JP4956473B2 - Fuel injection control device - Google Patents

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Description

本発明は、燃料噴射制御装置に関し、例えば内燃機関の制御装置において燃料噴射弁から噴射した噴射燃料を吸入空気と混合して燃焼させる燃料噴射制御装置に適用して好適なものである。   The present invention relates to a fuel injection control device, and is suitably applied to, for example, a fuel injection control device in which injected fuel injected from a fuel injection valve in an internal combustion engine control device is mixed with combustion air and burned.

従来、内燃機関の制御装置としては、各気筒に搭載の吸気バルブの開弁期間(以下、吸気弁開弁期間という)に応じて特定気筒へ燃料を噴射供給する燃料噴射弁の開弁及び閉弁動作を制御する燃料噴射制御装置が知られている(特許文献1等参照)。   Conventionally, as a control device for an internal combustion engine, opening and closing of a fuel injection valve that injects fuel to a specific cylinder in accordance with an opening period of an intake valve mounted on each cylinder (hereinafter referred to as an intake valve opening period). 2. Description of the Related Art A fuel injection control device that controls valve operation is known (see Patent Document 1).

このような燃料噴射制御装置の一種として特許文献1に開示の装置では、上記特定気筒の吸気弁開弁期間のうちの閉弁完了時期に応じて燃料噴射弁からの燃料噴射の終了時期を決定している。   In the device disclosed in Patent Document 1 as a kind of such fuel injection control device, the end timing of fuel injection from the fuel injection valve is determined in accordance with the closing timing of the intake valve opening period of the specific cylinder. is doing.

また、燃料噴射制御装置の別の一種として特許文献2に開示の装置では、吸気弁開弁期間において吸気バルブを通過して気筒の燃焼室(以下、単に気筒内という)に流入する吸入空気の流速が閾値を越える期間のうちの当初1/3に相当する特定期間区分内に、噴射燃料が気筒内へ流入するように、燃料噴射弁の噴射終了時期を決定している。この技術では、上記特定期間区分内に噴射燃料を気筒内へ流入させるために、噴射燃料の燃料圧を高める増圧装置を備えている。
特開平4−303141号公報 特開平11−30142号公報
In addition, in the device disclosed in Patent Document 2 as another type of fuel injection control device, intake air that passes through the intake valve and flows into the combustion chamber of the cylinder (hereinafter simply referred to as “inside the cylinder”) during the intake valve opening period. The injection end timing of the fuel injection valve is determined so that the injected fuel flows into the cylinder within the specific period section corresponding to the first 1/3 of the period in which the flow velocity exceeds the threshold. This technique includes a pressure increasing device that increases the fuel pressure of the injected fuel in order to cause the injected fuel to flow into the cylinder within the specific period section.
JP-A-4-303141 Japanese Patent Laid-Open No. 11-30142

噴射燃料と混合し可燃空気となる吸入空気の気筒内への充填量によって内燃機関の発生するトルクがほぼ決定され、そのトルクは、燃料の気化潜熱による冷却効果によって吸入空気の充填量が増加されることによりトルク向上することになるが、特許文献1及び特許文献2による従来技術の装置では、高回転全負荷時のトルク向上が実現できないという懸念がある。即ち、特許文献1による上記装置では、条件によらず吸気弁開弁期間の閉弁完了時期まで燃料の気筒内への流入が継続するため、吸気バルブの閉弁時にあっても気化が未完了の燃料が残る可能性があり、目標とする吸入空気の充填量が得られず、ひいてはトルク向上が実現できないおそれがある。   The torque generated by the internal combustion engine is almost determined by the amount of intake air that is mixed with the injected fuel and becomes combustible air, and the torque generated by the internal combustion engine is increased by the cooling effect of the vaporization latent heat of the fuel. However, the conventional apparatus according to Patent Document 1 and Patent Document 2 has a concern that the torque cannot be improved at high rotation full load. That is, in the above-described device according to Patent Document 1, since the inflow of fuel continues into the cylinder until the closing timing of the intake valve opening period regardless of the conditions, vaporization is not completed even when the intake valve is closed. There is a possibility that the remaining amount of fuel may remain, and the target charging amount of intake air cannot be obtained, and as a result, torque improvement may not be realized.

また、特許文献2による上記装置では、噴射燃料の燃料圧を高める上記増圧装置により単位時間当たりの燃料流量を高めることは可能である。しかしながら、過給装置使用時などの高出力を狙う場合には多量の噴射燃料量が必要となるため、そのような増圧装置には、燃料圧を相当高めることを更に要求され、場合によってはその燃料圧の昇圧不足により特定期間区分中に燃料噴射が終了しないおそれがある。   Further, in the above-mentioned device according to Patent Document 2, it is possible to increase the fuel flow rate per unit time by the above-described pressure increasing device that increases the fuel pressure of the injected fuel. However, since a large amount of injected fuel is required when aiming for high output such as when using a supercharger, such a pressure booster is further required to considerably increase the fuel pressure. There is a possibility that the fuel injection may not end during the specific period due to insufficient fuel pressure.

発明者は、そのような増圧装置や噴射率を可変にてきる特殊な燃料噴射弁を備えた燃料噴射装置は高価なシステムとなるため、増圧装置や上記特殊な燃料噴射弁を有しない燃料噴射装置を検討している。そのような装置に、特許文献2による特定期間区分中に燃料噴射を噴射終了させるという技術を適用すると、特定期間区分中に噴射が終了しないだけでなく、吸気弁開弁期間中に噴射が完了できず、ひいてはトルク向上可能な噴射期間を決定できないという問題がある。   The inventor does not have a pressure intensifier or the above-mentioned special fuel injection valve because a fuel injection apparatus having such a pressure intensifier or a special fuel injection valve that can vary the injection rate becomes an expensive system. We are considering a fuel injection system. When the technology for terminating the fuel injection during the specific period according to Patent Document 2 is applied to such a device, not only the injection does not end during the specific period but also the injection is completed during the intake valve opening period. As a result, there is a problem that the injection period during which the torque can be improved cannot be determined.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、全負荷トルク向上に適した燃料噴射制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel injection control device suitable for improving full load torque.

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。   In order to achieve the above object, the present invention comprises the following technical means.

即ち、請求項1乃至7記載の発明では、内燃機関の燃焼室に連通する吸気ポートに配設された燃料噴射弁を有し、燃料噴射弁から燃料を噴射すると共に、噴射された燃料が、吸気ポートと燃焼室との間を開閉する吸気バルブの開期間において、吸気ポートを流れる吸入空気と共に燃焼室に流入するように燃料噴射を実施する燃料噴射制御装置において、
開期間において吸気バルブを通過する吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量に基づいて、燃料噴射弁による噴射開始時期及び噴射終了時期を制御する燃料噴射制御手段であって、吸入空気流量検出手段により検出された吸入空気流量に基づいて、吸気バルブを通過する吸入空気最大流量領域を特定し、開期間のうち特定された最大流量領域に対応する特定期間内に燃焼室への燃料噴射量分の燃料流入が完了するように、噴射終了時期補正する燃料噴射制御手段と、を備えていることを特徴とする。
That is, in the inventions according to claims 1 to 7, the fuel injection valve disposed in the intake port communicating with the combustion chamber of the internal combustion engine has fuel injection from the fuel injection valve, and the injected fuel is In a fuel injection control device that performs fuel injection so as to flow into the combustion chamber together with intake air flowing through the intake port during an open period of the intake valve that opens and closes between the intake port and the combustion chamber,
Fuel injection for controlling the injection start timing and the injection end timing by the fuel injection valve based on the intake air flow rate detection means for detecting the intake air flow rate passing through the intake valve during the open period and the fuel injection amount injected from the fuel injection valve A control means that specifies a maximum flow area of intake air that passes through the intake valve based on the intake air flow detected by the intake air flow detection means, and corresponds to the specified maximum flow area in the open period fuel injection amount of the fuel inlet is completed so the into the combustion chamber within a certain period, characterized in that it comprises a fuel injection control means for correcting the injection end timing, the.

このような構成によると、吸気ポートと燃焼室との間を開閉する吸気バルブの開期間において、吸気バルブを通過する吸入空気の流量が最大流量領域となる特定期間に応じて、燃焼室へ供給する燃料噴射量を噴射する燃料噴射弁による噴射終了時期を補正する燃料噴射制御手段を備え、燃料噴射制御手段は、特定期間内までに前記燃焼室への前記燃料噴射量の流入が完了する時期を考慮して、補正された噴射開始時期及び噴射終了時期に基づいて燃料噴射を実施することになる。   According to such a configuration, in the open period of the intake valve that opens and closes between the intake port and the combustion chamber, the flow rate of the intake air that passes through the intake valve is supplied to the combustion chamber according to a specific period in which the maximum flow rate region is reached. The fuel injection control means corrects the injection end timing by the fuel injection valve that injects the fuel injection quantity to be performed, and the fuel injection control means is a timing when the inflow of the fuel injection quantity into the combustion chamber is completed within a specific period Therefore, fuel injection is performed based on the corrected injection start timing and injection end timing.

それにより、燃料の一部が気化未完了のまま燃焼室へ流入することがあったとしても、最大流量領域にある吸入空気の流量を利用して、気化未完了の燃料の速やかな気化促進と、燃料の気化潜熱による冷却効果による吸入空気の充填率を有効に高めることができる。   As a result, even if a part of the fuel may flow into the combustion chamber without being completely vaporized, the flow rate of the intake air in the maximum flow rate region can be used to promptly promote the vaporization of the fuel that has not been vaporized. In addition, the intake air filling rate due to the cooling effect due to the latent heat of vaporization of the fuel can be effectively increased.

燃料が流入完了する特定期間は、吸入空気の流量が最大流量領域にあるので、そのような比較的高い流速を有する吸入空気とのせん断作用により、未完了の燃料が速やかに気化されるからである。そして、燃料の冷却効果により燃焼室内に流入している吸入空気を冷却し、密度を高めて吸入空気容積を小さくすることになるが、上記比較的高い流速を有する吸入空気により、速やかに吸入空気の充填率を有効に高めることができるからである。   Since the intake air flow rate is in the maximum flow rate range during the specific period when the inflow of fuel is completed, uncompleted fuel is quickly vaporized by the shearing action with the intake air having such a relatively high flow velocity. is there. Then, the intake air flowing into the combustion chamber is cooled by the cooling effect of the fuel, and the density is increased and the intake air volume is reduced. This is because the filling rate can be effectively increased.

しかも、上記燃料噴射制御手段では、補正された噴射終了時期に対し、燃料噴射量に相当する噴射期間に応じて噴射開始時期がオフセットされるだけであるので、燃料圧を増圧する増圧装置等の特殊な装置は必要がない。   Moreover, since the fuel injection control means only offsets the injection start timing in accordance with the injection period corresponding to the fuel injection amount with respect to the corrected injection end timing, the pressure intensifier etc. for increasing the fuel pressure, etc. No special equipment is required.

以上の請求項1に記載の発明によれは、多量の燃料噴射量を必要とする高回転全負荷等の全負荷領域において、そのような燃料噴射量を燃料噴射弁から噴射し、当該燃料の冷却効果により吸入空気の充填率を有効に高めることができるので、全負荷トルク向上に適した燃料噴射制御装置が得られる。   According to the first aspect of the present invention, in a full load region such as a high rotation full load that requires a large amount of fuel injection, such a fuel injection amount is injected from the fuel injection valve. Since the charging rate of intake air can be effectively increased by the cooling effect, a fuel injection control device suitable for improving the full load torque can be obtained.

また、請求項2に記載の発明では、最大流量領域は、開期間における吸入空気の流量が、最大流量の大きさの85%以上の流量範囲にあることを特徴とする。   In the invention according to claim 2, the maximum flow rate region is characterized in that the flow rate of the intake air during the open period is in a flow rate range of 85% or more of the magnitude of the maximum flow rate.

かかる発明では、吸入空気の慣性力により吸気バルブが開弁しても、吸入空気の流動遅れが生じることになる。そのような吸入空気の流動特性を考慮して最大流量となる最大流量時期を精度よく算出または推定することが必ずしも容易ではないという懸念がある。   In such an invention, even if the intake valve opens due to the inertial force of the intake air, a flow delay of the intake air occurs. There is a concern that it is not always easy to accurately calculate or estimate the maximum flow rate that is the maximum flow rate in consideration of the flow characteristics of the intake air.

しかしながら、上記構成に加えて、最大流量領域を、吸入空気の流量が、最大流量の大きさの85%以上の流量範囲で設定する構成としているので、最大流量領域を算出または推定するという演算手段が比較的容易にでき、ひいては全負荷トルク向上に適した比較的簡素な制御装置を実現することができる。   However, in addition to the above configuration, the maximum flow rate region is set to a flow rate range in which the flow rate of the intake air is 85% or more of the size of the maximum flow rate, so that the calculation means for calculating or estimating the maximum flow rate region Therefore, a relatively simple control device suitable for improving the full load torque can be realized.

しかも、上記燃料噴射制御手段は、吸入空気の流量における最大流量領域に係わる特定期間に基づいて燃料噴射弁による燃料噴射を実行するものであるので、従来技術のように吸気バルブの開期間のうちの閉弁時期、及び開期間のうちの、適合により決定する必要がある流速の閾値で定義される開期間区分の当初の1/3区分という吸気バルブの機械的な開範囲のいずれかによって、燃料噴射弁による燃料噴射を実行する必要はないのである。例えば内燃機関の回転領域に関係なく適用可能であると共に、上記適合に伴う適合工数の低減が可能となるのである。   Moreover, the fuel injection control means performs fuel injection by the fuel injection valve based on a specific period related to the maximum flow rate region in the flow rate of intake air. Of the valve opening time and the mechanical opening range of the intake valve, which is the first 1/3 of the open period defined by the threshold of the flow rate that needs to be determined by adaptation, There is no need to execute fuel injection by the fuel injection valve. For example, the present invention can be applied regardless of the rotation region of the internal combustion engine, and the adaptation man-hour associated with the adaptation can be reduced.

また、請求項3に記載の発明では、吸入空気流量検出手段は、吸気ポートに設けられことを特徴とする。 Further, in the invention according to claim 3, intake air flow rate detecting means, characterized in that Ru is provided in the intake port.

このような構成によると、吸気ポートに、吸入空気の流量を検出する吸入空気流量検出手段を設けているので、吸気ポートにおいて吸入空気流量検出手段が設置される設置位置と、吸気バルブとの間の吸入空気の到達時間を考慮することで、実質的に吸気バルブを通過する吸入空気の流量を検出することができる。   According to such a configuration, since the intake air flow rate detecting means for detecting the flow rate of intake air is provided in the intake port, the position between the installation position where the intake air flow rate detection means is installed in the intake port and the intake valve In consideration of the intake air arrival time, the flow rate of the intake air that substantially passes through the intake valve can be detected.

また、請求項4に記載の発明では、吸気ポートに設けられ、吸入空気の圧力としての吸気ポート圧を検出する吸入空気圧力検出手段と、燃焼室に設けられ、燃焼室内の圧力としての筒内圧を検出する筒内圧力検出手段と、吸気バルブの開期間において吸気ポート圧と筒内圧の差圧を算出し、差圧及び吸気バルブの開口量に基づいて吸入空気の流量を演算する吸入空気流量演算手段と、を備えていることを特徴とする。   In the invention according to claim 4, the intake air pressure detection means for detecting the intake port pressure as the intake air pressure provided in the intake port, and the in-cylinder pressure as the pressure in the combustion chamber provided in the combustion chamber In-cylinder pressure detecting means for detecting the intake air flow rate, and calculating the differential pressure between the intake port pressure and the in-cylinder pressure during the intake valve opening period, and calculating the intake air flow rate based on the differential pressure and the intake valve opening amount And an arithmetic means.

このような構成によると、吸気ポート及び燃焼室に、それぞれ、吸気ポート圧を検出する吸入空気圧力検出手段、及び筒内圧を検出する筒内圧力検出手段を設けると共に、吸気ポート圧及び筒内圧の両者の差圧を算出し、吸気バルブを吸入空気が通過するときの絞り量である吸気バルブの開口量と当該差圧に基づいて演算するので、開期間において吸気バルブを通過する吸入空気の流量を精度よく推定することができる。   According to such a configuration, the intake port and the combustion chamber are provided with the intake air pressure detection means for detecting the intake port pressure and the in-cylinder pressure detection means for detecting the in-cylinder pressure, respectively. Since the pressure difference between the two is calculated and calculated based on the opening amount of the intake valve, which is the throttle amount when the intake air passes through the intake valve, and the differential pressure, the flow rate of the intake air passing through the intake valve during the open period Can be estimated with high accuracy.

また、請求項5に記載の発明では、吸気バルブを通過した吸入空気が燃焼室に流入するまでの吸入空気の挙動を模擬したモデルを有するエンジンモデルであって、吸気ポートにおいて検出する吸入空気流量、及び検出する吸入空気圧力の少なくともいずれかに基づいて燃焼室へ流入する吸入空気の流量を演算するエンジンモデルの演算手段と、を備えていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an engine model having a model simulating the behavior of intake air until the intake air that has passed through the intake valve flows into the combustion chamber, and the intake air flow rate detected at the intake port And an engine model calculating means for calculating the flow rate of the intake air flowing into the combustion chamber based on at least one of the detected intake air pressures.

このような構成によると、上記構成に加えて、吸気バルブを通過した吸入空気が燃焼室に流入するまでの吸入空気の挙動を模擬したモデルを有するエンジンモデルを用いて、燃焼室へ流入する吸入空気の流量を演算するエンジンモデルの演算手段を設けているので、エンジンモデルの演算手段によって吸気バルブを通過する吸入空気の流量が最大流量領域となる特定期間を決定することができる。   According to such a configuration, in addition to the above configuration, the intake air flowing into the combustion chamber using an engine model having a model that simulates the behavior of the intake air until the intake air that has passed through the intake valve flows into the combustion chamber. Since the engine model calculation means for calculating the air flow rate is provided, the engine model calculation means can determine the specific period during which the flow rate of the intake air passing through the intake valve is in the maximum flow rate region.

請求項3乃至5に記載のいずれかの燃料噴射制御装置では、内燃機関の燃焼サイクルにおいて吸気ポートを流動する例えば新規空気(以下、単に「新気」という)などの吸入空気の流量特性を検出または推定する構成としたが、請求項6に記載の発明のように、燃料噴射弁とは異なる作動流体を噴射する流体噴射弁を吸気ポートに設け、かつ、流体噴射弁から、作動流体としての不活性気体、空気、及び排気ガスの少なくともいずれかを、吸気ポートを流れる吸入空気に向けて噴射するという構成としてもよい。   6. The fuel injection control apparatus according to claim 3, wherein the flow characteristic of intake air such as new air (hereinafter simply referred to as “new air”) flowing in the intake port in the combustion cycle of the internal combustion engine is detected. Alternatively, as in the invention according to claim 6, a fluid injection valve for injecting a working fluid different from the fuel injection valve is provided in the intake port, and the fluid injection valve is used as a working fluid. It is good also as a structure which injects at least any one of an inert gas, air, and exhaust gas toward the intake air which flows through an intake port.

このような構成の請求項6に記載の発明によれば、吸気バルブの開期間において、流体噴射弁から、窒素などの不活性気体、空気、及び排気ガスの少なくともいずれかを噴射することができる。それによって、吸気バルブを通過する吸入空気の流量特性を、意図的に変えることができるのである。例えば開期間のうちいずれかの目標期間区分に、最大流量領域が存在するという流量特性に変更することが自由に行なえる。   According to the sixth aspect of the present invention, at least one of an inert gas such as nitrogen, air, and exhaust gas can be injected from the fluid injection valve during the open period of the intake valve. . Thereby, the flow characteristic of the intake air passing through the intake valve can be intentionally changed. For example, it is possible to freely change to a flow rate characteristic that a maximum flow rate region exists in any target period section in the open period.

また、流体噴射弁は、請求項7に記載の如く、燃料噴射弁より上流側に配置されていることが好ましい。   Further, the fluid injection valve is preferably disposed upstream of the fuel injection valve.

これによると、流体噴射弁は、下流側に配置されかつ燃料噴射弁から噴射される噴射燃料に向けて、上記作動流体を噴射することができる。そのような作動流体は、噴射燃料を巻き込みながら、燃料を燃焼室に効果的に押し込むことができる。   According to this, the fluid injection valve can inject the said working fluid toward the injection fuel which is arrange | positioned downstream and is injected from a fuel injection valve. Such a working fluid can effectively push the fuel into the combustion chamber while entraining the injected fuel.

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符合を付すことにより、重複する説明を省略する。   Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the component corresponding in each embodiment.

(第1実施形態)
図1〜図5は本実施形態による燃料噴射制御装置を示している。図2及び図3は燃料噴射弁10による燃料噴射制御に係わる特徴的構成を示しており、図2は吸気バルブを通過する吸入空気の流量が特定流量領域において、筒内への燃料流入の完了タイミングを当該領域に連動させるという特徴構成を説明するための吸気系モデルを示している。図3〜図5は燃料噴射制御装置の制御回路(ECU)で実行される制御処理を示している。
(First embodiment)
1 to 5 show a fuel injection control apparatus according to the present embodiment. 2 and 3 show a characteristic configuration related to fuel injection control by the fuel injection valve 10, and FIG. 2 shows completion of fuel inflow into the cylinder when the flow rate of the intake air passing through the intake valve is in a specific flow rate region. The intake system model for demonstrating the characteristic structure which makes a timing interlock | cooperate to the said area | region is shown. 3 to 5 show a control process executed by a control circuit (ECU) of the fuel injection control device.

図1に示すように、内燃機関であるエンジン10において、吸気管11の最上流部にはエアクリーナ12が設けられ、このエアクリーナ12の下流側には、「吸入空気流量検出手段」としての、吸入空気量を検出するための熱式エアフロメータ13が設けられている。   As shown in FIG. 1, in an engine 10 that is an internal combustion engine, an air cleaner 12 is provided at the uppermost stream portion of an intake pipe 11, and an intake air flow rate detecting means is provided downstream of the air cleaner 12 as “intake air flow rate detection means”. A thermal air flow meter 13 for detecting the amount of air is provided.

この熱式エアフロメータ14は、吸入空気の流れの中に配置される熱線(図示せず)と吸気温度センサ(図示せず)が内蔵され、吸入空気で冷やされる熱線の温度と吸気温度との温度差を一定に保つように熱線への供給電流が制御される。これにより、吸入空気流量に応じて変化する熱線の放熱量に応じて熱線への供給電流が変化し、この供給電流に応じた電圧信号が吸入空気流量信号として出力される。   This thermal air flow meter 14 has a built-in hot wire (not shown) and an intake air temperature sensor (not shown) arranged in the flow of intake air, and the temperature of the hot wire cooled by the intake air and the intake air temperature. The supply current to the hot wire is controlled so as to keep the temperature difference constant. As a result, the supply current to the heat wire changes according to the heat radiation amount of the heat wire that changes according to the intake air flow rate, and a voltage signal corresponding to this supply current is output as the intake air flow rate signal.

この熱式エアフロメータ13の下流側には、DCモータ等のスロットルアクチュエータ15によって開度調節されるスロットルバルブ14が設けられている。スロットルバルブ14の開度(スロットル開度)は、スロットルアクチュエータ15に内蔵されたスロットル開度センサにより検出されるようになっている。スロットルバルブ14の下流側にはサージタンク16が設けられ、このサージタンク16には、「吸気圧力検出手段」としての、吸気管11内の圧力を検出するための吸気圧力センサ17が設けられている。   A throttle valve 14 whose opening degree is adjusted by a throttle actuator 15 such as a DC motor is provided downstream of the thermal air flow meter 13. The opening degree of the throttle valve 14 (throttle opening degree) is detected by a throttle opening degree sensor built in the throttle actuator 15. A surge tank 16 is provided on the downstream side of the throttle valve 14, and an intake pressure sensor 17 for detecting the pressure in the intake pipe 11 is provided in the surge tank 16 as “intake pressure detection means”. Yes.

また、サージタンク16には、エンジン10の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド18が接続されており、吸気マニホールド18において各気筒の吸気ポート18a周辺には、「燃料噴射手段」としての、燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁20が取り付けられている。エンジン10の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ21及び排気バルブ22が設けられている。   Further, an intake manifold 18 for introducing air into each cylinder of the engine 10 is connected to the surge tank 16, and a fuel as “fuel injection means” is provided around the intake port 18 a of each cylinder in the intake manifold 18. An electromagnetically driven fuel injection valve 20 for injecting fuel is attached. An intake valve 21 and an exhaust valve 22 are provided at an intake port and an exhaust port of the engine 10, respectively.

シリンダブロック23には円筒状のシリンダ内壁面23aが形成されると共にその下方にクランクケース23bが形成されており、シリンダ内壁面23a内にはピストン24が図中の上下方向に摺動可能に収容されている。クランクケース23bの下部には「潤滑油」としてのエンジンオイルを貯留するためのオイルパンが形成されている。そして、シリンダ内壁面23aと、ピストン24の上端面と、シリンダヘッド26の内周面により燃焼室(以下、単に「筒内」という)25が区画形成されている。   The cylinder block 23 has a cylindrical cylinder inner wall surface 23a and a crankcase 23b formed below the cylinder inner wall surface 23a. The piston 24 is accommodated in the cylinder inner wall surface 23a so as to be slidable in the vertical direction in the figure. Has been. An oil pan for storing engine oil as “lubricating oil” is formed below the crankcase 23b. A combustion chamber (hereinafter simply referred to as “in-cylinder”) 25 is defined by the cylinder inner wall surface 23 a, the upper end surface of the piston 24, and the inner peripheral surface of the cylinder head 26.

エンジン10の運転に際し吸気バルブ21が開放されると、燃料噴射弁20による噴射燃料と、吸入空気との混合気が燃焼室25内に導入され、排気バルブ22の開動作により燃焼後の排ガスが排気管27に排出される。吸気バルブ21及び排気バルブ22にはそれぞれ、「可変駆動弁装置」としての、各バルブ21、22のバルブタイミング(開閉時期)を可変とする可変バルブタイミング装置28、29が設けられている。可変バルブタイミング装置28、29は、吸気側、排気側のカム軸位相をそれぞれクランク軸に対して可変とするものであり、カム軸位相の変更に伴うバルブタイミングの変更により、例えば図2(a)に示すように吸排気バルブ21が共に開状態となる期間を示すオーバーラップ量OLが調整されるようになっている。但し本実施例では、便宜上、吸気バルブ21のバルブタイミングのみを可変に制御するものとして説明する。即ち、吸気バルブ21は、最遅角状態からの進角量を吸気バルブタイミングとして記載する。可変動弁装置としては、吸気バルブ21の開タイミングと閉タイミングとを各々個別に制御できるものであってもよい。   When the intake valve 21 is opened during the operation of the engine 10, the mixture of the fuel injected by the fuel injection valve 20 and the intake air is introduced into the combustion chamber 25, and the exhaust gas after combustion is generated by the opening operation of the exhaust valve 22. It is discharged to the exhaust pipe 27. Each of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 is provided with variable valve timing devices 28 and 29 that change the valve timing (opening / closing timing) of the valves 21 and 22 as “variable drive valve devices”. The variable valve timing devices 28 and 29 make the intake and exhaust camshaft phases variable with respect to the crankshaft. By changing the valve timing accompanying the change of the camshaft phase, for example, FIG. ), The overlap amount OL indicating the period during which both the intake and exhaust valves 21 are open is adjusted. However, in this embodiment, for the sake of convenience, description will be made assuming that only the valve timing of the intake valve 21 is variably controlled. That is, the intake valve 21 describes the advance amount from the most retarded state as the intake valve timing. The variable valve operating device may be one that can individually control the opening timing and closing timing of the intake valve 21.

エンジン10のシリンダヘッド26には気筒毎に「点火手段」としての点火プラグ30が取り付けられており、点火プラグ30には、点火コイル等よりなる点火装置(図示略)を通じて、目標(所望)とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ30の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室25内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。   An ignition plug 30 as an “igniting means” is attached to the cylinder head 26 of the engine 10 for each cylinder, and the target (desired) is connected to the ignition plug 30 through an ignition device (not shown) including an ignition coil or the like. A high voltage is applied at the ignition timing. By applying this high voltage, a spark discharge is generated between the opposing electrodes of each spark plug 30, and the air-fuel mixture introduced into the combustion chamber 25 is ignited and used for combustion.

排気管27には、排出ガス中のCO、HC、NOx等を浄化するための三元触媒等の触媒31が設けられ、この触媒31の上流側には排ガスを検出対象として混合気の空燃比(または酸素濃度)を検出するための空燃比センサ(O2(酸素)センサ等)32が設けられている。また、エンジン10のシリンダブロック23には、冷却水温を検出する冷却水温センサ33や、エンジンの所定クランク角毎に(例えば30°CA周期で)矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ34が取り付けられている。 The exhaust pipe 27 is provided with a catalyst 31 such as a three-way catalyst for purifying CO, HC, NOx, etc. in the exhaust gas, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture with exhaust gas as a detection target upstream of the catalyst 31. An air-fuel ratio sensor (such as an O 2 (oxygen) sensor) 32 for detecting (or oxygen concentration) is provided. Further, the cylinder block 23 of the engine 10 includes a coolant temperature sensor 33 that detects the coolant temperature, and a crank angle sensor 34 that outputs a rectangular crank angle signal at every predetermined crank angle of the engine (for example, at a cycle of 30 ° CA). Is attached.

上述した各種センサの出力は、エンジン制御装置としての制御回路(以下、ECUという)40に入力される。ECU40は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁20の燃料噴射量、及びこの燃料噴射量Qを形成する噴射開始時期θINJst及び噴射終了時期θINJendの制御と、点火プラグ30による点火時期の制御と、吸気バルブ21のバルブタイミングの制御などの各種の構成要素の制御を実行する。   Outputs of the various sensors described above are input to a control circuit (hereinafter referred to as ECU) 40 as an engine control device. The ECU 40 is mainly composed of a microcomputer composed of a CPU, ROM, RAM, backup RAM, and the like, and executes various control programs stored in the ROM, whereby the fuel injection of the fuel injection valve 20 is performed according to the engine operating state. And control of various components such as control of the injection start timing θINJst and injection end timing θINJend forming the fuel injection amount Q, control of the ignition timing by the spark plug 30, and control of the valve timing of the intake valve 21 Execute.

また、上記ECU40は、上記ROMに記憶された筒内吸入空気(充填空気ともいう)流量演算プログラムを実行することで、吸入系モデルによる筒内への吸入空気流量を演算する演算手段としての役割を果たす。   The ECU 40 also functions as a calculation means for calculating the intake air flow rate into the cylinder by the intake system model by executing a cylinder intake air (also referred to as charge air) flow rate calculation program stored in the ROM. Fulfill.

この吸入系モデルは、エンジン10の一燃焼サイクル(即ち吸気行程、圧縮行程、燃焼(膨張)行程、及び排気行程)のうち、排気行程の一部がオーバーラップする吸気行程において、スロットルバルブ14からエンジン10の吸気口までの吸気通路を流れる吸入空気の挙動を模擬するモデルであり、ECU40は、例えば車両の運転者の要求量(図示しないアクセル操作によるスロットル操作量)に応じたスロットル開度に基づいてスロットルバルブ14を通過する空気流量を演算し、この空気流量に、低負荷状態等時の場合には回転速度制御(例えば、ISC制御)のためにECU40で実施されるバイパス空気流量を加算して、エンジン10の吸気ポート18a、即ち開状態の吸気バルブ21を通過する吸入空気流量を算出する。   This intake system model is obtained from the throttle valve 14 in the intake stroke in which a part of the exhaust stroke overlaps in one combustion cycle of the engine 10 (that is, the intake stroke, the compression stroke, the combustion (expansion) stroke, and the exhaust stroke). This is a model that simulates the behavior of intake air flowing through the intake passage to the intake port of the engine 10, and the ECU 40 has a throttle opening that corresponds to, for example, a required amount of a vehicle driver (a throttle operation amount by an accelerator operation not shown). Based on this, the flow rate of air passing through the throttle valve 14 is calculated, and this air flow rate is added to the bypass air flow rate implemented by the ECU 40 for rotational speed control (for example, ISC control) when the load is low. Then, the flow rate of the intake air passing through the intake port 18a of the engine 10, that is, the intake valve 21 in the open state is calculated.

さらに、上記ECU40は、吸気バルブ21の開期間T(図2(e)参照)において、吸気バルブ21を通過する吸入空気流量のうち、図2(d)に示すほぼ最大流量となる領域(以下、最大流量領域という)を算出し、上記開期間Tのうち、当該最大流量領域に対応する特定区分(以下、特定期間という)Tamax、Tbmaxを導き出す(特定する)のである。   Further, the ECU 40 has a region (hereinafter referred to as “the maximum flow rate” shown in FIG. 2D among the intake air flow rate passing through the intake valve 21 during the open period T of the intake valve 21 (see FIG. 2E). In the open period T, specific sections (hereinafter referred to as specific periods) Tamax and Tbmax corresponding to the maximum flow area are derived (specified).

また、上記ECU40は、上述の燃料噴射弁20の噴射開始時期θINJst及び噴射終了時期θINJendを制御し、目標とする燃料噴射量Qを筒内25へ供給するが、上記特定期間Tamax、Tbmax内に、燃料噴射量Q分の大きさの燃料が筒内へ流入するように、少なくとも上記噴射終了時期θINJendを補正する。   Further, the ECU 40 controls the injection start timing θINJst and the injection end timing θINJend of the fuel injection valve 20 and supplies the target fuel injection amount Q to the cylinder 25, but within the specific periods Tamax, Tbmax. Then, at least the injection end timing θINJend is corrected so that the fuel of the amount corresponding to the fuel injection amount Q flows into the cylinder.

なお、噴射開始時期θINJstは、補正された噴射終了時期θINJendから、燃料噴射量Qに応じた燃料噴射期間θτを差し引いた時期としてオフセットされる。燃料噴射期間θτは、目標とする燃料噴射量Qに応じて燃料噴射弁10の噴射特性で決定されるものであり、例えば図示しない燃料を噴射する噴孔、並びに噴孔を開閉する弁部材のリフトによる開口特性によって決まる。   The injection start timing θINJst is offset as a timing obtained by subtracting the fuel injection period θτ corresponding to the fuel injection amount Q from the corrected injection end timing θINJend. The fuel injection period θτ is determined by the injection characteristics of the fuel injection valve 10 according to the target fuel injection amount Q. For example, the injection hole for injecting fuel (not shown) and the valve member for opening and closing the injection hole are provided. It depends on the opening characteristics of the lift.

次に、上述の構成を有する燃料噴射装置の作動について、ECU40で実行されるプログラムの制御処理に従って説明する。図3は筒内25への燃料流入を、吸入空気の「特定流量領域」としての最大流量領域に連動させる制御処理を示しており、また図4は図3中の吸入空気流量を演算する制御ルーチン、及び図5は図3中の燃料噴射弁20による燃料噴射の基本制御ルーチンを示している。   Next, the operation of the fuel injection device having the above-described configuration will be described in accordance with a program control process executed by the ECU 40. FIG. 3 shows a control process for linking the fuel inflow into the cylinder 25 with the maximum flow rate region as the “specific flow rate region” of the intake air, and FIG. 4 is a control for calculating the intake air flow rate in FIG. FIG. 5 shows a basic control routine for fuel injection by the fuel injection valve 20 in FIG.

図1に示すように、S100(Sはステップ)では、ECU40は、燃料噴射弁20を駆動制御し、燃料噴射の主たる基本特性としての燃料噴射量に係わる制御要素の制御値を仮決定する。即ち、図5に示すS110では、ECU40はエンジン10の運転状態を読み込む。具体的には、ECU40は、エンジン10の運転状態を各種センサの情報に基づいて検出し、当該運転状態を示す各種の状態値を読み込む。例えば検出した運転状態に基づいて、エンジン回転数Ne、エンジン負荷L等が読み込まれる。   As shown in FIG. 1, in S100 (S is a step), the ECU 40 controls the drive of the fuel injection valve 20, and temporarily determines a control value of a control element related to the fuel injection amount as a main basic characteristic of fuel injection. That is, in S110 shown in FIG. 5, the ECU 40 reads the operating state of the engine 10. Specifically, the ECU 40 detects the operating state of the engine 10 based on information from various sensors, and reads various state values indicating the operating state. For example, the engine speed Ne, the engine load L, and the like are read based on the detected operating state.

S120では、ECU40は、これらのエンジン回転数Ne及びエンジン負荷L等のエンジン状態値に基づいて、当該運転状態に最適な燃料噴射量Qを算出する。更に、算出された燃料噴射量Qに基づいて、上記燃料噴射弁10を駆動制御する制御要素である燃料噴射期間θτを決定し、また燃料噴射期間θτに対応して噴射開始時期θINJst及び噴射終了時期θINJendを仮決定する。ここで、噴射開始時期θINJst及び噴射終了時期θINJendを仮決定するとは、エンジン回転数Ne及びエンジン負荷L等の基本的な運転状態の状態値のみで決定することをいい、吸気系モデルによる吸入空気流量という後述で演算される情報値を考慮せず、決定されているからである。   In S120, the ECU 40 calculates the optimum fuel injection amount Q for the operating state based on the engine state values such as the engine speed Ne and the engine load L. Further, based on the calculated fuel injection amount Q, a fuel injection period θτ that is a control element for driving and controlling the fuel injection valve 10 is determined, and the injection start timing θINJst and the injection end are corresponding to the fuel injection period θτ. Temporarily determine the timing θINJend. Here, the provisional determination of the injection start timing θINJst and the injection end timing θINJend means that the injection start timing θINJst and the injection end timing θINJend are determined based only on the basic operating state values such as the engine speed Ne and the engine load L. This is because the flow rate is determined without considering the information value calculated later.

なお、以下の説明では、燃料噴射期間θτ、噴射開始時期θINJst、及び噴射終了時期θINJendにおいて、運転状態が低回転全負荷時の場合、及び高回転全負荷時の場合を、それぞれ「a」、「b」という添え字を付して区別する。例えば高回転全負荷時の場合には、添え字「b」を挿入し、燃料噴射期間θbτ、噴射開始時期θINJbst、及び噴射終了時期θINJbendとするものとする。   In the following description, in the fuel injection period θτ, the injection start timing θINJst, and the injection end timing θINJend, the operation state is a low rotation full load and a high rotation full load, respectively, “a”, It is distinguished by attaching a subscript “b”. For example, in the case of a high rotation full load, the subscript “b” is inserted to obtain a fuel injection period θbτ, an injection start timing θINJbst, and an injection end timing θINJbend.

上述のS120の制御処理を実行すると、図2に示すS200へ移行する。S200では、ECU40は、上述の吸気系モデルに基づき、吸気バルブ21を通過する吸入空気の流量を演算する。即ち、図4に示すS210では、ECU40はエンジン10の運転状態を読み込み、検出した運転状態に基づいて、エンジン回転数Ne、エンジン負荷L、及び可変駆動弁装置28による吸気バルブ21の開閉タイミング等が読み込まれる。   When the control process of S120 described above is executed, the process proceeds to S200 shown in FIG. In S200, the ECU 40 calculates the flow rate of the intake air passing through the intake valve 21 based on the intake system model described above. That is, in S210 shown in FIG. 4, the ECU 40 reads the operating state of the engine 10, and based on the detected operating state, the engine speed Ne, the engine load L, the opening / closing timing of the intake valve 21 by the variable drive valve device 28, and the like. Is read.

S220では、スロットル開度に基づいてスロットルバルブ14を通過する吸入空気の流量(以下、単に「スロットル吸入空気流量」という)が算出され、算出されたスロットル吸入空気流量に基づいて、吸気バルブ21を通過する吸入空気の流量が図2中の横軸で示されるクランク角で時系列的に算出される。   In S220, the flow rate of intake air passing through the throttle valve 14 based on the throttle opening (hereinafter simply referred to as “throttle intake air flow rate”) is calculated, and the intake valve 21 is turned on based on the calculated throttle intake air flow rate. The flow rate of the intake air passing therethrough is calculated in time series at the crank angle indicated by the horizontal axis in FIG.

ここで、上記運転状態が低回転全負荷時、及び高回転全負荷時などの全負荷時の場合には、吸気バルブ21を通過する吸入空気流量は、スロットル吸入空気流量と実質的にほぼ同じとなる。また、吸気ポート18a側で局所的に生じる「筒内25から吸気バルブ21を介した吸気ポート18aへの吹き返し」等の挙動の影響による上記吸入空気流量の挙動については、吸気系モデルを含むエンジンモデルを用いる場合の方が更に精度が得られる。図2(d)の吸入空気流量において、順流は吸気ポート18aから筒内25へ流入する方向への流れをいい、逆流は上記吹き返し方向の流れをいう。   Here, when the operation state is a full load such as a low rotation full load and a high rotation full load, the intake air flow rate passing through the intake valve 21 is substantially the same as the throttle intake air flow rate. It becomes. Further, regarding the behavior of the intake air flow rate due to the influence of behavior such as “returning from the cylinder 25 to the intake port 18a via the intake valve 21” locally generated on the intake port 18a side, an engine including an intake system model is included. More accuracy is obtained when the model is used. In the intake air flow rate shown in FIG. 2D, the forward flow refers to the flow in the direction of flowing into the cylinder 25 from the intake port 18a, and the reverse flow refers to the flow in the blow-back direction.

上述のS220の制御処理を実行すると、図2に示すS300へ移行する。S300では、吸気バルブ21を通過する吸入空気の最大流量領域を導き出す(特定する)。具体的にはS220において吸気バルブ21を通過する吸入空気の流量をクランク角で時系列的に算出したので、その算出結果に基づいて、最大流量Vamax、Vbmaxを含む略最大流量となる領域を特定するのである。さらに、最大流量領域に対応する特定期間Tamax、Tbmax内までに、筒内25への燃料流入完了を達成させるために必要な、上記燃料噴射弁20の噴射終了時期θINJaend、θINJbendを算出する。   When the control process of S220 described above is executed, the process proceeds to S300 shown in FIG. In S300, the maximum flow rate region of the intake air passing through the intake valve 21 is derived (specified). Specifically, since the flow rate of the intake air passing through the intake valve 21 is calculated in chronological order with the crank angle in S220, a region where the substantially maximum flow rate including the maximum flow rates Vamax and Vbmax is determined is specified based on the calculation result. To do. Further, the injection end timings θINJend and θINJbend of the fuel injection valve 20 necessary to achieve the completion of the fuel inflow into the cylinder 25 are calculated by the specific periods Tamax and Tbmax corresponding to the maximum flow rate region.

本実施形態では、上記最大流量領域を、流量が最大流量Vamax、Vbmaxの大きさの85%以上の流量範囲にあるものと定義した。   In the present embodiment, the maximum flow rate region is defined as a flow rate in the flow rate range of 85% or more of the maximum flow rate Vamax and Vbmax.

また、本実施形態では、図2(d)に示すように、特定期間Tamax、Tbmax内のうち、最大流量Vamax、Vbmaxに対応するクランク角度位置に、筒内25への燃料流入完了を同期させるようにしている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2D, the completion of fuel inflow into the cylinder 25 is synchronized with the crank angle position corresponding to the maximum flow rates Vamax and Vbmax within the specific periods Tamax and Tbmax. I am doing so.

言い換えると、図2(d)中の一点鎖線で示される低回転全負荷時では、低回転側であり、吸入空気の慣性力の影響が小さいので、吸気バルブ21のバルブタイミングによる「開口量」としての開口面積特性により、図2(a)中のバルブリフト量特性に概ね相似する吸入空気流量特性となる。そのような低回転全負荷時の場合の吸入空気流量特性では、図2(b)の筒内体積及び図2(c)の筒内圧に示す中間域で、最大流量Vamaxが発生することになる。そして、ECU40は、図2(fa)に示す燃料流入完了時期を、上記最大流量Vamax時のクランク角度に合わせるようにしている。   In other words, at the time of the low rotation full load indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 2 (d), it is on the low rotation side and the influence of the inertia force of the intake air is small. As a result, the intake air flow rate characteristic approximately similar to the valve lift amount characteristic in FIG. In the intake air flow rate characteristic at the time of such a low rotation full load, the maximum flow rate Vamax is generated in the intermediate region shown in the cylinder volume in FIG. 2B and the cylinder pressure in FIG. . The ECU 40 adjusts the fuel inflow completion timing shown in FIG. 2 (fa) to the crank angle at the maximum flow rate Vamax.

また、図2(d)中の実線で示される高回転全負荷時では、高回転側であり吸入空気の慣性力の影響を比較的大きく受けるため、吸気バルブ21が開弁しても開弁当初は吸入空気が筒内25へ流入されにくくなる。言い換えると、燃料流入の特性に、吸入空気というガス慣性による流動遅れが生じることになる。しかしながら、吸入空気が一端流動し出すと、高回転側ではそのガス流速が速いため、図2(d)の如く二段階に極値が生じ、2番目の極値で、開期間T中の最大流量Vbmaxが形成されることになる。   Further, at the high rotation full load indicated by the solid line in FIG. 2 (d), since it is on the high rotation side and is relatively greatly affected by the inertial force of the intake air, even if the intake valve 21 is opened, the valve opening Initially, the intake air is less likely to flow into the cylinder 25. In other words, a flow delay due to gas inertia called intake air occurs in the characteristics of fuel inflow. However, when the intake air begins to flow once, the gas flow rate is high on the high rotation side, so that an extreme value occurs in two stages as shown in FIG. 2 (d), and the second extreme value is the maximum during the open period T. A flow rate Vbmax is formed.

この高回転全負荷時での最大流量Vbmaxが発生するクランク角度位置は、上記低回転全負荷時での最大流量Vamaxにおけるクランク角度位置に比べて大きくはなるが、開期間T内であり、かつ吸気バルブ21の閉弁時期よりも所定のクランク角度の間隔を置いて、最大流量Vbmaxが発生している。   The crank angle position at which the maximum flow rate Vbmax is generated at the time of the high rotation full load is larger than the crank angle position at the maximum flow rate Vamax at the time of the low rotation full load, but is within the open period T, and The maximum flow rate Vbmax is generated at a predetermined crank angle interval from the closing timing of the intake valve 21.

そして、ECU40は、図2(fb)に示す燃料流入完了時期を、上記最大流量Vbmax時のクランク角度に合わせるようにしている。   The ECU 40 adjusts the fuel inflow completion timing shown in FIG. 2 (fb) to the crank angle at the maximum flow rate Vbmax.

上述のS300の制御処理を実行すると、S400へ移行し、S400では、燃料噴射弁20による燃料噴射に係わる仮決定であった噴射開始時期θINJst、及び噴射終了時期θINJendを、S300の演算結果に基づいて補正する。   When the control process of S300 described above is executed, the process proceeds to S400. In S400, the injection start timing θINJst and the injection end timing θINJend, which were provisional decisions related to fuel injection by the fuel injection valve 20, are based on the calculation result of S300. To correct.

言い換えると、S300にて最大流量Vamax、Vbmaxと燃料流入完了とを同期させるために必要な噴射終了時期として、図2(ga)及び図2(gb)に示す噴射終了時期θINJaend、θINJbendを決定すると、S400へ移行し、当該S400では、S100にて仮決定した噴射開始時期θINJast、θINJbst、及び噴射終了時期θINJaend、θINJbendを、S300で決定した噴射終了時期θINJaend、θINJbendに基づいて噴射開始時期θINJast、θINJbstも補正することにより、燃料噴射弁20の制御要素である噴射開始時期θINJast、θINJbst、及び噴射終了時期θINJaend、θINJbend、これらに対応の燃料噴射期間θτの全てが決定されるのである。   In other words, when the injection end timings θINJend and θINJbend shown in FIGS. 2 (ga) and 2 (gb) are determined as the injection end timings required to synchronize the maximum flow rates Vamax and Vbmax with the fuel inflow completion in S300. In S400, the injection start timing θINJast, θINJbst and the injection end timing θINJend, θINJbend provisionally determined in S100 are set based on the injection end timing θINJend, θINJbend determined in S300, By correcting θINJbst as well, the injection start timings θINJast, θINJbst and the injection end timings θINJend, θINJbend, which are control elements of the fuel injection valve 20, and the fuel injection period θτ corresponding to these are all determined. Than is.

これにより、最大流量領域にある吸入空気流量を利用するので、燃料の気化潜熱による冷却効果による吸入空気の充填率を有効に高めることができる。また、燃料の一部が気化未完了のまま筒内25へ流入することがあったとしても、最大流量領域にある吸入空気流量を利用して、気化未完了の燃料の速やかな気化促進と、燃料の気化潜熱による冷却効果による吸入空気の充填率を有効に高めることができる。   Thus, since the intake air flow rate in the maximum flow rate region is used, the intake air filling rate due to the cooling effect due to the latent heat of vaporization of the fuel can be effectively increased. Further, even if part of the fuel may flow into the cylinder 25 without being completely vaporized, by using the intake air flow rate in the maximum flow rate region, rapid vaporization promotion of the fuel that has not been vaporized, It is possible to effectively increase the filling rate of the intake air due to the cooling effect by the latent heat of vaporization of the fuel.

燃料が流入完了する上記特定期間Tamax、Tbmaxは、吸入空気流量が最大流量領域にあるので、そのような比較的高い流速を有する吸入空気とのせん断作用により、未完了の燃料が速やかに気化されるからである。そして、燃料の冷却効果により筒内25に流入している吸入空気を冷却し、密度を高めて吸入空気容積を小さくすることになるが、上記比較的高い流速を有する吸入空気によって、速やかに吸入空気の充填率を有効に高めることができるからである。   Since the intake air flow rate is in the maximum flow rate region during the specific periods Tamax and Tbmax in which the inflow of fuel is completed, uncompleted fuel is quickly vaporized by the shearing action with the intake air having such a relatively high flow rate. This is because that. Then, the intake air flowing into the cylinder 25 is cooled by the cooling effect of the fuel, and the density is increased and the intake air volume is reduced. However, the intake air having the relatively high flow rate is quickly sucked in. This is because the air filling rate can be effectively increased.

しかも、燃料噴射弁20を駆動制御して燃料噴射を制御するという燃料噴射制御手段では、補正された噴射終了時期θINJaend、θINJbendに対し、燃料噴射量Qに相当する噴射期間θτ分だけ噴射開始時期θINJast、θINJbstをオフセットするだけでよく、吸気バルブ21の開弁後に燃料噴射弁10からの噴射燃料が吸気バルブ21へ到達するようにするという制限はない。したがって、そのような燃料噴射制御手段を有する本発明の装置では、燃料圧を増圧する増圧装置等の特殊な装置は必要がない。   In addition, in the fuel injection control means for controlling the fuel injection by controlling the fuel injection valve 20, the injection start timing corresponding to the fuel injection amount Q for the corrected injection end timing θINJend, θINJbend. It is only necessary to offset θINJast and θINJbst, and there is no restriction that the injected fuel from the fuel injection valve 10 reaches the intake valve 21 after the intake valve 21 is opened. Therefore, the device of the present invention having such a fuel injection control means does not require a special device such as a pressure increasing device for increasing the fuel pressure.

以上の構成によれは、多量の燃料噴射量Qを必要とする高回転全負荷等の全負荷領域において、そのような燃料噴射量Qを燃料噴射弁20から噴射し、当該燃料の冷却効果により吸入空気の充填率を有効に高めることができるので、全負荷トルク向上に適した燃料噴射制御装置が得られるのである。   According to the above configuration, in a full load region such as a high rotation full load that requires a large amount of fuel injection Q, such a fuel injection amount Q is injected from the fuel injection valve 20, and due to the cooling effect of the fuel Since the intake air filling rate can be increased effectively, a fuel injection control device suitable for improving the full load torque can be obtained.

また、以上説明した実施形態では、燃料流入の完了時期を、最大流量Vamax、Vbmax時にほぼ同期させる構成としたが、以下の構成であってもよい。   In the embodiment described above, the fuel inflow completion timing is substantially synchronized with the maximum flow rates Vamax and Vbmax. However, the following configuration may be used.

即ち、最大流量領域に対応する特定期間Tamax、Tbmax内のいずれかのクランク角度位置を、燃料流入の完了時期に同期するタイミングとして設定する構成とする。   That is, the crank angle position within the specific periods Tamax and Tbmax corresponding to the maximum flow rate region is set as a timing synchronized with the completion timing of the fuel inflow.

最大流量領域は、流量が最大流量Vamax、Vbmaxの大きさの85%以上の流量範囲にあるものと定義している。これによれば、最大流量領域では、最大流量Vamax、Vbmax時とほぼ同じ吸入空気流量による性能が得られるからである。言い換えると、最大流量領域に対応する特定期間Tamax、Tbmax内のいずれかのクランク角度位置を、燃料流入の完了時期に同期するタイミングとして設定することで、当該クランク角度位置での吸入空気流量即ち燃料流入の完了時期での吸入空気流量は、最大流量の85%以上の大きさという最大流量とほぼ同じ流量が確保される。   The maximum flow rate region is defined as a flow rate in a flow rate range of 85% or more of the maximum flow rate Vamax and Vbmax. According to this, in the maximum flow rate region, the performance by the intake air flow rate substantially the same as that at the maximum flow rates Vamax and Vbmax can be obtained. In other words, by setting one of the crank angle positions within the specific periods Tamax and Tbmax corresponding to the maximum flow rate region as a timing synchronized with the completion timing of fuel inflow, the intake air flow rate at the crank angle position, that is, the fuel The intake air flow rate at the completion of the inflow is almost the same as the maximum flow rate of 85% or more of the maximum flow rate.

さて、かかる発明では、吸入空気のガス慣性により吸気バルブ開弁時、筒内の吸入空気の流動遅れが生じることになる。そのような吸入空気の流動特性を考慮して最大流量Vamax、Vbmaxとなる最大流量時期を精度よく算出または推定することが、必ずしも容易ではないという懸念がある。   Now, in such an invention, due to the gas inertia of the intake air, when the intake valve is opened, a flow delay of the intake air in the cylinder occurs. There is a concern that it is not always easy to accurately calculate or estimate the maximum flow rate when the maximum flow rates Vamax and Vbmax are taken into consideration in consideration of the flow characteristics of the intake air.

しかしながら、上述の如く、「最大流量領域を、吸入空気の流量が、最大流量Vamax、Vbmaxの大きさの85%以上の流量範囲で設定する」構成とすることで、最大流量領域を算出または推定するという演算手段が比較的容易にできるので、全負荷トルク向上に適した比較的簡素な制御装置を実現することができる。   However, as described above, the maximum flow rate region is calculated or estimated by adopting a configuration in which “the flow rate of the intake air is set within a flow rate range of 85% or more of the maximum flow rate Vamax and Vbmax”. Since it is possible to relatively easily perform the calculating means, it is possible to realize a relatively simple control device suitable for improving the full load torque.

しかも、上記燃料噴射制御手段は、吸入空気の流量における最大流量領域に係わる特定期間Tamax、Tbmaxに基づいて燃料噴射弁20による燃料噴射を実行するものであるので、従来技術のように吸気バルブ21の開期間Tのうちの閉弁時期、及び開期間Tのうちの、適合により決定する必要がある流速の閾値で定義される開期間区分の当初の1/3区分という吸気バルブ21の機械的な開範囲のいずれかによって、燃料噴射弁20による燃料噴射を実行する必要はないのである。そのような燃料噴射制御手段を有する本発明の装置は、エンジン10の回転領域に関係なく適用可能であると共に、上記適合に伴う適合工数の低減が可能となるのである。   Moreover, since the fuel injection control means performs fuel injection by the fuel injection valve 20 based on the specific periods Tamax and Tbmax related to the maximum flow rate region in the flow rate of intake air, the intake valve 21 as in the prior art. Of the intake valve 21, which is the first 1/3 of the open period defined by the closing timing of the open period T and the threshold of the flow rate that needs to be determined by the fit of the open period T It is not necessary to perform fuel injection by the fuel injection valve 20 in any of the open ranges. The apparatus of the present invention having such a fuel injection control means can be applied regardless of the rotation region of the engine 10, and the adaptation man-hours associated with the adaptation can be reduced.

(第2実施形態)
第2実施形態を図6に示す。第2実施形態は第1実施形態の変形例である。第2実施形態では、ECU40のROMに記憶の演算プログラムには、吸気系モデルに加えて、燃料系モデル、燃焼系モデル等のエンジンの機能モデル(以下、単に「エンジンモデル」という)による演算手段を有している。
(Second Embodiment)
A second embodiment is shown in FIG. The second embodiment is a modification of the first embodiment. In the second embodiment, the calculation program stored in the ROM of the ECU 40 includes calculation means based on an engine function model (hereinafter simply referred to as “engine model”) such as a fuel system model and a combustion system model in addition to the intake system model. have.

燃料系モデルは、エンジンへの燃料の供給を模擬するモデルであり、筒内25へ流入した燃料量を充填燃料量を算出するものである。燃料系モデルは、例えば燃料噴射弁20より噴射された燃料(燃料噴霧)のうち、吸気ポート18aの内周に付着した燃料部分(第1条件の燃料部分)と、付着しなかった燃料部分(第2条件の燃料部分)を想定するものである。   The fuel system model is a model for simulating the supply of fuel to the engine, and calculates the amount of fuel charged from the amount of fuel flowing into the cylinder 25. In the fuel system model, for example, of the fuel (fuel spray) injected from the fuel injection valve 20, the fuel portion attached to the inner periphery of the intake port 18a (the fuel portion of the first condition) and the fuel portion not attached ( The fuel part of the second condition) is assumed.

第1条件の燃料部分では、ECU40は、吸気ポートの温度に基づいて吸気ポート18a内周に付着する燃料の付着率と吸気ポート18a内周から蒸発する燃料の蒸発率とを演算する。そして、燃料噴射量Qと吸気ポート18a内周への燃料の付着率とに基づいて、吸気ポート18a内周に付着した燃料量と付着しなかった燃料量とを演算し、吸気ポート18a内周に付着した燃料量と蒸発率とに基づいて、吸気ポート18a内周からの燃料の蒸発量を演算し、この蒸発量と吸気ポート18a内周に付着しなかった燃料量とを加算して筒内充填燃料量を算出するのである。   In the fuel portion of the first condition, the ECU 40 calculates the adhesion rate of fuel adhering to the inner periphery of the intake port 18a and the evaporation rate of fuel evaporating from the inner periphery of the intake port 18a based on the temperature of the intake port. Based on the fuel injection amount Q and the fuel adhesion rate to the inner periphery of the intake port 18a, the amount of fuel attached to the inner periphery of the intake port 18a and the amount of fuel not attached to the inner periphery of the intake port 18a are calculated. The amount of fuel evaporated from the inner periphery of the intake port 18a is calculated based on the amount of fuel adhering to the fuel and the evaporation rate, and the amount of evaporation and the amount of fuel not adhering to the inner periphery of the intake port 18a are added. The amount of fuel filled inside is calculated.

また、燃焼系モデルは、エンジン10の燃焼状態を模擬するモデルであり、上記吸気系モデルで演算された筒内25への吸入空気流量、上記燃料系モデルで演算された筒内充填燃料量、またECU40で演算された点火時期、シリンダ内壁面23aの壁温に基づいて発熱量を演算するものである。   The combustion system model is a model that simulates the combustion state of the engine 10, and the intake air flow rate into the cylinder 25 calculated by the intake system model, the in-cylinder charged fuel amount calculated by the fuel system model, The calorific value is calculated based on the ignition timing calculated by the ECU 40 and the wall temperature of the cylinder inner wall surface 23a.

こうした構成によると、吸気バルブ21を通過した吸入空気が筒内25に流入するまでの吸入空気の挙動を模擬した吸気系モデルを有するエンジンモデルを用いており、そのようなエンジンモデルには、筒内25へ流入する吸入空気流量を演算する演算手段を設けているので、第1実施形態と同様な効果を得ることができる。   According to such a configuration, the engine model having the intake system model that simulates the behavior of the intake air until the intake air that has passed through the intake valve 21 flows into the cylinder 25 is used. Since the calculating means for calculating the flow rate of the intake air flowing into the inner 25 is provided, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

しかも、ECU40において、上述のようなエンジンモデルを用いることで、少なくとも燃料系モデル及び燃焼系モデルなどの機能モデルの演算結果を、吸気系モデルの演算結果に連携させることが可能となる。それ故に、エンジンモデルの演算手段によって吸気バルブを通過する吸入空気の流量が最大流量領域となる特定期間Tamax、Tbmaxを特定する確実性を向上させ、これにより特定期間Tamax、Tbmaxを精度よく決定することができる。   In addition, by using the engine model as described above in the ECU 40, at least the calculation results of the functional models such as the fuel system model and the combustion system model can be linked to the calculation results of the intake system model. Therefore, it is possible to improve the certainty of specifying the specific periods Tamax and Tbmax in which the flow rate of the intake air passing through the intake valve is in the maximum flow rate region by the calculation means of the engine model, thereby accurately determining the specific periods Tamax and Tbmax. be able to.

(第3実施形態)
第3実施形態を図7に示す。第3実施形態は第1実施形態の変形例である。第3実施形態では、吸気ポート18a内を流動する吸入空気の流量を直接的に検出するのではなく、当該吸入空気の特定箇所間での差圧を利用し、当該差圧に基づいて間接的に吸入空気流量を検出する構成とした一例を示すものである。
(Third embodiment)
A third embodiment is shown in FIG. The third embodiment is a modification of the first embodiment. In the third embodiment, the flow rate of the intake air flowing in the intake port 18a is not directly detected, but the differential pressure between the specific portions of the intake air is used and indirectly based on the differential pressure. Fig. 1 shows an example in which the intake air flow rate is detected.

図7に示すように、「吸気圧力検出手段」としての吸気ポート圧力センサ60が、サージタンク16ではなく、吸気マニホールド18に設けられている。また、エンジン10の筒内(燃焼室)25の圧力を検出する「筒内圧力検出手段」としての筒内圧力センサ50が筒内25に取り付けられている。筒内圧力センサ50は、点火プラグ30と同様にシリンダヘッドに取り付けられ、例えば図中の如く筒内圧力センサ50及び点火プラグ30を有する点火装置から構成されるユニット130であっても、筒内圧力センサ50と、点火プラグ30を有する点火装置とが別体でシリンダヘッドに取り付けられていてもよい。   As shown in FIG. 7, an intake port pressure sensor 60 as “intake pressure detection means” is provided not in the surge tank 16 but in the intake manifold 18. An in-cylinder pressure sensor 50 serving as “in-cylinder pressure detection means” for detecting the pressure in the cylinder (combustion chamber) 25 of the engine 10 is attached to the cylinder 25. The in-cylinder pressure sensor 50 is attached to the cylinder head in the same manner as the ignition plug 30. For example, the in-cylinder pressure sensor 50 is an in-cylinder unit 130 including an in-cylinder pressure sensor 50 and an ignition device having the ignition plug 30 as shown in FIG. The pressure sensor 50 and the ignition device having the ignition plug 30 may be separately attached to the cylinder head.

ECU40のROMに記憶の演算プログラムは、上記エンジンモデルによる演算手段と、両センサ50、60により検出された差圧を算出し、当該差圧と、開期間Tにおける吸気バルブ21の開口量に基づいて、吸気バルブを通過する吸入空気の流量を演算する演算手段(以下、差圧式吸入空気流量演算手段という)として役割を果たす。   The calculation program stored in the ROM of the ECU 40 calculates the differential pressure detected by the calculation means based on the engine model and the sensors 50 and 60, and based on the differential pressure and the opening amount of the intake valve 21 during the open period T. Thus, it plays a role as calculation means for calculating the flow rate of intake air passing through the intake valve (hereinafter referred to as differential pressure type intake air flow rate calculation means).

このように構成しても、第1実施形態と同様な効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、吸気ポート18a側の吸気マニホールド18及び筒内25に、それぞれ、吸気ポート圧を検出する吸入空気圧力検出手段60、及び筒内圧を検出する筒内圧力検出手段50を設けると共に、吸気ポート圧及び筒内圧の両者の差圧を算出し、吸気バルブ21を吸入空気が通過するときの絞り量である吸気バルブ21の開口量と当該差圧に基づいて演算するので、開期間Tにおいて吸気バルブ21を通過する吸入空気流量を、精度よく推定することができるのである。   Even if comprised in this way, the effect similar to 1st Embodiment can be acquired. Furthermore, in the present embodiment, the intake manifold 18 and the cylinder 25 on the intake port 18a side are respectively provided with an intake air pressure detecting means 60 for detecting the intake port pressure and an in-cylinder pressure detecting means 50 for detecting the in-cylinder pressure. At the same time, the differential pressure between the intake port pressure and the in-cylinder pressure is calculated and calculated based on the opening amount of the intake valve 21 that is the throttle amount when the intake air passes through the intake valve 21 and the differential pressure. It is possible to accurately estimate the intake air flow rate that passes through the intake valve 21 during the period T.

しかも、上記差圧による吸入空気流量の算出方法は、流量に係わる流量状態値または流量指標値により直接的に吸入空気流量の算出方法に比べて、流量検出における応答性に優れている。したがって、高回転全負荷時に適用する場合に、特に、トルク向上に適した燃料噴射制御装置が容易に得易くなる。   In addition, the calculation method of the intake air flow rate based on the differential pressure is superior in response to flow rate detection compared to the calculation method of the intake air flow rate directly based on the flow rate state value or flow index value related to the flow rate. Therefore, when applied at high rotation full load, a fuel injection control device particularly suitable for improving torque can be easily obtained.

(第4実施形態)
第4実施形態を図8に示す。第4実施形態は第1実施形態の変形例である。第4実施形態では、吸気マニホールド18に、「吸入空気流量検出手段」としての熱式エアフロメータ113を設ける構成とする一例を示すものである。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment is shown in FIG. The fourth embodiment is a modification of the first embodiment. The fourth embodiment shows an example in which the intake manifold 18 is provided with a thermal air flow meter 113 as “intake air flow rate detection means”.

図8に示すように、熱式エアフロメータ113が吸気ポート18a側の吸気マニホールド18に設けられているので、吸気ポート18aにおいて熱式エアフロメータ113が設置される設置位置と、吸気バルブ21との間の吸入空気の到達時間を考慮することで、実質的に吸気バルブ21を通過する吸入空気流量を、精度よく検出することができる。   As shown in FIG. 8, since the thermal air flow meter 113 is provided in the intake manifold 18 on the intake port 18a side, the installation position where the thermal air flow meter 113 is installed in the intake port 18a and the intake valve 21 The intake air flow rate that substantially passes through the intake valve 21 can be accurately detected by considering the intake air arrival time in between.

(第5実施形態)
第5実施形態を図9に示す。第5実施形態は第1実施形態の変形例である。第5実施形態では、吸気ポート18aに「燃料噴射手段」としての燃料噴射弁20と別個に、「空気噴射手段」としての流体噴射弁70を設けた一例を示すものである。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment is shown in FIG. The fifth embodiment is a modification of the first embodiment. In the fifth embodiment, an example in which a fluid injection valve 70 as an “air injection means” is provided in the intake port 18a separately from the fuel injection valve 20 as a “fuel injection means” is shown.

図9に示すように、流体噴射弁70が吸気ポート18aに取り付けられ、燃料噴射弁20の上流側に配置されている。流体噴射弁70は、空気を圧縮する空気圧縮源としてのエアポンプ80に接続され、エアポンプ80で加圧された空気が供給される。流体噴射弁70はECU40に駆動制御される電磁駆動式の流体噴射弁であり、ECU40により駆動制御されることにより、空気等の作動流体を噴射するものである。   As shown in FIG. 9, the fluid injection valve 70 is attached to the intake port 18 a and is arranged on the upstream side of the fuel injection valve 20. The fluid injection valve 70 is connected to an air pump 80 as an air compression source for compressing air, and air pressurized by the air pump 80 is supplied. The fluid injection valve 70 is an electromagnetically driven fluid injection valve that is driven and controlled by the ECU 40. The fluid injection valve 70 is driven and controlled by the ECU 40 to inject a working fluid such as air.

上記作動流体としては、空気に限らず、窒素などの不活性気体、及び排気ガスのいずれであってもよい。   The working fluid is not limited to air but may be any of an inert gas such as nitrogen and an exhaust gas.

このような構成によると、吸気バルブ21の開期間Tにおいて、流体噴射弁70から、窒素などの不活性気体、空気、及び排気ガスの少なくともいずれかを噴射することができる。空気などの作動流体は空気と同じ気体であるため、吸入空気を実質的に増やしたことになる。それによって、吸気バルブ21を通過する吸入空気の流量特性を、意図的に変えることができる。例えば開期間Tのうちいずれかの目標期間区分に、最大流量領域が存在するという流量特性への変更が自由に行なえる。   According to such a configuration, in the open period T of the intake valve 21, at least one of inert gas such as nitrogen, air, and exhaust gas can be injected from the fluid injection valve 70. Since the working fluid such as air is the same gas as air, the intake air is substantially increased. Thereby, the flow rate characteristic of the intake air passing through the intake valve 21 can be changed intentionally. For example, it is possible to freely change the flow rate characteristic that the maximum flow rate region exists in any target period section in the open period T.

しかも、本実施形態では、流体噴射弁70を燃料噴射弁20より上流側に配置する構成としているので、流体噴射弁70は、下流側に配置されかつ燃料噴射弁20から噴射される噴射燃料に向けて、上記作動流体を噴射することができる。そのような作動流体は、噴射燃料を巻き込みながら、燃料を筒内25に効果的に押し込むことができる。   In addition, in the present embodiment, the fluid injection valve 70 is arranged on the upstream side of the fuel injection valve 20, so that the fluid injection valve 70 is disposed on the downstream side and injected fuel injected from the fuel injection valve 20. The working fluid can be ejected toward the head. Such a working fluid can effectively push the fuel into the cylinder 25 while entraining the injected fuel.

(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用可能である。
(Other embodiments)
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is limited to this embodiment and is not interpreted and can be applied to various embodiment in the range which does not deviate from the summary.

本発明の第1実施形態による燃料噴射装置を適用した内燃機関の制御装置の全体構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of a control device for an internal combustion engine to which a fuel injection device according to a first embodiment of the present invention is applied. 図1の内燃機関の制御装置において吸気ポート、吸気バルブ、及び筒内(燃焼室)へ流入する燃料及び吸入空気の挙動モデルを示す模式図であって、図2(a)は吸気バルブのバルブリフト、図2(b)は筒内体積、図2(c)は筒内圧、図2(d)は吸気バルブを通過する吸入空気の流量、図2(e)は吸気バルブの開期間、図2(fa)及び(fb)はそれぞれ低回転全負荷時及び高回転全負荷時における筒内への燃料の流入タイミング、図2(ga)及び(gb)はそれぞれ低回転全負荷時及び高回転全負荷時における燃料噴射弁による燃料噴射タイミングを示す特性図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a behavior model of an intake port, an intake valve, and fuel and intake air flowing into a cylinder (combustion chamber) in the control device for the internal combustion engine of FIG. 1, and FIG. 2 (b) is the in-cylinder volume, FIG. 2 (c) is the in-cylinder pressure, FIG. 2 (d) is the flow rate of the intake air passing through the intake valve, FIG. 2 (e) is the intake valve open period, 2 (fa) and (fb) are the inflow timings of fuel into the cylinder at the time of low full load and high load, respectively. FIGS. 2 (ga) and (gb) are at low full load and high rpm, respectively. It is a characteristic view which shows the fuel injection timing by the fuel injection valve at the time of full load. 図1中のECUで実行される制御方法を示す図であって、吸入空気の最大流量領域に応じた筒内への燃料流入タイミングとする燃料噴射制御を実施するための制御処理を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a control method executed by the ECU in FIG. 1, and is a flowchart showing a control process for performing fuel injection control with fuel inflow timing in a cylinder corresponding to a maximum flow rate region of intake air. is there. 図3中の吸入空気の流量を演算する制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing which calculates the flow volume of the intake air in FIG. 図3中の燃料噴射弁による燃料噴射の基本制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the basic control process of the fuel injection by the fuel injection valve in FIG. 第2実施形態に係わる燃料噴射装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fuel-injection apparatus concerning 2nd Embodiment. 第3実施形態に係わる燃料噴射装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fuel-injection apparatus concerning 3rd Embodiment. 第4実施形態に係わる燃料噴射装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fuel-injection apparatus concerning 4th Embodiment. 第5実施形態に係わる燃料噴射装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fuel-injection apparatus concerning 5th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 エンジン(内燃機関)
11 吸気管(吸気通路)
13 熱式エアフロメータ(吸入空気流量検出手段)
14 スロットルバルブ
16 サージタンク(吸気通路)
17 吸気圧力センサ(吸気圧力検出手段)
18 吸気マニホールド
18a 吸気ポート
20 燃料噴射弁(燃料噴射手段)
21 吸気バルブ
22 排気バルブ
23 シリンダブロック
23a シリンダ内壁面
24 ピストン
25 燃焼室
26 シリンダヘッド
28、28 可変バルブタイミング装置(可変動弁装置)
40 ECU(制御回路、エンジン制御装置)
10 Engine (Internal combustion engine)
11 Intake pipe (intake passage)
13 Thermal air flow meter (intake air flow rate detection means)
14 Throttle valve 16 Surge tank (intake passage)
17 Intake pressure sensor (Intake pressure detection means)
18 Intake manifold 18a Intake port 20 Fuel injection valve (fuel injection means)
21 Intake valve 22 Exhaust valve 23 Cylinder block 23a Cylinder inner wall surface 24 Piston 25 Combustion chamber 26 Cylinder head 28, 28 Variable valve timing device (variable valve operating device)
40 ECU (control circuit, engine control device)

Claims (7)

内燃機関の燃焼室に連通する吸気ポートに配設された燃料噴射弁を有し、前記燃料噴射弁から燃料を噴射すると共に、当該噴射された燃料が、前記吸気ポートと前記燃焼室との間を開閉する吸気バルブの開期間において、前記吸気ポートを流れる吸入空気と共に前記燃焼室に流入するように燃料噴射を実施する燃料噴射制御装置において、
前記開期間において前記吸気バルブを通過する吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
前記燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量に基づいて、前記燃料噴射弁による噴射開始時期及び噴射終了時期を制御する燃料噴射制御手段であって、前記吸入空気流量検出手段により検出された前記吸入空気流量に基づいて、前記吸気バルブを通過する吸入空気最大流量領域を特定し、前記開期間のうち特定された前記最大流量領域に対応する特定期間内に前記燃焼室への前記燃料噴射量分の燃料流入が完了するように、前記噴射終了時期補正する燃料噴射制御手段と、
を備えていることを特徴とする燃料噴射制御装置。
A fuel injection valve disposed in an intake port communicating with a combustion chamber of an internal combustion engine, injecting fuel from the fuel injection valve, and the injected fuel is disposed between the intake port and the combustion chamber; In a fuel injection control device that performs fuel injection so as to flow into the combustion chamber together with intake air flowing through the intake port during an open period of the intake valve that opens and closes
An intake air flow rate detecting means for detecting an intake air flow rate passing through the intake valve in the open period;
Fuel injection control means for controlling an injection start timing and an injection end timing by the fuel injection valve based on a fuel injection amount injected from the fuel injection valve, wherein the intake air detected by the intake air flow rate detection means based on the flow rate, the specified maximum flow area of the intake air passing through the intake valve, the fuel injection amount to the combustion chamber within a certain period corresponding to the maximum flow area specified among the open period the fuel inflow is complete so, the fuel injection control means for correcting the injection end timing,
A fuel injection control device comprising:
前記最大流量領域は、前記開期間における吸入空気の流量が、最大流量の大きさの85%以上の流量範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射制御装置。   2. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the maximum flow rate region is in a flow rate range in which the flow rate of the intake air during the open period is 85% or more of the magnitude of the maximum flow rate. 前記吸入空気流量検出手段は、前記吸気ポートに設けられことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料噴射制御装置。 The intake air flow rate detecting means, fuel injection control device according to claim 1 or claim 2, characterized in that Ru is provided on the intake port. 前記吸気ポートに設けられ、吸入空気の圧力としての吸気ポート圧を検出する吸入空気圧力検出手段と、
前記燃焼室に設けられ、前記燃焼室内の圧力としての筒内圧を検出する筒内圧力検出手段と、
前記吸気バルブの前記開期間において前記吸気ポート圧と前記筒内圧の差圧を算出し、前記差圧及び前記吸気バルブの開口量に基づいて吸入空気の流量を演算する吸入空気流量演算手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
An intake air pressure detecting means provided at the intake port for detecting an intake port pressure as a pressure of the intake air;
In-cylinder pressure detecting means provided in the combustion chamber for detecting in-cylinder pressure as pressure in the combustion chamber;
An intake air flow rate calculation means for calculating a differential pressure between the intake port pressure and the in-cylinder pressure in the open period of the intake valve, and calculating a flow rate of the intake air based on the differential pressure and an opening amount of the intake valve;
The fuel injection control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記吸気バルブを通過した吸入空気が前記燃焼室に流入するまでの吸入空気の挙動を模擬したモデルを有するエンジンモデルであって、前記吸気ポートにおいて検出する吸入空気流量、及び検出する吸入空気圧力の少なくともいずれかに基づいて前記燃焼室へ流入する吸入空気の流量を演算するエンジンモデルの演算手段と、を備えていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。   An engine model having a model simulating the behavior of intake air until the intake air that has passed through the intake valve flows into the combustion chamber, wherein the intake air flow rate detected at the intake port and the detected intake air pressure are The engine model calculating means for calculating the flow rate of the intake air flowing into the combustion chamber based on at least one of the above, and the engine model calculating means according to any one of claims 1 to 4. Fuel injection control device. 前記吸気ポートに設けられ、前記燃料噴射弁とは異なる作動流体を噴射する流体噴射弁を備え、
前記流体噴射弁は、前記吸気ポートを流れる吸入空気に向けて、前記作動流体としての不活性気体、空気、及び排気ガスの少なくともいずれかを噴射することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
A fluid injection valve that is provided in the intake port and injects a working fluid different from the fuel injection valve;
6. The fluid injection valve injects at least one of an inert gas, air, and exhaust gas as the working fluid toward intake air flowing through the intake port. The fuel injection control device according to any one of the above.
前記吸気ポートにおいて、前記流体噴射弁は、前記燃料噴射弁より上流側に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の燃料噴射制御装置。   The fuel injection control device according to claim 6, wherein the fluid injection valve is disposed upstream of the fuel injection valve in the intake port.
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JPS6065251A (en) * 1983-09-20 1985-04-15 Toyota Motor Corp Fuel injection controller for internal-combustion engine
JPH04101031A (en) * 1990-08-17 1992-04-02 Nissan Motor Co Ltd Fuel feeder of internal combustion engine
JPH06221168A (en) * 1993-01-29 1994-08-09 Yamaha Motor Co Ltd Operation control device for engine
JPH1130142A (en) * 1997-05-13 1999-02-02 Denso Corp Fuel injection controller of internal combustion engine
WO2004079305A1 (en) * 2003-03-03 2004-09-16 Noritaka Matsuo Engine suction air flow rate measuring device
JP4218530B2 (en) * 2004-01-07 2009-02-04 トヨタ自動車株式会社 State quantity estimation device for internal combustion engine

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