产生上述间隙的状况下，经过缸内 压力的降低率高的膨胀行程中的期间（主要是前期），由此，不清楚油兜12d的内部状态是 液密状态还是气密状态。若是在经过上述期间之后紧接着执行后喷射的情况，则通过该后 喷射，油兜12d的内部状态成为液密状态。其结果是，该后喷射的下一次循环中的先导喷 射、主喷射及在后喷射开始时的油兜12d的内部状态都成为液密状态。
[0057] 另一方面，在不执行后喷射的情况下，在多次喷射的第一次微小喷射（在喷射的 燃料未被排出到排气通路16的正时进行的第一次微小喷射）开始时，油兜12d的内部状态 成为不清楚是液密状态还是气密状态的状态。此外，即使在没有执行后喷射的情况下，在多 次喷射的第二次以后的燃料喷射开始时，假设油兜12d的内部状态也是液密状态。
[0058] 即使在没有执行上述后喷射时的多次喷射的第一次微小喷射的情况下，若在被反 映到该燃料喷射中的微小喷射量的学习控制的执行时和该燃料喷射的实际开始时油兜12d 的内部状态一致，也不会出问题。但是，在气密状态下，与液密状态下相比，以增加微小喷射 量的方式进行学习。因此，在气密状态下进行学习之后，在液密状态下执行微小喷射时，结 果将比本来的适当的燃料喷射量多的燃料喷射量指示给燃料喷射阀12。因此，若是高负载 运转时，则导致烟排出量增加。相反，在液密状态下进行学习之后，在气密状态下执行微小 喷射时，结果将比本来的适当的燃料喷射量少的燃料喷射量指示给燃料喷射阀12。因此，若 是低负载运转时，则恐怕会产生失火。
[0059] [实施方式1中的特征性的控制]
[0060] 于是，在本实施方式中，在通过微小喷射量的学习控制而得到的学习值的偏差被 确认的情况下，当在上次循环中不进行后喷射且在本次循环中最初进行微小喷射时，进行 以下的控制。即，若是发动机负载比规定的低负载侧阈值低的低负载运转时，则增加该最初 的微小喷射的燃料喷射量，另一方面，若是发动机负载为与比所述低负载侧阈值大的规定 的高负载侧阈值相比更高的高负载运转时，则减少该最初的微小喷射的燃料喷射量。
[0061] 图5是用于说明多次喷射执行时的特征性的微小喷射量的修正的具体例的图。
[0062] 作为多次喷射的具体例，图5中列举了 3个例子。"例1"是进行一次先导喷射和 主喷射的情况，"例2"是进行两次先导喷射、主喷射和在后喷射的情况，"例3"是在例2的 基础上进行后喷射的情况。
[0063] 由于"例3"是在上次循环中执行后喷射的情况，所以如图9所示，在该情况下，不 实施本实施方式中的微小喷射量的修正。另一方面，"例1"及"例2"是在上次循环中不执 行后喷射的情况，所以成为本实施方式的微小喷射量的修正对象。具体来说，在"例1"中， 仅进行一次的先导喷射成为上述修正对象，在"例2"中，进行两次先导喷射中的第一次先导 喷射成为上述修正对象。
[0064] 图6是表示为实现多次喷射执行时的本实施方式1的微小喷射量的修正，ECU40所 执行的程序的流程图。此外，本程序按照规定的控制周期反复被执行。
[0065] 在图6所示的程序中，首先，判定通过微小喷射量的学习控制而得到的学习值是 否产生偏差（步骤100)。具体来说，参照过去的规定次数的学习结果，判断根据已经说明的 方法算出的学习值（微小喷射量的修正量）AQV是否产生偏差（例如，偏差幅度是否为规 定值以上）。
[0066] 当在上述步骤100中判定为学习值产生偏差时，取得微小喷射的要求喷射量（向 燃料喷射阀12发出的指令值）QVrai(步骤102)。要求喷射量QV_自身根据内燃机10的运 转条件预先设定，在此，取得与当前的运转条件相应的值。然后，使用共轨压力传感器34检 测喷射压力（共轨14内的燃料压力）Per (步骤104)。
[0067] 接下来，算出用于在下述特定的条件下（步骤110或114的判定成立时）使用的 微小喷射量的修正量（学习值）Λ QV'（步骤106)。图7是表示为算出微小喷射量的修正 量Λ QV'而设定E⑶40所具有的映射的图。
[0068] 如上所述，作为气密状态下的微小喷射量相比液密状态减少的主要原因，列举为 向油兜12d内进行补充而消耗燃料、和因上推力的降低而导致针阀12b的提升量降低。于 是，如图7所示，修正量AQv'作为由油兜12d的容积相当量（恒定值）和与针阀12b的提 升量变化相应的量构成的值（变动值）而被设定。在喷射压力Per变高时，由针阀12b的 提升量的降低引起的燃料喷射量的降低量变大。因此，图7所示的设定为：喷射压力Per越 高，修正量Λ QV'越大。另外，上述设定为：要求喷射量QVrai越多，修正量Λ QV'越大。在 本步骤104中，参照上述映射，基于上述步骤102及104中取得的要求喷射量QVrai和喷射 压力Per，算出与当前的运转状态相应的修正量AQv'。
[0069] 然后，判定燃料喷射条件（步骤108)。具体来说，判定在上次循环中没有执行后喷 射的状况下进行多次喷射中的第一次微小喷射的时期是否到来。其结果是，在本判定成立 的情况下，判定是否是当前的发动机负载比规定的低负载侧阈值低的低负载运转时（步骤 110)。
[0070] 当在上述步骤110中判定为是低负载运转时的情况下，作为本次的微小喷射（多 次喷射中的第一次微小喷射）的指令值，算出修正后的要求喷射量Qv lmt(步骤112)。该修 正后的要求喷射量Qv1(W是将在上述步骤106中算出的修正量Λ QV'与在上述步骤102中 取得的要求喷射量伽^相加后得到的值（QUAQv'）。
[0071] 另一方面，当在上述步骤110中判定为不是低负载运转时的情况下，判定是否是 当前的发动机负载比规定的高负载侧阈值（>上述低负载侧阈值）高的高负载运转时（步 骤114)。其结果是，在本判定成立的情况下，作为本次的微小喷射（多次喷射中的第一次 微小喷射）的指令值，算出修正后的要求喷射量Qv high(步骤116)。该修正后的要求喷射 量Qvhigh是在上述步骤102中取得的要求喷射量办^减去在上述步骤106中算出的修正量 AQv'后得到的值（QVrai-AQv'）。此外，在上述步骤114的判定不成立的情况下、即在中负 载运转时，不执行要求喷射量Q Vrai的修正。
[0072] 根据以上说明的图6所示的程序，在通过微小喷射量的学习控制而得到的学习值 的偏差被确认的情况下，当在上次循环中不进行后喷射且进行本次循环中的第一次微小喷 射时，若是低负载运转时，则该第一次微小喷射的燃料喷射量增加，若是高负载运转时，则 该第一次微小喷射的燃料喷射量减少。
[0073] 也就是说，根据上述程序，判定学习值是否产生偏差，由此，能够判断油兜12d的 内部状态是否处于在液密状态和气密状态之间不规则地变化的状况下。在此基础上，根据 由上述程序进行的微小喷射量的修正，在假设油兜12d的内部状态如上所述不规则地变化 给微小喷射量带来的影响在各运转条件（低负载或高负载运转条件）下向内燃机10的性 能方面最差的方向作用时，能够采取对策。具体来说，若是低负载运转条件，则增加多次喷 射的第一次微小喷射（先导喷射）的燃料喷射量，由此能够通过最低限度的修正来抑制最 差的事态（产生失火）。另外，若是高负载运转条件，则减少多次喷射的第一次微小喷射 (先导喷射）的燃料喷射量，由此能够通过最低限度的修正来抑制最差的事态（烟排出量增 加）。
[0074] 此外，在上述实施方式1中，E⑶40执行上述微小喷射量的学习控制，由此实现本 发明中的"学习执行构件"，ECU40如上述图5所例示地以与内燃机10的运转条件相应的方 式执行规定的多次喷射，由此实现本发明中的"多次喷射执行构件"，ECU40通过执行上述图 6所示的程序的一系列处理，实现本发明中的"燃料喷射量修正构件"。
[0075] 实施方式2
[0076] 以下，参照图8及图9说明本发明的实施方式2。
[0077] 本实施方式的系统能够通过使用图1所示的硬件结构并由ECU40执行图6所示的 程序和后述的图9所示的程序来实现。
[0078] 如上所述，在VC0型的燃料喷射阀12中，在针阀12b和喷嘴主体12a的接触中没 有进行机械性的磨合的崭新状态下，根据向阀座部12al落座时的针阀12b的旋转位置，油 兜12d的内部状态可能在液密状态和气密状态之间产生变化。但是，膨胀行程中的缸内压 力降低时的来自油兜12d内的燃料的流出程度可能随时间变化。例如，在采用VC0型的情 况下，针阀12b反复进行提升动作，由此，针阀12b和喷嘴主体12a的磨合逐步进行。其结 果是，在闭阀时，油兜12d和喷孔12e的连通稳定地被切断。于是，微小喷射量的学习时的 油兜12d的内部状态稳定在液密状态。
[0079] 图8是表示使用了 VC0型的燃料喷射阀12的微小喷射量的学习时的、推定喷射量 Qv的偏差随时间变化而变化的图。
[0080] 来自油兜12d的燃料的流出程度因上述理由而随时间变化（例如，随时间逐步进 行上述磨合）进行变化。
[0081] 具体来说，在学习次数少的学习初期阶段（图8中的"X"），油兜12d的内部状态 不稳定，因此，来自油兜12d的燃料的流出程度的偏差大。因此，如图8(A)及（B)所示，微 小喷射量的学习时的推定喷射量Qv的偏差变大（二极化），其结果是，为得到要求喷射量 Qvreq的修正量（学习值）Λ Qv也产生偏差。
[0082] 另一方面，经过了大量的学习次数后，通过形状的磨合，油兜12d的内部成为稳定 的状态（图8中的"Y")，如图8㈧所示，消除了偏差的二极化。其结果是，如图8(C)所示， 推定喷射量Qv(学习值AQv也一样）的偏差的产生频率f随时间降低，如图8(D)所示，关 于该偏差的幅度，也随时间减少。
[0083] 于是，在本实施方式中，基于过去的规定次数的推定喷射量Qv(学习参数）的履 历，算出该推定喷射量Qv的偏差的产生频率f。而且，在该偏差的产生频率f变得比规定值 a低的情况下，判定为该偏差已收敛，禁止上述实施方式1中的微小喷射量的修正。
[0084] 图9是表示为实现本发明的实施方式2中的控制、ECU40所执行的程序的流程图。 此外，本程序的处理在实施微小喷射量的学习控制之前每次进行一次、或者每当实施该学 习控制规定的多次时进行一次。
[0085] 在图9所示的程序中，首先，执行微小喷射量的学习控制（步骤200)。其结果是， 算出基于转速变动的推定喷射量Q Vi，该转速变动ANe伴随本次的学习用喷射而产 生。然后，算出过去的规定次数（例如，10次）的推定喷射量Q Vi的偏差的产生频率f (步 骤 202)。
[0086] 然后，判定在上述步骤202中算出的偏差的产生频率f是否比规定值a低（步骤 204)。本步骤204中的规定值a是作为用于判断油兜12d的内部状态随时间变化是否成为 在液密状态下稳定的状态的产生频率f的阈值而预先设定的值。
[0087] 当在上述步骤204中判定为偏差的产生频率f比上述规定值a低的情况下，禁止 由实施方式1的图6所示的程序进行的微小喷射量的修正（步骤206)。
[0088] 根据以上说明的图9所示的程序，在推定喷射量Qv的偏差（换言之，学习值的偏 差）随时间变化而收敛了的情况下，禁止上述实施方式1的微小喷射量的修正。在该偏差 已收敛的情况下，能够判断为学习时的油兜12d的内部状态稳定在液密状态。因此，根据上 述程序，通过把握该偏差是否已收敛，能够避免因实施方式1的处理而成为过度修正的不 良状况。
[0089] 然而，在上述实施方式2中，基于微小喷射量学习时的推定喷射量Qv的偏差的产 生频率f，判定该偏差是否已收敛。但是，在本发明中用于判定学习参数的偏差是否已收敛 的方法不限于上述方法。即，作为上述学习参数，也可以代替推定喷射量Qv而使用上述学 习值（修正量）AQv。另外，例如，也可以代替上述偏差的产生频率f，或者与其一起利用该 偏差的幅度，来判定上述偏差是否已收敛。
[0090] 此外，在上述实施方式2中，E⑶40执行上述图9所示的程序的一系列处理，由此， 实现本发明中的"喷射量修正禁止构件"。
[0091] 另外，在上述实施方式1及2中，作为压缩点火式内燃机的一例，以作为柴油发动 机的内燃机10为例进行了说明。但是，作为本发明的对象的内燃机不限于压缩点火式内燃 机。即，只要具有本发明中的燃料喷射阀，并且除了执行用于产生转矩的主喷射以外，还在 一个循环中执行一次或多次微小喷射的内燃机即可，也可以是汽油发动机等火花点火式内 燃机。
[0092] 另外，在上述实施方式1及2中，以VC0型的燃料喷射阀12(参照图2)为例，说明 了本实施方式的控制。在这样的VC0型的燃料喷射阀12中，如上所述，尤其在崭新状态下， 根据向阀座部12al落座时的针阀12b的旋转位置，在针阀12b的前端部和壁面12f之间可 能产生间隙。其结果是，产生燃料喷射开始时的油兜12d的内部状态在液密状态和气密状 态之间变化这样的现象。但是，作为本发明的对象的燃料喷射阀的结构不限于上述VC0型 的燃料喷射阀。
[0093] 即，作为本发明的对象的燃料喷射阀只要包括在与针阀的阀座抵接部抵接的阀座 部的下游侧具有燃料储存部和至少一个喷孔的喷嘴主体即可。例如，也可以使用具有如下 结构的燃料喷射阀（所谓的MS (Mini Sac)喷嘴型的燃料喷射阀）：不像VC0型那样使针阀 的前端部延伸直至能够切断喷孔和燃料储存部（油兜）的连通，并且喷孔与小容积的油兜 (燃料储存部）连接。即使是具有这样的结构的燃料喷射阀，因在喷射后进入油兜内的气 泡的量产生偏差，因此，在膨胀行程的前期根据该气泡的膨胀而从油兜内被挤出的燃料量 也产生变化。这成为执行微小喷射量等燃料喷射量的学习控制时的学习值的偏差的主要原 因。而且，这样的学习值的偏差可能随时间变化。因此，在配备有具有这样的结构的燃料喷 射阀的内燃机中，应用上述实施方式1及2的控制也是有效的。
[0094] 附图标记说明
[0095] 10内燃机
[0096] 12燃料喷射阀
[0097] 12a燃料喷射阀的喷嘴主体
[0098] 12al喷嘴主体的阀座部
[0099] 12b燃料喷射阀的针阀
[0100] 12bl针阀的阀座抵接部
[0101] 12c内部燃料通路
[0102] 12d 油兜
[0103] 12e 喷孔
[0104] 12f喷嘴主体的壁面
[0105] 14 共轨
[0106] 16排气通路
[0107] 18涡轮增压器
[0108] 20氧化催化剂
[0109] 22 DPF
[0110] 24进气通路
[0111] 26 空气滤清器
[0112] 28 中间冷却器
[0113] 30进气节流阀
[0114] 32空气流量计
[0115] 34共轨压力传感器
[0116] 36进气压力传感器
[0117] 40 ECU (Electronic Control Unit)
[0118] 42曲柄转角传感器
[0119] 44缸内压力传感器
[0120] 46油门开度传感器
【权利要求】
1. 一种内燃机的控制装置，具有能够向缸内直接喷射燃料的燃料喷射阀，该燃料喷射 阀包括： 针阀，所述针阀在前端部具有阀座抵接部；以及 喷嘴主体，所述喷嘴主体具有供所述阀座抵接部抵接的阀座部、形成在比所述阀座部 更靠下游侧的燃料储存部、以及形成在比所述阀座部更靠下游侧的至少一个喷孔， 所述内燃机的控制装置的特征在于，具有： 学习执行构件，所述学习执行构件执行对燃料喷射量进行学习的燃料喷射量的学习控 制； 多次喷射执行构件，所述多次喷射执行构件使用所述燃料喷射阀，除了执行用于产生 内燃机的转矩的主喷射以外，还在一个循环中执行一次或多次微小喷射；以及 燃料喷射量修正构件，在由所述学习控制得到的燃料喷射量的学习值的偏差被确认 的情况下，当在所述内燃机的上次循环中不进行后喷射且在本次循环中最初进行微小喷射 时，若是低负载运转时，则所述燃料喷射量修正构件增加该最初的微小喷射的燃料喷射量， 另一方面，若是高负载运转时，则所述燃料喷射量修正构件减少该最初的微小喷射的燃料 喷射量。
2. 如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述燃料喷射阀构成为，在所 述针阀落座于所述阀座部的状态下，该针阀的前端部的一部分切断所述喷孔和所述燃料储 存部的连通。
3. 如权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述学习执行构件包括喷 射量修正禁止构件，在由所述学习控制得到的学习参数的偏差已收敛的情况下，所述喷射 量修正禁止构件禁止所述燃料喷射量修正构件对燃料喷射量的修正。
【文档编号】F02D45/00GK104066961SQ201280067946
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年1月26日 优先权日:2012年1月26日
【发明者】池本雅里 申请人:丰田自动车株式会社