JP2013119827A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばFFV(Flexible-Fuel Vehicle)等の車両に搭載され、アルコール燃料を使用する内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that is mounted on a vehicle such as an FFV (Flexible-Fuel Vehicle) and uses alcohol fuel.
従来技術として、例えば特許文献1(特開2006−214415号公報)に開示されているように、アルコール燃料を用いて、吸気通路噴射弁から吸気通路(吸気ポート)に燃料を噴射する吸気通路噴射と、筒内噴射弁から燃焼室内(筒内)に燃料を噴射する筒内噴射とを実行することが可能な内燃機関の制御装置が知られている。従来技術では、始動時に筒内噴射のみを実行する構成としている。この構成によれば、吸気通路噴射を行うことで吸気通路の壁面に付着した燃料が遅れて気化することにより、空燃比の過剰な変動(荒れ)が生じるのを抑制することができる。 As a conventional technique, for example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-214415), intake passage injection in which fuel is injected from an intake passage injection valve into an intake passage (intake port) using alcohol fuel. There is known a control device for an internal combustion engine capable of executing in-cylinder injection for injecting fuel from a in-cylinder injection valve into a combustion chamber (in-cylinder). In the prior art, only in-cylinder injection is executed at the time of starting. According to this configuration, the fuel adhering to the wall surface of the intake passage is vaporized with a delay by performing the intake passage injection, so that excessive fluctuation (roughness) of the air-fuel ratio can be suppressed.
上述した従来技術では、燃料中のアルコール濃度が高い場合に、燃料噴射量(燃料噴射期間)が増大して燃圧が低下し、燃焼性が悪化する虞れがある。これに対しては、特許文献2(特開2009−167838号公報)に開示されているように、始動時に吸気通路噴射と筒内噴射の両方を実行することも考えられる。しかし、筒内噴射では、始動時にクランク角が確定されて気筒判別が完了すれば、その時点から吸気上死点(TDC)直前の気筒に対して燃料噴射を順次開始することができるのに対し、吸気通路噴射では、筒内噴射のように即座に噴射を開始できないことがある。 In the prior art described above, when the alcohol concentration in the fuel is high, the fuel injection amount (fuel injection period) increases, the fuel pressure decreases, and the combustibility may deteriorate. In response to this, as disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-167838), it is conceivable to perform both intake passage injection and in-cylinder injection at the time of starting. However, in the in-cylinder injection, if the crank angle is determined at the start and the cylinder discrimination is completed, fuel injection can be sequentially started from that point to the cylinder immediately before the intake top dead center (TDC). In the intake passage injection, the injection may not be started immediately like the in-cylinder injection.
詳しく述べると、例えば始動時に燃料中のアルコール濃度が高い場合には、燃料噴射量が大きく増加するので、吸気通路噴射の噴射タイミングは、筒内噴射と比較して極端に早い時期(一例を挙げると、BTDC500°CA程度)に設定される。この場合には、始動時に気筒判別が完了しても、500°CA程度の長い期間(クランク軸が約1回転半する期間)にわたって吸気通路噴射の噴射タイミングが到来しないことがある。このため、従来技術では、始動時に吸気通路噴射を併用しようとすると、クランキングを開始してから吸気通路噴射が行われるまでの期間が制限(律速条件)となってエンジンの始動が遅れる虞れがあり、始動性が低下するという問題がある。 More specifically, for example, when the alcohol concentration in the fuel is high at the time of start-up, the fuel injection amount greatly increases. Therefore, the injection timing of the intake passage injection is extremely early compared to the in-cylinder injection (an example is given). And about BTDC 500 ° CA). In this case, even when the cylinder discrimination is completed at the time of starting, there is a case where the injection timing of the intake passage injection does not arrive for a long period of about 500 ° CA (a period in which the crankshaft makes about one and a half revolutions). For this reason, in the prior art, if the intake passage injection is used at the time of starting, there is a risk that the period from the start of cranking to the intake passage injection is limited (rate-limiting condition) and the engine start is delayed. There is a problem that startability is reduced.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、アルコール燃料を用いる内燃機関において、始動時の燃料噴射量を確保しつつ、状況に応じて噴射形態を切換えて燃料噴射を早期に開始し、始動性を向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is an internal combustion engine using an alcohol fuel, and an injection mode according to the situation while ensuring a fuel injection amount at the time of starting. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine capable of improving the startability by switching fuel injection at an early stage.
第1の発明は、アルコール燃料を使用する内燃機関の複数気筒に設けられ、吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射弁と、
前記複数気筒に設けられ、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、
燃料中のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得手段と、
内燃機関の始動時に燃料中のアルコール濃度が所定の濃度判定値以上の場合に、前記吸気通路噴射弁から燃料を噴射する吸気通路噴射と前記筒内噴射弁から燃料を噴射する筒内噴射の両方を実行する両弁駆動制御手段と、
前記複数気筒のうちで始動時に吸気通路噴射タイミングが最初に到来する気筒を対象として、クランキングの開始から当該最初の吸気通路噴射タイミングまでの時間に対応する遅延期間を算出する遅延期間算出手段と、
前記両弁駆動制御手段が作動する状態において、前記遅延期間が所定の遅延判定値よりも大きい場合に、始動時の少なくとも最初の1サイクルにおいて前記吸気通路噴射を禁止して前記筒内噴射のみを実行する片弁駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is provided in a plurality of cylinders of an internal combustion engine using alcohol fuel, and an intake passage injection valve for injecting fuel into an intake passage;
An in-cylinder injection valve that is provided in the plurality of cylinders and injects fuel into the cylinder;
Alcohol concentration acquisition means for acquiring the alcohol concentration in the fuel;
When the alcohol concentration in the fuel is equal to or higher than a predetermined concentration determination value at the time of starting the internal combustion engine, both intake passage injection for injecting fuel from the intake passage injection valve and in-cylinder injection for injecting fuel from the in-cylinder injection valve A double-valve drive control means for executing
A delay period calculating means for calculating a delay period corresponding to a time from the start of cranking to the first intake passage injection timing, targeting a cylinder of which the intake passage injection timing first arrives at start-up among the plurality of cylinders; ,
In the state where the both valve drive control means is operated, when the delay period is larger than a predetermined delay judgment value, the intake passage injection is prohibited at least in the first cycle at the start and only the in-cylinder injection is performed. One-valve drive control means to be executed;
It is characterized by providing.
第2の発明は、前記最初の吸気通路噴射タイミングを算出する第1のタイミング算出手段と、
前記複数気筒のうちで始動時に筒内噴射タイミングが最初に到来する気筒を対象として、当該最初の筒内噴射タイミングを算出する第2のタイミング算出手段と、を備え、
前記遅延期間算出手段は、前記最初の吸気通路噴射タイミングと前記最初の筒内噴射タイミングとの差分を前記遅延期間として算出する構成としている。
A second timing calculating means for calculating the first intake passage injection timing;
A second timing calculating means for calculating the first in-cylinder injection timing for the cylinder in which the in-cylinder injection timing first arrives at the start of the plurality of cylinders;
The delay period calculating means calculates a difference between the first intake passage injection timing and the first in-cylinder injection timing as the delay period.
第1の発明によれば、燃料中のアルコール濃度が所定の濃度判定値以上の状態において、吸気通路初噴射タイミングが到来してから燃料噴射を開始すると内燃機関の始動が遅れる場合には、気筒判別後の少なくとも最初の1サイクルでは、筒内初噴射タイミングにおいて最初の燃料噴射(筒内噴射)を開始することができる。これにより、吸気通路初噴射タイミングまで待機しなくても、燃料噴射を早期に開始することができ、内燃機関の始動時期を早めることができる。そして、2サイクル目以降の適切なタイミングにおいて、吸気通路噴射と筒内噴射の併用を開始し、燃料噴射量を確保することができる。一方、吸気通路初噴射タイミングの到来まで待機することが始動の律速条件とならない場合には、気筒判別後の1サイクル目から吸気通路噴射と筒内噴射とを併用し、クランキングの初期から十分な量の燃料を噴射することができる。従って、始動時の状況に応じて噴射形態を適切に切換えることができ、始動性を向上させることができる。 According to the first invention, in the state where the alcohol concentration in the fuel is equal to or higher than the predetermined concentration determination value, when the start of the internal combustion engine is delayed when the fuel injection is started after the intake passage initial injection timing comes, the cylinder is In at least the first cycle after the determination, the first fuel injection (in-cylinder injection) can be started at the in-cylinder initial injection timing. Accordingly, fuel injection can be started early without waiting for the intake passage initial injection timing, and the start timing of the internal combustion engine can be advanced. Then, at an appropriate timing after the second cycle, the combined use of the intake passage injection and the in-cylinder injection can be started to ensure the fuel injection amount. On the other hand, if waiting until the intake passage initial injection timing does not become the rate-limiting condition for starting, the intake passage injection and the in-cylinder injection are used together from the first cycle after cylinder discrimination, and it is sufficient from the initial stage of cranking. A large amount of fuel can be injected. Therefore, the injection mode can be switched appropriately according to the situation at the time of start, and startability can be improved.
第2の発明によれば、クランキングを開始してから吸気通路初噴射タイミングが到来するまでの時間に対応する遅延期間を、筒内初噴射タイミングを基準として算出することができる。これにより、気筒判別後の1サイクル目において、両弁駆動制御手段と片弁駆動制御手段の何れを作動させれば燃料噴射の開始が最速となるかを正確に判定することができる。 According to the second invention, the delay period corresponding to the time from the start of cranking to the arrival of the intake passage initial injection timing can be calculated based on the in-cylinder initial injection timing. As a result, in the first cycle after cylinder discrimination, it is possible to accurately determine which one of the both-valve drive control means and the one-valve drive control means is operated to start the fuel injection most quickly.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
以下、図1及び図2を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、FFV等の車両に搭載される内燃機関として多気筒型のエンジン10を備えている。エンジン10は、例えばメタノール、エタノール等を含むアルコール燃料及びガソリンが使用可能となっている。なお、図1は、エンジン10に搭載された複数気筒のうちの1気筒を例示したものである。エンジン10の各気筒には、ピストン12により燃焼室14が形成されており、ピストン12はクランク軸16に連結されている。また、エンジン10は、各気筒に吸入空気を吸込む吸気通路18を備えており、吸気通路18には、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ20が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system of the present embodiment includes a multi-cylinder engine 10 as an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an FFV. The engine 10 can use alcohol fuel and gasoline including, for example, methanol and ethanol. FIG. 1 exemplifies one cylinder among a plurality of cylinders mounted on the engine 10. Each cylinder of the engine 10 has a combustion chamber 14 formed by a
一方、エンジン10は、各気筒の排気ガスを排出する排気通路22を備えており、排気通路22には、排気ガスを浄化する三元触媒等の触媒24が設けられている。また、エンジンの各気筒は、吸気通路18(吸気ポート)に燃料を噴射する吸気通路噴射弁26と、燃焼室14内(筒内)に燃料を噴射する筒内噴射弁28と、混合気に点火する点火プラグ30と、吸気通路18を筒内に対して開閉する吸気バルブ32と、排気通路22を筒内に対して開閉する排気バルブ34とを備えている。
On the other hand, the engine 10 includes an
また、本実施の形態のシステムは、エンジンの制御に必要な各種のセンサを含むセンサ系統と、エンジンの運転状態を制御するECU(Engine Control Unit)50とを備えている。まず、センサ系統について述べると、クランク角センサ40は、クランク軸16の回転に同期した信号を出力するもので、エアフローセンサ42は、エンジンの吸入空気量を検出する。また、水温センサ44は、機関温度の一例として、エンジン冷却水の温度(エンジン水温)を検出する。アルコール濃度センサ46は、燃料中のアルコール濃度を検出するもので、本実施の形態のアルコール濃度取得手段を構成している。センサ系統には、この他にも各種のセンサが含まれており、これらのセンサはECU50の入力側に接続されている。また、ECU50の出力側には、スロットルバルブ20、燃料噴射弁26,28、点火プラグ30等のアクチュエータが接続されている。
The system of the present embodiment includes a sensor system including various sensors necessary for engine control, and an ECU (Engine Control Unit) 50 that controls the operating state of the engine. First, the sensor system will be described. The
そして、ECU50は、センサ系統により検出したエンジンの運転情報に基いて各アクチュエータを駆動し、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ40の出力に基いて、各気筒の行程(ピストン12の位置)を判別する気筒判別を実行し、また、エンジン回転数(機関回転数)とクランク角とを検出する。なお、気筒判別は始動時にのみ行われる。また、ECU50は、エアフローセンサ42により吸入空気量を検出し、エンジン回転数と吸入空気量とに基いて負荷率(機関負荷)を算出すると共に、吸入空気量、負荷率、燃料中のアルコール濃度等に基いて燃料噴射量を算出する。そして、クランク角に基いて噴射弁26,28の噴射タイミングを決定し、当該噴射タイミングが到来した時点で噴射弁26,28から燃料を噴射する。このとき、ECU50は、エンジンの運転状態や温度状態等に応じて、吸気通路噴射弁26による燃料噴射(吸気通路噴射)と、筒内噴射弁28による燃料噴射(筒内噴射)の何れか一方または両方を実行する。また、エンジンの運転状態等に応じて点火時期を決定し、点火時期が到来した時点で点火プラグ30を駆動する。これにより、各気筒で混合気を燃焼させ、エンジンを運転する。
Then, the ECU 50 drives each actuator based on engine operation information detected by the sensor system, and performs operation control. Specifically, based on the output of the
[実施の形態1の特徴]
一般に、アルコール燃料を使用するエンジンでは、燃料中のアルコール濃度が高いほど、燃料噴射量(燃料噴射期間)が増加する傾向がある。特に、始動時(低温始動時)にアルコール濃度が高い場合には、燃料噴射量の増加が顕著となる。このような状態で始動時の燃料噴射が実行されると、噴射弁26,28に対する燃料の供給圧力(燃圧)が低下し、燃焼性が悪化する虞れがある。これに対し、始動時に吸気通路噴射と筒内噴射の両方を実行して燃料噴射量を確保しようとすると、吸気通路噴射の開始が遅れることにより始動性が低下する。即ち、燃料噴射量が多い場合には、吸気通路噴射の噴射タイミングが筒内噴射と比較して極端に早い時期に設定される。この結果、クランキングの開始時におけるクランク軸16の初期位置によっては、気筒判別が完了しても、例えば数百°CA程度の長い期間にわたって吸気通路噴射の噴射タイミングが到来せず、その分だけエンジンの始動が遅くなる。このため、本実施の形態では、始動時に燃料中のアルコール濃度が高い場合に、吸気通路噴射の遅れ具合に応じて、以下の制御を実行する構成としている。
[Features of Embodiment 1]
In general, in an engine using an alcohol fuel, the fuel injection amount (fuel injection period) tends to increase as the alcohol concentration in the fuel increases. In particular, when the alcohol concentration is high at the start (during cold start), the increase in the fuel injection amount becomes significant. If fuel injection at the time of start-up is executed in such a state, the fuel supply pressure (fuel pressure) to the
(両弁駆動制御)
両弁駆動制御は、エンジンの始動時において、燃料中のアルコール濃度が所定の濃度判定値γ以上の場合に、吸気通路噴射と筒内噴射の両方を実行するものである。ここで、濃度判定値γは、例えば筒内噴射に加えて吸気通路噴射を併用しないと燃圧が低下(燃料噴射量が不足)するようなアルコール濃度の下限値として設定される。従って、燃料中のアルコール濃度が高くて燃圧の低下が憂慮される場合には、2つの噴射弁26,28から燃料を噴射することにより所望の燃料噴射量を確保し、始動時の燃焼性を安定させることができる。一方、始動時には、基本的に揮発性が低い多量のアルコール燃料を筒内に直接噴射して燃焼性を向上させたいという要求がある。このため、燃料中のアルコール濃度が濃度判定値γ未満の場合には、吸気通路噴射を実行せず、筒内噴射のみを実行する。
(Double valve drive control)
The double-valve drive control performs both intake passage injection and in-cylinder injection when the alcohol concentration in the fuel is equal to or higher than a predetermined concentration determination value γ at the start of the engine. Here, the concentration determination value γ is set, for example, as a lower limit value of the alcohol concentration such that the fuel pressure decreases (the fuel injection amount is insufficient) unless the intake passage injection is used in addition to the in-cylinder injection. Therefore, when the alcohol concentration in the fuel is high and there is a concern about a decrease in fuel pressure, the fuel is injected from the two
(遅延算出制御)
上記両弁駆動制御において、始動時にクランキングが開始されると、各気筒に対して吸気通路噴射を開始すべきタイミング(吸気通路噴射タイミング)が順次到来する。吸気通路噴射タイミングは、例えば吸気上死点の近傍または吸気行程の前半で必要量の燃料噴射が完了するように設定され、かつ、噴射された燃料が筒内に到達するのに必要な時間も考慮して設定される。このため、吸気通路噴射タイミングは、燃料噴射量(燃料噴射期間)が増大するほど、吸気上死点に対して早い時期に設定される。また、全気筒のうちで始動時に最初に到来する吸気通路噴射タイミング(以下、吸気通路初噴射タイミングempitと称す)は、クランク軸16の初期位置によって変化する。
(Delay calculation control)
In the above-described double-valve drive control, when cranking is started at the time of starting, the timing at which intake passage injection should be started (intake passage injection timing) sequentially arrives for each cylinder. The intake passage injection timing is set so that a required amount of fuel injection is completed, for example, in the vicinity of the intake top dead center or in the first half of the intake stroke, and the time required for the injected fuel to reach the cylinder is also set. Set in consideration. For this reason, the intake passage injection timing is set earlier with respect to the intake top dead center as the fuel injection amount (fuel injection period) increases. Further, the intake passage injection timing that arrives first at the start of all the cylinders (hereinafter referred to as the intake passage initial injection timing “empit”) varies depending on the initial position of the
一方、始動時には、各気筒に対して筒内噴射を開始すべきタイミング(筒内噴射タイミング)も順次到来する。そして、全気筒のうちで始動時に最初に到来する筒内噴射タイミング(以下、筒内初噴射タイミングeditと称す)は、吸気通路初噴射タイミングempitと同様に、クランク軸16の初期位置によって変化する。しかし、筒内噴射は、基本的に各気筒の吸気上死点の直前に開始すればよいので、筒内初噴射タイミングeditの値は、気筒間の位相差等に対応する比較的小さな値となり、その変化の範囲も限定される。従って、始動時には、殆どの場合において、筒内初噴射タイミングeditの方が吸気通路初噴射タイミングempitよりも早く到来する。即ち、吸気通路初噴射タイミングempitは、筒内初噴射タイミングeditよりも遅れたタイミング(遅角側のクランク角)となるので、両弁駆動制御を実行した場合には、吸気通路初噴射タイミングempitが大きいほど、エンジンの始動が遅れることになる。
On the other hand, at the time of starting, the timing (in-cylinder injection timing) at which in-cylinder injection should be started for each cylinder also sequentially arrives. In-cylinder injection timing (hereinafter referred to as in-cylinder initial injection timing edit) that first arrives at start-up among all the cylinders changes in accordance with the initial position of the
このため、遅延算出制御では、始動時にクランク角が確定して気筒判別が完了した時点で、現在のクランク角及び気筒判別の結果に基いて吸気通路初噴射タイミングempitと筒内初噴射タイミングeditとをそれぞれ算出し、両者の差分である遅延期間(empit−edit)を算出する。ここで、遅延時間(empit−edit)は、クランキングの開始から吸気通路初噴射タイミングempitまでの時間(遅れ時間)に対応するもので、この遅れ時間を筒内初噴射タイミングeditを基準として算出したものである。なお、吸気通路初噴射タイミングempit、筒内初噴射タイミングedit及び遅延時間(empit−edit)は、それぞれクランク角として算出される。 Therefore, in the delay calculation control, when the crank angle is determined at the start and the cylinder discrimination is completed, the intake passage initial injection timing “empit” and the in-cylinder initial injection timing “edit” are determined based on the current crank angle and the result of cylinder discrimination. Are calculated, and a delay period (empit-edit) which is a difference between the two is calculated. Here, the delay time (empit-edit) corresponds to the time (delay time) from the start of cranking to the intake passage initial injection timing empit, and this delay time is calculated based on the in-cylinder initial injection timing edit. It is a thing. The intake passage initial injection timing “empit”, the in-cylinder initial injection timing “edit”, and the delay time (empit−edit) are respectively calculated as crank angles.
(片弁駆動制御)
遅延期間(empit−edit)が所定の遅延判定値αよりも大きい場合には、吸気通路初噴射タイミングempitが到来するまで待機してから吸気通路噴射を開始すると、エンジンの始動遅れ(クランキングから自立運転に移行する時期の遅れ)が許容限度を超えるものと判断し、片弁駆動制御を実行する。なお、遅延判定値αは、始動遅れの許容限度に対応して予め設定される。片弁駆動制御では、気筒判別後の少なくとも最初の1サイクルにおいて、吸気通路噴射を禁止し、筒内噴射のみを実行する。2サイクル目以降は、各気筒で吸気通路噴射タイミングが到来したときに吸気通路噴射を実行できるものと判断して、両弁駆動制御に移行してもよい。
(Single valve drive control)
When the delay period (empit-edit) is larger than the predetermined delay determination value α, the engine start delay (from cranking) is started when the intake passage injection is started after waiting until the intake passage initial injection timing empit arrives. It is determined that the delay of the transition to the independent operation) exceeds the allowable limit, and the single valve drive control is executed. The delay determination value α is set in advance corresponding to the allowable limit of the start delay. In the one-valve drive control, the intake passage injection is prohibited and only the in-cylinder injection is executed in at least the first one cycle after cylinder discrimination. In the second and subsequent cycles, it may be determined that the intake passage injection can be executed when the intake passage injection timing has arrived in each cylinder, and the control may shift to the both-valve drive control.
一方、両弁駆動制御の実行条件が成立した状態(燃料中のアルコール濃度が濃度判定値γ以上の状態)において、遅延期間(empit−edit)が遅延判定値α以下の場合には、吸気通路初噴射タイミングempitの到来まで待機することが始動の律速条件とならない(即ち、片弁駆動制御により筒内噴射のみに制限する必要がない)と判断し、気筒判別後の1サイクル目から両弁駆動制御を実行する。 On the other hand, in the state where the execution condition for the double valve drive control is satisfied (the alcohol concentration in the fuel is equal to or higher than the concentration determination value γ), if the delay period (empit-edit) is less than or equal to the delay determination value α, the intake passage It is determined that waiting until the arrival of the initial injection timing “empit” does not become the rate-limiting condition for starting (that is, it is not necessary to limit only to in-cylinder injection by the one-valve drive control), and both valves from the first cycle after cylinder discrimination Execute drive control.
上記制御によれば、吸気通路初噴射タイミングempitが到来してから燃料噴射を開始するとエンジンの始動が遅れる場合に、気筒判別後の少なくとも最初の1サイクルでは、筒内初噴射タイミングeditにおいて最初の燃料噴射(筒内噴射)を開始することができる。即ち、吸気通路初噴射タイミングempitまで待機しなくても、燃料噴射を早期に開始することができ、エンジンの始動時期(自立運転が開始される時期)を早めることができる。そして、2サイクル目以降の適切なタイミングにおいて、両弁駆動制御に移行し、燃料噴射量を確保することができる。 According to the above control, when the engine start is delayed when the fuel injection is started after the intake passage initial injection timing empit arrives, at least in the first cycle after cylinder discrimination, the first in-cylinder initial injection timing edit Fuel injection (in-cylinder injection) can be started. That is, even without waiting until the intake passage initial injection timing “empit”, fuel injection can be started at an early stage, and the start timing of the engine (time when the autonomous operation is started) can be advanced. Then, at an appropriate timing after the second cycle, it is possible to shift to the both-valve drive control and secure the fuel injection amount.
一方、吸気通路初噴射タイミングempitの到来まで待機することが始動の律速条件とならない場合には、気筒判別後の1サイクル目から両弁駆動制御を実行し、クランキングの初期から十分な量の燃料を噴射することができる。従って、始動時の状況(クランク軸16の初期位置)に応じて噴射形態を適切に切換えることができ、始動性を向上させることができる。また、本実施の形態では、クランキングを開始してから吸気通路初噴射タイミングempitが到来するまでの時間に対応する遅延期間(empit−edit)を、筒内初噴射タイミングeditを基準として算出することができる。これにより、気筒判別後の1サイクル目において、両弁駆動制御と片弁駆動制御の何れを実行すれば燃料噴射の開始が最速となるかを正確に判定することができる。 On the other hand, if waiting for the intake passage initial injection timing empit is not the rate-limiting condition for starting, the two-valve drive control is executed from the first cycle after cylinder discrimination, and a sufficient amount from the initial stage of cranking is executed. Fuel can be injected. Therefore, the injection mode can be switched appropriately according to the situation at the time of start (the initial position of the crankshaft 16), and the startability can be improved. In the present embodiment, a delay period (empit-edit) corresponding to the time from the start of cranking to the arrival of the intake passage initial injection timing “empit” is calculated based on the in-cylinder initial injection timing “edit”. be able to. As a result, in the first cycle after cylinder discrimination, it is possible to accurately determine which one of the double-valve drive control and the single-valve drive control is executed to start the fuel injection most quickly.
[実施の形態1を実現するための具体的な処理]
次に、図2を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図2は、本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンでは、まず、ステップ100において、イグニッションスイッチ(IG)がONであるか否かを判定し、ONである場合には、ステップ102に移行する。そして、ステップ102,104,106では、センサ系統の出力に基いて、エンジン水温ethw、外気(環境)温度etha、燃料中のアルコール濃度ealchをそれぞれ算出する。なお、アルコール濃度ealchは、アルコール濃度センサ46を使用せずに、排気空燃比等に基いて推定する構成としてもよい。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 1]
Next, specific processing for realizing the above-described control will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart of control executed by the ECU in the first embodiment of the present invention. In the routine shown in this figure, first, at
次に、ステップ108では、スタータスイッチがONであるか否かを判定し、ONである場合には、ステップ110において、エンジン水温ethwが筒内噴射による始動に適した所定の温度範囲(α1<ethw<α2)に収まっているか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップ112において、外気温度ethaが筒内噴射による始動に適した所定の温度範囲(β1<etha<β2)に収まっているか否かを判定する。ここで、α1,β1は、前記各温度範囲の下限値に対応し、α2,β2は各温度範囲の下限値に対応するもので、これらの値は実験等により予め設定されている。
Next, in
ステップ110,112の判定が何れも成立した場合には、少なくとも筒内噴射により始動を行うため、ステップ114において、燃料中のアルコール濃度ealchが判定値γよりも高いか否かを判定する。そして、この判定が成立した場合には、ステップ116において、スタータモータを駆動してクランキングを実行(開始)する。続いて、ステップ118では、クランク角センサ40の出力に基いてクランク角の検出及び気筒判別を実行し、これらの処理が完了したか否かを判定する。そして、ステップ118の判定が成立した場合には、ステップ120に移行し、同判定が不成立の場合には、気筒判別が完了するまでステップ116の処理を継続する。
If both the determinations in
次に、ステップ120では、吸入空気量、機関負荷、エンジン水温、燃料中のアルコール濃度等のパラメータに基いて、公知の方法により吸気通路噴射量の目標値を算出する。具体的に述べると、まず、上記パラメータに基いて吸気通路噴射量と筒内噴射量の総和である総燃料噴射量を算出する。そして、上記パラメータに基いて求めた運転領域に基いて吸気通路噴射量と筒内噴射量との比率(噴射比率)を算出し、この噴射比率と総燃料噴射量とに基いて吸気通路噴射量の目標値を算出する。更に、吸気通路噴射量の目標値に基いて各気筒の吸気通路噴射タイミングをそれぞれ算出し、これらの算出値と現在のクランク角とに基いて、全気筒の吸気通路噴射タイミングのうち最初に到来する吸気通路初噴射タイミングempitを算出する。
Next, in
次に、ステップ122では、総燃料噴射量と吸気通路噴射量との差分に基いて筒内噴射量の目標値を算出し、各気筒の筒内噴射タイミングをそれぞれ算出する。そして、これらの算出値と現在のクランク角とに基いて、全気筒の筒内噴射タイミングのうち最初に到来する筒内初噴射タイミングeditを算出する。 Next, in step 122, the target value of the in-cylinder injection amount is calculated based on the difference between the total fuel injection amount and the intake passage injection amount, and the in-cylinder injection timing of each cylinder is calculated. Then, based on these calculated values and the current crank angle, the first in-cylinder injection timing “edit” that comes first among the in-cylinder injection timings for all the cylinders is calculated.
次に、ステップ124では、遅延期間(empit−edit)を算出し、その算出値が遅延判定値αよりも大きいか否か、即ち、「empit>edit+α」が成立するか否かを判定する。そして、この判定が成立した場合には、ステップ126において、気筒判別後の最初の1サイクル(初噴射)のみ筒内噴射を実行し、2サイクル目以降は、筒内噴射と吸気通路噴射とを併用する。一方、ステップ124の判定が不成立の場合には、ステップ128において、気筒判別後の1サイクル目から筒内噴射と吸気通路噴射とを併用する。
Next, in step 124, a delay period (empit-edit) is calculated, and it is determined whether or not the calculated value is larger than the delay determination value α, that is, whether or not “empit> edit + α” is satisfied. If this determination is satisfied, in step 126, in-cylinder injection is executed only for the first cycle (initial injection) after cylinder discrimination, and in-cylinder injection and intake passage injection are performed in the second and subsequent cycles. Combined. On the other hand, if the determination in step 124 is not satisfied, in
また、ステップ114の判定が不成立の場合には、燃料中のアルコール濃度が比較的低いと判断される。この場合には、ステップ130において、クランキングを開始し、クランク角の検出及び気筒判別を実行する。続いて、ステップ132では、全気筒に対して気筒判別後の1サイクル目から筒内噴射を実行する。さらに、ステップ110,112の何れかで判定が不成立の場合には、筒内噴射に適した温度環境ではないと判断される。この場合には、ステップ134において、クランキングを開始し、クランク角の検出及び気筒判別を実行する。続いて、ステップ136では、全気筒に対して気筒判別後の1サイクル目から吸気通路噴射を実行する。
If the determination in
なお、上記ルーチンによる始動時に、筒内噴射を実行した場合、吸気通路噴射を実行した場合及び両者を併用した場合の何れにおいても、クランキングが終了して自立運転に移行した後には、エンジンの運転状態に応じて吸気通路噴射と筒内噴射の何れかを実行するか、または両者を併用して噴射比率を可変に設定する噴き分け制御が実行される。 It should be noted that at the start by the above routine, whether in-cylinder injection is performed, in which intake passage injection is performed, or in which both are used together, after cranking is completed and the operation is shifted to independent operation, Depending on the operating state, either one of the intake passage injection and the in-cylinder injection is executed, or both are used together to execute injection division control in which the injection ratio is variably set.
前記実施の形態1では、図2中のステップ128及び両弁駆動制御が請求項1における両弁駆動制御手段の具体例を示し、ステップ126及び片弁駆動制御が片弁駆動制御手段の具体例を示している。また、ステップ120は、請求項2における第1のタイミング算出手段の具体例を示し、ステップ122は、第2のタイミング算出手段の具体例を示し、ステップ124が請求項1,2における遅延期間算出手段の具体例を示している。
In the first embodiment,
10 エンジン
12 ピストン
14 燃焼室
16 クランク軸
18 吸気通路
20 スロットルバルブ
22 排気通路
24 触媒
26,28 燃料噴射弁
30 点火プラグ
32 吸気バルブ
34 排気バルブ
40 クランク角センサ
42 エアフローセンサ
44 水温センサ
46 アルコール濃度センサ(アルコール濃度取得手段)
50 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
50 ECU
Claims (2)
前記複数気筒に設けられ、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、
燃料中のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得手段と、
内燃機関の始動時に燃料中のアルコール濃度が所定の濃度判定値以上の場合に、前記吸気通路噴射弁から燃料を噴射する吸気通路噴射と前記筒内噴射弁から燃料を噴射する筒内噴射の両方を実行する両弁駆動制御手段と、
前記複数気筒のうちで始動時に吸気通路噴射タイミングが最初に到来する気筒を対象として、クランキングの開始から当該最初の吸気通路噴射タイミングまでの時間に対応する遅延期間を算出する遅延期間算出手段と、
前記両弁駆動制御手段が作動する状態において、前記遅延期間が所定の遅延判定値よりも大きい場合に、気筒判別後の少なくとも最初の1サイクルにおいて前記吸気通路噴射を禁止して前記筒内噴射のみを実行する片弁駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An intake passage injection valve that is provided in a plurality of cylinders of an internal combustion engine that uses alcohol fuel and injects fuel into the intake passage;
An in-cylinder injection valve that is provided in the plurality of cylinders and injects fuel into the cylinder;
Alcohol concentration acquisition means for acquiring the alcohol concentration in the fuel;
When the alcohol concentration in the fuel is equal to or higher than a predetermined concentration determination value at the time of starting the internal combustion engine, both intake passage injection for injecting fuel from the intake passage injection valve and in-cylinder injection for injecting fuel from the in-cylinder injection valve A double-valve drive control means for executing
A delay period calculating means for calculating a delay period corresponding to a time from the start of cranking to the first intake passage injection timing, targeting a cylinder of which the intake passage injection timing first arrives at start-up among the plurality of cylinders; ,
In the state where the both valve drive control means is operated, when the delay period is larger than a predetermined delay determination value, the intake passage injection is prohibited at least in the first cycle after cylinder determination, and only the in-cylinder injection is performed. One-valve drive control means for executing
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記複数気筒のうちで始動時に筒内噴射タイミングが最初に到来する気筒を対象として、当該最初の筒内噴射タイミングを算出する第2のタイミング算出手段と、を備え、
前記遅延期間算出手段は、前記最初の吸気通路噴射タイミングと前記最初の筒内噴射タイミングとの差分を前記遅延期間として算出する構成としてなる請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 First timing calculating means for calculating the first intake passage injection timing;
A second timing calculating means for calculating the first in-cylinder injection timing for the cylinder in which the in-cylinder injection timing first arrives at the start of the plurality of cylinders;
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the delay period calculation unit calculates a difference between the first intake passage injection timing and the first in-cylinder injection timing as the delay period.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011268883A JP2013119827A (en) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | Control device for internal combustion engine |
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JP2013119827A true JP2013119827A (en) | 2013-06-17 |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JP2013119827A (en) |
-
2011
- 2011-12-08 JP JP2011268883A patent/JP2013119827A/en active Pending
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