JPH05231222A - Fuel injection timing controller - Google Patents

Fuel injection timing controller

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Publication number
JPH05231222A
JPH05231222A JP4305578A JP30557892A JPH05231222A JP H05231222 A JPH05231222 A JP H05231222A JP 4305578 A JP4305578 A JP 4305578A JP 30557892 A JP30557892 A JP 30557892A JP H05231222 A JPH05231222 A JP H05231222A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
fuel
injection
engine
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4305578A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriyoshi Morinaga
規義 盛永
Tadahisa Osanawa
忠久 長縄
Koji Endo
浩二 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP4305578A priority Critical patent/JPH05231222A/en
Publication of JPH05231222A publication Critical patent/JPH05231222A/en
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a fuel injection timing controller for stabilizing combustion of an engine in a high load. CONSTITUTION:A value of an intake air amount Q divided by the rotational frequency N of an engine to represent an engine load is compared with a predetermined value alpha of load judging value in step 202. In the low load of the engine lower than the predetermined value alpha, asynchronous intake injection to perform fuel injection before the intake stroke is carried out in step 208. Also, in the high load, advance is made to step 212 through steps 204, 206 to perform synchronous intake injection performing fuel injection in the intake stroke. A large amount of injected fuel can be prevented from attaching to the wall surface of an intake manifold and the surface of an intake valve to make combustion unstable in the conventional way by synchronous intake injection in the high load and further the gasification of fuel is prevented from degradation due to a high temperature and a large amount of intake air.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は燃料噴射時期制御装置に
係り、特に内燃機関(エンジン)の負荷に係わらず常に
最適な燃焼を達成しうるよう構成する燃料噴射時期制御
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection timing control device, and more particularly to a fuel injection timing control device configured to always achieve optimum combustion regardless of the load of an internal combustion engine (engine).

【0002】[0002]

【従来の技術】ピストンを有するエンジンにおいて、図
9に示すように、燃料噴射を吸気行程の前に吸気マニホ
ールド内に行う、所謂、吸気非同期噴射が従来一般的に
行われている。この吸気非同期噴射の場合、吸気マニホ
ールド内において噴射された燃料がマニホールド壁面お
よび吸気バルブが有する熱を受熱することにより燃料の
気化が促進されると共に、吸気バルブ開弁開始時の高速
吸気流による燃料の微粒化効果が期待でき、シリンダ内
における燃料の気化が良好となって燃焼性が向上する。
また、上記吸気非同期噴射のエンジンにおいては、吸気
マニホールド内における燃料の気化を更に向上させるた
めに、通常1回で行われる燃料噴射を複数回の燃料噴射
に細かく分割して行う燃料噴射時期の制御も一般的に知
られている(特開昭63−223345号)。
2. Description of the Related Art In an engine having a piston, as shown in FIG. 9, so-called intake asynchronous injection, in which fuel is injected into an intake manifold before an intake stroke, has been generally performed. In the case of this asynchronous intake injection, the fuel injected in the intake manifold receives the heat of the manifold wall surface and the intake valve to promote the vaporization of the fuel, and at the same time, the fuel due to the high-speed intake flow at the start of the intake valve opening. The effect of atomization can be expected, and the vaporization of the fuel in the cylinder is improved, and the combustibility is improved.
In addition, in the above-described intake asynchronous injection engine, in order to further improve the vaporization of the fuel in the intake manifold, the fuel injection timing control is usually performed by finely dividing the fuel injection performed once into a plurality of fuel injections. Is also generally known (JP-A-63-223345).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記の如く吸気非同期
噴射を行うエンジンにおいては、エンジンが高負荷の場
合、燃料噴射量が多くなることから燃料噴射から吸気行
程が開始されるまでの間に気化できない燃料が発生し、
この気化できない燃料が吸気マニホールド壁面に液体状
のまま付着する。そして、このマニホールド壁面に付着
した燃料は定量的にシリンダ内に供給されないため、シ
リンダ内に吸入される吸入空気の空燃比は安定しない
が、この壁面に付着した燃料が少量ならそれほど問題と
ならない。しかし、高負荷になると吸入空気量は増加す
るので、それに伴い燃料量も増加し燃料の壁面付着量も
増加する。また、吸入空気量の増加で吸気管圧力も大き
くなるため燃料が液体のままとなる割合も増加する。そ
の結果、高負荷になればなるほど、吸気空気の空燃比は
安定せず安定した燃焼を行うことが難しくなる。
As described above, in the engine which performs the asynchronous intake injection, when the engine has a high load, the fuel injection amount becomes large, so that vaporization occurs from the fuel injection to the start of the intake stroke. Fuel that cannot be generated,
This fuel that cannot be vaporized adheres to the wall surface of the intake manifold in a liquid state. The fuel adhering to the wall surface of the manifold is not quantitatively supplied into the cylinder, so that the air-fuel ratio of the intake air sucked into the cylinder is not stable, but if the amount of fuel adhering to the wall surface is small, it does not cause much problem. However, when the load becomes high, the intake air amount increases, so that the fuel amount also increases and the fuel wall adhesion amount also increases. Further, since the intake pipe pressure also increases as the intake air amount increases, the ratio of the fuel remaining as a liquid also increases. As a result, the higher the load becomes, the more unstable the air-fuel ratio of intake air becomes, and the more difficult it becomes to perform stable combustion.

【0004】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、高負荷時には吸気同期噴射を行うことで燃料を
壁面に付着させることなくシリンダ内に供給することに
よって、エンジンの高負荷時においても燃焼を安定さ
せ、エンジンの全負荷において常に安定した燃焼を行い
得る燃料噴射時期制御装置を提供することを目的とす
る。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the intake synchronous injection is performed at the time of high load to supply the fuel into the cylinder without adhering to the wall surface. An object of the present invention is to provide a fuel injection timing control device capable of stabilizing combustion and always performing stable combustion at all loads of the engine.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
図を示す。上記目的を達成するために図1に示す発明
は、内燃機関1の運転状態に対応した燃料噴射量を演算
し、前記演算された燃料噴射量の燃料を、燃料噴射が吸
気行程の前に行われる吸気非同期噴射モード1Aで噴射
する燃料噴射時期制御装置において、前記内燃機関1の
負荷を検出する負荷検出手段2と、前記負荷検出手段2
によって検出された負荷が所定値以上の高負荷時には、
燃料噴射が吸気行程中に行われる吸気同期噴射モード1
Bで前記燃料を噴射する構成の噴射時期切換手段3とを
設けた構成である。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention. In order to achieve the above object, the invention shown in FIG. 1 calculates a fuel injection amount corresponding to an operating state of an internal combustion engine 1, and supplies the calculated fuel injection amount of fuel before an intake stroke. In the fuel injection timing control device for injecting in the intake asynchronous injection mode 1A, the load detecting means 2 for detecting the load of the internal combustion engine 1 and the load detecting means 2
When the load detected by
Intake synchronous injection mode 1 in which fuel injection is performed during the intake stroke
The injection timing switching means 3 configured to inject the fuel at B is provided.

【0006】[0006]

【作用】本発明において、負荷検出手段2が所定値以上
の高負荷を検出した場合に、噴射時期切換手段3が吸気
非同期噴射モード1Aから、図9に示すように、燃料噴
射を吸気行程中に行う吸気同期噴射モード1Bに切り換
えることにより、高負荷状態で多量に噴射された燃料は
吸入空気と共にシリンダ内に供給され、燃料が吸気マニ
ホールド壁面あるいは吸気バルブ表面に付着することが
防止される。またこの際、高負荷であることによりシリ
ンダ内に供給される吸入空気は多量かつ高温であるた
め、燃料は、多量の吸入空気による吸気負圧波によって
微粒化が促進され、更に高温の吸入空気によりシリンダ
内で気化が進み、吸気同期噴射モード1Bに切り換えて
も燃料気化の悪化は防止される。
In the present invention, when the load detecting means 2 detects a high load of a predetermined value or more, the injection timing switching means 3 starts the fuel injection from the intake asynchronous injection mode 1A during the intake stroke as shown in FIG. By switching to the intake-synchronized injection mode 1B, the fuel injected in a large amount in the high load state is supplied into the cylinder together with the intake air, and the fuel is prevented from adhering to the intake manifold wall surface or the intake valve surface. At this time, since the intake air supplied to the cylinder has a large amount and a high temperature due to the high load, the atomization of the fuel is promoted by the intake negative pressure wave due to the large amount of the intake air, and the fuel is further heated by the high temperature intake air. Even if the vaporization progresses in the cylinder and the intake synchronous injection mode 1B is switched, the deterioration of the fuel vaporization is prevented.

【0007】更に、シリンダ内に液体燃料が吸入され、
この液体燃料が気化する時に必要な熱量、すなわち気化
潜熱によりシリンダ内の吸入空気が冷却されるため、吸
入空気の体積効率(密度)が向上すると共に、ノッキン
グの発生が抑制されて点火進角を行うことができ、これ
によってエンジン出力の向上を図ることができる。
Further, liquid fuel is sucked into the cylinder,
Since the intake air in the cylinder is cooled by the amount of heat required when this liquid fuel is vaporized, that is, the latent heat of vaporization, the volumetric efficiency (density) of the intake air is improved and the occurrence of knocking is suppressed, and the ignition advance angle is increased. It is possible to improve the engine output.

【0008】負荷が所定値以下の低負荷状態では、従来
どうり吸気非同期噴射モード1Aとすることにより、燃
料の気化は上述したように良好な状態で継続され、安定
した燃焼が行われる。
In the low load state where the load is equal to or lower than a predetermined value, the intake asynchronous injection mode 1A is used as in the conventional case, so that the vaporization of the fuel is continued in a good state as described above, and stable combustion is performed.

【0009】[0009]

【実施例】本発明の第1実施例を図面に基づいて説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0010】図2は本発明が適用される内燃機関(エン
ジン)およびその周辺装置の実施例のシステム構成図を
示す。本第1実施例のエンジンはV型4気筒4ストロー
ク、そして、各気筒に対して独立に燃料を噴射する独立
噴射式のエンジンである。
FIG. 2 is a system configuration diagram of an embodiment of an internal combustion engine (engine) and its peripheral devices to which the present invention is applied. The engine of the first embodiment is a V-type 4-cylinder 4-stroke engine and an independent injection type engine that injects fuel into each cylinder independently.

【0011】図2中、11は機関本体、12はピスト
ン、13はシリンダ、14は点火プラグ、15は吸気バ
ルブ、16は排気バルブ、18は排気管、19は排気ガ
スを浄化する触媒コンバータである。
In FIG. 2, 11 is an engine body, 12 is a piston, 13 is a cylinder, 14 is a spark plug, 15 is an intake valve, 16 is an exhaust valve, 18 is an exhaust pipe, and 19 is a catalytic converter for purifying exhaust gas. is there.

【0012】吸気系統においては、図中、21はエアク
リーナ、22は吸入空気量を測定するエアフローメータ
(AFM)、24は吸気管23に介装されるスロットル
バルブ、25はアイドルスピードコントロールバルブ
(ISCV)、26は吸入空気の脈動を防止するサージ
タンク、27は吸気マニホールド28内に燃料を噴射す
るインジェクタである。更に、31は機関本体11の振
動を測定することによりノッキング状態を検出するノッ
クセンサ、32は図示しないクランクシャフトに連動
し、図示しないイグナイタで発生した高電圧を4つの気
筒の点火プラグ14に順次分配供給するディストリビュ
ータ、33はディストリビュータ32の1回転(クラン
クシャフト2回転)につき24回のパルス信号を出力す
る回転角センサである。この回転角センサ33からの信
号は、本実施例においてエンジン回転数を供給するため
に使用される信号である。また、30はマイクロコンピ
ュータからなり、各種センサからの信号を入力すると共
に、これらの入力信号に基づいて所定の演算、制御を行
うことにより、インジェクタ27等の各種アクチュエー
タに所定の信号を出力するエンジンコントロールコンピ
ュータ(ECU)である。
In the intake system, 21 is an air cleaner, 22 is an air flow meter (AFM) for measuring the amount of intake air, 24 is a throttle valve installed in the intake pipe 23, and 25 is an idle speed control valve (ISCV). ), 26 is a surge tank for preventing pulsation of intake air, and 27 is an injector for injecting fuel into the intake manifold 28. Further, 31 is a knock sensor for detecting a knocking state by measuring vibration of the engine body 11, 32 is interlocked with a crankshaft (not shown), and a high voltage generated by an igniter (not shown) is sequentially applied to the ignition plugs 14 of the four cylinders. The distributor 33 for distribution and supply is a rotation angle sensor that outputs a pulse signal 24 times per revolution of the distributor 32 (two revolutions of the crankshaft). The signal from the rotation angle sensor 33 is a signal used to supply the engine speed in this embodiment. An engine 30 includes a microcomputer, which inputs signals from various sensors and performs predetermined calculation and control based on these input signals to output predetermined signals to various actuators such as the injector 27. It is a control computer (ECU).

【0013】ここで、本実施例の吸気同期噴射、吸気非
同期噴射について図9を基にさらに詳しく説明する。こ
の吸気同期噴射は吸気バルブが最大リフト量に達した時
に噴射が終了するように設定されることで、シリンダ内
へ流れ込む液体燃料が最も多くなるようにしている。ま
た、インジェクタがシリンダに近い程、シリンダ内へ流
れ込む液体燃料も多くなる。
Here, the intake synchronous injection and the intake asynchronous injection of this embodiment will be described in more detail with reference to FIG. The intake synchronous injection is set so that the injection is completed when the intake valve reaches the maximum lift amount, so that the liquid fuel flowing into the cylinder is maximized. Further, the closer the injector is to the cylinder, the more liquid fuel will flow into the cylinder.

【0014】一方、吸気非同期噴射では吸気バルブが開
く直前に噴射が終了するように設定されている。
On the other hand, in the intake asynchronous injection, the injection is set to end immediately before the intake valve opens.

【0015】図3はECU30の具体的な構成要素を示
すブロックダイヤグラムである。
FIG. 3 is a block diagram showing concrete constituent elements of the ECU 30.

【0016】同図中、中央処理ユニット(CPU)40
は、各センサから出力されるデータを制御プログラムに
従って入力、演算すると共に、各気筒#1〜#4のイン
ジェクタ27-1,27-2,27-3,27-4(上記インジ
ェクタ27は各気筒のインジェクタを代表する符号であ
る)夫々、ISCV25、および点火時期を決定するイ
グナイタ(図示せず)等の各種アクチュエータを制御す
るための処理を行うようになっている。リードオンリメ
モリ(ROM)41は、前記制御プログラム、点火時期
演算マップ等のデータを格納する記憶装置であり、ラン
ダムアクセスメモリ(RAM)42は、各センサから出
力されるデータや演算制御に必要なデータを一時的に読
み書きする記憶装置である。更に、バックアップランダ
ムアクセスメモリ(バックアップRAM)43は、図示
しないイグニッションスイッチがオフになっても機関駆
動に必要なデータ等がバッテリー電源によりバックアッ
プされる記憶装置である。
In the figure, a central processing unit (CPU) 40
Inputs and calculates data output from each sensor according to a control program, and injects 27 -1 , 27 -2 , 27 -3 , 27 -4 of each cylinder # 1 to # 4 (the injector 27 is used for each cylinder). (Which is a symbol representing the injector of each of the above), and a process for controlling various actuators such as an ISCV 25 and an igniter (not shown) that determines the ignition timing. A read-only memory (ROM) 41 is a storage device that stores data such as the control program and ignition timing calculation map, and a random access memory (RAM) 42 is necessary for data output from each sensor and calculation control. It is a storage device that temporarily reads and writes data. Further, the backup random access memory (backup RAM) 43 is a storage device in which data or the like necessary for driving the engine is backed up by a battery power source even when an ignition switch (not shown) is turned off.

【0017】入力部44はAFM22、ノックセンサ3
1等の各センサの出力信号を図示しない波形整形回路に
より波形整形し、この信号を図示しないマルチプレクサ
によりCPU40に選択的に出力するようにしている。
入力部44では、各センサからの出力信号がアナログ信
号であればこれをA/D変換機によりデジタル信号に変
換する。入出力部45は、回転角センサ33等の出力信
号を波形整形回路により波形整形し、この信号を入力ポ
ートを介してRAM42等に書き込む。また入出力部4
5は、CPU40の指令により出力ポートを介して駆動
する駆動回路により各気筒のインジェクタ27-1,27
-2,27-3,27-4、ISCV25、イグナイタ等を所
定のタイミングで駆動する。バスライン46は、前記C
PU40、ROM41等の各素子および入力部44、入
出力部45を結び各種データを送るものである。
The input section 44 is the AFM 22, the knock sensor 3
The output signal of each sensor such as 1 is shaped by a waveform shaping circuit (not shown), and this signal is selectively output to the CPU 40 by a multiplexer (not shown).
In the input unit 44, if the output signal from each sensor is an analog signal, it is converted into a digital signal by an A / D converter. The input / output unit 45 waveform-shapes the output signal of the rotation angle sensor 33 or the like by the waveform-shaping circuit and writes this signal in the RAM 42 or the like via the input port. Input / output unit 4
The reference numeral 5 designates injectors 27 -1 , 27 of each cylinder by a drive circuit driven via an output port in response to a command from the CPU 40.
-2 , 27 -3 , 27 -4 , ISCV25, igniter, etc. are driven at a predetermined timing. The bus line 46 is the C
The various elements such as the PU 40 and the ROM 41, the input unit 44, and the input / output unit 45 are connected to each other to send various data.

【0018】図4は上記ECU30によって制御される
インジェクタ27の燃料噴射時期を各気筒#1〜#4毎
に示した図である。同図中、右上がりのハッチングで示
す部分は各気筒における吸気行程を示し、黒塗りで示す
部分は吸気行程の開始前の段階で燃料噴射を行う上述し
た吸気非同期噴射による燃料噴射時期を示している。更
に、左上がりのハッチングで示す部分は吸気行程に合わ
せて燃料噴射を行う上述した吸気同期噴射による燃料噴
射時期を示している。
FIG. 4 is a diagram showing the fuel injection timing of the injector 27 controlled by the ECU 30 for each cylinder # 1 to # 4. In the figure, the hatched portion in the upper right direction indicates the intake stroke in each cylinder, and the shaded portion indicates the fuel injection timing by the above-mentioned asynchronous intake injection in which fuel injection is performed before the start of the intake stroke. There is. Further, a portion shown by hatching to the upper left shows the fuel injection timing by the above-described intake synchronous injection in which fuel injection is performed in accordance with the intake stroke.

【0019】第1実施例のエンジンは4気筒4ストロー
クであり、同図に示すように、クランク角度(CA)1
80度毎に#1→#3→#4→#2の順序で吸気行程が
行われ、各気筒とも吸気行程終了後、CA約180度の
圧縮行程を介して点火に至る。第1実施例のエンジン
は、後述するECU30内での制御により、図中、黒塗
りで示された吸気非同期噴射による噴射時期と、左上が
りのハッチングで示された吸気同期噴射による噴射時期
とが、エンジンの負荷およびその他の条件に応じて切り
換えられるようになっている。
The engine of the first embodiment has four cylinders and four strokes. As shown in FIG.
The intake stroke is performed in the order of # 1 → # 3 → # 4 → # 2 every 80 degrees, and after the intake stroke ends in each cylinder, ignition is reached through a compression stroke of CA of about 180 degrees. In the engine of the first embodiment, by the control in the ECU 30 described later, the injection timing by the intake asynchronous injection shown in black in the figure and the injection timing by the intake synchronous injection shown by the upward-sloping hatching in the figure. It can be switched according to the engine load and other conditions.

【0020】従って、ECU30はROM41内に格納
された制御プログラムに従い、各センサから入力される
検出データに基づいて上記2種類の燃料噴射時期を運転
条件に合わせて切り換え、本発明を構成する前記負荷検
出手段2、噴射時期切換手段3を実現する。図5はEC
U30内で処理され前記負荷検出手段2を実現する制御
ルーチンのフローチャートを示す。同図に示すルーチン
は所定時間毎に割り込み起動される。
Therefore, the ECU 30 switches the above two types of fuel injection timings in accordance with the operating conditions based on the detection data input from each sensor according to the control program stored in the ROM 41, and the load forming the present invention. The detecting means 2 and the injection timing switching means 3 are realized. Figure 5 shows EC
7 shows a flowchart of a control routine which is processed in U30 and which realizes the load detecting means 2. The routine shown in the figure is activated by interruption every predetermined time.

【0021】同図中、先ずステップ102では、AFM
22からの信号により吸入空気量Qの値を入力する。次
にステップ104にて、回転角センサ33からの信号を
処理してエンジン回転数Nの値を入力する。続くステッ
プ106では、吸入空気量Qをエンジン回転数Nで除算
する処理を行い、エンジンの負荷程度を表すQ/N(エ
ンジン1回転当たりの空気量)の値を求める。そしてこ
のルーチンを終了する。このように、図5に示すルーチ
ンによりエンジンの負荷を検出することができ、前記負
荷検出手段2が実現される。
In the figure, first, at step 102, the AFM
The value of the intake air amount Q is input by the signal from 22. Next, at step 104, the signal from the rotation angle sensor 33 is processed to input the value of the engine speed N. In the following step 106, a process of dividing the intake air amount Q by the engine speed N is performed to obtain a value of Q / N (air amount per engine revolution) representing the load level of the engine. Then, this routine ends. Thus, the load of the engine can be detected by the routine shown in FIG. 5, and the load detecting means 2 is realized.

【0022】図6は同じくECU30内で処理され前記
噴射時期切換手段3を実現する制御ルーチンのフローチ
ャートを示す。同図に示すルーチンは所定時間毎に割り
込み起動される。
FIG. 6 shows a flow chart of a control routine which is also processed in the ECU 30 and realizes the injection timing switching means 3. The routine shown in the figure is activated by interruption every predetermined time.

【0023】同図中、先ずステップ202では、図5に
示すルーチンで求められたQ/Nの値が、負荷の判定基
準である所定値α以上であるかどうかを判定する。所定
値以上である場合、即ちエンジンが高負荷状態である場
合にはステップ204に進み、吸気同期噴射モードのフ
ラグXISを判定して、前回のルーチン時において吸気
同期噴射が行われていたか、吸気非同期噴射が行われて
いたかを判定する。
In the figure, first, at step 202, it is judged whether or not the value of Q / N obtained by the routine shown in FIG. 5 is not less than a predetermined value α which is a load judgment criterion. If it is equal to or more than the predetermined value, that is, if the engine is in a high load state, the routine proceeds to step 204, where the intake-synchronized injection mode flag XIS is determined to determine whether the intake-synchronized injection was performed in the previous routine. It is determined whether asynchronous injection has been performed.

【0024】ステップ202にてQ/Nの値が所定値α
未満の場合、即ちエンジンが低負荷状態である場合には
ステップ208に進み、従来と同様に吸気非同期噴射を
行う。そしてステップ210にて上記フラグXISをク
リア(XIS=0)し、このルーチンを終了する。この
ように、エンジンが低負荷状態である場合には、無条件
で吸気非同期噴射を行うことにより、上述した燃料の吸
気マニホールド28内での気化、および高速吸気流によ
る微粒化効果が期待でき、低負荷状態で安定した燃焼を
行うことができる。
At step 202, the value of Q / N is a predetermined value α.
If less, that is, if the engine is in a low load state, the routine proceeds to step 208, where intake asynchronous injection is performed as in the conventional case. Then, in step 210, the flag XIS is cleared (XIS = 0), and this routine is ended. As described above, when the engine is in the low load state, the intake asynchronous injection is performed unconditionally, so that the above-described vaporization of the fuel in the intake manifold 28 and the atomization effect by the high-speed intake flow can be expected, Stable combustion can be performed in a low load state.

【0025】上記ステップ204にてXIS=0、即ち
前回のルーチン時に吸気非同期噴射が行われていた場合
はにステップ206に進み、ここでノッキングの有無を
判定する。ノッキングの有無の判定はノックセンサ31
からの信号と所定のしきい値との比較により行われる。
ステップ206でノッキングが発生していることを検出
した場合は、運転者がアクセルを踏んで更に高い出力を
要求し、エンジンが出力上昇過程にある場合を意味し、
後述する吸気同期噴射による出力上昇の効果を得るため
にステップ212に進んで吸気同期噴射を行う。即ち、
上記処理内容により吸気非同期噴射から吸気同期噴射へ
の切り換えが行われる。そして続くステップ214にて
フラグXISをセット(XIS=1)し、このルーチン
を終了する。ステップ206でノッキングが発生してい
ない場合には、高負荷時であっても燃焼がある程度安定
しておりこのまま吸気非同期噴射を継続しても問題がな
いと判断して、ステップ208に進み吸気非同期噴射を
継続させる。従って、本ルーチンでは、前回のルーチン
時に吸気非同期噴射である場合、負荷が所定値αよりも
高く且つノッキングが発生している2つの条件が揃わな
いと、吸気非同期噴射から吸気同期噴射への切り換えは
行われないようになっている。
When XIS = 0 in step 204, that is, when the intake asynchronous injection is performed in the previous routine, the routine proceeds to step 206, where it is judged whether or not knocking has occurred. Knock sensor 31 is used to determine whether knocking has occurred.
It is performed by comparing the signal from the signal with a predetermined threshold value.
When it is detected that knocking has occurred in step 206, it means that the driver steps on the accelerator to request higher output, and the engine is in the process of increasing output,
In order to obtain the effect of increasing the output by the intake-synchronized injection described later, the routine proceeds to step 212, where the intake-synchronized injection is performed. That is,
Switching from the intake asynchronous injection to the intake synchronous injection is performed according to the above processing contents. Then, in the subsequent step 214, the flag XIS is set (XIS = 1), and this routine ends. If knocking does not occur in step 206, it is determined that the combustion is stable to some extent even under high load, and there is no problem in continuing the intake asynchronous injection as it is, and the routine proceeds to step 208. Continue jetting. Therefore, in the present routine, when the asynchronous injection is the intake in the previous routine, if the load is higher than the predetermined value α and the two conditions that knocking occurs do not meet, the asynchronous intake injection is switched to the synchronous intake injection. Is not to be done.

【0026】ステップ204にてXIS=1、即ち前回
のルーチン時から吸気同期噴射が継続されている場合に
は、次のステップ206のノッキング有無の判定を行わ
ずにステップ212に進み吸気同期噴射をそのまま継続
させる。エンジンが高負荷である場合、ノッキングの有
無に関係なく吸気同期噴射を継続させても問題は一切発
生しない。従って、本ルーチンでは、一度吸気同期噴射
が行われると、ステップ204の作用によりノッキング
の有無に係わらず負荷が所定値まで低下するまで吸気非
同期噴射への切り換えは行われないようになっている。
If XIS = 1 in step 204, that is, if the intake-synchronized injection has been continued since the last routine, the routine proceeds to step 212 without performing knocking presence / absence determination in the next step 206, and intake-synchronized injection is performed. Let it continue. If the engine has a high load, no problem will occur even if the intake synchronous injection is continued regardless of knocking. Therefore, in this routine, once the intake-synchronized injection is performed, switching to the intake asynchronous injection is not performed until the load decreases to a predetermined value by the action of step 204 regardless of knocking.

【0027】以上のように、本制御ルーチンでは、ステ
ップ202にてエンジンの負荷程度を判定し、基本的に
高負荷状態の場合には吸気同期噴射、低負荷状態の場合
には吸気非同期噴射として前記噴射時期切換手段3を実
現しているものの、ステップ204,206により吸気
同期噴射と吸気非同期噴射との切り換えの機会を支障を
きたさない範囲で抑制しており、これによって噴射時期
の切換時に運転者が感じるエンジンの出力変動が頻繁に
発生することを防止している。
As described above, in this control routine, the degree of engine load is determined in step 202, and basically, the intake synchronous injection is performed in the high load state, and the intake asynchronous injection is performed in the low load state. Although the injection timing switching means 3 is realized, the opportunity of switching between the intake synchronous injection and the intake asynchronous injection is suppressed in steps 204 and 206 within a range that does not hinder the operation. This prevents frequent engine output fluctuations that people feel.

【0028】エンジンの所定値以上の高負荷時に吸気同
期噴射を行うことにより、インジェクタ27から多量に
噴射された燃料は、吸気行程にあってシリンダ内へ流入
する高温、多量の吸入空気と共にシリンダ内に供給され
る。次にこの高負荷時の吸気同期噴射によって得られる
効果を以下に整理して説明する。
By performing the intake-synchronous injection at the time of a high load of a predetermined value or more of the engine, a large amount of fuel injected from the injector 27 is injected into the cylinder during the intake stroke, together with a high temperature and a large amount of intake air. Is supplied to. Next, the effects obtained by the intake-synchronized injection under the high load will be summarized and described below.

【0029】高負荷状態で多量に噴射された燃料はマ
ニホールド内の吸入空気流に含まれてシリンダ内に供給
されるため、燃料が吸気マニホールド壁面あるいは吸気
バルブ表面に付着することがほとんどなくなり、従来、
高負荷時の吸気非同期噴射によって発生していた不安定
な燃焼の問題を解決することができる。
Since a large amount of fuel injected under a high load condition is included in the intake air flow in the manifold and supplied to the cylinder, the fuel hardly adheres to the intake manifold wall surface or the intake valve surface, and the conventional ,
It is possible to solve the problem of unstable combustion that has occurred due to asynchronous injection of intake air at high load.

【0030】シリンダ内に供給される吸入空気は、高
負荷であることにより多量かつ高温であるため、多量の
吸入空気による吸気負圧波によって燃料の噴出速度が向
上して燃料の微粒化が促進され、また、高温の吸入空気
によりシリンダ内で燃料の気化が促進される。このた
め、吸気同期噴射により粒子の大きい燃料が直接シリン
ダ内に供給された場合であっても、燃料気化の悪化に伴
うエンジン出力の低下は防止される。
Since the intake air supplied to the cylinder is large in amount and high in temperature due to the high load, the injection negative pressure wave by the large amount of intake air improves the fuel ejection speed and promotes atomization of the fuel. Also, the vaporization of the fuel in the cylinder is promoted by the hot intake air. Therefore, even when the fuel with large particles is directly supplied into the cylinder by the intake synchronous injection, the reduction of the engine output due to the deterioration of the fuel vaporization is prevented.

【0031】上記の如く、シリンダ内において粒子状
の燃料からの気化が促進されるため、この時の気化潜熱
によりシリンダ内の吸入空気が冷却される。その結果、
吸入空気の体積効率ηV (気体密度)が向上することに
より、図7中、Aで示す幅のトルク(エンジン出力)の
上昇が期待できる。また、上記の如く吸入空気が冷却さ
れることによりノッキングの発生が抑制される。通常、
点火時期は最大トルクが得られる時期よりも遅角側とさ
れているため、図7中、ノック改善分、点火進角をT1
からT2 まで進角することにより、Bで示す幅のノック
改善によるトルク(エンジン出力)の上昇が期待でき
る。尚、上記の如く高負荷時においては、吸気同期噴射
と吸気非同期噴射との間でA,B分のトルク段差が発生
するため、噴射時期切換時にはエンジンの出力変動を運
転者が感じてしまう。従って、上述した制御ルーチンに
より噴射時期切換の機会をなるべく抑制している。
As described above, since vaporization from particulate fuel is promoted in the cylinder, the intake air in the cylinder is cooled by the latent heat of vaporization at this time. as a result,
By increasing the volumetric efficiency η V (gas density) of the intake air, it is possible to expect an increase in the torque (engine output) of the width indicated by A in FIG. 7. Moreover, the occurrence of knocking is suppressed by cooling the intake air as described above. Normal,
Since there is a retard side of the ignition timing is timing at which the maximum torque is obtained, in FIG. 7, T 1 knock improving component, the spark advance
By advancing from T to T 2, it is possible to expect an increase in torque (engine output) due to knock improvement in the width indicated by B. As described above, at the time of high load, a torque difference of A and B occurs between the intake synchronous injection and the intake asynchronous injection, so that the driver feels the output fluctuation of the engine when switching the injection timing. Therefore, the opportunity of switching the injection timing is suppressed as much as possible by the control routine described above.

【0032】上記の如く、ノッキングが改善されるこ
とにより点火進角の遅角が不要となり、排気温度の低
減、燃費の向上を図ることができる。また、ノッキング
が改善される分、エンジンの設計段階で圧縮比を上げる
ことが可能となり、これによっても燃費、出力を向上さ
せることができる。
As described above, the improved knocking eliminates the need for retarding the ignition advance angle, thereby reducing exhaust temperature and improving fuel efficiency. Further, as the knocking is improved, it becomes possible to increase the compression ratio at the engine design stage, which also improves the fuel consumption and the output.

【0033】また、高負荷時においても、ノッキングが
発生していない場合、即ち燃焼がそれほど不安定となっ
ていない場合には、従来の吸気非同期噴射とすることに
より排気エミッションが良好となる。
Further, even when the load is high, when knocking does not occur, that is, when combustion is not so unstable, the conventional exhaust gas asynchronous injection improves exhaust emission.

【0034】エンジンの負荷が所定値以下の低負荷状態
では、従来どうり吸気非同期噴射とすることにより、燃
料の気化は上述した作用により良好に継続され、安定し
た燃焼を維持することができる。
In the low load state where the engine load is equal to or lower than a predetermined value, the intake asynchronous injection is performed as in the conventional case, so that the vaporization of the fuel can be favorably continued by the above-mentioned action and the stable combustion can be maintained.

【0035】次に、4気筒4ストロークのエンジンであ
り、2気筒を1グループとして2つのグループに対して
夫々燃料を噴射するグループ噴射式のエンジンに本発明
を適用した第2実施例について説明する。
Next, a second embodiment in which the present invention is applied to a group injection type engine which is a four cylinder four stroke engine and in which two cylinders are set as one group and fuel is injected into two groups respectively will be described. ..

【0036】図8は本発明の第2実施例における燃料噴
射時期を各気筒#1〜#4毎に示した図である。同図
中、右上がりのハッチングで示す部分は各気筒における
吸気行程を示し、黒塗りで示す部分は吸気行程の開始前
の段階で燃料噴射を行う上述した吸気非同期噴射による
燃料噴射時期を示し、更に、左上がりのハッチングで示
す部分は吸気行程に合わせて燃料噴射を行う上述した吸
気同期噴射による燃料噴射時期を示している。第2実施
例においても、CA180度毎に#1→#3→#4→#
2気筒の順序で吸気行程が行われ、各気筒とも吸気行程
終了後、CA約180度の圧縮行程を介して点火に至る
点は第1実施例と同様である。
FIG. 8 is a diagram showing the fuel injection timing in each of the cylinders # 1 to # 4 in the second embodiment of the present invention. In the same figure, the part shown by hatching to the right shows the intake stroke in each cylinder, and the part shown in black shows the fuel injection timing by the above-mentioned intake asynchronous injection that performs fuel injection at the stage before the start of the intake stroke, Further, a portion shown by hatching to the upper left shows the fuel injection timing by the above-described intake synchronous injection in which fuel injection is performed in accordance with the intake stroke. Also in the second embodiment, # 1 → # 3 → # 4 → # for every 180 degrees of CA.
As in the first embodiment, the intake stroke is performed in the order of two cylinders, and after each intake stroke, ignition is performed through a compression stroke of about 180 degrees CA in each cylinder.

【0037】本第2実施例においては、#1,#4気
筒、および#2,#3気筒夫々を1グループとし、各グ
ループに対してCA360度毎に燃料噴射を行ってい
る。従って、この時の1回の燃料噴射における噴射量
は、図4に示すような720度毎、即ち1行程に1回の
燃料噴射を行う場合の半分の量となっている。即ち、第
2実施例においては、1回の点火、燃焼に必要な分の燃
料噴射量をCA360度毎に2回に分けて点火前に噴射
している。
In the second embodiment, the # 1, # 4 cylinders, and the # 2, # 3 cylinders are set as one group, and fuel injection is performed for each group at CA360 degrees. Therefore, the injection amount in one fuel injection at this time is half the amount in every 720 degrees as shown in FIG. 4, that is, when the fuel injection is performed once in one stroke. That is, in the second embodiment, the fuel injection amount required for one ignition and combustion is divided into two injections every CA 360 degrees and injection is performed before ignition.

【0038】先ず図8中、黒塗りで示される吸気非同期
噴射の場合についてみると、例えば、#2気筒ではCA
0〜180度およびCA360〜540度の間において
2回の燃料噴射が行われ、その後CA540〜720度
の吸気行程が行われ、更にCA180度の圧縮行程を経
て点火に至っている。#2気筒と同じグループの#3気
筒についても、吸気行程等のピストンの各行程は#2気
筒に対して全て360度づつずれているものの、#2気
筒と同じタイミングで燃料噴射が行われ、2回の燃料噴
射を経て、その後、吸気行程、圧縮行程、点火に至って
いる。また、#1,#4気筒についても、ピストンの各
行程はずれているものの、上記#2,#3気筒と同様
に、2回の燃料噴射が行われた後、吸気行程が行われ
る。従って、吸気非同期噴射の場合、全ての気筒におい
て燃料噴射と吸気行程とが同時に行われることはなく、
上述した吸気非同期噴射が完全に達成されている。ここ
で、例えば#2気筒のCA0〜180度の燃料噴射に見
るように、1回目の燃料噴射はその気筒の圧縮行程中に
行われるが、吸気非同期噴射においては、吸気バルブが
閉じた状態で吸気マニホールド内に燃料噴射が行われる
ため、燃料噴射は圧縮行程に影響されることなく行うこ
とができる。
First, referring to the case of the intake asynchronous injection shown in black in FIG. 8, for example, in the case of the # 2 cylinder, CA
Fuel injection is performed twice between 0 to 180 degrees and CA 360 to 540 degrees, then an intake stroke of CA 540 to 720 degrees is performed, and further ignition is performed through a compression stroke of CA 180 degrees. Even for the # 3 cylinder of the same group as the # 2 cylinder, although the piston strokes such as the intake stroke are all shifted by 360 degrees with respect to the # 2 cylinder, fuel injection is performed at the same timing as the # 2 cylinder, After two fuel injections, the intake stroke, compression stroke, and ignition are subsequently performed. Also in the # 1 and # 4 cylinders, although the strokes of the pistons are deviated, the intake stroke is performed after the fuel is injected twice as in the case of the # 2 and # 3 cylinders. Therefore, in the case of asynchronous intake injection, fuel injection and intake stroke are not performed simultaneously in all cylinders,
The intake asynchronous injection described above is completely achieved. Here, the first fuel injection is performed during the compression stroke of the cylinder, for example, as seen in the fuel injection of CA0 to 180 degrees in the # 2 cylinder, but in the intake asynchronous injection, the intake valve is closed. Since fuel is injected into the intake manifold, fuel injection can be performed without being affected by the compression stroke.

【0039】次に図8中、左上がりのハッチングで示さ
れる吸気同期噴射の場合についてみると、例えば、#2
気筒ではCA180〜360度およびCA540〜72
0度の間において2回の燃料噴射が行われている。この
うち2回目の燃料噴射は#2気筒の吸気行程中に行わ
れ、この時に吸気同期噴射が達成されている。1回目の
燃料噴射は#2気筒の燃焼行程中に吸気バルブが閉じた
状態の吸気マニホールド内に行われ、この時は吸気非同
期噴射となる。同様に#3気筒についても全ての行程は
CA360度づつずれているものの、2回目の燃料噴射
は吸気行程と同時に行われる吸気同期噴射となる。ま
た、#1,#4気筒についても#2,#3気筒と同様で
ある。
Next, referring to FIG. 8, in the case of intake-synchronized injection indicated by hatching to the left, for example, # 2
In the cylinder, CA 180-360 degrees and CA 540-72
Fuel injection is performed twice between 0 degrees. The second fuel injection is performed during the intake stroke of the # 2 cylinder, and the intake synchronous injection is achieved at this time. The first fuel injection is performed in the intake manifold with the intake valve closed during the combustion stroke of the # 2 cylinder, and at this time, the intake asynchronous injection is performed. Similarly, for the # 3 cylinder, although all strokes are shifted by CA360 degrees, the second fuel injection is intake synchronous injection that is performed simultaneously with the intake stroke. The same applies to the # 1 and # 4 cylinders as the # 2 and # 3 cylinders.

【0040】このように、グループ噴射式のエンジンに
おいては、360度毎の燃料噴射を行うことにより、2
回の燃料噴射のうちの1回の燃料噴射が吸気同期噴射と
なり、残りの1回の燃料噴射は吸気非同期噴射となる。
このため、第2実施例であるグループ噴射式のエンジン
においては、左上がりのハッチングで示す吸気同期噴射
とすることにより、1回の燃焼に必要な燃料噴射量のう
ちの半分の量の燃料が吸気行程において吸入空気と共に
シリンダ内に吸入され、上述した吸気同期噴射による各
効果をもたらす。しかしながら、第2実施例の場合、第
1実施例に比べて半分の量の燃料しか吸気同期噴射によ
り噴射されていないため、上記吸気同期噴射による効果
は完全に吸気同期噴射を達成している第1実施例の場合
と比べて、大略半分程度の効果となってしまう。
As described above, in the group injection type engine, the fuel injection is performed at every 360 degrees, thereby
One of the fuel injections of one time is the intake synchronous injection, and the remaining one fuel injection is the intake asynchronous injection.
Therefore, in the group injection type engine of the second embodiment, the intake synchronous injection indicated by the upward-sloping hatching causes the amount of fuel to be half of the fuel injection amount required for one combustion. In the intake stroke, the intake air is sucked into the cylinder together with the intake air, and the above-described effects of the intake synchronous injection are brought about. However, in the case of the second embodiment, since only half the amount of fuel is injected by the intake synchronous injection as compared with the first embodiment, the effect of the intake synchronous injection is that the intake synchronous injection is completely achieved. Compared with the case of the first embodiment, the effect is about half.

【0041】次に、第3実施例として、上記した燃料噴
射時期制御を点火時期制御及び燃料噴射量補正制御と組
み合わせて用いる装置について説明する。図10は、本
第3実施例におけるECU30内で処理され、前記噴射
時期切り換え手段3を実現する制御ルーチンのフローチ
ャートを示す。尚、図10に示すルーチンは、上記図6
に示すルーチンと同様に所定時間毎に割り込み起動され
る。
Next, as a third embodiment, an apparatus using the above-described fuel injection timing control in combination with ignition timing control and fuel injection amount correction control will be described. FIG. 10 shows a flow chart of a control routine which is processed in the ECU 30 in the third embodiment and realizes the injection timing switching means 3. Note that the routine shown in FIG.
Similar to the routine shown in (1), interrupt activation is performed at predetermined time intervals.

【0042】本ルーチンが起動すると、先ずステップ3
00では内燃機関の冷却水の温度THWが、所定の温度
β以上であるかどうかを判定する。THW<βである場
合、即ちエンジンが所定温度まで暖機されていない場合
にはステップ308に進み従来と同様に吸気非同期噴射
を行う。エンジンが十分に暖機されていない場合は、吸
気温が低く吸気同期噴射では燃料の気化促進が期待でき
ないからである。そして、この場合は図6に示すルーチ
ンと同様に吸気同期噴射モードのフラグXISをクリア
(XIS=0)し、この処理を終了する。
When this routine is activated, first step 3
At 00, it is determined whether the temperature THW of the cooling water of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined temperature β. If THW <β, that is, if the engine has not been warmed up to the predetermined temperature, the routine proceeds to step 308, where intake asynchronous injection is performed as in the conventional case. This is because, if the engine is not sufficiently warmed up, the intake air temperature is low, and acceleration of fuel vaporization cannot be expected in intake air synchronous injection. Then, in this case, similarly to the routine shown in FIG. 6, the flag XIS of the intake synchronous injection mode is cleared (XIS = 0), and this processing is ended.

【0043】上記ステップ300でTHW≧β、即ちエ
ンジンが十分暖機されていると判定された場合はステッ
プ302に進む。ステップ302は図6におけるステッ
プ202に相当し、Q/Nの値と所定値αとを比較する
ことによりエンジンの負荷状態を判定する。
If THW ≧ β, that is, if it is determined in step 300 that the engine is sufficiently warmed up, the process proceeds to step 302. Step 302 corresponds to step 202 in FIG. 6, and determines the load state of the engine by comparing the value of Q / N with a predetermined value α.

【0044】そして、Q/Nがα未満であれば“NO”
と判定され、上記ステップ308,310を実行して今
回の処理を終了する。エンジンが低負荷状態で運転して
いる場合は、従来通り吸気非同期噴射による方が有効に
燃料を気化させることができるからである。
If Q / N is less than α, "NO"
Is determined, the above steps 308 and 310 are executed, and the processing of this time is ended. This is because when the engine is operating in a low load state, fuel can be more effectively vaporized by the intake asynchronous injection as in the conventional case.

【0045】また、エンジンの負荷が高くQ/Nがα以
上である場合は、ステップ304に進み上記の吸気同期
噴射モードフラグXISにより、前回のルーチン時にお
ける噴射モードの判定を行う。そして、XIS=0、即
ち前回のルーチン時に吸気非同期噴射が行われていた場
合にはステップ306へ、またXIS=1の場合にはス
テップ312へ進む。
When the engine load is high and Q / N is α or more, the routine proceeds to step 304, where the injection mode in the previous routine is determined by the intake synchronous injection mode flag XIS. Then, when XIS = 0, that is, when the intake asynchronous injection is performed in the previous routine, the routine proceeds to step 306, and when XIS = 1, the routine proceeds to step 312.

【0046】ステップ306は図6におけるステップ2
06に相当し、ノッキングが発生しているか否かを判定
する。ここで、ノッキングが発生していなければ、エン
ジンは安定した運転状態を保持していると判断してその
まま吸気同期噴射を継続し(ステップ308,31
0)、ノッキングが発生していることを検出したら、図
6に示すルーチンと同様にノッキングを抑制するための
処理を行う。
Step 306 is step 2 in FIG.
Corresponding to 06, it is determined whether knocking has occurred. Here, if knocking has not occurred, it is determined that the engine maintains a stable operating state and the intake synchronous injection is continued as it is (steps 308, 31).
0) If it is detected that knocking has occurred, processing for suppressing knocking is performed as in the routine shown in FIG.

【0047】上記したように、Q/N≧αで表される程
度に負荷が高い状態で動作しているエンジンに吸気非同
期噴射により燃料供給がなされた場合、吸気マニホール
ド28内には多量の燃料が供給され、混合気として供給
されるべき燃料の一部が気化できなくなることがある。
この場合、内燃機関に供給される燃料の量が不安定にな
り、ひいてはノッキングを引き起こすことになる。
As described above, when fuel is supplied by the intake asynchronous injection to the engine operating under a load as high as Q / N ≧ α, a large amount of fuel is stored in the intake manifold 28. May not be vaporized, and some of the fuel to be supplied as a mixture may not be vaporized.
In this case, the amount of fuel supplied to the internal combustion engine becomes unstable, which in turn causes knocking.

【0048】そこで、ステップ306においてノッキン
グが検出された場合、ステップ312へ進み図6におけ
るルーチンと同様に燃料噴射時期の切り換えを行う。即
ち、燃料の噴射モードを、燃料の噴射時期と最大吸気負
圧波の発生時期とが同期し、多量の燃料を気化させるの
に適する吸気同期噴射モードに切り換える。
Therefore, when knocking is detected in step 306, the routine proceeds to step 312, where the fuel injection timing is switched as in the routine of FIG. That is, the fuel injection mode is switched to the intake synchronous injection mode suitable for vaporizing a large amount of fuel by synchronizing the fuel injection timing with the generation timing of the maximum intake negative pressure wave.

【0049】このようにして燃料噴射モードが吸気同期
噴射に切り換わったら、続くステップ314でXISフ
ラグのセット(XIS=1)を行う。従って、以後TH
W≧β及びQ/N≧αのままこのルーチンが起動される
と、ステップ306は飛ばされることになり、ノッキン
グの有無に関係なく吸気同期噴射が行われることにな
る。
When the fuel injection mode is switched to the intake synchronous injection in this way, the XIS flag is set (XIS = 1) in the following step 314. Therefore, after this
If this routine is started with W ≧ β and Q / N ≧ α, step 306 is skipped, and intake-synchronized injection is performed regardless of knocking.

【0050】吸気非同期噴射から吸気同期噴射への切り
換えが行われノッキングの発生が抑制されると、上記図
7で説明したように、その改善分に見合った角度だけ点
火時期を進角させて、より大きなトルクを取り出すこと
が可能となる。
When the intake asynchronous injection is switched to the intake synchronous injection to suppress the occurrence of knocking, as described in FIG. 7, the ignition timing is advanced by an angle corresponding to the improvement. It becomes possible to take out a larger torque.

【0051】そこで、本実施例においては上記の処理で
燃料の噴射モードが吸気同期噴射に切り替わったら、そ
の後ステップ316へ進みノッキングが発生しない程度
に点火時期の進角量補正を行う。尚、この処理は、例え
ば燃料の噴射モードの切り換え時における点火時期を基
準進角量としてRAM42に格納し、その基準進角量
を、予めROM41に格納され、エンジン回転数とエン
ジンの負荷とで補正進角量を定めるマップを用いて補正
することで実現される。
Therefore, in this embodiment, when the fuel injection mode is switched to the intake-synchronized injection in the above process, the routine proceeds to step 316, where the ignition timing advance amount is corrected to such an extent that knocking does not occur. In this process, for example, the ignition timing at the time of switching the fuel injection mode is stored in the RAM 42 as a reference advance amount, and the reference advance amount is stored in the ROM 41 in advance, and the engine speed and the engine load are changed. It is realized by performing correction using a map that defines the correction advance amount.

【0052】このように、本実施例においては燃料噴射
モードが吸気同期噴射に切り替わると共に、点火時期が
適切な時期に補正される。従って、従来の装置に比べて
内燃機関からトルクとして取り出すことのできるエネル
ギが増加し、燃焼効率を向上による燃費の向上が実現さ
れる。
As described above, in this embodiment, the fuel injection mode is switched to the intake synchronous injection and the ignition timing is corrected to an appropriate timing. Therefore, the energy that can be taken out as torque from the internal combustion engine is increased as compared with the conventional device, and the fuel efficiency is improved by improving the combustion efficiency.

【0053】ところで、車載用内燃機関においては、従
来より内燃機関が高負荷状態である場合、その状態で排
出される高温の排気ガスにより排気系、特に排気ガス浄
化用の触媒が損傷するのを防止するため、燃料の増量補
正が広く行われている。この燃料増量補正は、燃焼する
混合気の空燃比により排気ガスの温度が変動し、混合気
が理論空燃比付近であるときに最も高温となることに着
目したものである。
By the way, in an internal combustion engine mounted on a vehicle, when the internal combustion engine is under a high load condition, it has been known that the exhaust system, particularly the exhaust gas purifying catalyst, is damaged by the high temperature exhaust gas discharged in that condition. To prevent this, fuel increase correction is widely performed. This fuel increase correction focuses on the fact that the temperature of the exhaust gas changes depending on the air-fuel ratio of the burning air-fuel mixture, and the temperature becomes the highest when the air-fuel mixture is near the stoichiometric air-fuel ratio.

【0054】つまり、良好な排気エミッションを確保す
るために混合気を理論空燃比付近に保持し続けると、内
燃機関が高負荷状態となったときに排出される排気ガス
の温度が触媒の耐熱温度を越えて触媒を早期劣化させる
ため、内燃機関が高負荷状態となったときだけ混合気を
燃料リッチに制御して排気温の低下を図ろうとするもの
である。
That is, if the air-fuel mixture is kept near the stoichiometric air-fuel ratio in order to ensure good exhaust emission, the temperature of the exhaust gas discharged when the internal combustion engine is in a high load state is In order to deteriorate the catalyst early beyond the above range, the exhaust gas temperature is reduced by controlling the air-fuel mixture to be fuel rich only when the internal combustion engine is in a high load state.

【0055】一方、本実施例においては、エンジンが一
定の高負荷状態にあるときは燃料噴射モードが吸気同期
噴射となる。また吸気同期噴射が行われた場合、シリン
ダ内には粒子状の燃料が供給され、上記したようにシリ
ンダ内の混合気が燃料の気化潜熱により冷却される。こ
のように、燃焼すべき混合気の温度が低下すると、それ
に伴って排出される排気ガスの温度が低下する。
On the other hand, in this embodiment, when the engine is in a constant high load state, the fuel injection mode is the intake synchronous injection. Further, when the intake synchronous injection is performed, the particulate fuel is supplied into the cylinder, and the air-fuel mixture in the cylinder is cooled by the latent heat of vaporization of the fuel as described above. As described above, when the temperature of the air-fuel mixture to be burned is lowered, the temperature of the exhaust gas discharged accordingly is lowered.

【0056】さらに、本実施例においては、上記したよ
うに燃料噴射モードが吸気同期噴射に切り替わるとそれ
に伴って点火時期が進角側に補正される。点火時期が進
角側に移行すると、燃焼工程の開始時期が早まり、燃焼
工程が長くなると共に点火時における混合気の圧縮比が
高くなりその燃焼性が向上する。
Further, in the present embodiment, as described above, when the fuel injection mode is switched to the intake synchronous injection, the ignition timing is corrected to the advanced side accordingly. When the ignition timing shifts to the advance side, the start timing of the combustion process is advanced, the combustion process is lengthened, and the compression ratio of the air-fuel mixture at the time of ignition is increased to improve its combustibility.

【0057】このため、一般的に点火が可能な程度にお
いては点火時期が早いほど混合気が完全燃焼し易く排気
温が低化し、点火時期が遅いほど高温の不完全燃焼ガス
が排出されて排気温が高くなる傾向を示す。従って、本
実施例のようにエンジンが高負荷状態のときに点火時期
が進角側に補正される構成では、従来の構成に比べて高
負荷時の排気温を低く保持できることになる。
Therefore, in general, as soon as the ignition timing is ignitable, the air-fuel mixture is more likely to be completely combusted, and the exhaust gas temperature is lower. When the ignition timing is later, the incomplete combustion gas of higher temperature is discharged and exhausted. The temperature tends to rise. Therefore, in the configuration in which the ignition timing is corrected to the advance side when the engine is in the high load state as in the present embodiment, the exhaust gas temperature under the high load can be kept lower than in the conventional configuration.

【0058】図11は、上記した排気温低下による効果
を説明するための図を示す。同図中破線で示される曲線
は、従来構成の内燃機関において排気温を低下させるた
めに所定の空燃比(燃料リッチ)に燃料増量補正された
混合気における点火時期と排気温との関係を表してい
る。
FIG. 11 is a diagram for explaining the effect of the above-mentioned decrease in exhaust gas temperature. The curve shown by the broken line in the figure represents the relationship between the ignition timing and the exhaust temperature in the air-fuel mixture whose fuel amount has been corrected to a predetermined air-fuel ratio (fuel rich) in order to reduce the exhaust temperature in the internal combustion engine of the conventional configuration. ing.

【0059】従来構成の内燃機関においては常に吸気非
同期噴射が用いられるためノッキング防止の観点から点
火時期が図11中時刻T1 付近に限定される。従って、
点火時期を進角させて排気温を低下させることはでき
ず、時刻T1 付近で点火することを前提として、排気温
が目標排気温以下となる程度に混合気を燃料リッチに増
量補正する必要があった。
Since the intake asynchronous injection is always used in the internal combustion engine having the conventional structure, the ignition timing is limited to the vicinity of time T 1 in FIG. 11 from the viewpoint of preventing knocking. Therefore,
It is not possible to advance the ignition timing to lower the exhaust gas temperature, and it is necessary to correct the amount of the air-fuel mixture to be rich in fuel so that the exhaust gas temperature becomes equal to or lower than the target exhaust gas temperature, assuming that the ignition temperature is around time T 1. was there.

【0060】一方、本実施例においては、排気温が目標
排気温を越えるとされる高負荷状態では燃料噴射モード
が吸気同期噴射に切り替わり、これと共に点火時期が図
11中時刻T2 付近まで進角される。このため従来構成
のエンジンと比べると、高負荷時における排気温が著し
く低下し、従来に比べて燃料リーン化された混合気(図
11において実線で示される曲線)でも目標排気温の達
成が可能となる。
On the other hand, in the present embodiment, in the high load state where the exhaust gas temperature exceeds the target exhaust gas temperature, the fuel injection mode is switched to the intake synchronous injection, and the ignition timing is advanced to the vicinity of time T 2 in FIG. Be horned. Therefore, the exhaust temperature at high load is significantly lower than that of the conventional engine, and the target exhaust temperature can be achieved even with a fuel-lean mixture (curve shown by the solid line in FIG. 11). Becomes

【0061】そこで、本実施例においては、上記のステ
ップ316において点火時期の進角補正を行ったらステ
ップ318へ進み、排気温低下のために他のルーチンで
演算された燃料の増量分であるいわゆるOT増量(Over
Temperature増量)をさらに補正して、燃料増量補正時
における混合気を従来に比べてリーン化している。
Therefore, in this embodiment, after the ignition timing advance correction is performed in step 316, the process proceeds to step 318, which is the so-called fuel increase amount calculated by another routine for lowering the exhaust gas temperature. OT increase (Over
Temperature increase) is further corrected to make the air-fuel mixture leaner than before when correcting the fuel increase.

【0062】尚、この際のOT増量の補正量は、例えば
進角補正量に対する一次元マップをROM41に格納し
ておき、これを上記ステップ316で演算した進角補正
量で参照することにより求めることができる。
The correction amount of the OT increase at this time is obtained by, for example, storing a one-dimensional map for the advance angle correction amount in the ROM 41 and referring to this with the advance angle correction amount calculated in step 316. be able to.

【0063】このため、本実施例によれば燃料増量補正
時におけるOT増量が最小限に抑制され、燃費及び排気
エミッションが悪化するという燃料増量補正における従
来からの課題が改善される。
Therefore, according to this embodiment, the OT increase during the fuel increase correction is suppressed to the minimum, and the conventional problem in the fuel increase correction that the fuel consumption and the exhaust emission are deteriorated is improved.

【0064】以上で本実施例における処理を終了し、以
後所定時間毎にこのルーチンが起動される度に上記ステ
ップ300〜318が繰り返し実行される。
The processing in this embodiment is completed as described above, and thereafter, the above steps 300 to 318 are repeatedly executed every time when this routine is started every predetermined time.

【0065】尚、上記のルーチン中、ステップ300及
び302において過渡状態における変動を厳格に判定す
ると、燃料噴射モードが目まぐるしく切り替わる事態が
生じる。そこで、それぞれのステップにおける判定値β
及びαには離散的な2段階の値が設定してあり、判定が
“NO”から“YES”に反転したら離散的に低い値
に、また、判定が“YES”から“NO”に反転したら
離散的に高い値に変更される。
In the above routine, if the fluctuations in the transient state are strictly determined in steps 300 and 302, the fuel injection mode may switch rapidly. Therefore, the judgment value β at each step
There are two discrete values set for α and α. If the judgment is inverted from “NO” to “YES”, the value is discretely low, and if the judgment is inverted from “YES” to “NO”. It is discretely changed to a higher value.

【0066】従って、例えばエンジンの暖機過程におい
て、冷却水温THWが一旦β以上となって吸気同期噴射
が開始されたら、THWが僅かに低下した程度では燃料
噴射モードが吸気非同期噴射に戻ることはない。同様に
エンジンの負荷変動に対しても、一旦判定が反転した
ら、判定値αが離散的に変更され、その後の僅かな負荷
の変動では燃料噴射モードが切り替わることはない。
Therefore, for example, in the warm-up process of the engine, if the cooling water temperature THW once becomes β or more and the intake synchronous injection is started, the fuel injection mode will not return to the asynchronous intake injection with a slight decrease in THW. Absent. Similarly, with respect to engine load fluctuations, once the judgment is reversed, the judgment value α is discretely changed, and the fuel injection mode is not switched by a slight load fluctuation thereafter.

【0067】[0067]

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、内燃機関
の負荷が所定値以上の高負荷時において多量に噴射され
た燃料は、噴射時期切換手段により吸気非同期噴射モー
ドから切り換えられた吸気同期噴射モードで吸入空気と
共にシリンダ内に供給されるため、燃料が吸気マニホー
ルド壁面あるいは吸気バルブ表面に付着することが防止
され、内燃機関の高負荷時においても燃焼を安定させる
ことができる。その結果、吸気非同期噴射モードにより
燃焼が安定している低負荷状態と合わせて、内燃機関の
全負荷状態において常に安定した燃焼を行い得る燃料噴
射時期の制御を実現することができる。
As described above, according to the present invention, a large amount of fuel injected when the load of the internal combustion engine is a predetermined value or more is changed from the intake asynchronous injection mode to the intake asynchronous injection mode by the injection timing switching means. Since the fuel is supplied into the cylinder together with the intake air in the synchronous injection mode, the fuel is prevented from adhering to the intake manifold wall surface or the intake valve surface, and the combustion can be stabilized even when the internal combustion engine has a high load. As a result, in addition to the low load state in which combustion is stable in the intake asynchronous injection mode, it is possible to realize control of the fuel injection timing that can always perform stable combustion in the full load state of the internal combustion engine.

【0068】また、高負荷時の吸気同期噴射モードで
は、シリンダ内において気化する燃料が増加して、この
時の気化潜熱によるシリンダ内の吸入空気の冷却が促進
されるため、吸入空気の体積効率ηV (密度)が向上す
ると共に、ノッキングの発生が抑制されて点火進角を行
うことができ、エンジンの出力および燃費の向上を図る
ことができる。
Further, in the intake synchronous injection mode at the time of high load, the fuel vaporized in the cylinder increases and the cooling of the intake air in the cylinder by the latent heat of vaporization at this time is promoted, so that the volumetric efficiency of the intake air is increased. The η V (density) is improved, the occurrence of knocking is suppressed, and the ignition advance can be performed, so that the output of the engine and the fuel consumption can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of the present invention.

【図2】本発明が適用される内燃機関およびその周辺装
置の実施例を示すシステム構成図である。
FIG. 2 is a system configuration diagram showing an embodiment of an internal combustion engine and its peripheral devices to which the present invention is applied.

【図3】図2におけるECUの具体的な構成要素を示す
ブロックダイヤグラムである。
3 is a block diagram showing specific constituent elements of the ECU in FIG. 2. FIG.

【図4】本発明の第1実施例である独立噴射式エンジン
における燃料噴射時期を各気筒#1〜#4毎に示した図
である。
FIG. 4 is a diagram showing the fuel injection timing for each of the cylinders # 1 to # 4 in the independent injection type engine that is the first embodiment of the present invention.

【図5】負荷検出手段を実現する制御ルーチンのフロー
チャートである。
FIG. 5 is a flowchart of a control routine that realizes load detection means.

【図6】噴射時期切換手段を実現する制御ルーチンのフ
ローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart of a control routine that realizes injection timing switching means.

【図7】吸気同期噴射による効果を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an effect of intake-synchronized injection.

【図8】本発明の第2実施例であるグループ噴射式エン
ジンにおける燃料噴射時期を各気筒#1〜#4毎に示し
た図である。
FIG. 8 is a diagram showing a fuel injection timing in each of the cylinders # 1 to # 4 in the group injection type engine which is the second embodiment of the present invention.

【図9】吸気非同期噴射と吸気同期噴射を説明する図で
ある。
FIG. 9 is a diagram illustrating intake asynchronous injection and intake synchronous injection.

【図10】本発明の第3実施例において実行する制御ル
ーチンのフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart of a control routine executed in the third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3実施例における燃料増量補正の
原理を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining the principle of fuel amount increase correction in the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 内燃機関 1A 吸気非同期噴射 1B 吸気同期噴射 2 負荷検出手段 3 噴射時期切換手段 11 機関本体 12 ピストン 13 シリンダ 14 点火フラグ 15 吸気バルブ 16 排気バルブ 22 エアフローメータ(AFM) 23 吸気管 24 スロットルバルブ 27 インジェクタ 30 エンジンコントロールコンピュータ(ECU) 31 ノックセンサ 32 ディストリビュータ 33 回転各センサ 40 中央処理ユニット(CPU) 1 internal combustion engine 1A intake asynchronous injection 1B intake synchronous injection 2 load detection means 3 injection timing switching means 11 engine body 12 piston 13 cylinder 14 ignition flag 15 intake valve 16 exhaust valve 22 air flow meter (AFM) 23 intake pipe 24 throttle valve 27 injector 30 Engine Control Computer (ECU) 31 Knock Sensor 32 Distributor 33 Rotation Sensors 40 Central Processing Unit (CPU)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の運転状態に対応した燃料噴射
量を演算し、該演算された燃料噴射量の燃料を、燃料噴
射が吸気行程の前に行われる吸気非同期噴射モードで噴
射する燃料噴射時期制御装置において、 前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、 該負荷検出手段によって検出された負荷が所定値以上の
高負荷時には、燃料噴射が吸気行程中に行われる吸気同
期噴射モードで前記燃料を噴射する構成の噴射時期切換
手段とを設けたことを特徴とする燃料噴射時期制御装
置。
1. A fuel injection that calculates a fuel injection amount corresponding to an operating state of an internal combustion engine and injects the calculated fuel injection amount of fuel in an intake asynchronous injection mode in which fuel injection is performed before an intake stroke. In the timing control device, load detection means for detecting the load of the internal combustion engine, and when the load detected by the load detection means is a high load equal to or higher than a predetermined value, in the intake synchronous injection mode in which fuel injection is performed during the intake stroke. A fuel injection timing control device comprising: an injection timing switching means configured to inject the fuel.
JP4305578A 1991-12-24 1992-11-16 Fuel injection timing controller Pending JPH05231222A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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