噴射特性的學習方法和燃料噴射控制器的製作方法
2023-04-26 05:01:11 1
專利名稱：噴射特性的學習方法和燃料噴射控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及噴射特性的學習方法並且涉及燃料噴射控制器。
背景技術：
已知的柴油機會在主噴射之前執行噴射燃料量小於主噴射的燃料量的引燃噴射以阻止與燃燒伴發的噪音或改進廢氣特性。即使對噴射器的噴射期命令值、噴射量命令值(命令噴射量)等進行均衡以執行燃料噴射控制，也會因為噴射器的個體差異而在實際噴射的燃料量中存在變化。具體地說，與主噴射的噴射量相比，引燃噴射的噴射量會變得極小。因此，如果在引燃噴射的期望噴射量和實際噴射量之間出現差異，就很難實現上述目的。
因此，例如如JP-A-2003-254139中所述的推薦的控制器就執行反饋控制，通過執行N次的等分的燃料噴射來使發動機的實際轉速與目標轉速相符。控制器學習值用於補償在此時命令噴射量和期望噴射量之差的學習。另外，控制器執行反饋控制，這樣就可以補償氣缸之間的旋轉波動。控制器可以通過執行等分的N次噴射而在執行微量燃料噴射例如引燃噴射時掌握噴射特性。因此，可以獲得適當的學習值。
獲得學習值所需時間應該儘可能地短。然而，在首次執行用於獲得學習值的處理時，例如，在燃料噴射控制的產品裝運時，用於反饋控制達到靜止狀態所需的時間會趨於延長。如果在用於首次處理獲得學習值的足夠時間已經過去的情況下執行學習，學習值的獲得就會花很長時間。本發明的發明者發現，如果該時間縮短，就很難精確計算用於補償氣缸之間旋轉波動的波動校正值。
高精度學習氣缸之間噴射特性中的變化而又避免學習所需時間的不必要延長的困難並不限於引燃噴射的學習，而是非常常見於用於補償氣缸之間噴射特性中的變化的燃料噴射控制器中。
發明內容
本發明的一個目的是能夠高精度學習多個氣缸之間噴射特性中的變化而又避免學習所需時間周期的不必要的延長。
依照本發明的一個方面，學習步驟包括確定波動校正值是否已經收斂的收斂確定步驟、通過在收斂確定步驟確定波動校正值已經收斂到特定操作範圍中時執行學習而完成特定操作範圍中的學習的完成步驟和結轉步驟，其中在結轉步驟中，如果學習的完成提前於規定時間，該結轉步驟就將在規定時間之前完成學習的超前時間加到還沒有執行學習的操作範圍的閾值上，其中規定時間由閾值決定。
依照本發明的另一個方面，學習裝置包括確定波動校正值是否已經收斂的收斂確定裝置、通過在收斂確定裝置確定波動校正值已經收斂到特定操作範圍中時執行學習而完成特定操作範圍中的學習的完成裝置和結轉裝置，其中在結轉裝置中，如果學習的完成提前於規定時間，該結轉裝置就將在規定時間之前完成學習的超前時間加到還沒有執行學習的操作範圍的閾值上，其中規定時間由閾值決定。
波動校正值的收斂所需的時間周期在噴射器之間具有變化。如果閾值是基於假定作為收斂所需時間的很長時間限定的，完成學習所需時間就可能會不必要地延長。上述方法或結構設置在完成學習之前的周期的閾值並且依照該閥值決定完成學習的規定時間。在規定時間之前完成學習的超前時間添加到其中還沒有執行學習的範圍的閥值上。因此，通過在學習較早地完成時轉移到下一個操作範圍，就可以避免完成學習的不必要的延遲。此外，通過將超前時間添加到其中並還沒有執行學習的範圍的閥值中，可以保證該範圍中足夠的學習時間。因此，就可以高精度地執行學習而又避免學習時間的不必要的延長。
通過對均形成本申請一部分的下列詳細說明、所附權利要求書和附圖進行研究，可以很容易理解實施例的特徵和優點以及相關部件的操作方法和功能。附圖中 圖1是顯示依照本發明的第一實施例的發動機系統的示意圖； 圖2是顯示依照第一實施例界定噴射期和噴射量之間關係的映射圖； 圖3是顯示學習所需時間周期中的變化的圖形； 圖4是顯示在學習處理中各個參數的收斂方式的時間圖； 圖5是顯示噴射器中微量噴射範圍中的噴射量和噴射期之間關係中變化的圖形； 圖6是顯示依照第一實施例的學習步驟的流程圖； 圖7是顯示依照第一實施例的學習值的計算的允許確定的步驟的流程圖； 圖8是顯示依照第一實施例的FCCB校正值的收斂確定的步驟的流程圖； 圖9是顯示依照第一實施例的FCCB校正值的傾度的計算模式的時間圖； 圖10是顯示在依照本發明的第二實施例的生產線上的學習處理的模式的圖形； 圖11是顯示依照第二實施例的學習步驟的流程圖； 圖12是顯示依照第二實施例的學習值的計算的允許確定的步驟的流程圖； 圖13是顯示依照第二實施例的結轉(carry-over)處理的細節的流程圖； 圖14是顯示依照第二實施例的學習處理的模式的時間圖； 圖15是顯示第二實施例的變體的學習處理的模式的時間圖； 圖16是顯示第一或第二實施例的變體的FCCB校正值的傾度的計算模式的時間圖； 圖17A是顯示第一或第二實施例的另一個變體的FCCB校正值的傾度的計算模式的時間圖；並且 圖17B是顯示第一或第二實施例的另外一個變體的FCCB校正值的傾度的計算模式的時間圖。
具體實施例方式 參見圖1，圖中顯示了依照本發明的第一實施例的發動機系統。依照本實施例的燃料噴射控制器應用到柴油機的燃料噴射控制器上。如圖1所示，燃料泵6從燃料箱2穿過燃料過濾器4吸取燃料。燃料泵6從曲軸8接受力並且排出燃料，其中曲軸8是柴油機的輸出軸。燃料泵6具有計量閥10。燃料泵6排出的燃料量是由計量閥10的操作確定的。燃料泵6具有多個柱塞。每個柱塞均在上止點和下止點之間往復運動以執行燃料的抽吸和排出。
從燃料泵6排出的燃料泵送至共軌12。共軌12在高壓狀態下存儲從燃料泵6泵送的燃料。存儲的高壓燃料通過高壓燃料通道14供給氣缸(在本實施例中顯示了四個氣缸)的噴射器16。噴射器16通過低壓燃料通道18與燃料箱2相連。
發動機系統具有檢測柴油機的操作狀態的不同傳感器，例如用於檢測共軌12中的燃料壓力的燃料壓力傳感器20和用於檢測曲軸8的旋轉角的曲柄角度傳感器22。發動機系統具有用於檢測依照使用者的加速要求而操作的加速器的操作量ACCP的加速器傳感器24。發動機系統具有用於檢測具有發動機系統的車輛的行駛速度Vs的車輛速度傳感器26。
電控元件30(ECU)具有微型計算機作為主要部件。ECU30具有不間斷數據保持存儲器32。不間斷數據保持存儲器32是保持數據而不管啟動開關(點火開關)狀態的存儲設備。例如，不間斷數據保持存儲器32是非易失存儲器，例如EEPROM，它保持數據而不管是否有電，或者是備用存儲器，它保持通電狀態而不管啟動開關的狀態。ECU30接受上述各個傳感器的檢測結果並且基於檢測結果控制柴油機的輸出。
ECU30執行燃料噴射控制從而適當地執行柴油機的輸出控制。依照本實施例的燃料噴射控制是多階段的噴射控制，可從引燃噴射、預噴射、主噴射、後噴射和補充噴射(post-injection)中選取，並且在燃燒循環中執行所選噴射。引燃噴射會噴射微量的燃料以就在點火之前提高燃料和空氣的混合。預噴射會縮短在主噴射之後點火正時的延遲以阻止氧化氮(NOx)的生成並且降低燃燒噪聲和振動。主噴射會在多級噴射中噴射大量燃料以助於柴油機輸出轉矩的生成。後噴射會導致顆粒物質(PM)的再燃。補充噴射控制廢氣的溫度以使柴油機的後處理設備例如狄塞爾微粒過濾器(DPF)的再生。
在燃料噴射控制中，ECU30執行使共軌12中的燃料壓力依照柴油機的操作狀態而設置的目標值(目標燃料壓力)相符的反饋控制。為了執行噴射器16的噴射量的命令值(命令噴射量)的燃料噴射，ECU30基於由燃料壓力傳感器20檢測的燃料壓力和命令噴射量來計算噴射器16的噴射期的命令值(命令噴射期)。ECU30使用圖2中顯示的界定了噴射量Q、燃料壓力P和噴射期TQ之間關係的映射圖來設置命令噴射期。在圖2的映射圖中，當燃料壓力P相同時，噴射期TQ設置為隨著噴射量Q的增大而更長。當噴射量Q相同時，噴射期TQ設置成隨著燃料壓力P的增大而更短。
實際的噴射器16由於個體差異、長期時效變化等而在噴射特性中有變化。因此，即使燃料壓力和噴射期是固定的，從每個噴射器16噴射的實際噴射量也不是必然地與期望的噴射量相符。實際噴射量和期望噴射量之差造成問題，具體而言，在微量噴射的燃料噴射控制中，例如在柴油機的燃料噴射控制中使用的多級噴射中的引燃噴射中。
為此，就期望能夠學習微量噴射例如引燃噴射的噴射特性與期望特性的偏差。通常，如果噴射器16的噴射特性具有如圖2所示的噴射期和噴射量之間的非線性關係，就很難基於檢測主噴射的噴射特性來估算微量噴射的噴射特性的偏差。在執行多級噴射時，具體地說會在柴油機的旋轉狀態中極大地出現主噴射的效果。為此，很難基於旋轉狀態學習微量噴射的噴射特性的偏差。
因此，為了學習與引燃噴射相關的偏差，依照本實施例系統將所需的噴射量分成相等的數量並且執行燃料噴射控制。每個分開的噴射量均設置為微量燃料量，該微量燃料量對應於引燃噴射量以能夠將針對微量燃料量的噴射器16的噴射特性檢測為曲軸8的旋轉狀態。系統獲得命令噴射量的ISC校正值以使曲軸8轉速的平均值在柴油機的怠速過程中與目標轉速相符。系統獲得命令噴射期的FCCB校正值來補償伴隨著燃料噴射在氣缸之間的曲軸8的旋轉增大量中的變化。系統基於校正值學習每個氣缸的噴射器16的噴射特性的偏差。為了高精度地學習偏差，希望使用ISC校正值和FCCB校正值作為偏差，且這些偏差已經收斂為用於補償噴射器16的噴射特性中的變化的值。
接下來，將說明在基於ISC校正值和FCCB校正值的收斂執行學習的情形中出現的問題。圖3顯示了依照使用具有噴射器16的多個柴油機的共軌12中的燃料壓力NPC(NPC1＜NPC2＜NPC3＜NPC4＜NPC5)的ISC校正值或FCCB校正值的採樣收斂時間(秒)的結果。收斂所需時間會在各個發動機之間改變，如圖3中所示。為此，在執行上述反饋控制預定周期之後在將ISC校正值或FCCB校正值學習為噴射特性的偏差時，預定周期必須設置得長於假定收斂所需時間的最長時間。在這種情形下，可以出現並不執行學習而是等待但是ISC校正值或FCCB校正值實際上已經收斂的這種情形。
如圖4所示，收斂時間在FCCB校正值中的變化是顯著的。在圖4中，實線顯示了具有來自多個柴油機的具有最短收斂時間的柴油機的轉速NE、共軌12中的燃料壓力P、ISC校正值(ISC)和FCCB校正值(FCCB)。交替的點劃線顯示了具有來自多個柴油機中的具有最長收斂時間的柴油機的轉速NE、共軌12中的燃料壓力P、ISC校正值(ISC)和FCCB校正值(FCCB)。在轉速NE、燃料壓力P和ISC校正值中收斂時間中的變化是可忽略的。然而，在FCCB校正值的收斂時間中導致了大的差異。
在FCCB校正值的收斂時間中出現顯著變化的原因之一是噴射量Q相對於噴射期TQ的改變的改變在噴射器16之間不同，如圖5所示。圖5顯示了十四個噴射器16在微量噴射範圍中的噴射特性。因為噴射量相對於噴射期改變的改變在各個個體之間不同，所以當FCCB校正值改變時，氣缸之間噴射量的改變就會不同。因此，就相當難以阻止氣缸之間的旋轉波動。
考慮到可以利用使用FCCB校正值的反饋控制的增益的增大來迅速地阻止氣缸之間的旋轉波動。然而，使用FCCB校正值的反饋控制的增益的增大存在約束。即，如果使用FCCB校正值的反饋控制的增益增大，反饋控制就趨於幹擾使用ISC校正值的反饋控制，從而導致振蕩。因為在執行怠速速度控制時必須將曲軸8的轉速保持在目標轉速上，所以必須優選地執行使用ISC校正值的反饋控制。為此，就需要增大使用ISC校正值的反饋控制的增益。與使用ISC校正值的反饋控制的增益相比，使用FCCB校正值的反饋控制的增益必須減小。
因此，具體地說，FCCB校正值的收斂時間中的變化會在學習噴射特性的偏差過程中擴大，並且收斂時間決定學習所需的時間。
因此，在本實施例中，就可以確定FCCB校正值是否已經收斂。在確定FCCB校正值具有收斂時的FCCB校正值和ISC校正值就學習為噴射特性的偏差的學習值，並且完成了學習。
圖6顯示了依照本實施例的學習處理的步驟。ECU30以預定周期重複地執行該處理。在一系列處理中，首先，步驟S100確定是否滿足學習條件。學習條件包括執行怠速速度控制的條件、由加速器傳感器24檢測的加速器的按壓量(ACCP的操作量)為零的條件、由車輛速度傳感器26檢測的車輛的行駛速度Vs為零的條件等等。例如，學習條件也可以包括大燈點亮的條件和空調機處於斷開狀態中的條件。
如果在步驟S100處確定學習條件已滿足，處理就進入步驟S200中。步驟S200為噴射特性的偏差的學習設置操作狀態。首先計算基本噴射量。基本噴射量是假定在怠速工作過程中將曲軸8的實際轉速控制為目標轉速所需的噴射量。基本噴射量依照噴射器16的標準噴射特性的前提設置的。如果計算了基本噴射量，基本噴射量就被分成相等的N份並且執行燃料噴射。整數N設置成通過將基本噴射量除N提供的每個噴射量等於引燃噴射量。為了在多個操作範圍的每一個中執行噴射特性偏差的學習，在不同值上設置共軌12中的目標燃料壓力。操作範圍由燃料壓力分開，因為噴射特性顯著地取決於燃料壓力。
下面的步驟S300使用ISC校正值和FCCB校正值執行反饋控制。詳細地，計算出用於執行使實際轉速的平均值與目標轉速相符的反饋控制的ISC校正值。ISC校正值與基本噴射量相加，並且執行上述反饋控制。更詳細地，通過將ISC校正值和基本噴射量之和除以N來計算每個命令噴射量，並且在壓縮上止點附近執行N次的噴射。ISC校正值是用於控制由使所有氣缸的噴射器16的燃料噴射與期望轉矩協作而生成的曲軸8的輸出轉矩的校正值。而且，為了平衡與上述各個氣缸中等分的噴射伴發的曲軸8的旋轉增大量，對於每個氣缸計算命令噴射期的FCCB校正值。通過將基本噴射量和ISC校正值之和除以N而計算得到的命令噴射量轉換為噴射期，並且使用FCCB校正值校正這樣計算的噴射期。使用以FCCB校正值校正的噴射期作為最終命令噴射期來執行燃料噴射。
下面的步驟S400確定是否允許計算噴射特性的偏差的學習值LV。如果確定允許該計算，允許標記XQPGTCAL就會開啟。下面的步驟S500確定在步驟S400處計算的允許標記XQPGTCAL是否為ON。如果確定了允許標記XQPGTCAL不為ON，處理就返回到步驟S300。如果確定了允許標記XQPGTCAL為ON，處理就進入到步驟S600。
在步驟S600處確定學習值LV。即，此時將ISC校正值的1/N量被學習作為在所有氣缸中一致的噴射特性的偏差，來自實際噴射特性與期望的噴射特性的偏差。該學習值(ISC)是在所有氣缸中一致的噴射量的校正值。FCCB校正值被學習作為氣缸之間的噴射特性的偏差。這些學習值(FCCB)是用於校正氣缸之間的噴射特性中的變化的噴射期的校正值。下面的步驟S700確定是否在所有操作範圍內完成了學習。如果確定並未在所有操作範圍內完成學習，處理就進入步驟S100以執行步驟S100至S600的處理，而通過在步驟S200處改變目標燃料壓力從該操作範圍改變到另一個操作範圍。
如果在步驟S700處確定學習已在所有操作範圍內完成，處理就進入步驟S800。步驟S800會在不間斷數據保持存儲器32中為由燃料壓力界定的每個操作範圍存儲所有的學習值LV。之後，可以在適當地補償噴射器16的噴射特性的偏差時執行引燃噴射。
如果步驟S100為「否」或者如果步驟S800的處理完成，該系列的處理就會結束。
圖7顯示了步驟S400(即學習值計算允許確定例程)的處理的過程。在該一系列過程中，步驟S410確定柴油機的操作狀態是否穩定。在本實施例中，確定由改變目標燃料壓力導致的過渡現象是否成立並且操作狀態是否穩定。例如，如果共軌12中的燃料壓力P達到靜止狀態或如果曲軸8的旋轉波動變得等於或小於預定值，就可以確定操作狀態已穩定。
如果確定操作狀態穩定，步驟S420就開始並且更新學習時間計數器TLV。學習時間計數器TLV在步驟S410處確定操作狀態穩定之後測量時間。下面的步驟S430確定FCCB校正值是否已經收斂。當確定FCCB校正值已經收斂時，收斂標記XQPGTFCCB就開啟。
下面的步驟S440確定收斂標記XQPGTFCCB是否為ON。如果確定收斂標記XQPGTFCCB不為ON，步驟S450就確定學習時間計數器TLV「等於或大於」閾值TBk。針對每個操作範圍(k表示每個範圍)定義了閾值TBk。閾值TBk設置用於終止學習而不管FCCB校正值是否已經收斂的上限時間。這種設置的一個目的是應付由於某種因素FCCB校正值很長時間不會收斂的這種情形。用於確定步驟S430的處理中的收斂的參數和閾值TBk還用作用於調節FCCB校正值的學習精度和學習頻率的調節參數。如果閾值TBk設置得較小，學習精度趨於降低，但是學習頻率會通過提前完成學習而提高。
如果在步驟S450處確定學習時間計數器TLV小於閾值TBk，處理就會返回步驟S410。如果在步驟S440處確定了FCCB校正值已經收斂，或者如果在步驟S450處確定了學習時間計數器TLV等於或大於閾值TBk，就會在步驟S460處開啟允許標記XQPGTCAL。如果在步驟S410處確定了操作狀態並不穩定，就會在步驟S470處關閉允許標記XQPGTCAL。如果步驟S460或S470的處理完成，圖7中所示的步驟S400的處理就會完成。
圖8中顯示了步驟S430的處理的步驟(FCCB收斂確定例程)。在一系列處理中，首先，步驟S431計算FCCB校正值的波動量α(i)。基於如圖9所示的n次採樣的FCCB校正值的採樣值的最大FCCBmax(i)和最小FCCBmin(i)之差d(i)計算波動量α(i)。詳細地，通過下面的表達式(1)基於採樣的n個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)計算作為FCCB校正值的波動量的傾度α(i)。在表達式(1)中，NE表示每分鐘的發動機轉速。
表達式(1) d(i)＝FCCBmax(i)-FCCBmin(i)， 因此，如果計算了作為FCCB校正值的波動量的傾度α(i)，圖8的步驟S432就確定FCCB校正值的傾度α(i)是否「等於或小於」特定的值B。如果傾度α(i)等於或小於特定的值B，就會在步驟S433處確定FCCB校正值已經收斂並且開啟收斂標記XQPGTFCCB。如果確定傾度α(i)大於特定的值B，就會在步驟S434處確定FCCB校正值並未收斂並且關閉收斂標記XQPGTFCCB。
因此，在本實施例中，就會基於FCCB校正值的n次採樣值的最大值和最小值之差量化FCCB校正值的波動量。因此，還便於FCCB校正值的微量波動的檢測。因此，就可以高精度地確定是否存在收斂。
本實施例會實現下列效果。
(1)如果預定周期(n次採樣的周期)中FCCB校正值的最大值和最小值之差等於或小於預定值(B×720×(n-1)/| d(i)|×6×NE))，就可以確定FCCB校正值已經收斂。通過在確定FCCB校正值在特定操作範圍內已經收斂時執行學習，就可以完成特定操作範圍內的學習。因此，通過在確定FCCB校正值在特定操作範圍內已經收斂時完成特定操作範圍中的學習，就可以避免學習時間的不必要的延長。另外，因為能夠以上述方式量化FCCB校正值的波動量，所以還可以很容易地檢測FCCB校正值的微量波動。因此，可以高精度地確定FCCB校正值的收斂。
接下來將參照圖10說明本發明的第二實施例。在本實施例中，在燃料噴射設備的裝運之前學習噴射特性的偏差。圖10示意性地顯示了其中執行依照本實施例的噴射特性的偏差的學習的車輛生產線。如圖10所示，當車輛VC在生產線上移動時，生產線計算機40(生產線PC)隨後命令車輛中的ECU30執行噴射特性的偏差的學習。因為噴射特性的偏差的學習時間的上限是預先決定的，所以就會希望在確定的時間內高精度地完成學習。為了對這種要求做出反應，在本實施例中執行下列過程。
圖11顯示了依照本實施例處理噴射特性的偏差的學習的步驟(生產線上的學習處理)。ECU30中的程序基於來自生產線PC40的命令例如在預定的周期內重複地執行該處理。
在一系列處理中，在步驟S100的處理如圖6中所示的處理一樣執行時，處理就進入步驟S110。步驟S110啟動總學習時間計數器TTLV。總學習時間計數器TTLV測量自作為噴射特性的偏差的FCCB校正值或ISC校正值的學習開始直至整個操作範圍中的學習完成以來的時間。如果步驟S110的處理完成，就會執行與圖6中的處理相似的步驟S200至S800的處理。在本實施例中，會執行步驟S400a的處理來代替圖6的步驟S400的處理。
圖12顯示了步驟S400a的處理(學習值計算允許確定例程)。在圖12中的一系列處理中，當在步驟S440處確定FCCB校正值已經收斂時，會在過渡到步驟S460之前執行步驟S480的處理。
圖13顯示了步驟S480處的處理(結轉處理例程)的步驟。在圖13中所示的一系列處理中，首先，步驟S481計算剩餘時間Δk作為在完成當前操作範圍中的學習的規定時間Tsch之前總學習時間計數器TTLV的超前時間。完成學習的規定時間Tsch是基於作為每個操作範圍的完成規定時間的上述閾值TBk預先限定的。下面的步驟S482確定剩餘時間Δk是否大於零。即，它確定在學習實際完成時的時間是否在規定時間Tsch之前。如果剩餘時間Δk確定為大於零，步驟S483就將剩餘時間Δk加到下一個學習範圍的閾值上。如果步驟S100是「否」或者當步驟S483的處理完成時，步驟S480的處理就會完成。
圖14顯示了執行上述處理的學習的模式。如圖14所示，在本實施例中，學習是在將操作範圍從其中共軌12中的燃料壓力較低的範圍順續地轉換到其中共軌12中的燃料壓力較高的範圍時執行的。對於每個操作範圍限定完成規定時間Tsch。即，為了在燃料壓力P1下學習，分別限定從開始過渡到燃料壓力P1開始到操作狀態穩定的周期的上限TA1和學習時間計數器TLV的閾值TB1。上限TA1和閾值TB1的總時間是在壓力P1下完成學習的規定時間Tsch。為了在燃料壓力P1的學習範圍之後在燃料壓力P2下執行學習，分別限定從開始過渡到燃料壓力P2直到操作狀態穩定的周期的上限TA2和學習時間計數器TLV的閾值TB2。因此，該範圍的學習完成的規定時間Tsch是上限TA1、TA2和閾值TB1、TB2之和。
圖14顯示了其中穩定燃料壓力P1的操作範圍中的操作狀態所需周期或用於FCCB校正值的收斂所需周期很短並因此在規定時間Tsch之前完成學習的實例。在這種情形下，會執行使用剩餘時間Δ1作為超前時間增大下面的閾值TB2的校正。因此，可以增大用於在燃料壓力P2的操作範圍中學習所允許的時間，而使學習規定時間Tsch保留原樣。
因此，依照本實施例，在規定時間之前完成學習的超前時間添加至下一個學習範圍的閾值，這樣就可以充分地保證下一個學習範圍中的學習時間。因為在本實施例中可以順續地從低燃料壓力範圍向高燃料壓力範圍執行學習，所以就便於了超前時間的利用。即，如圖3所示，FCCB校正值的收斂時間趨於隨著燃料壓力的增大而延長。因此，通過從低燃料壓力範圍順續地執行學習，學習的完成就趨於在學習的早期提前於規定時間。因此，剩餘時間就可以結轉給其中學習需要長時間的高壓操作範圍。因此，就可以充分地保證高壓操作範圍中的學習時間。
除了第一實施例的效果(1)之外，本實施例會實現下列效果。
(2)當完成學習的時間提前於由當前操作範圍的FCCB校正值的收斂所需的周期的閾值TBk(k＝1，2，3……。)決定的規定時間時，在規定時間之前完成學習的超前時間就加至下一個學習範圍的閾值TBk。因此，就可以執行高精度的學習而又避免學習時間的不必要的延長。
(3)規定時間由從操作範圍開始過渡直至柴油機操作狀態穩定的過渡周期的上限(TA1，TA2，TA3……)和完成所需的周期閾值之和限定。因此，就可以適當地限定規定時間。
(4)在操作範圍的過渡之後，在已經確定操作狀態穩定之後的周期達到閾值TBk時，就會強制結束學習而不管FCCB校正值是否已經收斂。因此，可以避免學習時間的過量延長。
(5)可以依照供給噴射器16的燃料的燃料壓力來劃分操作範圍。因此，能夠高精度地執行學習而不管噴射特性是否由於燃料壓力而改變。
(6)學習是從低燃料壓力的操作範圍順續地執行的。因此，閾值TBk可以在高燃料壓力的操作範圍中增大，而不會延長總學習時間，其中在高燃料壓力的操作範圍中，用於FCCB校正值的收斂所需的時間趨於延長。
(7)通過在一個燃燒循環中執行大約等量燃料的多次燃料噴射，可以適當地執行基於旋轉波動的學習同時將每次噴射的燃料噴射量設置為微量。
(8)ECU30具有執行圖11中所示處理的功能。因此，可以僅僅通過從生產線上的生產線PC40輸出噴射特性的偏差的學習命令來執行學習。
上述實施例例如可以如下修改。
在圖12中，學習時間計數器在操作狀態穩定之後開始計數。可替換的是，學習時間的計數可以在操作範圍的過渡之後立即開始。在這種情形下，規定時間Tsch僅僅由如圖15中所示的閾值Tk(k＝1，2，3……)決定。另外，在圖13的步驟S481處，可以通過從閾值TBk中減去學習計數器TLV來計算剩餘時間。
確定FCCB校正值的收斂的方法並不限於圖9中所示的方法。例如，如圖16所示，可以使用基於下面的表達式(2)的FCCB校正值的n個採樣值，通過最小二乘法計算傾度α(i)。
表達式(2) 因此，可以計算與n個採樣值最匹配的線的傾度α(i)。因此，可以適當地執行收斂確定。
如圖17A所示，通過兩個相鄰的採樣值之間的差，基於下面的表達式(3)，很容易就可以限定傾度α(i)。
表達式(3) d(i)＝FCCB(i)-FCCB(i-1)， 另外，如圖17B所示，基於下面的表達式(4)，可以由從值FCCB(i)到值FCCB(i+n-1)的n個採樣值的平均FCCBave(i)和從值FCCB(i-1)到值FCCB(i+n-2)的n個採樣值的平均FCCBave(i-1)之差d(i)計算傾度α(i)。
表達式(4) d(i)＝FCCBave(i)-FCCBave(i-1)， 在第二實施例中，ECU30具有甚至是在產品裝運之後執行圖11中所示處理的功能。圖11的處理由來自生產線PC40的命令啟動。或者，可以僅僅在學習的時候連接生產線專用的ECU。生產線PC40可以執行學習而同時操作柴油機的各個驅動器。
多級噴射並不限於執行引燃噴射的多級噴射。只要多級噴射執行微量噴射，甚至即使多級噴射並不執行引燃噴射，燃料噴射特性的偏差的學習在基於等分噴射的微量噴射時也是有效的。
內燃機並不限於柴油機，而是可以是汽油機。當執行學習來補償氣缸中噴射特性的變化時，即使結構並不會執行微量噴射，在波動校正值的收斂的情況下執行學習以抑制氣缸之間的旋轉波動也是有效的。
本發明不應該限於所公開的實施例，而是可以能夠以許多其它方式實現而不脫離由所附權利要求書界定的本發明的範圍。
權利要求
1.一種學習方法，包括
計算步驟，計算波動校正值，該波動校正值用於抑制當在發動機中使用噴射器執行燃料噴射時發動機的多個氣缸之間的多缸內燃機的輸出軸的旋轉波動；
在噴射器的操作中反映波動校正值的波動抑制步驟；和
學習步驟，該學習步驟依照波動校正值對發動機的每個操作範圍學習噴射器噴射特性的偏差，同時防止噴射器的噴射特性的偏差的學習時間超過閾值，其中，
學習步驟包括
確定波動校正值是否已經收斂的收斂確定步驟；
完成步驟，通過在收斂確定步驟確定波動校正值已經收斂到特定操作範圍中時執行學習來完成特定操作範圍內的學習；和
結轉步驟，如果完成學習提前於規定時間，該步驟就將在規定時間之前完成學習的超前時間添加到還沒有執行學習的操作範圍的閾值上，其中規定時間由閾值決定。
2.如權利要求1所述的學習方法，其特徵在於，還包括
過渡步驟，該過渡步驟導致發動機的操作範圍從一個操作範圍連續過渡到另一個操作範圍以執行學習，其中，
規定時間通過從由過渡步驟起動的過渡開始直至發動機的操作狀態穩定的過渡周期的上限和完成學習所需周期的閾值之和確定。
3.如權利要求2所述的學習方法，其特徵在於，還包括
穩定確定步驟，確定在由過渡步驟啟動的過渡之後發動機的操作狀態是否穩定，其中，
如果在穩定確定步驟確定操作狀態穩定之後的周期達到閾值，學習步驟就會強制終止學習而不管收斂確定步驟是否提供了收斂的確定。
4.如權利要求1所述的學習方法，其特徵在於，
操作範圍由供給到噴射器的燃料的壓力來限定。
5.如權利要求4所述的學習方法，其特徵在於，
學習步驟從其中燃料壓力較低的操作範圍順續地執行學習。
6.如權利要求1所述的學習方法，其特徵在於，
如果預定周期中的波動校正值的最大值和最小值之差變得等於或小於預定值，收斂確定步驟就會確定波動校正值已經收斂。
7.如權利要求1至6中任一項所述的學習方法，其特徵在於，
燃料噴射在燃燒循環期間執行大約等量燃料的多次燃料噴射，並且
學習步驟對應於在燃燒循環期間執行的每個燃料噴射的噴射量，學習噴射器的噴射特性關於燃料噴射的偏差。
8.一種燃料噴射控制器，包括
波動抑制裝置，該波動抑制裝置計算波動校正值並且在噴射器的操作中反映波動校正值，其中該波動校正值用於抑制當在發動機中使用噴射器執行燃料噴射時發動機的多個氣缸之間的多缸內燃機的輸出軸的旋轉波動；和
學習裝置，該學習裝置依照波動校正值對發動機的每個操作範圍學習噴射器噴射特性的偏差，同時防止噴射器的噴射特性的偏差的學習時間超過閾值，其中，
該學習裝置包括
確定波動校正值是否已經收斂的收斂確定裝置；
完成裝置，通過在收斂確定裝置確定波動校正值已經收斂到特定操作範圍中時執行學習來完成特定操作範圍內的學習；和
結轉裝置，如果完成學習提前於規定時間，該結轉裝置就將在規定時間之前完成學習的超前時間添加到還沒有執行學習的操作範圍的閾值上，其中規定時間由閾值決定。
9.如權利要求8所述的燃料噴射控制器，其特徵在於，還包括
過渡裝置，該過渡裝置導致發動機的操作範圍從一個操作範圍連續過渡到另一個操作範圍以執行學習，其中，
結轉裝置通過從由過渡裝置起動的過渡開始直至發動機的操作狀態穩定的過渡周期的上限和完成學習所需周期的閾值之和確定規定時間。
10.如權利要求9所述的燃料噴射控制器，其特徵在於，還包括
穩定確定裝置，該穩定確定裝置確定在由過渡裝置啟動的過渡之後發動機的操作狀態是否穩定，其中，
如果在穩定確定裝置確定操作狀態穩定之後的周期達到閾值，學習裝置就會使用完成裝置強制終止學習而不管收斂確定裝置是否提供了收斂的確定。
11.如權利要求8所述的燃料噴射控制器，其特徵在於，
操作範圍由供給到噴射器的燃料的壓力來限定。
12.如權利要求11所述的燃料噴射控制器，其特徵在於，
學習裝置從其中燃料壓力較低的操作範圍順續地執行學習。
13.如權利要求8所述的燃料噴射控制器，其特徵在於，
如果預定周期中的波動校正值的最大值和最小值之差變得等於或小於預定值，收斂確定裝置就會確定波動校正值已經收斂。
14.如權利要求8至13中的任一項所述的燃料噴射控制器，其特徵在於，
燃料噴射在燃燒循環期間執行大約等量燃料的多次燃料噴射，並且
學習裝置對應於在燃燒循環中執行的每個燃料噴射的噴射量，學習噴射器的噴射特性關於燃料噴射的偏差。
15.一種燃料噴射控制器，包括
波動抑制裝置，該波動抑制裝置計算波動校正值並且在噴射器的操作中反映波動校正值，其中該波動校正值用於抑制當在發動機中使用噴射器執行燃料噴射時發動機的多個氣缸之間的多缸內燃機的輸出軸的旋轉波動；和
學習裝置，該學習裝置依照波動校正值對於發動機的每個操作範圍學習噴射器噴射特性的偏差，其中，
該學習裝置包括收斂確定裝置，如果預定周期中的波動校正值的最大值和最小值之差變得等於或小於預定值，該收斂確定裝置就會確定波動校正值已經收斂，和
學習裝置通過在收斂確定裝置確定波動校正值已經收斂到特定操作範圍中時執行學習來完成特定操作範圍內的學習。
16.一種燃料噴射控制器，包括
波動抑制裝置，該波動抑制裝置計算波動校正值並且在噴射器的操作中反映波動校正值，其中該波動校正值用於抑制當在發動機中使用噴射器執行燃料噴射時發動機的多個氣缸之間的多缸內燃機的輸出軸的旋轉波動；和
學習裝置，該學習裝置依照波動校正值對於發動機的每個操作範圍學習噴射器噴射特性的偏差，其中，
該學習裝置包括收斂確定裝置，如果預定周期中通過最小二乘法計算的波動校正值的傾度變得等於或小於特定值，該收斂確定裝置就會確定波動校正值已經收斂，並且
完成裝置通過在收斂確定裝置確定波動校正值已經收斂到特定操作範圍中時執行學習來完成特定操作範圍內的學習。
全文摘要
本發明公開一種噴射特性的學習方法並且涉及燃料噴射控制器。如果在轉換到特定操作範圍之後操作狀態穩定，學習時間計數器就會啟動和更新。然後確定噴射特性中的變化的FCCB校正值的收斂。如果FCCB校正值確定為已經收斂，允許標記開啟並且將FCCB校正值決定為學習值。即使FCCB校正值並未收斂，在學習時間計數器達到閾值時也會強制決定學習值。如果FCCB校正值決定得較早，剩餘時間就添加到下一個操作範圍的閾值上。因此，就可以高精度地學習氣缸之間的噴射特性的變化而又避免了學習時間的不必要的延長。
文檔編號F02D41/38GK101109334SQ20071012735
公開日2008年1月23日 申請日期2007年7月2日 優先權日2006年7月3日
發明者池田純孝 申請人:株式會社電裝