JP2002227685A - Fuel injection controller for cylinder injection spark ignition internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection controller for cylinder injection spark ignition internal combustion engine

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JP2002227685A
JP2002227685A JP2001023089A JP2001023089A JP2002227685A JP 2002227685 A JP2002227685 A JP 2002227685A JP 2001023089 A JP2001023089 A JP 2001023089A JP 2001023089 A JP2001023089 A JP 2001023089A JP 2002227685 A JP2002227685 A JP 2002227685A
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JP
Japan
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fuel
fuel injection
temperature
injection timing
combustion
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Application number
JP2001023089A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomihisa Tsuchiya
富久 土屋
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize a stratified combustion regardless of a fuel temperature. SOLUTION: A cylinder injection gasoline engine 11 applied with a fuel injection controller has a fuel injection valve 32 for directly injecting fuel into a combustion chamber 18. During the stratified combustion operation, the engine 11 forms a mixed gas combining the fuel from the fuel injection valve 32 and air around an ignition plug 34 to ignite the mixed gas with a spark of the ignition plug 34 for combustion. The fuel injection controller has a combustion temperature sensor 44 and an electronic controller (ECU). The combustion temperature sensor 44 detects the temperature of the fuel to be supplied to the fuel injection valve 32. The ECU sets the fuel injection timing in the stratified combustion operation based on the fuel temperature detected by at least the combustion temperature sensor 44.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内に直接噴
射された燃料と空気との混合気を火花により着火及び燃
焼させる筒内噴射火花点火式内燃機関において、成層燃
焼運転時の燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a direct injection spark ignition type internal combustion engine in which a mixture of fuel and air directly injected into a combustion chamber is ignited and burned by a spark. The present invention relates to a fuel injection control device to be controlled.

【0002】[0002]

【従来の技術】吸入空気及び燃料の混合気を複数種類の
燃焼形態で燃焼させ、かつその燃焼形態を機関運転状態
に応じて切替える内燃機関の一形態として、例えば筒内
噴射火花点火式内燃機関が知られている。この内燃機関
での燃焼形態には、例えば低負荷時等に実行される成層
燃焼と、高負荷時等に実行される均質燃焼とがある。成
層燃焼時には、圧縮行程後半に燃料噴射弁から噴射され
た燃料が燃焼室内の点火プラグの周りに偏在された状態
で燃焼される。また、均質燃焼時には、吸気行程で燃料
噴射弁から噴射された燃料が、燃焼室内全体に拡散され
た状態で燃焼される。
2. Description of the Related Art As an example of an internal combustion engine in which a mixture of intake air and fuel is burned in a plurality of combustion modes and the combustion mode is switched according to the engine operating state, for example, a direct injection spark ignition type internal combustion engine It has been known. The combustion mode in the internal combustion engine includes, for example, stratified combustion performed at a low load or the like, and homogeneous combustion performed at a high load or the like. During stratified charge combustion, fuel injected from the fuel injection valve in the latter half of the compression stroke is burned unevenly around the spark plug in the combustion chamber. Further, during homogeneous combustion, fuel injected from the fuel injection valve during the intake stroke is burned while being diffused throughout the combustion chamber.

【0003】上記筒内噴射火花点火式の内燃機関におい
て、成層燃焼を安定して行うためには、点火時点におい
て点火プラグの周りに適度な濃度の混合気が形成されて
いることが必要である。また、一般に、燃料の気化に要
する時間や燃料噴霧の拡散は雰囲気温度、すなわち筒内
温度の影響を受けて変化しやすく、このため、最適な燃
料噴射時期が機関温度によって変化する。そこで、特開
平10−141115号公報では、成層燃焼運転時にお
ける燃料噴射時期を機関温度に基づき設定することが提
案されている。
[0003] In the above-described in-cylinder injection spark ignition type internal combustion engine, in order to stably perform stratified combustion, it is necessary that an air-fuel mixture having an appropriate concentration is formed around the ignition plug at the time of ignition. . In general, the time required for fuel vaporization and the diffusion of fuel spray tend to change under the influence of the ambient temperature, that is, the in-cylinder temperature. Therefore, the optimal fuel injection timing changes depending on the engine temperature. Therefore, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 10-141115 proposes setting the fuel injection timing during stratified charge combustion operation based on the engine temperature.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料の気化
に要する時間や噴霧の拡散は前述したように機関温度の
影響を受けるが、燃料自身の温度の影響をより一層強く
受けることが判明した。すなわち、燃料噴射弁に供給さ
れる燃料の温度が低くなるに従い、噴射初期の燃料の気
化特性(気化のしやすさ)が低下して、点火プラグの周
りに適度な濃度の混合気を形成するのに時間がかかるよ
うになる。これとは逆に、燃料温度が高くなるに従い、
噴射初期の燃料の気化特性が向上して、燃料噴霧が速く
拡散するようになる。
As described above, it has been found that the time required for vaporizing the fuel and the diffusion of the spray are affected by the engine temperature as described above, but are more strongly affected by the temperature of the fuel itself. That is, as the temperature of the fuel supplied to the fuel injection valve decreases, the vaporization characteristics (easiness of vaporization) of the fuel at the initial stage of the injection decrease, and an air-fuel mixture having an appropriate concentration is formed around the ignition plug. It takes time. Conversely, as the fuel temperature increases,
The fuel vaporization characteristics in the early stage of the injection are improved, and the fuel spray is rapidly diffused.

【0005】しかしながら、前述した公報では、燃料噴
射時期の設定に際し、噴射初期の燃料の気化状態につい
て考慮されていない。このため、燃料温度によっては、
成層燃焼が不安定になって失火等を引き起こし、ドライ
バビリティの悪化等を招くおそれがある。
However, the above-mentioned publication does not consider the fuel vaporization state at the beginning of the injection when setting the fuel injection timing. Therefore, depending on the fuel temperature,
Stratified combustion may become unstable, causing misfires and the like, leading to deterioration of drivability and the like.

【0006】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、燃料温度にかかわらず成層
燃焼を安定化させることのできる筒内噴射火花点火式内
燃機関の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 has as its object to control fuel injection of a direct injection spark ignition type internal combustion engine capable of stabilizing stratified combustion regardless of fuel temperature. It is to provide a device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項1記載の発明では、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃
料噴射弁を備え、かつ成層燃焼運転時には、前記燃料噴
射弁からの燃料と空気との混合気を点火プラグの周りに
形成し、前記点火プラグの火花により前記混合気を着火
及び燃焼させるようにした筒内噴射火花点火式内燃機関
に用いられる燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射
弁に供給される燃料の温度を検出する燃料温度検出手段
と、少なくとも前記燃料温度検出手段により検出される
燃料温度に基づき前記成層燃焼運転時における燃料噴射
時期を設定する噴射時期設定手段とを備えている。
The means for achieving the above object and the effects thereof will be described below. In the invention according to claim 1, a fuel injection valve for directly injecting fuel into the combustion chamber is provided, and during a stratified charge combustion operation, a mixture of fuel and air from the fuel injection valve is formed around an ignition plug, In a fuel injection control device used in a direct injection spark ignition type internal combustion engine in which the mixture is ignited and burned by sparks of the spark plug, a fuel temperature for detecting a temperature of fuel supplied to the fuel injection valve And a fuel injection timing setting means for setting a fuel injection timing during the stratified combustion operation based on at least the fuel temperature detected by the fuel temperature detection means.

【0008】上記の構成によれば、内燃機関の成層燃焼
運転時には、噴射時期設定手段によって設定された噴射
時期に従って燃料噴射弁から燃焼室内に燃料が直接噴射
される。この燃料と空気との混合気は点火プラグの周り
に形成され、点火プラグの火花により着火及び燃焼され
る。ここで、燃料噴射弁に供給される燃料の温度が燃料
温度検出手段によって検出され、噴射時期設定手段での
燃料噴射時期の設定に反映される。
According to the above configuration, during stratified charge combustion operation of the internal combustion engine, fuel is directly injected from the fuel injection valve into the combustion chamber according to the injection timing set by the injection timing setting means. This mixture of fuel and air is formed around the spark plug and is ignited and burned by the spark of the spark plug. Here, the temperature of the fuel supplied to the fuel injection valve is detected by the fuel temperature detecting means, and is reflected in the setting of the fuel injection timing by the injection timing setting means.

【0009】従って、燃料噴射弁に供給される燃料の温
度の変化によって燃料の気化に要する時間や燃料噴霧の
拡散状態が変化し、成層燃焼運転時における最適な燃料
噴射時期が変化するが、前記のように燃料温度を考慮し
て、燃料噴射時期を前記最適な燃料噴射時期に近づける
ことにより、燃料温度にかかわらず成層燃焼を安定化さ
せることが可能となる。
Therefore, the time required for vaporizing the fuel and the diffusion state of the fuel spray change due to the change in the temperature of the fuel supplied to the fuel injection valve, and the optimum fuel injection timing during stratified combustion operation changes. By making the fuel injection timing close to the optimum fuel injection timing in consideration of the fuel temperature as described above, it is possible to stabilize stratified combustion regardless of the fuel temperature.

【0010】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明において、前記噴射時期設定手段は、前記燃料温度
検出手段により検出される燃料温度が高いとき、前記成
層燃焼運転時における前記燃料噴射時期を、燃料温度が
低いときよりも遅角側に設定するものであるとする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when the fuel temperature detected by the fuel temperature detecting means is high, the fuel injection timing setting means performs the fuel injection during the stratified combustion operation. It is assumed that the timing is set to be more retarded than when the fuel temperature is low.

【0011】上記の構成によれば、燃料温度が高いとき
には、低いときに比べ、成層燃焼運転時における燃料噴
射時期が遅角側に設定される。このため、燃料温度が低
いと、噴射初期の燃料の気化特性が低下して点火プラグ
の周りに適度な濃度の混合気を形成するのに時間がかか
るが、燃料温度が高い場合に比べて燃料噴射時期が進め
られることにより、噴射から点火までの時間が長くな
る。その結果、点火時点において点火プラグの周りに適
度な濃度の混合気が形成されているという、成層燃焼の
安定化に必要な条件を満たすことが可能となる。また、
燃料噴射弁に供給される燃料の温度が高いと、噴射初期
に燃料が気化しやすく燃料噴霧が速く拡散するが、燃料
温度が低い場合に比べて燃料噴射時期が遅らされること
により、噴射から点火までの時間が短くなる。従って、
この場合もまた、前述した成層燃焼の安定化に必要な条
件を満たすことが可能となる。
According to the above configuration, when the fuel temperature is high, the fuel injection timing during the stratified combustion operation is set to the retard side as compared with when the fuel temperature is low. For this reason, when the fuel temperature is low, the vaporization characteristics of the fuel in the initial stage of the injection are deteriorated, and it takes time to form an air-fuel mixture having an appropriate concentration around the ignition plug. As the injection timing is advanced, the time from injection to ignition becomes longer. As a result, it is possible to satisfy a condition necessary for stabilizing stratified combustion, that is, an air-fuel mixture having an appropriate concentration is formed around the ignition plug at the time of ignition. Also,
When the temperature of the fuel supplied to the fuel injection valve is high, the fuel is easily vaporized in the early stage of the injection, and the fuel spray is rapidly diffused. The time from ignition to ignition is reduced. Therefore,
Also in this case, it is possible to satisfy the conditions necessary for stabilizing the stratified combustion described above.

【0012】請求項3記載の発明では、請求項2記載の
発明において、前記噴射時期設定手段は、前記燃料温度
検出手段により検出される燃料温度が高いほど、前記成
層燃焼運転時における前記燃料噴射時期を遅角側に設定
するものであるとする。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the fuel injection timing setting means increases the fuel injection during the stratified combustion operation as the fuel temperature detected by the fuel temperature detecting means increases. It is assumed that the timing is set to the retard side.

【0013】上記の構成によれば、成層燃焼運転時にお
いて、燃料温度が高いほど燃料噴射時期が遅角側に設定
される。従って、燃料温度がどのような値であっても、
燃料噴射時期を、その燃料温度に応じて変化する最適な
燃料噴射時期に近づけることが可能となる。
According to the above configuration, during the stratified charge combustion operation, the higher the fuel temperature is, the more the fuel injection timing is set to the retard side. Therefore, whatever the fuel temperature is,
The fuel injection timing can be made closer to the optimum fuel injection timing that changes according to the fuel temperature.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に従って説明する。車両には、図1に示すよ
うに、内燃機関の一形態である筒内噴射式ガソリンエン
ジン(以下、単にエンジンという)11が搭載されてい
る。エンジン11はシリンダヘッド12と、複数の気筒
(シリンダ)13を有するシリンダブロック14とを備
えている。各シリンダ13内には、ピストン15が往復
動可能に収容されている。各ピストン15は、コネクテ
ィングロッド16を介し、エンジン11の出力軸である
クランク軸17に連結されている。各ピストン15の往
復運動は、コネクティングロッド16によって回転運動
に変換された後、クランク軸17に伝達される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a vehicle is equipped with an in-cylinder injection gasoline engine (hereinafter simply referred to as an engine) 11, which is an embodiment of an internal combustion engine. The engine 11 includes a cylinder head 12 and a cylinder block 14 having a plurality of cylinders (cylinders) 13. A piston 15 is accommodated in each cylinder 13 so as to be able to reciprocate. Each piston 15 is connected via a connecting rod 16 to a crankshaft 17 which is an output shaft of the engine 11. The reciprocating motion of each piston 15 is transmitted to a crankshaft 17 after being converted into a rotary motion by a connecting rod 16.

【0015】燃焼室18は、ピストン15の頂面、シリ
ンダ13の内壁面及びシリンダヘッド12の下面によっ
て区画形成されている。シリンダヘッド12には、各燃
焼室18に連通する吸気ポート19及び排気ポート20
がそれぞれ設けられている。
The combustion chamber 18 is defined by the top surface of the piston 15, the inner wall surface of the cylinder 13, and the lower surface of the cylinder head 12. The cylinder head 12 has an intake port 19 and an exhaust port 20 communicating with each combustion chamber 18.
Are provided respectively.

【0016】これらの吸・排気ポート19,20を開閉
するために、シリンダヘッド12には、吸気弁21及び
排気弁22がそれぞれ往復動可能に支持されている。ま
た、シリンダヘッド12において、吸・排気弁21,2
2の各上方には、それぞれカムを有するカム軸23,2
4が回転可能に設けられている。これらのカム軸23,
24は、図示しないタイミングプーリ、タイミングベル
ト等によりクランク軸17に駆動連結されている。そし
て、クランク軸17が回転されると、その回転がタイミ
ングベルト、タイミングプーリ等を介してカム軸23,
24に伝達される。各カム軸23,24の回転により吸
・排気弁21,22が往復動し、吸・排気ポート19,
20が開放又は閉鎖される。
In order to open and close these intake / exhaust ports 19 and 20, an intake valve 21 and an exhaust valve 22 are supported on the cylinder head 12 in a reciprocating manner. In the cylinder head 12, the intake / exhaust valves 21 and
2 above each camshaft 23, 2 having a cam.
4 is provided rotatably. These camshafts 23,
Reference numeral 24 is drivingly connected to the crankshaft 17 by a timing pulley, a timing belt, and the like (not shown). When the crankshaft 17 is rotated, the rotation is transmitted via a timing belt, a timing pulley and the like to the camshaft 23,
24. The intake and exhaust valves 21 and 22 reciprocate by the rotation of the camshafts 23 and 24, and the intake and exhaust ports 19 and
20 is opened or closed.

【0017】吸気ポート19には、スロットル弁25、
サージタンク26、吸気マニホルド27等を有する吸気
通路28が接続されている。エンジン11の外部の空気
は、吸気通路28の各部25〜27を順に通過して燃焼
室18に取り込まれる。
The intake port 19 has a throttle valve 25,
An intake passage 28 having a surge tank 26, an intake manifold 27 and the like is connected. Air outside the engine 11 passes through the portions 25 to 27 of the intake passage 28 in order and is taken into the combustion chamber 18.

【0018】スロットル弁25は吸気通路28内に回動
可能に支持されており、同スロットル弁25にステップ
モータ等のアクチュエータ29が駆動連結されている。
アクチュエータ29は、運転者によるアクセルペダル
(図示略)の踏込み操作等に応じて作動し、スロットル
弁25を回動させる。吸気通路28を流れる空気の量で
ある吸入空気量は、スロットル弁25の回動角度である
スロットル開度に応じて変化する。
The throttle valve 25 is rotatably supported in an intake passage 28, and an actuator 29 such as a step motor is drivingly connected to the throttle valve 25.
The actuator 29 operates in response to a driver's depression operation of an accelerator pedal (not shown) or the like, and rotates the throttle valve 25. The amount of intake air, which is the amount of air flowing through the intake passage 28, changes according to the throttle opening, which is the rotation angle of the throttle valve 25.

【0019】吸気マニホルド27はシリンダ13と同数
の部分に分岐されている。各分岐部分の内部には2つの
通路がそれぞれ仕切り形成されている。これらの通路
は、前述した吸気ポート19に接続されている。各分岐
部分の一方の通路内には、気流制御弁(スワール制御
弁)30が回動可能に支持されている。スワール制御弁
30は、一方の通路の開度を小さくすることにより燃焼
室18内にスワール(旋回)流を発生させ、燃焼を促進
させるためのものである。スワール制御弁30には、ス
テップモータ等のアクチュエータ31が駆動連結されて
いる。各燃焼室18内でのスワール流の強さは、スワー
ル制御弁30の回動角度に応じて変化する。
The intake manifold 27 is branched into the same number as the cylinders 13. Two passages are respectively formed in the inside of each branch portion. These passages are connected to the intake port 19 described above. An air flow control valve (swirl control valve) 30 is rotatably supported in one passage of each branch portion. The swirl control valve 30 is for generating a swirl (swirl) flow in the combustion chamber 18 by reducing the opening of one of the passages to promote combustion. An actuator 31 such as a step motor is drivingly connected to the swirl control valve 30. The strength of the swirl flow in each combustion chamber 18 changes according to the rotation angle of the swirl control valve 30.

【0020】シリンダヘッド12には、シリンダ13毎
に電磁式の燃料噴射弁32が取付けられている。各燃料
噴射弁32には、共通のデリバリパイプ33を通じて高
圧の燃料が供給される。詳しくは、デリバリパイプ33
は長尺状をなし、エンジン11の気筒配列方向(図1に
おいて紙面と直交する方向)に延びるように配置されて
いる。デリバリパイプ33の長さ方向についての一端部
には、燃料の流入口が設けられている。複数の燃料噴射
弁32は互いに離間した状態でデリバリパイプ33に取
付けられている。各燃料噴射弁32は、デリバリパイプ
33を通じて供給された高圧の燃料を、対応する燃焼室
18内へ直接噴射する。噴射された燃料は、吸気通路2
8を通って燃焼室18内に導入される吸入空気と混ざり
合って混合気となる。
An electromagnetic fuel injection valve 32 is attached to the cylinder head 12 for each cylinder 13. Each fuel injection valve 32 is supplied with high-pressure fuel through a common delivery pipe 33. For details, see Delivery Pipe 33
Has a long shape, and is arranged so as to extend in the cylinder arrangement direction of the engine 11 (the direction perpendicular to the plane of FIG. 1). A fuel inlet is provided at one end of the delivery pipe 33 in the length direction. The plurality of fuel injection valves 32 are attached to the delivery pipe 33 while being separated from each other. Each fuel injection valve 32 directly injects the high-pressure fuel supplied through the delivery pipe 33 into the corresponding combustion chamber 18. The injected fuel is supplied to the intake passage 2
The fuel gas mixes with the intake air introduced into the combustion chamber 18 through the passage 8 to form an air-fuel mixture.

【0021】シリンダヘッド12には、点火プラグ34
が各シリンダ13に対応して取付けられている。点火プ
ラグ34は、イグナイタ35(図2参照)からの点火信
号に基づいて駆動される。点火プラグ34には、点火コ
イル(図示略)から出力される高電圧が印加される。そ
して、前記混合気は点火プラグ34の電気火花によって
着火され、爆発・燃焼する。このときに生じた高温高圧
の燃焼ガスによりピストン15が往復動され、クランク
軸17が回転されて、エンジン11の駆動力(出力トル
ク)が得られる。
The cylinder head 12 has a spark plug 34
Are attached to each cylinder 13. The ignition plug 34 is driven based on an ignition signal from an igniter 35 (see FIG. 2). A high voltage output from an ignition coil (not shown) is applied to the ignition plug 34. Then, the air-fuel mixture is ignited by the electric spark of the ignition plug 34, and explodes and burns. The piston 15 is reciprocated by the high-temperature and high-pressure combustion gas generated at this time, the crankshaft 17 is rotated, and the driving force (output torque) of the engine 11 is obtained.

【0022】一方、排気ポート20には、排気マニホル
ド36、触媒コンバータ37等を有する排気通路38が
接続されている。燃焼室18で生じた燃焼ガスは、排気
通路38の各部36,37等を順に通ってエンジン11
の外部へ排出される。触媒コンバータ37には、排気通
路38を流れる燃焼ガスを浄化するための触媒が内蔵さ
れている。
On the other hand, the exhaust port 20 is connected to an exhaust passage 38 having an exhaust manifold 36, a catalytic converter 37 and the like. The combustion gas generated in the combustion chamber 18 passes through each part 36, 37, etc. of the exhaust passage 38 in order, and
Is discharged to the outside. The catalytic converter 37 has a built-in catalyst for purifying the combustion gas flowing through the exhaust passage 38.

【0023】本実施形態では、混合気の燃焼形態として
少なくとも均質燃焼及び成層燃焼があり、これらはエン
ジン11の運転状態に応じて切替えられる。均質燃焼
は、例えばエンジン11の高負荷時等において、吸気行
程(ピストン15の下降中)の前半に燃料を噴射するこ
とにより均質な混合気を形成する燃焼形態である。成層
燃焼は、例えばエンジン11の低負荷時等において、圧
縮行程(ピストン15の上昇中)の後半に燃料を噴射す
ることにより、点火プラグ34の周りに燃料の濃い(理
論空燃比程度)混合気の層を形成するとともに、その周
りに空気の層を形成することにより希薄燃焼を可能とし
た燃焼形態である。
In the present embodiment, there are at least homogeneous combustion and stratified combustion as combustion modes of the air-fuel mixture, and these are switched according to the operating state of the engine 11. Homogeneous combustion is a combustion mode in which fuel is injected in the first half of the intake stroke (while the piston 15 is moving down), for example, when the engine 11 is under a high load, thereby forming a homogeneous mixture. In the stratified combustion, for example, when the engine 11 is under a low load, by injecting fuel in the latter half of the compression stroke (while the piston 15 is rising), the fuel-rich mixture (about the stoichiometric air-fuel ratio) around the ignition plug 34 This is a combustion mode in which lean combustion is enabled by forming a layer of air and forming a layer of air around the layer.

【0024】ここで、成層燃焼運転時には、燃料の気化
に要する時間や燃料噴霧の拡散状態が燃料温度に応じて
変化し、最適な燃料噴射時期が変化する。図5は、燃料
噴射時期、失火頻度及び燃料温度の関係を示している。
図中、実線で示す特性線は、燃料温度が低いときの燃料
噴射時期と失火頻度との関係を表し、二点鎖線で示す特
性線は、燃料温度が高いときの燃料噴射時期と失火頻度
との関係を表している。この図5から明らかなように、
燃料温度が低い場合において、燃料噴射時期がある範囲
Rに属しているときには、失火頻度が非常に小さくな
る。また、失火頻度は、燃料噴射時期が前記範囲Rから
外れた場合、その範囲Rから遠ざかるに従い大きくなる
傾向にある。この傾向は、燃料噴射時期が進角側(後述
するクランク角について燃料噴射時期を進める側)へ遠
ざかる場合にも、遅角側(クランク角について燃料噴射
時期を遅くする側)へ遠ざかる場合にも見られる。さら
に、前記特性線は、図中矢印で示すように、燃料温度の
上昇にともない遅角側へシフトする。このことは、仮
に、燃料温度の低いときに燃料噴射時期が範囲Rに属し
ていたとしても、燃料温度の上昇にともない失火頻度が
大きくなる可能性があることを意味する。
Here, during the stratified charge combustion operation, the time required for vaporizing the fuel and the diffusion state of the fuel spray change according to the fuel temperature, and the optimum fuel injection timing changes. FIG. 5 shows the relationship among the fuel injection timing, misfire frequency, and fuel temperature.
In the figure, the characteristic line shown by a solid line represents the relationship between the fuel injection timing and the misfire frequency when the fuel temperature is low, and the characteristic line shown by the two-dot chain line shows the relationship between the fuel injection timing and the misfire frequency when the fuel temperature is high. Represents the relationship. As is apparent from FIG.
When the fuel temperature is low and the fuel injection timing belongs to a certain range R, the misfire frequency becomes extremely small. Further, when the fuel injection timing deviates from the range R, the misfire frequency tends to increase as the fuel injection timing moves away from the range R. This tendency occurs regardless of whether the fuel injection timing moves toward the advanced side (the side where the fuel injection timing is advanced with respect to the crank angle described later) or the retard side (the side where the fuel injection timing is advanced with respect to the crank angle). Can be seen. Further, the characteristic line shifts to the retard side as the fuel temperature increases, as indicated by the arrow in the figure. This means that even if the fuel injection timing belongs to the range R when the fuel temperature is low, the misfire frequency may increase as the fuel temperature increases.

【0025】図1に示すように、エンジン11の運転状
態を検出するために、各種センサが用いられている。例
えば、クランク軸17の近傍には、そのクランク軸17
が一定角度回転する毎にパルス状の信号を発生するクラ
ンク角センサ39が設けられている。カム軸23の近傍
には、所定気筒のピストン15が吸気上死点に達したと
きにパルス状の信号を発生する気筒判別センサ40が設
けられている。これらクランク角センサ39及び気筒判
別センサ40の信号は、クランク角(°CA)、エンジ
ン回転速度等の算出と、気筒の判別とに用いられる。
As shown in FIG. 1, various sensors are used to detect the operating state of the engine 11. For example, near the crankshaft 17, the crankshaft 17
Is provided with a crank angle sensor 39 which generates a pulse-shaped signal every time the. In the vicinity of the camshaft 23, there is provided a cylinder discrimination sensor 40 that generates a pulse-like signal when the piston 15 of a predetermined cylinder reaches the intake top dead center. The signals from the crank angle sensor 39 and the cylinder discrimination sensor 40 are used for calculating the crank angle (° CA), the engine rotation speed, and the like, and for discriminating the cylinder.

【0026】スロットル弁25の近傍には、スロットル
開度を検出するスロットルセンサ41が配置されてい
る。吸気通路28において、スロットル弁25の下流
側、例えばサージタンク26には、吸入空気の圧力であ
る吸気圧を検出する吸気圧センサ42が設けられてい
る。アクセルペダルには、運転者による同ペダルの踏込
み量であるアクセル開度を検出するアクセルセンサ(図
2参照)43が設けられている。デリバリパイプ33の
長さ方向についての一端部には、同部分における燃料の
温度を直接検出する温度センサ(燃温センサ)44が取
付けられている。燃温センサ44の検出値は、燃料噴射
弁32に供給される燃料の温度(燃料温度)TFとして
用いられる。
In the vicinity of the throttle valve 25, a throttle sensor 41 for detecting a throttle opening is arranged. In the intake passage 28, on the downstream side of the throttle valve 25, for example, in the surge tank 26, an intake pressure sensor 42 for detecting an intake pressure, which is a pressure of intake air, is provided. The accelerator pedal is provided with an accelerator sensor (see FIG. 2) 43 for detecting an accelerator opening which is an amount of depression of the pedal by the driver. At one end in the length direction of the delivery pipe 33, a temperature sensor (fuel temperature sensor) 44 for directly detecting the temperature of the fuel in the same portion is attached. The detection value of the fuel temperature sensor 44 is used as the temperature (fuel temperature) TF of the fuel supplied to the fuel injection valve 32.

【0027】さらに、前記各種センサ39〜44の検出
値に基づき、エンジン11の各部を制御するために、図
2に示す電子制御装置(Electronic Control Unit: E
CU)45が用いられている。ECU45はCPU4
6、読み出し専用メモリ(ROM)47、ランダムアク
セスメモリ(RAM)48、バックアップRAM49、
外部入力回路50及び外部出力回路51を備えている。
これらの各回路はバス52によって互いに接続されてい
る。
Further, in order to control each part of the engine 11 based on the detection values of the various sensors 39 to 44, an electronic control unit (E) shown in FIG.
CU) 45 is used. The ECU 45 is a CPU 4
6, read-only memory (ROM) 47, random access memory (RAM) 48, backup RAM 49,
An external input circuit 50 and an external output circuit 51 are provided.
These circuits are connected to each other by a bus 52.

【0028】ROM47は、所定の制御プログラムや初
期データを予め記憶している。CPU46は、ROM4
7に記憶された制御プログラム及び初期データに従って
各種の演算処理を実行する。RAM48は、CPU46
による演算結果を一時的に記憶する。バックアップRA
M49は、ECU45に対する電源供給が停止された後
にも、RAM48内の各種データを保持するために、バ
ッテリ(図示略)によってバックアップされている。
The ROM 47 stores a predetermined control program and initial data in advance. The CPU 46 has a ROM 4
Various arithmetic processes are executed according to the control program and the initial data stored in. The RAM 48 includes a CPU 46
Is temporarily stored. Backup RA
M49 is backed up by a battery (not shown) in order to retain various data in RAM 48 even after power supply to ECU 45 is stopped.

【0029】そして、CPU46は外部入力回路50を
介して各種センサ39〜44の検出信号を入力する。ま
た、CPU46はそれらの入力に基づき、エンジン11
の運転状態を判定し、その運転状態と、所定の演算式又
は所定の制御マップ等とに基づき燃料噴射量、燃料噴射
時期、スロットル弁25の開度、スワール制御弁30の
開度、点火時期等を算出する。そして、CPU46は、
算出結果に基づいてアクチュエータ29,31、燃料噴
射弁32、イグナイタ35等に対し制御信号を出力す
る。
Then, the CPU 46 inputs detection signals of the various sensors 39 to 44 via the external input circuit 50. Further, the CPU 46 determines the engine 11 based on these inputs.
The fuel injection amount, the fuel injection timing, the opening of the throttle valve 25, the opening of the swirl control valve 30, and the ignition timing are determined based on the operating state and a predetermined arithmetic expression or a predetermined control map. Is calculated. Then, the CPU 46
A control signal is output to the actuators 29 and 31, the fuel injection valve 32, the igniter 35 and the like based on the calculation result.

【0030】例えば、CPU46は、エンジン回転速
度、燃料噴射量等に基づきエンジン負荷を求め、そのエ
ンジン負荷が属する運転領域を特定する。燃料噴射量
は、例えば、エンジン回転速度、アクセル開度(又は吸
気圧)等に基づき算出されたものである。エンジン負荷
が低負荷運転領域にあると判定した場合は、アクチュエ
ータ31を制御してスワール制御弁30の開度を小さく
する。また、アクチュエータ29を制御してスロットル
弁25を実質的に全開状態とする。さらに、各気筒の圧
縮行程時に燃料噴射弁32に通電して燃料を噴射させ
る。
For example, the CPU 46 determines the engine load based on the engine speed, the fuel injection amount, and the like, and specifies the operating region to which the engine load belongs. The fuel injection amount is calculated based on, for example, the engine speed, the accelerator opening (or intake pressure), and the like. When it is determined that the engine load is in the low load operation region, the opening of the swirl control valve 30 is reduced by controlling the actuator 31. Further, the actuator 29 is controlled so that the throttle valve 25 is substantially fully opened. Further, during the compression stroke of each cylinder, the fuel is supplied to the fuel injection valve 32 to inject fuel.

【0031】この場合、各気筒の燃焼室18には、吸気
行程時に主として片方の通路から新気が導入され、強い
スワール流が発生する。続く圧縮行程では、燃料噴射弁
32から噴射された燃料がスワール流に乗って燃焼室1
8内を旋回し、所定の時期に点火プラグ34の近傍へ移
動する。このとき、燃焼室18内は、点火プラグ34の
近傍が可燃混合気層となり、その他の領域が空気層とな
る、いわゆる成層状態となる。そして、CPU46は、
所定の時期にイグナイタ35を駆動して点火プラグ34
を点火する。その結果、燃焼室18内の混合気は、点火
プラグ34の近傍の可燃混合気層を着火源として燃焼
(成層燃焼)する。
In this case, fresh air is introduced into the combustion chamber 18 of each cylinder mainly from one of the passages during the intake stroke, and a strong swirl flow is generated. In the subsequent compression stroke, the fuel injected from the fuel injection valve 32 rides on the swirl flow and the combustion chamber 1
8 and moves to the vicinity of the spark plug 34 at a predetermined timing. At this time, the combustion chamber 18 is in a so-called stratified state in which the vicinity of the ignition plug 34 becomes a combustible air-fuel mixture layer and the other areas become air layers. Then, the CPU 46
The igniter 35 is driven at a predetermined time to
Ignite. As a result, the air-fuel mixture in the combustion chamber 18 burns (stratified combustion) using the combustible air-fuel mixture layer near the ignition plug 34 as an ignition source.

【0032】一方、CPU46はエンジン負荷が高負荷
運転領域にあると判定した場合は、アクチュエータ31
を制御してスワール制御弁30を全開状態にする。ま
た、スロットル弁25がアクセルペダルの踏込み量(ア
クセル開度)に対応した開度となるようアクチュエータ
29を制御する。さらに、各気筒の吸気行程時に燃料噴
射弁32に通電して燃料を噴射させる。この場合、各気
筒の燃焼室18内の略全域にわたって、空気と燃料とが
均質に混ざり合った理論空燃比近傍の混合気が形成さ
れ、均質燃焼が実現される。
On the other hand, when the CPU 46 determines that the engine load is in the high load operation range, the
To make the swirl control valve 30 fully open. Further, the actuator 29 is controlled such that the throttle valve 25 has an opening corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening). Further, during the intake stroke of each cylinder, the fuel is supplied to the fuel injection valve 32 to inject fuel. In this case, an air-fuel mixture near the stoichiometric air-fuel ratio where air and fuel are homogeneously mixed is formed over substantially the entire region in the combustion chamber 18 of each cylinder, and homogeneous combustion is realized.

【0033】次に、前記のように構成された本実施形態
の作用について説明する。図4のフローチャートは、E
CU45が実行する各処理のうち、成層燃焼運転時にお
ける燃料の噴射時期を設定するためのルーチンを示して
いる。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. The flowchart of FIG.
The routine for setting the fuel injection timing during stratified charge combustion operation among the processes executed by the CU 45 is shown.

【0034】ECU45は、まずステップS110にお
いて、エンジンの運転状態が成層燃焼運転領域にあるか
否かを判定する。この判定には、前述したようにエンジ
ン負荷を用いる。すなわち、エンジン回転速度、燃料噴
射量等に基づき求めたエンジン負荷が低負荷域に属して
いるかどうかを判定し、属している場合には成層燃焼領
域に属しているものとする。同判定条件が満たされてい
ないと、この噴射時期設定ルーチンを一旦終了し、満た
されているとステップS120へ移行する。ステップS
120では、例えばエンジン回転速度とエンジン負荷と
に基づき基本噴射時期AINJbaseを算出する。
First, in step S110, the ECU 45 determines whether or not the operating state of the engine is in a stratified combustion operation range. This determination uses the engine load as described above. That is, it is determined whether or not the engine load obtained based on the engine speed, the fuel injection amount, and the like belongs to the low load region, and if it does, it is assumed that the engine load belongs to the stratified combustion region. If the determination condition is not satisfied, the injection timing setting routine is ended once, and if satisfied, the process proceeds to step S120. Step S
At 120, the basic injection timing AINJbase is calculated based on the engine speed and the engine load, for example.

【0035】次に、ステップS130において、燃温セ
ンサ44による燃料温度TFを読込む。ステップS14
0において、図3の制御マップを参照して、前記ステッ
プS130での燃料温度TFに対応する補正値Kを算出
する。補正値Kは、燃料噴射時期の算出に際し、前記基
本噴射時期AINJbaseを補正するためのものであり、クラ
ンク角について、燃料噴射時期を進める(進角させる)
場合には、その進角の度合が大きいほど大きな値を採
る。
Next, in step S130, the fuel temperature TF from the fuel temperature sensor 44 is read. Step S14
At 0, a correction value K corresponding to the fuel temperature TF at the step S130 is calculated with reference to the control map of FIG. The correction value K is for correcting the basic injection timing AINJbase when calculating the fuel injection timing, and advances (advances) the fuel injection timing with respect to the crank angle.
In this case, the larger the degree of the advance angle, the larger the value.

【0036】前記制御マップには、燃料温度TFと、そ
の燃料温度TFに略反比例する補正値Kとの関係が規定
されている。すなわち、補正値Kは燃料温度TFが低い
ときには大きな値を採るが、燃料温度TFが高くなるに
従い減少する。従って、この補正値Kを用いると、燃料
噴射時期は燃料温度TFの上昇にともない遅角側にな
る。なお、制御マップに代えて、所定の演算式に従って
補正値Kを算出するようにしてもよい。
The control map defines the relationship between the fuel temperature TF and a correction value K that is substantially inversely proportional to the fuel temperature TF. That is, the correction value K takes a large value when the fuel temperature TF is low, but decreases as the fuel temperature TF increases. Therefore, when this correction value K is used, the fuel injection timing is retarded as the fuel temperature TF rises. Note that the correction value K may be calculated according to a predetermined calculation formula instead of the control map.

【0037】図4のステップS150において、前記ス
テップS140での補正値Kが、通常採り得る範囲の下
限値Kmin よりも大きいか否かを判定し、ステップS1
60において同補正値Kが、前記範囲の上限値Kmax よ
りも小さいか否かを判定する。ステップS150,S1
60の判定条件がいずれも満たされている(Kmin <K
<Kmax )と、ステップS170において、前記ステッ
プS120での基本噴射時期AINJbaseに前記補正値Kを
そのまま加算し、その加算結果を燃料噴射時期AINJC と
して設定する。
In step S150 of FIG. 4, it is determined whether or not the correction value K in step S140 is larger than a lower limit Kmin of a range that can be normally taken.
At 60, it is determined whether the correction value K is smaller than the upper limit Kmax of the range. Step S150, S1
60 are all satisfied (Kmin <K
<Kmax) and in step S170, the correction value K is added as it is to the basic injection timing AINJbase in step S120, and the addition result is set as the fuel injection timing AINJC.

【0038】これに対し、ステップS150の判定条件
が満たされていない(Kmin ≧K)と、ステップS19
0において、基本噴射時期AINJbaseに下限値Kmin を加
算し、その加算結果を燃料噴射時期AINJC として設定す
る。また、ステップS160の判定条件が満たされてい
ない(K≧Kmax )と、ステップS180において、基
本噴射時期AINJbaseに上限値Kmax を加算し、その加算
結果を燃料噴射時期AINJC として設定する。なお、補正
値Kに代えて補正係数を用い、これを基本噴射時期AINJ
baseに乗算し、その乗算結果を燃料噴射時期AINJC とし
てもよい。
On the other hand, if the determination condition of step S150 is not satisfied (Kmin ≧ K), step S19
At 0, the lower limit Kmin is added to the basic injection timing AINJbase, and the addition result is set as the fuel injection timing AINJC. If the determination condition in step S160 is not satisfied (K ≧ Kmax), in step S180, the upper limit Kmax is added to the basic injection timing AINJbase, and the addition result is set as the fuel injection timing AINJC. It should be noted that a correction coefficient is used instead of the correction value K, and this is used as the basic injection timing AINJ
Base may be multiplied, and the multiplication result may be used as the fuel injection timing AINJC.

【0039】そして、上記のように、ステップS170
〜S190で燃料噴射時期AINJC を設定すると噴射時期
設定ルーチンを終了する。このようにして設定された燃
料噴射時期AINJC は、別途用意された燃料噴射制御ルー
チンでの燃料噴射制御に用いられる。すなわち、燃料噴
射時期AINJC に基づき燃料噴射弁32が通電され、高圧
の燃料が燃焼室18内へ噴射される。
Then, as described above, step S170
After setting the fuel injection timing AINJC in steps S190 to S190, the injection timing setting routine ends. The fuel injection timing AINJC set in this way is used for fuel injection control in a separately prepared fuel injection control routine. That is, the fuel injection valve 32 is energized based on the fuel injection timing AINJC, and high-pressure fuel is injected into the combustion chamber 18.

【0040】以上詳述した本実施形態によれば、以下の
効果が得られる。 (1)燃料温度TFを検出し、その値に基づき成層燃焼
運転時における燃料噴射時期AINJC を設定している。こ
のため、燃料温度TFに応じて燃料の気化に要する時間
や燃料噴霧の拡散状態が変化し、図5における特性線
が、燃料温度TFの上昇にともなって遅角側へシフトし
て最適な燃料噴射時期が変化するが、燃料温度TFを燃
料噴射時期AINJC の設定に反映させることにより、同燃
料噴射時期AINJC を最適な燃料噴射時期に近づけること
ができる。これにともない失火の頻度を小さくして燃焼
変動を抑制し、成層燃焼を安定化させて、ドライバビリ
ティの悪化を防止することができる。
According to the above-described embodiment, the following effects can be obtained. (1) The fuel temperature TF is detected, and the fuel injection timing AINJC during the stratified combustion operation is set based on the detected value. For this reason, the time required for vaporization of the fuel and the diffusion state of the fuel spray change according to the fuel temperature TF, and the characteristic line in FIG. Although the injection timing changes, the fuel injection timing AINJC can be made closer to the optimum fuel injection timing by reflecting the fuel temperature TF in the setting of the fuel injection timing AINJC. Along with this, the frequency of misfires can be reduced to suppress fluctuations in combustion, stabilize stratified combustion, and prevent deterioration in drivability.

【0041】特に、燃料温度TFが低い場合には、高い
場合に比べて補正値Kを大きくして燃料噴射時期AINJC
を進角側の値に設定している。このため、燃料温度TF
が低いと、噴射初期の燃料の気化特性が低下して点火プ
ラグ34の周りに適度な濃度の混合気を形成するのに時
間がかかるが、燃料噴射時期AINJC を進めることによ
り、噴射から点火までの時間が長くなる。その結果、点
火時点において、点火プラグ34の周りに適度な濃度の
混合気が形成されているという、成層燃焼の安定化に必
要な条件を満たすことができる。
In particular, when the fuel temperature TF is low, the correction value K is increased compared to when the fuel temperature TF is high, and the fuel injection timing AINJC
Is set to the value on the advance side. Therefore, the fuel temperature TF
When the fuel injection timing is low, it takes time to form an air-fuel mixture having an appropriate concentration around the spark plug 34 due to deterioration of the vaporization characteristics of the fuel at the beginning of the injection. Time becomes longer. As a result, at the time of ignition, a condition necessary for stabilizing stratified combustion can be satisfied, that is, an air-fuel mixture having an appropriate concentration is formed around the spark plug 34.

【0042】また、燃料温度TFが高い場合に、低い場
合に比べ補正値Kを小さくして燃料噴射時期AINJC を遅
角側の値に設定している。このため、燃料温度TFが高
いと、噴射初期に燃料が気化しやすく燃料噴霧が速く拡
散するが、燃料噴射時期AINJC を遅くすることにより、
噴射から点火までの時間が短くなる。その結果、この場
合にも、前述した成層燃焼の安定化に必要な条件を満た
すことができる。
When the fuel temperature TF is high, the correction value K is made smaller than when the fuel temperature TF is low, and the fuel injection timing AINJC is set to a value on the retard side. For this reason, when the fuel temperature TF is high, the fuel is easily vaporized in the early stage of the injection, and the fuel spray is rapidly diffused, but by delaying the fuel injection timing AINJC,
The time from injection to ignition is reduced. As a result, also in this case, the conditions necessary for stabilizing the stratified combustion described above can be satisfied.

【0043】さらに、本実施形態では、図3の制御マッ
プにおいて燃料温度TFの上昇にともない補正値Kを略
反比例させることにより、燃料温度TFが高いほど、成
層燃焼運転時における燃料噴射時期AINJC を遅角側の値
に設定している。このため、燃料温度TFがどのような
値であっても、その燃料温度TFに対して最適な補正値
Kを求めて燃料噴射時期AINJC を設定することができ
る。 (2)燃料噴射弁32に供給される燃料の温度を検出す
る手段として、燃温センサ44を用いている。このた
め、同燃温センサ44の検出値をそのまま補正値K算出
用の燃料温度TFとして用いることができる。 (3)燃温センサ44を、燃料供給経路において燃料噴
射弁32の上流近傍に位置するデリバリパイプ33に取
付けている。このため、燃温センサ44を燃料供給経路
の他の個所に取付けた場合に比べ、燃料温度TFをより
高い精度で検出することができる。 (4)上限値Kmax 及び下限値Kmin を設定し、補正値
Kがこれらの値Kmax ,Kmin を越えないように処理
(ガード処理)するようにしている(図4のステップS
150,S160,S180,S190)。このため、
燃料温度TFが過度に低かったり高かったりしても、そ
のことが原因で極端な燃料噴射時期が設定されるのを防
止することができる。
Further, in the present embodiment, the correction value K is made substantially inversely proportional to the rise of the fuel temperature TF in the control map of FIG. 3, so that the higher the fuel temperature TF, the more the fuel injection timing AINJC during the stratified charge combustion operation. It is set to the value on the retard side. Therefore, regardless of the value of the fuel temperature TF, the fuel injection timing AINJC can be set by obtaining the optimum correction value K for the fuel temperature TF. (2) As means for detecting the temperature of the fuel supplied to the fuel injection valve 32, a fuel temperature sensor 44 is used. Therefore, the detection value of the fuel temperature sensor 44 can be used as it is as the fuel temperature TF for calculating the correction value K. (3) The fuel temperature sensor 44 is attached to the delivery pipe 33 located near the upstream of the fuel injection valve 32 in the fuel supply path. For this reason, the fuel temperature TF can be detected with higher accuracy than when the fuel temperature sensor 44 is attached to another part of the fuel supply path. (4) An upper limit value Kmax and a lower limit value Kmin are set, and processing (guard processing) is performed so that the correction value K does not exceed these values Kmax and Kmin (step S in FIG. 4).
150, S160, S180, S190). For this reason,
Even if the fuel temperature TF is excessively low or high, it is possible to prevent an extreme fuel injection timing from being set due to that.

【0044】なお、本発明は次に示す別の実施形態に具
体化することができる。 ・燃料噴射弁32に供給される燃料の温度を間接的に検
出してもよい。具体的には、燃温センサ44を用いるこ
となく、燃料温度TFに影響を及ぼすと考えられる要素
に基づきその燃料温度TFを推定してもよい。この要素
としては、例えば、エンジン11の冷却水の温度(冷却
水温)、燃料噴射量、走行風量等が挙げられる。
The present invention can be embodied in another embodiment described below. The temperature of the fuel supplied to the fuel injection valve 32 may be indirectly detected. Specifically, without using the fuel temperature sensor 44, the fuel temperature TF may be estimated based on factors considered to affect the fuel temperature TF. The factors include, for example, the temperature of the cooling water of the engine 11 (cooling water temperature), the fuel injection amount, the traveling air flow, and the like.

【0045】冷却水及び走行風はデリバリパイプ33か
ら熱を奪う作用(冷却作用)を発揮する。このため、例
えば冷却水温が低い、又は走行風量が多いと冷却作用が
強く、燃料温度TFが低くなりやすく、冷却水温が高
い、又は走行風量が少ないと冷却作用が弱く、燃料温度
TFが高くなりやすい。なお、一般に走行速度の増加に
応じて走行風量が多くなるため、走行速度を走行風量の
代替値として用いてもよい。
The cooling water and the traveling wind exert an action of taking heat from the delivery pipe 33 (cooling action). Therefore, for example, when the cooling water temperature is low or the traveling air volume is large, the cooling effect is strong, and the fuel temperature TF tends to be low. When the cooling water temperature is high or the traveling air volume is small, the cooling effect is weak and the fuel temperature TF increases. Cheap. In general, the traveling airflow increases as the traveling speed increases, and thus the traveling speed may be used as a substitute value for the traveling airflow.

【0046】また、燃料噴射量が少ないと、燃料のデリ
バリパイプ33内への流入から、燃料噴射弁32の開弁
にともなう流出までの時間が長くなる。このため、デリ
バリパイプ33がシリンダヘッド12等から受ける熱の
量が多く、燃料温度TFが高くなりやすい。逆に、燃料
噴射量が多くなると、前記時間が短く、シリンダヘッド
12等から受ける熱の影響が少なくなって、燃料温度T
Fが高くなりにくい。
When the fuel injection amount is small, the time from the flow of the fuel into the delivery pipe 33 to the flow of the fuel when the fuel injection valve 32 is opened becomes long. Therefore, the amount of heat received by the delivery pipe 33 from the cylinder head 12 and the like is large, and the fuel temperature TF tends to increase. Conversely, when the fuel injection amount increases, the time becomes short, and the influence of heat received from the cylinder head 12 and the like decreases, and the fuel temperature T
F is unlikely to be high.

【0047】従って、前述した各要素が燃料温度に及ぼ
す影響を考慮して、燃料温度TFを推定することが可能
である。この場合、前記実施形態で用いた燃温センサ4
4が不要となる。また、いずれの要素も、通常、他の制
御等に用いられるものであるため、新たにセンサ等を追
加しなくてすむ。
Therefore, it is possible to estimate the fuel temperature TF in consideration of the effects of the above-described factors on the fuel temperature. In this case, the fuel temperature sensor 4 used in the above embodiment is used.
4 becomes unnecessary. In addition, since each element is usually used for other control or the like, it is not necessary to newly add a sensor or the like.

【0048】ただし、冷却水温を用いて燃料温度TFを
推定する場合には、他の要素、例えば燃料噴射量と組合
わせることが必要である。これは、例えば、車両の走行
中と、走行後の停車時とでは、たとえ冷却水温が同じで
あっても、前述したように燃料噴射量の相違から、燃料
温度が異なる可能性があるためである。冷却水温のみに
よって推定する場合に比べ、その冷却水温に燃料噴射量
を組合わせることにより、高い精度で燃料温度TFを推
定することができる。
However, when estimating the fuel temperature TF using the cooling water temperature, it is necessary to combine it with another factor, for example, the fuel injection amount. This is because, for example, even when the cooling water temperature is the same between when the vehicle is traveling and when the vehicle is stopped after traveling, the fuel temperature may be different due to the difference in the fuel injection amount as described above. is there. The fuel temperature TF can be estimated with high accuracy by combining the cooling water temperature with the fuel injection amount as compared with the case of estimating only with the cooling water temperature.

【0049】・上記燃料温度TFの推定方法として、エ
ンジン11の運転状態が定常状態であるときの冷却水
温、燃料噴射量等と燃料温度との関係を予め実験等によ
って求めておき、そのときどきの冷却水温、燃料噴射量
等に対応する燃料温度を割出すようにしてもよい。そし
て、所定の定常状態から、異なる定常状態に切替わる場
合には、現在の定常状態での推定値を、時間の経過とと
もに徐々に変化させて、切替え後の定常状態での推定値
に近づけるようにする。このようにすれば、定常状態だ
けでなく過渡時の燃料温度も精度よく推定することが可
能となる。
As a method for estimating the fuel temperature TF, the relationship between the coolant temperature, the fuel injection amount, and the like and the fuel temperature when the operating state of the engine 11 is in a steady state is determined in advance by experiments or the like. The fuel temperature corresponding to the cooling water temperature, the fuel injection amount, or the like may be determined. Then, when switching from the predetermined steady state to a different steady state, the estimated value in the current steady state is gradually changed over time to approach the estimated value in the steady state after the switching. To In this way, it is possible to accurately estimate not only the steady state but also the fuel temperature during the transition.

【0050】・前述したように、燃料噴射時期には、失
火の頻度の小さな範囲Rが存在する(図5参照)。ま
た、この範囲Rは燃料温度TFに応じてシフトする。こ
のため、基本噴射時期AINJbaseが燃料温度TF毎の前記
範囲に属している場合には補正を行わず、同基本噴射時
期AINJbaseを燃料噴射時期AINJC として設定し、前記範
囲から外れた場合にのみ補正を行うようにしてもよい。
このようにしても前記実施形態と同様に失火を防止し、
失火にともなう燃焼変動を抑制することができる。
As described above, the fuel injection timing has a small range R of misfire frequency (see FIG. 5). The range R shifts according to the fuel temperature TF. For this reason, when the basic injection timing AINJbase belongs to the above-described range for each fuel temperature TF, the correction is not performed. May be performed.
Even in this case, the misfire is prevented in the same manner as in the above-described embodiment,
Combustion fluctuations due to misfire can be suppressed.

【0051】・燃温センサ44は、燃料噴射弁32への
燃料供給通路又はその近傍であれば、デリバリパイプ3
3とは異なる部材に取付けられてもよい。ただし、燃料
温度について、シリンダヘッド12の熱から受ける影響
は、そのシリンダヘッド12に近い燃料噴射弁32で最
も大きく、遠ざかるに従い小さくなる。従って、燃料噴
射弁32に供給される燃料の温度をより精度よく検出す
るという観点からは、燃温センサ44は燃料噴射弁32
に近い部材に取付けられることが望ましい。
If the fuel temperature sensor 44 is at or near the fuel supply passage to the fuel injection valve 32, the delivery pipe 3
3 may be attached to a different member. However, the influence of the heat of the cylinder head 12 on the fuel temperature is greatest at the fuel injection valve 32 close to the cylinder head 12, and decreases as the distance from the fuel injection valve 32 increases. Therefore, from the viewpoint of more accurately detecting the temperature of the fuel supplied to the fuel injection valve 32, the fuel temperature sensor 44
It is desirable to be attached to a member close to.

【0052】・デリバリパイプ33における燃温センサ
44の取付け位置を変更してもよい。ここで、デリバリ
パイプ33が長尺状をなしていることに加え、燃料の流
入口がデリバリパイプ33の長さ方向についての一端部
に設けられていることから、この一端部と他端部とでは
燃料温度に差が生ずる可能性がある。そこで、例えば、
燃温センサ44をデリバリパイプ33の長さ方向の中央
部分に取付けてもよく、このようにすれば、平均的な燃
料温度を検出することが可能となる。
The mounting position of the fuel temperature sensor 44 on the delivery pipe 33 may be changed. Here, in addition to the delivery pipe 33 being formed in a long shape, the fuel inlet is provided at one end in the length direction of the delivery pipe 33. In this case, a difference may occur in the fuel temperature. So, for example,
The fuel temperature sensor 44 may be attached to the central portion in the length direction of the delivery pipe 33, and in this case, it is possible to detect the average fuel temperature.

【0053】・複数の燃温センサを用い、これらを燃料
の供給経路の異なる個所に配置し、各燃温センサの検出
値の平均値を燃料温度TFとしてもよい。このようにす
れば、単一の燃温センサを用いた場合に比べ、燃料温度
TFの検出精度が向上する。
It is also possible to use a plurality of fuel temperature sensors, arrange them at different points in the fuel supply path, and use the average value of the detected values of the fuel temperature sensors as the fuel temperature TF. In this way, the detection accuracy of the fuel temperature TF is improved as compared with the case where a single fuel temperature sensor is used.

【0054】・前記実施形態では、燃料噴射時期AINJC
の算出に際し基本噴射時期AINJbaseを燃料温度TFによ
って補正したが、この補正を行うことなく、少なくとも
燃料温度TFに基づいて燃料噴射時期AINJC を算出する
ようにしてもよい。
In the above embodiment, the fuel injection timing AINJC
Although the basic injection timing AINJbase is corrected by the fuel temperature TF in the calculation of, the fuel injection timing AINJC may be calculated based on at least the fuel temperature TF without performing this correction.

【0055】その他、前記各実施形態から把握できる技
術的思想について、それらの効果とともに記載する。 (A)請求項1〜3のいずれか1つに記載の筒内噴射火
花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃
料温度検出手段は、前記燃料噴射弁の上流近傍に配置さ
れたデリバリパイプに取付けられた温度センサである。
In addition, technical ideas that can be grasped from the above embodiments will be described together with their effects. (A) In the fuel injection control device for a direct injection spark ignition type internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, the fuel temperature detecting means is disposed near an upstream of the fuel injection valve. It is a temperature sensor attached to a pipe.

【0056】上記の構成によれば、燃料供給経路におい
て燃料噴射弁の上流近傍に位置するデリバリパイプ内の
燃料の温度は、燃料噴射弁に供給される燃料の温度と近
似している。従って、デリバリパイプに取付けられた温
度センサにより、燃料温度をより高い精度で検出するこ
とができる。また、温度センサの検出値をそのまま燃料
温度として用いることができる。
According to the above configuration, the temperature of the fuel in the delivery pipe located near the upstream of the fuel injection valve in the fuel supply path is close to the temperature of the fuel supplied to the fuel injection valve. Therefore, the fuel temperature can be detected with higher accuracy by the temperature sensor attached to the delivery pipe. Further, the value detected by the temperature sensor can be used as it is as the fuel temperature.

【0057】(B)請求項1〜3のいずれか1つに記載
の筒内噴射火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置にお
いて、前記燃料温度検出手段は、少なくとも内燃機関の
冷却液の温度と燃料噴射量とに基づき、前記燃料噴射弁
に供給される燃料の温度を推定するものである。
(B) In the fuel injection control apparatus for a direct injection spark ignition type internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, the fuel temperature detecting means includes at least a temperature of a coolant of the internal combustion engine and The temperature of the fuel supplied to the fuel injection valve is estimated based on the fuel injection amount.

【0058】上記の構成によれば、冷却液の温度と燃料
温度との間にも、燃料噴射量と燃料温度との間にもそれ
ぞれ相関関係が見られる。従って、燃料温度を直接検出
しなくても、冷却液の温度及び燃料噴射量によって燃料
温度を間接的に検出することができる。また、冷却液の
温度のみによって燃料温度を推定する場合に比べ、より
高い精度で燃料温度を推定することが可能となる。
According to the above configuration, there is a correlation between the coolant temperature and the fuel temperature, and between the fuel injection amount and the fuel temperature. Therefore, the fuel temperature can be indirectly detected from the coolant temperature and the fuel injection amount without directly detecting the fuel temperature. Further, the fuel temperature can be estimated with higher accuracy than when the fuel temperature is estimated only from the coolant temperature.

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

【図1】本発明の一実施形態において、燃料噴射制御装
置が適用されるエンジンの概略構成を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an engine to which a fuel injection control device is applied according to an embodiment of the present invention.

【図2】エンジンの制御系の電気的構成を示すブロック
図。
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of a control system of the engine.

【図3】燃料温度と補正値との関係を規定した制御マッ
プを説明する特性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram illustrating a control map that defines a relationship between a fuel temperature and a correction value.

【図4】成層燃焼運転時の燃料噴射時期を設定する手順
を説明するフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure for setting a fuel injection timing during stratified charge combustion operation.

【図5】燃料噴射時期、失火頻度及び燃料温度の関係を
示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing a relationship among fuel injection timing, misfire frequency, and fuel temperature.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…エンジン、18…燃焼室、32…燃料噴射弁、3
4…点火プラグ、44…燃温センサ、45…ECU。
11 ... engine, 18 ... combustion chamber, 32 ... fuel injection valve, 3
4: spark plug, 44: fuel temperature sensor, 45: ECU.

フロントページの続き Fターム(参考) 3G084 AA04 BA05 BA15 BA21 CA03 CA04 DA25 DA28 EC02 FA00 FA10 FA11 FA13 FA33 FA38 FA39 3G301 HA04 HA16 HA17 JA03 JA23 KA08 KA09 LA03 LA05 LB04 LC04 MA19 NB02 NE12 NE17 NE19 PA07Z PA11Z PA17Z PB01Z PB03Z PE01Z PE03Z PE05Z PF01Z PF03Z Continued on the front page F term (reference) 3G084 AA04 BA05 BA15 BA21 CA03 CA04 DA25 DA28 EC02 FA00 FA10 FA11 FA13 FA33 FA38 FA39 3G301 HA04 HA16 HA17 JA03 JA23 KA08 KA09 LA03 LA05 LB04 LC04 MA19 NB02 NE12 NE17 NE19 PA07Z PA11Z PEBZZ PE05Z PF01Z PF03Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁
を備え、かつ成層燃焼運転時には、前記燃料噴射弁から
の燃料と空気との混合気を点火プラグの周りに形成し、
前記点火プラグの火花により前記混合気を着火及び燃焼
させるようにした筒内噴射火花点火式内燃機関に用いら
れる燃料噴射制御装置において、 前記燃料噴射弁に供給される燃料の温度を検出する燃料
温度検出手段と、 少なくとも前記燃料温度検出手段により検出される燃料
温度に基づき前記成層燃焼運転時における燃料噴射時期
を設定する噴射時期設定手段とを備えることを特徴とす
る筒内噴射火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置。
1. A fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber, and in a stratified combustion operation, a mixture of fuel and air from the fuel injection valve is formed around an ignition plug,
In a fuel injection control device used in a direct injection spark ignition type internal combustion engine in which the mixture is ignited and burned by sparks of the spark plug, a fuel temperature for detecting a temperature of fuel supplied to the fuel injection valve A direct injection spark ignition type internal combustion engine, comprising: detection means; and injection timing setting means for setting a fuel injection timing during the stratified combustion operation based on at least the fuel temperature detected by the fuel temperature detection means. Fuel injection control device.
【請求項2】前記噴射時期設定手段は、前記燃料温度検
出手段により検出される燃料温度が高いとき、前記成層
燃焼運転時における前記燃料噴射時期を、燃料温度が低
いときよりも遅角側に設定するものである請求項1記載
の筒内噴射火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. The fuel injection timing setting means, when the fuel temperature detected by the fuel temperature detecting means is high, shifts the fuel injection timing during the stratified combustion operation to a more retarded side than when the fuel temperature is low. 2. The fuel injection control device for a direct injection spark ignition type internal combustion engine according to claim 1, wherein the setting is performed.
【請求項3】前記噴射時期設定手段は、前記燃料温度検
出手段により検出される燃料温度が高いほど、前記成層
燃焼運転時における前記燃料噴射時期を遅角側に設定す
るものである請求項2記載の筒内噴射火花点火式内燃機
関の燃料噴射制御装置。
3. The fuel injection timing setting means sets the fuel injection timing during the stratified charge combustion operation to a more retarded side as the fuel temperature detected by the fuel temperature detection means becomes higher. A fuel injection control device for an in-cylinder injection spark ignition type internal combustion engine as described in the above.
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