JP2004019578A - Fuel injection control device of in-cylinder injection type internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection control device of in-cylinder injection type internal combustion engine Download PDF

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JP2004019578A JP2002177016A JP2002177016A JP2004019578A JP 2004019578 A JP2004019578 A JP 2004019578A JP 2002177016 A JP2002177016 A JP 2002177016A JP 2002177016 A JP2002177016 A JP 2002177016A JP 2004019578 A JP2004019578 A JP 2004019578A
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中島 樹志
Katsuyuki Mori
森 勝之
Shizuo Abe
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    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3011Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3023Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection control device of an in-cylinder injection type internal combustion engine for suitably suppressing degradation of a combustion state caused by the cleaning of an engine valve while cleaning the engine valve with injected fuel. <P>SOLUTION: A fuel injection valve 35 of a gasoline engine 1 is disposed so as to collide a fuel against an umbrella part of an intake valve 12 by injecting the fuel in a predetermined fuel collision period. An ECU 50 sets a fuel injection timing by using an operation map M1 for regular injection except when the engine is cold, and an operation map M2 for cold injection when the engine is cold, respectively. The operation map M1 for regular injection sets the fuel injection period to permit the fuel injection in the fuel collision period, and the operation map M2 for cold injection sets the fuel injection period so as to avoid the fuel collision period. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気筒内に燃料が直接噴射される筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特に燃料噴射弁から噴射される燃料で機関バルブの洗浄を併せて行う装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の内燃機関、特に車載内燃機関には、排気再循環装置やブローバイガス還流装置などの種々の排出ガス浄化装置が配設されており、これにより大気汚染の原因となる有害ガスの排出量を減少させている。例えば、排気を吸気通路内に導入する排気再循環装置を内燃機関に配設することによって、混合気の燃焼温度を低下させ、窒素酸化物(NOx)の発生量の低減を図るようにしている。一方、内燃機関では、その圧縮行程や膨張行程において、空気と燃料との混合体である混合気や燃焼ガスなどが燃焼室からクランクケース内に侵入して、多量の炭化水素(HC)や潤滑油の気化成分などを含んだブローバイガスが発生する。このブローバイガスを吸気通路内に導入するブローバイガス還流装置を内燃機関に配設することによって、同ブローバイガスを燃焼室内で燃焼させて処理するようにしている。
【0003】
ところで、このような排出ガス浄化装置を備える内燃機関では、吸気通路内に排気やブローバイガスが導入されるため、吸気バルブ、特にその傘部にHCやオイル等に起因するデポジットが徐々に堆積してしまう。デポジットの堆積量が増大すると、吸気バルブに沿った吸入空気の流れに乱れが生じてしまい、混合気の燃焼状態が悪化してしまうなどの不具合が生じる。
【0004】
吸気ポートや吸気バルブに向けて燃料が噴射されるポート噴射式の内燃機関では、吸気バルブが混合気に曝されるため、燃料噴射さえ行われていれば、混合気中に含まれる燃料によって吸気バルブは洗浄される。従って、ポート噴射式の内燃機関では上述したような不具合は生じにくい。
【0005】
一方、筒内噴射式の内燃機関では、燃料が気筒内に直接噴射されるため、上記のような混合気による吸気バルブの洗浄を行えず、吸気バルブにデポジットが堆積しやすくなる。
【0006】
そこで、例えば特開平9−256867号公報に記載の筒内噴射式内燃機関では、吸気バルブのリフト時に、燃料噴射弁から噴射された燃料が同バルブの傘部に衝突するように燃料噴射弁を配設することで、吸気バルブの洗浄を行うようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように吸気バルブの傘部に燃料を衝突させるようにすれば、吸気バルブに付着したデポジットの除去は確かに可能ではある。しかしながら、そうした場合には、以下に述べるように機関冷間時の燃焼状態の悪化を招くという問題があった。
【0008】
上記のように吸気バルブの傘部に衝突されるように燃料を噴射すれば、燃料の一部が吸気バルブに付着するようになる。このとき内燃機関が十分に暖機されていれば、吸気バルブの温度も上昇しており、付着した燃料は速やかに気化される。
【0009】
ところが、機関冷間時には吸気バルブの温度が低いために、吸気バルブに付着した燃料は気化せずその場に残されてしまうようになる。その結果、燃料噴射弁から噴射された燃料の量に対して、気筒内に実際に供給される燃料の量が少なくなってしまうため、燃料噴射量の制御性が悪化して、燃焼状態の不安定化を招いてしまう。
【0010】
また、吸気バルブに付着した状態で燃料が残留していると、その付着した燃料の一部が、吸気ポートより流入した空気によって剥離され、粗粒となって燃焼室内に導入されるようにもなる。その結果、粒径の大きな燃料、すなわち微粒化されていない燃料が気筒内に導入されてしまうようになり、これによっても、燃焼状態の不安定化を招くこととなる。
【0011】
このように、燃料噴射弁から噴射された燃料で機関バルブの洗浄を併せて行う場合には、機関冷間時等に燃焼状態が不安定となることは避けられないものとなっていた。
【0012】
この発明はこうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、噴射した燃料で機関バルブを洗浄させながらも、そうした洗浄の実施に伴う燃焼状態の悪化を好適に抑制することのできる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
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以下に記載する。
請求項1に記載の発明は、所定の燃料衝突期間内に燃料を噴射することで、その噴射された燃料を機関バルブに衝突させる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、機関冷間時には、前記燃料衝突期間を避けるように燃料噴射期間を設定する噴射期間設定手段を備えることをその要旨とする。
【0014】
上記構成では、燃料衝突期間内に燃料を噴射させることで、噴射された燃料が機関バルブに衝突されるようになり、その機関バルブに堆積したデポジット等を洗浄することができる。
【0015】
その一方で、機関バルブに付着した燃料が気化され難い機関冷間時には、燃料衝突期間を避けるように燃料噴射期間が設定されるため、機関バルブには直接燃料が吹き付けられないようになる。そのため、機関バルブに付着した状態で残留する燃料を低減でき、そうした燃料の残留に起因する燃焼状態の悪化を抑制できる。従って、上記構成によれば、噴射した燃料で機関バルブを洗浄させながらも、そうした洗浄の実施に伴う燃焼状態の悪化を好適に抑制することができるようになる。
【0016】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記噴射期間設定手段は、前記燃料衝突期間の開始前の期間を優先的に前記機関冷間時の燃料噴射期間として設定することをその要旨とする。
【0017】
燃料衝突期間を避けようとすれば、その燃料衝突期間の開始前の期間と、その終了後の期間とのいずれか、もしくは双方に燃料噴射期間を設定することとなる。両期間のうち、燃料衝突期間の開始前の期間は、燃料の噴射から点火までの時間をより長く確保でき、燃料の気化や気筒内での燃料の撹拌をより良好に行えるため、燃焼状態の向上により好ましい期間となっている。その点、上記構成では、機関冷間時の燃料噴射期間として、燃料衝突期間の開始前の期間が優先的に設定されるため、機関冷間時の燃焼状態をより良好に維持できるようになる。
【0018】
請求項3に記載に発明は、請求項1に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記噴射期間設定手段は、燃料噴射量が所定値未満のときには前記燃料衝突期間の開始前のみに燃料が噴射されるように前記機関冷間時の燃料噴射期間を設定し、燃料噴射量が所定値以上のときには前記燃料衝突期間の開始前の期間と終了後の期間とに分割して燃料が噴射されるように前記機関冷間時の燃料噴射期間を設定することをその要旨とする。
【0019】
上述のように、良好な燃焼状態を確保する上では、燃料衝突期間の終了後の期間よりもその開始前の期間に、機関冷間時の燃料噴射期間を設定することが望ましい。そこで、上記構成では、燃料噴射量が所定値未満のときには、燃料衝突期間の開始前のみに燃料が噴射されるように機関冷間時の燃料噴射期間を設定している。
【0020】
ただし、こうして燃料衝突期間の開始前の期間のみに燃料を噴射しようとすれば、燃料噴射量の増大に応じて、燃料噴射の開始時期を早めざるを得ない。ところが、燃料噴射の開始時期があまりに早くなってしまえば、燃料噴射期間と排気バルブの開弁期間とが重なってしまい、排気通路への燃料の吹き抜けが生じてしまう等のため、燃焼状態が悪化するおそれがある。
【0021】
その点、上記構成では、燃料噴射量が所定値以上となったときには、燃料衝突期間の開始前の期間と終了後の期間とに分割して燃料が噴射されるように機関冷間時の燃料噴射期間が設定される。そのため、噴射開始時期の過剰な早期化を回避しつつ、必要な燃料噴射量を確保できる。従って上記構成によれば、機関冷間時の燃焼状態を更に良好に維持できるようになる。
【0022】
請求項4に記載の発明は、請求項1または2に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記噴射期間設定手段は、前記機関冷間時の燃料噴射期間を、前記燃料衝突期間の開始前の期間とその終了後の期間とに分割して設定することをその要旨とする。
【0023】
上記のように燃料の噴射開始時期の早期化には限界がある。これに加え、燃料の噴射終了時期をあまりに遅くすれば、燃料の噴射から点火までの時間が短くなり、燃料の気化や気筒内での撹拌に要する時間が不足してしまう。
【0024】
一方、燃料衝突期間を避けるべく、その燃料衝突期間の開始前か、その終了後かのいずれかに燃料噴射時期をずらした場合、燃料噴射量が多くなれば、噴射開始時期の早期化、又は噴射終了時期の遅れのいずれかは、避けられなくなってしまう。
【0025】
その点、上記構成では、機関冷間時の燃料噴射期間が、燃料衝突期間の開始前の期間とその終了後の期間とに分割して設定されるため、燃料噴射量が増加しても、その増加分を分割された両期間に分配することができる。そのため、燃料噴射量がある程度増大しても、噴射開始時期の過剰な早期化や噴射終了時期の過剰な遅延を招くことはない。従って上記構成によれば、機関冷間時の燃焼状態を更に良好に維持できるようになる。
【0026】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記噴射期間設定手段は、前記燃料衝突期間の開始前の期間に燃料を噴射させるときには、該燃料衝突期間の開始直前にその燃料の噴射を終了させるように前記機関冷間時の燃料噴射期間を設定することをその要旨とする。
【0027】
燃料衝突期間を回避すべく燃料噴射期間をずらせば、その分、設定される燃料噴射期間は、本来望ましい燃料の噴射期間からは外れてしまうこととなる。その点、上記構成では、機関冷間時においてその燃料衝突期間の開始前の期間における燃料噴射では、その燃料衝突期間の開始直前まで燃料が噴射されるようになる。そのため、本来望ましい燃料噴射期間と設定される燃料噴射期間とのずれを小さくすることができる。従って上記構成によれば、機関冷間時の燃焼状態を更に良好に維持できるようになる。
【0028】
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記噴射期間設定手段は、前記燃料衝突期間の終了後の期間に燃料を噴射させるときには、該燃料衝突期間の終了直後にその燃料の噴射を開始させるように前記機関冷間時の燃料噴射期間を設定することをその要旨とする。
【0029】
上記構成では、機関冷間時においてその燃料衝突期間の終了後の期間における燃料噴射では、その燃料衝突期間の終了直後から燃料噴射が開始されるようになる。そのため、同構成においても、本来望ましい燃料噴射期間と設定される燃料噴射期間とのずれを小さくすることができる。従って上記構成によれば、機関冷間時の燃焼状態を更に良好に維持できるようになる。
【0030】
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記噴射期間設定手段は、機関冷間時でないときには、前記燃料衝突期間の少なくとも一部に重なるように燃料噴射期間を設定することをその要旨とする。
【0031】
上記構成によれば、機関冷間時でないときには、燃料噴射弁から噴射された燃料が前記吸気バルブに必ず衝突するようになる。そのため、前記吸気バルブに堆積したデポジットを確実に減少させることができるようになる。
【0032】
請求項8に記載の発明は、所定の燃料衝突期間内に燃料を噴射することで、その噴射された燃料を機関バルブに衝突させる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料衝突期間の少なくとも一部に重なるように燃料噴射期間を設定するための第1の演算マップと、前記燃料衝突期間を避けるように燃料噴射期間を設定するための第2の演算マップとを機関運転状況に応じて切り替えて吸気行程噴射での燃料噴射期間を設定する噴射期間設定手段を備えることをその要旨とする。
【0033】
上記構成では、第1の演算マップと第2の演算マップとを機関運転状況に応じて切り替えて吸気行程噴射での燃料噴射期間が設定される。ここで第1の演算マップを使用して燃料噴射期間を設定すれば、燃料衝突期間の少なくとも一部に重なるような時期に燃料が噴射されるため、噴射した燃料により機関バルブの洗浄を併せ行わせることができる。一方、第2の演算マップを使用して燃料噴射期間を設定すれば、燃料噴射期間を避けて燃料噴射期間が設定されるため、噴射した燃料が機関バルブに衝突されることを回避できる。そのため、機関運転状態に応じて機関バルブの洗浄の実施の有無を切り替えることができるようになる。例えば、通常は噴射した燃料による機関バルブの洗浄を実施しながらも、機関冷間時のように、そうした洗浄の実施が燃焼状態に悪影響を与えるような状況では、洗浄を実施させないようにすることができる。従って、噴射した燃料で機関バルブを洗浄させながらも、そうした洗浄の実施に伴う燃焼状態の悪化を好適に抑制することのできるようになる。
【0034】
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記第2の演算マップは、燃料噴射量が所定値未満のときには前記燃料衝突期間の開始前のみに燃料が噴射されるように燃料噴射期間が設定され、燃料噴射量が所定値以上のときには前記燃料衝突期間の開始前の期間と終了後の期間とに分割して燃料が噴射されるように燃料噴射期間が設定されるように構成されていることをその要旨とする。
【0035】
上記構成では、第2の演算マップの使用時において、燃料噴射量が所定値未満のときには、燃料衝突期間の開始前のみに燃料が噴射されるようになる。また同第2の演算マップの使用時において燃料噴射量が所定値以上となると、燃料衝突期間の開始前の期間と終了後の期間とに分割して燃料が噴射されるようになる。よって、噴射から点火までの時間が長く、燃料の気化や気筒内での撹拌に有利な燃料衝突期間の開始前の期間を優先的に燃料噴射期間として設定しつつ、燃料の噴射開始時期の過剰な早期化を回避することができる。従って上記構成によれば、第2の演算マップを使用して燃料噴射期間を設定したときの燃焼状態を更に良好とすることができるようになる。
【0036】
請求項10に記載の発明は、請求項8または9に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記噴射期間設定手段は、機関冷間時には、前記第2の演算マップを使用して燃料噴射期間を設定し、機関冷間時以外には、前記第1の演算マップを使用して燃料噴射期間を設定することをその要旨とする。
【0037】
上記構成によれば、機関冷間時の上記洗浄の実施に伴う燃焼状態の悪化を好適に抑制することができるようになる。
請求項11に記載の発明は、請求項1〜7のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、機関冷間時でないときには、機関冷間時に比して燃料噴射圧を低下させる噴射圧制御手段を更に備えることをその要旨とする。
【0038】
上記構成では、機関冷間時でないときには、すなわち燃料の機関バルブへの衝突が許容されているときには、そうした燃料の衝突が禁止されている機関冷間時に比して低い燃料噴射圧で燃料噴射が実施される。燃料が機関バルブに衝突されると、衝突時の衝撃により燃料の液粒が分裂され、燃料の微粒化が促進されるため、比較的低い燃料噴射圧でも、十分な燃料の微粒化が図られる。そのため、燃料の微粒化を確保しながらも、燃料噴射弁に燃料を加圧して送油する燃料ポンプ等の燃料供給系に対する負荷を軽減させられる。そしてひいては、それら燃料供給系の信頼性を向上させることができるようになる。
【0039】
請求項12に記載の発明は、請求項1〜10のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料衝突期間内には、それ以外の時期に比して燃料噴射圧を低下させる噴射圧制御手段を更に備えることをその要旨とする。
【0040】
上記構成では、燃料噴射期間内には、それ以外の時期に比して低い燃料噴射圧で燃料が噴射される。燃料噴射期間内に噴射された燃料は、機関バルブに衝突され、その衝撃により液粒が分裂される。そのため、比較的に低い燃料噴射圧でも、十分な微粒化が図られる。従って上記構成によれば、燃料の微粒化を確保しながらも、燃料噴射弁に燃料を加圧して送油する燃料ポンプ等の燃料供給系に対する負荷を軽減させられる。そしてひいては、それら燃料供給系の信頼性を向上させることができるようになる。
【0041】
請求項13に記載の発明は、請求項1〜10のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料衝突期間の少なくとも一部に重なるように燃料噴射期間が設定されているときには、該燃料衝突期間を避けるように燃料噴射期間が設定されているときに比して燃料噴射圧を低下させる噴射圧制御手段を更に備えることをその要旨とする。
【0042】
上記構成では、燃料噴射期間の少なくとも一部に重なるように燃料噴射期間が設定されているときには、それ以外のとき、すなわち燃料衝突期間を避けるように燃料噴射期間が設定されているときに比して低い燃料噴射圧で燃料が噴射される。このときに噴射された燃料の少なくとも一部は、機関バルブに衝突され、その衝撃により液粒が分裂される。そのため、比較的に低い燃料噴射圧でも、十分な微粒化が図られる。従って上記構成によれば、燃料の微粒化を確保しながらも、燃料噴射弁に燃料を加圧して送油する燃料ポンプ等の燃料供給系に対する負荷を軽減させられる。そしてひいては、それら燃料供給系の信頼性を向上させることができるようになる。
【0043】
請求項14に記載の発明は、請求項1〜13のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料衝突期間は、前記機関バルブのリフト量が最大となる時期の近傍の期間であることをその要旨とする。
【0044】
上記構成によれば、噴射した燃料による機関バルブの洗浄をより容易かつ的確に行うことができるようになる。
【0045】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した一実施形態について、図1〜図6に基づき詳細に説明する。
【0046】
図1は、本実施形態にかかる燃料噴射制御装置、これが適用される筒内噴射式のガソリン機関1、並びにそれらの周辺構成を示す概略構成図である。
ガソリン機関1は複数の気筒を備えており、同ガソリン機関1のシリンダブロック2には、複数のシリンダ4が設けられている(図1には1つのみ図示)。このシリンダ4内にはピストン5が設けられており、このピストン5は、コンロッド6を介してクランクシャフト7に連結されている。
【0047】
上記シリンダブロック2の下部には、クランクケース21が取り付けられており、上記クランクシャフト7はそのクランクケース21に回転可能に支持されている。
【0048】
他方、シリンダブロック2の上部には、シリンダヘッド3が取り付けられている。そして、上記シリンダ4においてピストン5の上端とシリンダヘッド3とシリンダ4とで形成される空間は、燃焼室8となっている。シリンダヘッド3には、燃焼室8内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁35と、燃焼室8内の混合気を点火する点火プラグ11とが、各気筒に対応してそれぞれ設けられている。また、このシリンダヘッド3には、上記燃焼室8への吸気流路である吸気ポート9が1つの気筒に対して2つずつ設けられている(図1には1つのみ図示)。他方、前記燃焼室8からの排気流路である排気ポート10も1つの気筒に対して2つずつ設けられている(図1には1つのみ図示)。
【0049】
上記の各吸気ポート9及び排気ポート10は、それぞれ吸気通路20及び排気通路30に接続されている。前記吸気通路20内には、アクセルペダル(図示略)の操作に基づいて駆動されるアクチュエータ22によってその開度が調整されるスロットル弁23が設けられている。このスロットル弁23の開度を変更することにより燃焼室8内へ吸入される空気量が調節されるようになっている。
【0050】
一方、上記クランクシャフト7は、吸気側タイミングプーリ15及び排気側タイミングプーリ16にタイミングベルト14を介して駆動連結されている。吸気側タイミングプーリ15には吸気側カムシャフト17が取り付けられている。また、排気側タイミングプーリ16には排気側カムシャフト18が取り付けられている。
【0051】
前記燃焼室8に対応して設けられた吸気バルブ12及び排気バルブ13は、前記吸気ポート9及び排気ポート10をそれぞれ開閉する。同吸気バルブ12及び排気バルブ13は、前記吸気側カムシャフト17及び排気側カムシャフト18にそれぞれ設けられたカム(図示略)によって開閉動作される。また、前記クランクシャフト7が2回転すると前記吸気側タイミングプーリ15及び排気側タイミングプーリ16がそれぞれ1回転するようになっている。従って、吸気バルブ12及び排気バルブ13は、クランクシャフト7の回転に同期して、すなわち各ピストン5の往復移動に対応して所定のタイミングで開閉駆動される。
【0052】
この他、ガソリン機関1には、排気再循環装置(以下、EGR装置という)60が備えられている。このEGR装置60は、吸入空気に排気の一部を導入して気筒内の燃焼温度を低下させることにより、燃焼行程で発生するNOxの量を低減させる装置である。このEGR装置60は吸気通路20と排気通路30とを連通するEGR通路61、同EGR通路61の途中に設けられたEGR弁62により構成されている。このEGR弁62の開度が調整されることにより、排気通路30から吸気通路20に導入される排気の量(EGR量)が調整される。
【0053】
また、ガソリン機関1には、ブローバイガス還流装置70が備えられている。このブローバイガス還流装置70は、ガソリン機関1の圧縮行程や膨張行程において、燃焼室8からクランクケース21内に侵入するブローバイガスを吸入空気に導入し、燃焼室8内で燃焼させる装置である。このブローバイガス還流装置70は、ガス還流通路72、新気通路73、及び制御弁71により構成されている。また、前記クランクケース21の内部空間はシリンダヘッド3の内部空間と連通しており、クランクケース21内のブローバイガスをシリンダヘッド3の内部空間に流入させることができるようになっている。前記新気通路73は、スロットル弁23の上流側の吸気通路20とシリンダヘッド3の内部空間とを連通させている。ガス還流通路72は、シリンダヘッド3の内部空間とスロットル弁23の下流側の吸気通路20とを制御弁71を介して連通させている。制御弁71は、シリンダヘッド3の内部空間から吸気通路20へのブローバイガスの流れのみを許容する。
【0054】
こうしたブローバイガス還流装置70では、機関負荷が低いときには、ガス還流通路72を介してブローバイガスが吸入空気に導入され、燃焼室8で燃焼されるとともに、新気通路73を介して流入する吸入空気によって、クランクケース21内が掃気される。一方、機関負荷が高いときには、ガス還流通路72及び新気通路73を介して多量のブローバイガスが吸入空気に導入され、燃焼室8での燃焼により処理される。
【0055】
更に前記ガソリン機関1には、例えばクランク角センサ41、カム角センサ42、スロットル開度センサ44、エアフロメータ45、水温センサ46等の機関運転状態を検出する各種センサが備えられている。
【0056】
クランク角センサ41は、クランクシャフト7に近接して設けられ、クランクシャフト7の回転位相を検出している。その検出結果からは、ガソリン機関1(クランクシャフト7)の機関回転速度NEも検出されるようになっている。
【0057】
カム角センサ42は、吸気側カムシャフト17に近接して設けられ、吸気側カムシャフト17の回転に基づいて基準信号を出力する。そしてこのカム角センサ42の出力信号と、上記クランク角センサ41の出力信号とを併せ参照することで、吸気側カムシャフト17の回転位相(カム角)が検出されてもいる。
【0058】
スロットル開度センサ44は、スロットル弁23の近傍に設けられて、スロットル弁23の開度(スロットル開度)を検出している。
またエアフロメータ45は、上記スロットル弁23の上流側に設けられ、吸気通路20を流れる吸入空気量を検出している。更に水温センサ46は、上記シリンダブロック2に設けられ、冷却水の温度を検出している。
【0059】
上記ガソリン機関1の点火時期制御、燃料噴射制御等の各種制御は、制御装置(以下、ECUという)50によって行われる。
このECU50は中央処理制御装置(CPU)を備えるマイクロコンピュータを中心として構成されており、読出専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、バックアップRAM、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えている。
【0060】
ROMには、各種プログラムやマップ等が予め記憶されている。本実施の形態では、そうしたROM内に記憶されるマップとして、燃料噴射期間の設定に際して使用される2つの演算マップ、すなわち通常噴射用の演算マップM1と冷間噴射用の演算マップM2とを備えている。
【0061】
ランダムアクセスメモリ(RAM)には、上記CPUの演算結果等を一時記憶されるようになっている。バックアップRAMは、不揮発性のメモリにより構成されており、演算結果や予め記憶されたデータ等を機関停止後も記憶保持しておくために用いられる。
【0062】
また、前記クランク角センサ41、カム角センサ42、スロットル開度センサ44、エアフロメータ45、及び水温センサ46等からの出力信号は前記入力インターフェースに入力される。そして、これら各センサ41、42、44〜46等により、ガソリン機関1の運転状態が検出される。
【0063】
一方、出力インターフェースは、各々対応する駆動回路等を介して燃料噴射弁35、EGR弁62、点火プラグ11に高電圧を印可するイグニッションコイル、スロットル弁23のアクチュエータ22等に接続されている。そして、ECU50は上記各センサ41、42、44〜46等からの信号に基づき、ROM内に格納された制御プログラム及び初期データに従って、上記の各弁、イグニッションコイル、及びアクチュエータ等を制御する。
【0064】
特にECU50による燃料噴射弁35の制御は、以下のように行われる。
まず、機関運転状態に応じて必要とされる燃料の量を気筒内に供給するために、燃料噴射弁35による燃料噴射の期間が設定される。そして、燃料噴射弁35に備えられたアクチュエータが駆動制御されて燃料噴射弁35が開弁し、この要求される燃料噴射期間内において燃料が噴射される。また、ECU50は、燃料噴射弁35に燃料を供給する燃料ポンプや燃料供給配管の途中に設けられる圧力制御弁などを制御して、燃料噴射弁35から噴射される燃料の噴射圧力を機関運転状態に応じた圧力に調整している。
【0065】
このように本実施の形態のガソリン機関1は、燃料を気筒内に直接噴射する筒内噴射式の内燃機関として構成されており、またEGR装置60やブローバイガス還流装置70といった排気ガス浄化装置を備えている。そのため、このガソリン機関1では、上述したように、運転時間に応じて吸気バルブ12にデポジットが堆積され易くなっている。そこで本実施の形態では、以下のような構成を備えることで、吸気バルブ12に堆積したデポジットを洗浄するようにしている。
【0066】
次にこうした本実施の形態での吸気バルブ12の洗浄にかかる構成の詳細を図2〜図4を併せ参照して説明する。
まず、本実施の形態では、図2に示されるように、吸気バルブ12がその最大リフト位置の近傍に位置するとき、前記燃料噴射弁35から噴射された燃料が吸気バルブ12の傘部12aに衝突するようになっている。これは、吸気バルブ12や燃料噴射弁35等の配置の工夫により実現されている。
【0067】
そのため本実施の形態では、図3に示されるように、吸気バルブ12がその最大リフト位置の近傍に位置する燃料衝突期間Taに燃料噴射弁35から燃料を噴射すると、燃料が吸気バルブ12の傘部12aに衝突されるようになる。そしてその衝突された燃料により、吸気バルブ12の傘部12aに堆積したデポジットが洗浄されるようになっている。
【0068】
また、本実施の形態のガソリン機関1では、吸気バルブ12は軸12bの円周方向に回転可能に支持されている。また、吸気バルブ12の軸12b側の傘部12aの上面には、図4に示すような複数のリブ12cが設けられている。ちなみに、同図(a)はそうした吸気バルブ12等の平面構造を示しており、同図(b)は同吸気バルブ12の側部構造を示している。
【0069】
このリブ12cは吸気バルブ12の軸12bから放射状に設けられており、また燃料噴射弁35からの燃料の噴射方向に対して凹となる湾曲形状に形成されている。そのため、燃料噴射弁35から噴射された燃料が傘部12aに衝突することで、吸気バルブ12に回転力が与えられる。そして、こうして吸気バルブ12を回転させることで、傘部12aの全周面を燃料により洗浄されるようになっている。
【0070】
このように、本実施の形態では、燃料噴射弁35から噴射された燃料により、吸気バルブ12の傘部12aの洗浄を行う構成となっている。ただし、こうした態様での吸気バルブ12の洗浄を機関冷間時にも行えば、上述したように燃焼の不安定化を招くおそれがある。
【0071】
そこで、本実施の形態にかかる燃料噴射制御装置では、以下のような燃料噴射制御を通じて、そうした不具合の発生を抑制するようにしている。
すなわち本実施形態では、機関冷間時には、そうでないときとは、燃料噴射の態様を切り替えるようにしている。具体的には、機関冷間時には、吸気バルブ12の傘部12aに燃料が衝突しないような時期のみに燃料を噴射するように、燃料噴射の態様が切り替えられている。
【0072】
こうした燃料噴射の態様の切り替えは、以下の構成を備えることで実現されている。
すなわち、本実施の形態では、前記ECU50のROMには、燃料噴射時期を設定するための演算マップとして、次の2つの演算マップが予め記憶されている。その1つは、機関冷間時以外のときの燃料噴射時期の設定に使用される「通常噴射用の演算マップM1」となっており、もう一つは機関冷間時の燃料噴射時期の設定に使用される「冷間噴射用の演算マップM2」となっている。
【0073】
そして本実施の形態では、燃料噴射期間の設定に際し、機関冷間時であるか否かに応じて、それらの演算マップM1,M2を切り替えて使用するようにしている。そしてそれにより、機関冷間時以外には、図6(a)に示される態様で燃料噴射、すなわち「通常噴射」を行い、機関冷間時には、図6(b)に示される態様で燃料噴射、すなわち「冷間噴射」を行うようにしている。
【0074】
以下、こうした燃料の噴射態様の切り替えにかかる処理の詳細を、図5に示すフローチャートに基づき説明する。この切り替え処理は、ECU50によって所定時間毎に繰り返し実行される割り込み処理となっている。なお、本処理を行うとともに燃料噴射期間を設定するECU50は、前記の噴射期間設定手段を構成するものとなっている。
【0075】
この処理が開始されると、まず、ガソリン機関1の暖機が完了しているか否かが判定される(ステップS110)。この判定は、たとえば、水温センサ46により検出される冷却水温に基づいて行うなどすればよい。なお、本実施の形態では、暖機が完了していなければ、機関冷間時であると判定するようにしている。
【0076】
そして、ガソリン機関1の暖機が完了している場合には(ステップS110でYES)、上記「通常噴射」に対応した燃料噴射制御を実行し(ステップS120)、本処理を終了する。
【0077】
この「通常燃料」では、スロットル開度や吸入空気量等から算出される機関負荷及び機関回転速度に基づき、上記ECU50のROM内に記憶された「通常噴射用の演算マップM1」を参照して燃料噴射期間QTが設定される。この通常噴射用の演算マップM1は以下のように設定されている。
【0078】
まず、機関負荷が低い場合には、図6(a)に領域Bで示されるように、圧縮行程で燃料噴射が行われるよう燃料噴射期間QTが設定されている。一方、機関負荷が高い場合には、同図6(a)に領域Aで示されるように、吸気行程で燃料噴射が行われるよう燃料噴射期間QTが設定されている。
【0079】
また、吸気行程で燃料噴射が行われるときには、燃料噴射期間QTと上述した燃料衝突期間Taとが少なくとも一部で重なるように燃料噴射期間QTが設定されている。
【0080】
従って、ガソリン機関1の暖機が完了しており、且つ吸気行程において燃料が噴射される場合には、確実に燃料噴射弁35から噴射された燃料が吸気バルブ12の傘部12aに衝突して同傘部12aに堆積されたデポジットが洗浄される。更に、本実施の形態における吸気バルブ12には、上述したリブ12cが設けられているため、そうした傘部12aに燃料が衝突される都度、吸気バルブ12が回転され、吸気バルブ12の全周面を洗浄可能となっている。
【0081】
他方、ガソリン機関1の暖機が完了していない場合には(ステップS110でNO)、すなわち機関冷間時には、上記「冷間噴射」による燃料噴射制御を実行し(ステップS130)、本処理を終了する。
【0082】
この「冷間噴射」では、スロットル開度や吸入空気量等から算出される機関負荷及び機関回転速度に基づき、上記ECU50のROM内に記憶された「冷間噴射用の演算マップM2」を参照して燃料噴射期間QTが設定される。この冷間噴射用の演算マップM2は以下のように設定されている。
【0083】
まず、機関冷間時に圧縮行程で燃料噴射を行えば燃焼状態は不安定となる。そのため機関冷間時には、機関負荷の高低に拘わらず、吸気行程で燃料噴射が行われるように燃料噴射期間QTが設定されている。
【0084】
また、上述した燃料衝突期間Ta内では燃料を噴射しないようにするため、燃料衝突期間Taを避けて燃料噴射期間QTが設定されている。
更に本実施の形態では、図6(b)に領域A1で示されるように、機関負荷が低いときには、燃料衝突期間Taの開始前の期間に燃料噴射が行われるように燃料噴射期間QTは設定されている。これにより、燃料の噴射終了時期から点火プラグ11によって混合気が点火される点火時期までの時間が確保され、気筒内に噴射された燃料の気化時間や混合気が気筒内に拡散する時間が確保されるようになる。
【0085】
また、本実施の形態では、そうした燃料衝突期間Taの開始前の燃料噴射に際し、燃料衝突期間Taの開始直前に燃料噴射が終了するように、燃料噴射期間QTが設定されている。これにより、吸気バルブ12のリフト量がより大きくなり、より多量の空気を気筒内に吸入可能な燃料衝突期間Taの開始直前まで、燃料噴射が行われ、吸入空気による燃料の撹拌も好適に行われるようになっている。
【0086】
ところで、燃料を好適に噴射可能な期間には、次のような制限がある。例えば燃料噴射の開始時期がある時期よりも早まると、燃料噴射期間QTと排気バルブ13の開弁期間とが重なって、燃料の吹き抜け等が生じてしまうおそれがある。このガソリン機関1では、図6(b)に示される噴射開始限界aより前の期間は、そうした理由により燃料噴射に不適切な期間となっている。
【0087】
また、燃料噴射の終了時期についても同様の制限がある。例えば燃料噴射の終了時期がある時期よりも遅くなると、燃料の噴射終了時期から点火時期までの間の時間が短くなり、燃料の気化時間や混合気が気筒内に拡散する時間が不足してしまう。このガソリン機関1では、同図6(b)に示される噴射終了限界bより後の期間は、そうした理由により燃料噴射に不適切な時期となっている。
【0088】
一方、上記のように、燃料噴射から点火までの時間の確保、及び燃料の撹拌促進のため、燃料噴射期間QTは、燃料衝突期間Taの開始前に燃料が噴射され、且つその開始直前に燃料の噴射が終了されるように設定することが望ましい。そこで、本実施の形態では、機関負荷が低いときには、そうした燃料噴射期間QTの設定を行っている。
【0089】
ところが、機関負荷が増大して燃料噴射量が所定値以上となると、上記噴射開始限界aと燃料衝突期間Taの開始時期との間の期間のみでは、燃料のすべてを噴射することは困難となる。そこで本実施の形態では、そうした場合には、同図6(b)に領域A2、A3で示されるように、燃料噴射期間QTを、燃料衝突期間Taの開始前の期間QT1と終了後の期間QT2との2つの期間に分割して、燃料を2度に分けて噴射する「分割噴射」を実行する。この分割噴射が行われるときには、燃料衝突期間Taの開始前に確保される期間QT1と燃料衝突期間Taの終了後に確保される期間QT2との総和が機関運転状態に応じた燃料噴射期間QTとなる。
【0090】
更にこの分割噴射では、噴射〜点火の期間をより長く確保できる燃料衝突期間Taの開始前の期間での燃料噴射を優先するようにしている。
またここでは、上記期間QT1での燃料噴射は、燃料衝突期間Taの開始直前に完了するように設定され、上記期間QT2での燃料噴射は、燃料衝突期間Taの終了直後より開始されるように設定されている。これにより、上記燃料衝突期間Taを避けながらも、吸気バルブ12のリフト量がより大きく、気筒への吸入空気の量がより多い時期に燃料噴射が行われるようになっている。
【0091】
なお、燃料噴射弁35等の構造上、一回に噴射可能な燃料の量には、制御可能な最低量が決まっている。すなわち、燃料噴射期間をある期間(最小噴射期間)よりも短く設定することはできなくなっている。そのため、機関負荷の増大に伴った図6(b)の領域A1から領域A2への移行直後の上記期間QT2は、上記最小噴射期間に設定されている。そしてそうした領域A1から領域A2への移行に際して、燃料噴射量の総量が段差を生じさせることなく推移するように、上記移行直後の上記期間QT1は、移行直前の燃料噴射期間QTに比して上記最小噴射期間の分だけ短い期間に設定されている。
【0092】
以上が、本実施の形態における燃料の噴射態様の切り替え処理の詳細である。こうした本実施の形態では、機関冷間時には、吸気バルブ12の傘部12aに燃料が衝突する燃料衝突期間Taを避けるように燃料噴射期間QTが設定される。そのため、通常は吸気バルブ12の傘部12aへの燃料の衝突を許容してデポジットを洗浄させつつも、機関冷間時にはそうした燃料の衝突を回避することができる。そのため、温度の低い吸気バルブ12の傘部12aに燃料が付着することで生じる燃料噴射量の制御性の悪化や燃料の粗粒化を抑制することができるようになる。
【0093】
以上説明したように、本実施の形態にかかる燃料噴射制御装置によれば、次のような効果が得られるようになる。
(1)本実施の形態にかかる筒内噴射式のガソリン機関1では、燃料衝突期間Ta内に燃料を噴射することで、その噴射された燃料を吸気バルブ12に衝突させて、同吸気バルブ12の洗浄が行われるようになっている。こうしたガソリン機関1においてECU50は、機関冷間時にはその燃料衝突期間Taを避けるように燃料噴射期間QTを設定している。そのため、付着した燃料が気化し難い機関冷間時には、吸気バルブ12に燃料が直接衝突されなくなり、同吸気バルブ12に付着した状態で残留する燃料を低減できる。従って、そうした吸気バルブ12への燃料の付着により生じる燃料噴射量の制御性の悪化や燃料の粗粒化を抑制することができ、機関冷間時にも好適な燃焼性を維持することができるようになる。
【0094】
(2)本実施の形態では、ECU50は、燃料噴射量が所定値以上となったときには、機関冷間時の燃料噴射期間QTを、燃料衝突期間Taの開始前の期間QT1とその終了後の期間QT2とに分割して設定している。上述したように、良好に燃料を噴射可能な期間には制限があり、噴射の開始時期が早くなり過ぎても、或いは噴射の終了時期が遅くなり過ぎても、良好な燃焼状態を維持できなくなる。その点、上記のごとく、機関冷間時の燃料噴射期間QTを、燃料衝突期間Taの開始前の期間QT1と終了後の期間QT2とに分割すれば、燃料噴射量が多くなっても、吸気バルブ12への燃料の衝突を回避しながらも、上記良好に燃料を噴射可能な期間内に燃料噴射を行うことができるようになる。
【0095】
(3)更に本実施の形態では、ECU50は、燃料噴射量が所定値未満のときには、燃料衝突期間Taの開始前のみに燃料が噴射されるように機関冷間時の燃料噴射期間QTを設定している。すなわち、燃料衝突期間Taの開始前だけで必要な燃料のすべてを噴射できるのであれば、そこで燃料を噴射するようにしている。このように、燃料衝突期間Taの開始前の期間を優先的に機関冷間時の燃料噴射期間QTとして設定することで、噴射した燃料の気化や気筒内での混合気の拡散に必要な噴射終了から点火までの時間の確保がより容易となり、機関冷間時の燃焼状態をより良好に保持できる。
【0096】
(4)本実施の形態では、ECU50は、燃料衝突期間Taの開始前の期間QT1での燃料噴射に際し、その燃料噴射を燃料衝突期間Taの開始直前に終了させるべく、上記期間QT1を設定している。これにより、機関冷間時には、燃料衝突期間Taを回避しながらも、許容される限りは吸気バルブ12のリフト量が大きくなっている期間に燃料が噴射されるようになる。これにより、上記燃料噴射期間QTの設定に応じた吸入空気による燃料撹拌の悪化が抑制され、機関冷間時の燃焼状態をより良好に保持できる。
【0097】
(5)更に本実施の形態では、ECU50は、燃料衝突期間Taの終了後の期間QT2での燃料噴射についても、燃料衝突期間Taの終了直後から燃料噴射を開始するように、その期間QT2を設定している。これによっても、上記と同様に、上記燃料噴射期間QTの設定に応じた吸入空気による燃料撹拌の悪化が抑制され、機関冷間時の燃焼状態をより良好に保持できる。
【0098】
(6)ガソリン機関1の暖機がなされており、吸気行程で燃料噴射がおこなわれるときには、燃料噴射期間QTと燃料衝突期間Taとが少なくとも一部で重なるようにしている。このため、ガソリン機関1の暖機がなされている状態で燃料噴射が行われるときには、確実に、燃料噴射弁35から噴射された燃料が吸気バルブ12の傘部12aに衝突するようになる。従って、吸気バルブ12の傘部12aに堆積したデポジットの量を確実に減少させることができるようになる。
【0099】
(7)吸気バルブ12の傘部12aに複数のリブ12cを設けるようにしており、特に、燃料噴射弁35から噴射された燃料が傘部12aに衝突したときに、吸気バルブ12に回転力を与えるべく、燃料の噴射方向に対して凹となるように湾曲してそれらリブ12cは設けられている。従って、吸気バルブ12の傘部12aに燃料が衝突したときには同吸気バルブ12が回転し、傘部12aの全面を洗浄することができるようになる。
【0100】
(その他の実施形態)
続いて、本発明を具体化した別の実施の形態について、上記実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【0101】
上記のように堆積したデポジットの洗浄のため、燃料を吸気バルブ12に衝突させれば、衝突時の衝撃により燃料の液粒が分裂され、燃料の微粒化が促進される。従って、燃料を吸気バルブ12に衝突させている間は、燃料噴射弁35からの燃料の噴射圧をあまり高くせずとも、十分な燃料の微粒化が図られることとなる。すなわち、燃料を吸気バルブ12に衝突させている間は、燃料の噴射圧をより低く設定することができる。
【0102】
一方、燃料の噴射圧を低下すれば、燃料噴射弁35に燃料を加圧して送油する燃料ポンプ等の燃料供給系に対する負荷を軽減させて、それら燃料供給系の信頼性を向上させることができる。
【0103】
そこで、上記実施の形態での燃料噴射制御に加えて、更に次のような燃料噴射圧制御を実施すれば、十分な燃料の微粒化を図りながらも、燃料供給系の負荷を低減できる。
【0104】
すなわち、ECU50は、上記燃料衝突期間Ta内には、それ以外の時期に比して燃料の噴射圧を低下させるように燃料噴射圧制御を実施する。こうした噴射圧の調整は、燃料噴射弁35に燃料を供給する燃料ポンプや燃料供給配管の途中に設けられる圧力制御弁などの制御を通じて行うことができる。このような制御を行うECU50は上述の燃料噴射圧制御手段となっている。
【0105】
機関冷間時以外には、すなわち上記通常噴射時には、燃料衝突期間Ta内に燃料噴射期間QTがすべて入るように設定されることがある。そうしたときには、燃料衝突期間Ta内での燃料噴射に際して、燃料噴射圧がより低い値に設定されるようになる。よって、吸気バルブ12への衝突による燃料の微粒化効果を享受することのできる燃料衝突期間Ta中は、燃料噴射圧が低く抑えられ、燃料供給系の負荷を低減できる。一方、そうした衝突による微粒化効果を享受できない上記燃料衝突期間Ta以外の時期には、燃料噴射圧が高く設定され、それにより、燃料噴霧の粒径が縮小される。従って、十分な燃料の微粒化を図りつつも、不必要な燃料噴射系の負荷を省くことができる。ちなみに、燃料噴射期間QTが、燃料衝突期間Taとそれ以外の期間とを跨ぐように設定されているときには、燃料噴射圧は、燃料衝突期間Taの開始前には、より高い値に設定され、燃料衝突期間Taの開始とともにより低い値に低下される。そして、燃料衝突期間Taの終了とともに、燃料噴射圧がより高い値に戻されるようになる。
【0106】
一方、機関冷間時には、上記のごとく、燃料衝突期間Taを避けるように燃料噴射期間QTが設定されているため、燃料噴射圧は、常により高い値に設定されるようになる。
【0107】
更に、以上の燃料噴射圧制御を、次のように変更して実施するようにしても良い。
(A)燃料衝突期間Taの少なくとも一部に重なるように燃料噴射期間QTが設定されているときには、燃料衝突期間Taを避けるように燃料噴射期間QTが設定されているときに比して燃料噴射圧を低下させるように燃料噴射圧制御を実施する。
【0108】
この場合、図6(a)の領域Aでは、それ以外の場合、すなわち燃料衝突期間Taを避けるように燃料噴射期間QTが設定される機関冷間時に比して、低い燃料噴射圧で燃料が噴射されるようになる。これにより、上記領域Aでの燃料供給系の負荷を低減することができる。また領域Aでは、燃料噴射期間QTの少なくとも一部が燃料衝突期間Ta内にあるため、吸気バルブ12への衝突による燃料の微粒化作用を受けることができる。
【0109】
もっとも、この場合、燃料衝突期間Taとそれ以外の期間とを跨ぐように燃料噴射期間QTが設定されているときには、燃料衝突期間Ta内以外にもより低い噴射圧で燃料が噴射されることがあり、上述の燃料噴射圧制御に比べれば、微粒化促進の効果は制限されたものとなる。しかしながら、こうした燃料噴射圧制御によれば、燃料噴射中に燃料噴射圧を変更する必要はなく、そうした変更を許容する高度な燃料噴射圧の調整装置が不要となり、より簡易な構成で実現可能である。また、燃料噴射圧の制御もより容易である。
【0110】
(B)機関冷間時でないときには、機関冷間時に比して燃料噴射圧を低下させるように燃料噴射圧制御を実施する。
この場合、上記のように燃料衝突期間Taを避けるように燃料噴射期間QTが設定され、上記衝突による燃料の微粒化作用を一切享受することができない機関冷間時には、より高い燃料噴射圧で燃料が噴射されるようになる。一方、衝突による燃料の微粒化作用を享受可能な通常噴射時には、より低い燃料噴射圧で燃料が噴射される。よってこの場合にも、より簡易な構成で、燃料供給系の負荷を低減可能な燃料噴射圧制御を実現可能とすることができる。またこの場合には、機関冷間時であるか否かによって燃料噴射圧を変更しているため、更に制御が容易となる。
【0111】
更に、以上説明した各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、吸気バルブ12の傘部12aにリブ12cを設けたが、このリブ12cが設けられていない吸気バルブであっても、上記実施形態にかかる燃料噴射制御装置によれば、ガソリン機関1の冷間時における上記不具合の発生を回避することができる。
【0112】
・上記実施形態では、燃料衝突期間Taの前での燃料噴射を優先させるようにしていたが、何らこれに限定するものではなく、燃料衝突期間Taの後での燃料噴射を優先したり、燃料衝突期間Taの前と後とでほぼ均等に燃料噴射を行うようにしてもよい。この場合にも、ガソリン機関1の冷間時における上記不具合の発生を回避することはできる。
【0113】
・上記実施形態では、吸気バルブ12に燃料を衝突させ、その洗浄を行う構成を説明したが、排気バルブ13に燃料を衝突させてその洗浄を行う構成においても、上記実施の形態での燃料噴射制御は同様に、或いはそれに準じた態様で適用することは、勿論可能である。
【0114】
・上記実施形態では、ガソリン機関1に本発明にかかる燃料噴射制御装置を適用した。しかしながら、適用対象となる内燃機関はこのガソリン機関1に何ら限定するものではなく、この他の筒内噴射式内燃機関、例えばディーゼル機関にも上記実施形態にかかる燃料噴射制御装置は適用可能である。そして、この場合にも、上記実施形態に準ずる作用効果を得ることができる。
【0115】
その他、上記各実施形態あるいはその変形例から把握することができる技術思想について、以下にその効果とともに記載する。
(イ)上記請求項1〜14に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記吸気バルブの軸部側の傘部には、同軸部から放射状に形成された複数のリブが設けられ、同リブは、前記燃料噴射弁から噴射された燃料の噴射方向に対して凹となるように湾曲していることを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【0116】
同構成によれば、吸気バルブの傘部に燃料が衝突したときには同吸気バルブが回転しやすくなり、傘部全面を燃料で洗浄することができるようになる。
(ロ)上記請求項1〜14に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記噴射期間設定手段は、吸気行程噴射での燃料噴射期間を設定するものであることを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態についてその燃料噴射制御装置の適用されるガソリン機関、並びにその周辺構成を示す模式図。
【図2】上記ガソリン機関の部分断面構造を示す断面図。
【図3】吸気バルブのリフト量の推移と燃料衝突期間Taとの関係を示すグラフ。
【図4】上記実施形態における吸気バルブの平面構造と側部構造とを併せ示す図。
【図5】上記実施形態の噴射態様の切り替え処理のフローチャート。
【図6】上記噴射態様の切り替え処理の制御例を示す図。
【符号の説明】
1…ガソリン機関、2…シリンダブロック、3…シリンダヘッド、4…シリンダ、5…ピストン、6…コンロッド、7…クランクシャフト、8…燃焼室、9…吸気ポート、10…排気ポート、11…点火プラグ、12…吸気バルブ、12a…傘部、12b…軸、12c…リブ、13…排気バルブ、14…タイミングベルト、15…吸気側タイミングプーリ、16…排気側タイミングプーリ、17…吸気側カムシャフト、18…排気側カムシャフト、20…吸気通路、21…クランクケース、22…アクチュエータ、23…スロットル弁、30…排気通路、35…燃料噴射弁、41…クランク角センサ、42…カム角センサ、44…スロットル開度センサ、45…エアフロメータ、46…水温センサ、50…制御装置(ECU)、60…排気再循環装置(EGR装置)、61…EGR通路、62…EGR弁、70…ブローバイガス還流装置、71…制御弁、72…ガス還流通路、73…新気通路、M1…通常噴射用演算マップ、M2…冷間噴射用演算マップ。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection control device for an in-cylinder injection internal combustion engine in which fuel is directly injected into a cylinder, and more particularly to an improvement in a device for simultaneously cleaning an engine valve with fuel injected from a fuel injection valve.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Various types of exhaust gas purification devices such as an exhaust gas recirculation device and a blow-by gas recirculation device are provided in a recent internal combustion engine, especially an on-vehicle internal combustion engine. Has been reduced. For example, an exhaust gas recirculation device that introduces exhaust gas into an intake passage is provided in an internal combustion engine to lower the combustion temperature of the air-fuel mixture and reduce the amount of nitrogen oxides (NOx) generated. . On the other hand, in an internal combustion engine, during a compression stroke and an expansion stroke, a mixture of air and fuel, a combustion gas, or the like enters a crankcase from a combustion chamber and generates a large amount of hydrocarbons (HC) and lubrication. A blow-by gas containing a vaporized component of oil is generated. By providing a blow-by gas recirculation device for introducing the blow-by gas into the intake passage in the internal combustion engine, the blow-by gas is burned in the combustion chamber for processing.
[0003]
By the way, in an internal combustion engine equipped with such an exhaust gas purifying device, since exhaust gas and blow-by gas are introduced into the intake passage, deposits caused by HC, oil, and the like gradually accumulate on the intake valve, especially on its head. Would. If the amount of deposits increases, the flow of intake air along the intake valve will be disturbed, causing problems such as deterioration of the combustion state of the air-fuel mixture.
[0004]
In a port injection type internal combustion engine in which fuel is injected toward an intake port or an intake valve, the intake valve is exposed to an air-fuel mixture. The valve is cleaned. Therefore, in the port injection type internal combustion engine, the above-described problem is less likely to occur.
[0005]
On the other hand, in an in-cylinder injection type internal combustion engine, fuel is directly injected into the cylinder, so that the intake valve cannot be washed with the air-fuel mixture as described above, and deposits tend to accumulate on the intake valve.
[0006]
Thus, for example, in a direct injection internal combustion engine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-256867, the fuel injection valve is operated so that the fuel injected from the fuel injection valve collides with the head of the intake valve when the intake valve is lifted. By arranging, the intake valve is cleaned.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
If the fuel is caused to collide with the head of the intake valve in this way, it is possible to remove the deposit attached to the intake valve. However, in such a case, there is a problem that the combustion state at the time of cold engine is deteriorated as described below.
[0008]
If the fuel is injected so as to collide with the head of the intake valve as described above, a part of the fuel will adhere to the intake valve. At this time, if the internal combustion engine is sufficiently warmed up, the temperature of the intake valve is also rising, and the attached fuel is quickly vaporized.
[0009]
However, when the engine is cold, the temperature of the intake valve is low, so that the fuel attached to the intake valve does not evaporate and remains on the spot. As a result, the amount of fuel actually supplied into the cylinder becomes smaller than the amount of fuel injected from the fuel injection valve, so that the controllability of the fuel injection amount is deteriorated and the combustion state becomes poor. It leads to stabilization.
[0010]
Also, if fuel remains in the state of being attached to the intake valve, a part of the attached fuel is separated by the air flowing from the intake port, and is introduced into the combustion chamber as coarse particles. Become. As a result, fuel having a large particle diameter, that is, fuel that has not been atomized, is introduced into the cylinder, which also causes unstable combustion.
[0011]
As described above, when the engine valve is also washed with the fuel injected from the fuel injection valve, it is inevitable that the combustion state becomes unstable when the engine is cold or the like.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a cylinder capable of suitably suppressing deterioration of a combustion state due to such cleaning while cleaning an engine valve with injected fuel. An object of the present invention is to provide a fuel injection control device for an internal injection type internal combustion engine.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The means for achieving the above object and the effects thereof will be described below.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel injection control apparatus for a cylinder injection type internal combustion engine in which fuel is injected within a predetermined fuel collision period to cause the injected fuel to collide with an engine valve. In some cases, the gist is to include an injection period setting means for setting a fuel injection period so as to avoid the fuel collision period.
[0014]
In the above configuration, by injecting the fuel during the fuel collision period, the injected fuel collides with the engine valve, and the deposits and the like deposited on the engine valve can be cleaned.
[0015]
On the other hand, when the engine is cold, in which fuel adhering to the engine valve is not easily vaporized, the fuel injection period is set so as to avoid the fuel collision period, so that the fuel is not directly blown to the engine valve. Therefore, the amount of fuel remaining in the state in which the fuel adheres to the engine valve can be reduced, and the deterioration of the combustion state due to such remaining fuel can be suppressed. Therefore, according to the above configuration, while the engine valve is being washed with the injected fuel, the deterioration of the combustion state accompanying the execution of such washing can be suitably suppressed.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, in the fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to the first aspect, the injection period setting means gives priority to the period before the start of the fuel collision period. The gist is to set the fuel injection period during the cold period.
[0017]
In order to avoid the fuel collision period, the fuel injection period is set to one or both of the period before the start of the fuel collision period and the period after the end of the fuel collision period. Of the two periods, the period before the start of the fuel collision period can secure a longer time from the injection of the fuel to the ignition, and can better vaporize the fuel and agitate the fuel in the cylinder. It is a more favorable period due to improvement. In this regard, in the above configuration, the period before the start of the fuel collision period is preferentially set as the fuel injection period during the cold engine, so that the combustion state during the cold engine can be more favorably maintained. .
[0018]
According to a third aspect of the present invention, in the fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to the first aspect, the injection period setting means starts the fuel collision period when the fuel injection amount is less than a predetermined value. The fuel injection period at the time of engine cold is set so that fuel is injected only before, and when the fuel injection amount is equal to or more than a predetermined value, the fuel injection period is divided into a period before the start of the fuel collision period and a period after the end. The gist of the present invention is to set the fuel injection period when the engine is cold so that the fuel is injected.
[0019]
As described above, in order to ensure a good combustion state, it is desirable to set the fuel injection period during cold engine to a period before the start of the fuel collision period rather than a period after the end of the fuel collision period. Therefore, in the above configuration, when the fuel injection amount is less than the predetermined value, the fuel injection period at the time of engine cold is set so that fuel is injected only before the start of the fuel collision period.
[0020]
However, if the fuel is injected only during the period before the start of the fuel collision period, the start timing of the fuel injection must be advanced according to the increase in the fuel injection amount. However, if the fuel injection start timing is too early, the fuel injection period overlaps with the exhaust valve opening period, causing fuel to flow through the exhaust passage, and the combustion state deteriorates. There is a possibility that.
[0021]
In this regard, in the above configuration, when the fuel injection amount becomes equal to or more than the predetermined value, the fuel during the cold engine is so divided that the fuel is injected into a period before the start of the fuel collision period and a period after the end of the fuel collision period. An injection period is set. Therefore, a necessary fuel injection amount can be secured while avoiding excessively early injection start timing. Therefore, according to the above configuration, the combustion state when the engine is cold can be more favorably maintained.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to the first or second aspect, the injection period setting means sets the fuel injection period during the engine cold period to the fuel injection period. The gist is to divide and set the period before the start of the collision period and the period after the end of the collision period.
[0023]
As described above, there is a limit to earlier fuel injection start timing. In addition, if the fuel injection end timing is too late, the time from fuel injection to ignition becomes short, and the time required for fuel vaporization and stirring in the cylinder becomes insufficient.
[0024]
On the other hand, in order to avoid the fuel collision period, when the fuel injection timing is shifted either before the start of the fuel collision period or after the end thereof, if the fuel injection amount increases, the injection start timing is advanced, or One of the delays of the injection end timing is unavoidable.
[0025]
In that regard, in the above configuration, the fuel injection period during the cold engine period is set to be divided into a period before the start of the fuel collision period and a period after the end thereof, so that even if the fuel injection amount increases, The increase can be distributed to both divided periods. Therefore, even if the fuel injection amount is increased to some extent, the injection start timing is not excessively advanced and the injection end timing is not excessively delayed. Therefore, according to the above configuration, the combustion state when the engine is cold can be more favorably maintained.
[0026]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to any one of the first to fourth aspects, the injection period setting means is configured to execute the fuel injection control during a period before the start of the fuel collision period. When the fuel is injected, the gist of the present invention is to set the fuel injection period when the engine is cold so that the injection of the fuel is terminated immediately before the start of the fuel collision period.
[0027]
If the fuel injection period is shifted to avoid the fuel collision period, the set fuel injection period deviates from the originally desired fuel injection period. In this regard, in the above configuration, in the case of the fuel injection in the period before the start of the fuel collision period during the cold period of the engine, the fuel is injected until immediately before the start of the fuel collision period. Therefore, the difference between the originally desired fuel injection period and the set fuel injection period can be reduced. Therefore, according to the above configuration, the combustion state when the engine is cold can be more favorably maintained.
[0028]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fuel injection control device for a direct injection type internal combustion engine according to any one of the first to fifth aspects, the injection period setting means is configured to execute the fuel injection control during a period after the end of the fuel collision period. When the fuel is injected, the gist of the present invention is to set the fuel injection period when the engine is cold so that the injection of the fuel is started immediately after the end of the fuel collision period.
[0029]
With the above configuration, in the case of the fuel injection in the period after the end of the fuel collision period during the cold period of the engine, the fuel injection is started immediately after the end of the fuel collision period. Therefore, also in the same configuration, the difference between the originally desired fuel injection period and the set fuel injection period can be reduced. Therefore, according to the above configuration, the combustion state when the engine is cold can be more favorably maintained.
[0030]
According to a seventh aspect of the present invention, in the fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to any one of the first to sixth aspects, the injection period setting means is configured to execute the fuel collision when the engine is not cold. The gist is to set the fuel injection period so as to overlap at least a part of the period.
[0031]
According to the above configuration, when the engine is not in the cold state, the fuel injected from the fuel injection valve always collides with the intake valve. Therefore, the deposit accumulated on the intake valve can be reliably reduced.
[0032]
The invention according to claim 8 is the fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine in which fuel is injected within a predetermined fuel collision period to cause the injected fuel to collide with an engine valve. The first operation map for setting the fuel injection period so as to overlap at least a part of the period, and the second calculation map for setting the fuel injection period so as to avoid the fuel collision period are used for the engine operation condition. The gist of the present invention is to provide an injection period setting means for setting the fuel injection period in the intake stroke injection by switching according to the fuel injection period.
[0033]
In the above configuration, the fuel injection period in the intake stroke injection is set by switching between the first calculation map and the second calculation map according to the engine operating condition. Here, if the fuel injection period is set using the first calculation map, the fuel is injected at a time that overlaps at least a part of the fuel collision period. Therefore, the engine valve is also washed with the injected fuel. Can be made. On the other hand, if the fuel injection period is set using the second calculation map, the fuel injection period is set avoiding the fuel injection period, so that the injected fuel can be prevented from colliding with the engine valve. For this reason, it is possible to switch whether to perform cleaning of the engine valve according to the engine operating state. For example, the engine valves should normally be cleaned with injected fuel, but should not be performed in situations where such cleaning would adversely affect combustion, such as when the engine is cold. Can be. Therefore, while cleaning the engine valve with the injected fuel, it is possible to preferably suppress the deterioration of the combustion state accompanying the execution of such cleaning.
[0034]
According to a ninth aspect of the present invention, in the fuel injection control apparatus for a direct injection internal combustion engine according to the eighth aspect, the second arithmetic map is configured such that when the fuel injection amount is less than a predetermined value, The fuel injection period is set so that fuel is injected only before the start, and when the fuel injection amount is equal to or more than a predetermined value, fuel is divided into a period before the start of the fuel collision period and a period after the end of the fuel collision period. The gist is that the fuel injection period is set such that the fuel injection period is set.
[0035]
With the above configuration, when the second arithmetic map is used, when the fuel injection amount is less than the predetermined value, the fuel is injected only before the start of the fuel collision period. When the fuel injection amount becomes equal to or more than a predetermined value when the second calculation map is used, the fuel is divided into a period before the start of the fuel collision period and a period after the end of the fuel collision period. Therefore, the time from injection to ignition is long, and the period before the start of the fuel collision period, which is advantageous for fuel vaporization and stirring in the cylinder, is preferentially set as the fuel injection period. Can be avoided. Therefore, according to the above configuration, the combustion state when the fuel injection period is set using the second calculation map can be further improved.
[0036]
According to a tenth aspect of the present invention, in the fuel injection control apparatus for a direct injection internal combustion engine according to the eighth or ninth aspect, the injection period setting means uses the second arithmetic map when the engine is cold. The gist of the present invention is to set the fuel injection period, and to set the fuel injection period using the first calculation map except when the engine is cold.
[0037]
According to the above configuration, it is possible to preferably suppress the deterioration of the combustion state due to the execution of the cleaning when the engine is cold.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to any one of the first to seventh aspects, when the engine is not cold, the fuel injection pressure is higher than when the engine is cold. The gist of the present invention is to further include an injection pressure control means for reducing the pressure.
[0038]
In the above configuration, when the engine is not cold, that is, when the collision of the fuel with the engine valve is permitted, the fuel injection is performed at a lower fuel injection pressure than when the engine is cold in which such a collision of the fuel is prohibited. Will be implemented. When the fuel collides with the engine valve, the impact at the time of the collision breaks up the liquid droplets of the fuel and promotes the atomization of the fuel. Therefore, even at a relatively low fuel injection pressure, sufficient atomization of the fuel is achieved. . Therefore, the load on a fuel supply system such as a fuel pump that pressurizes the fuel to the fuel injection valve and feeds the fuel can be reduced while ensuring atomization of the fuel. As a result, the reliability of the fuel supply system can be improved.
[0039]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the fuel injection control device for a direct injection type internal combustion engine according to any one of the first to tenth aspects, the fuel injection control unit is configured to perform the fuel injection during the fuel collision period as compared with other times. The gist of the present invention is to further include injection pressure control means for reducing the injection pressure.
[0040]
In the above configuration, during the fuel injection period, the fuel is injected at a lower fuel injection pressure than at other times. The fuel injected during the fuel injection period collides with the engine valve, and the impact splits the liquid particles. Therefore, sufficient atomization can be achieved even at a relatively low fuel injection pressure. Therefore, according to the above configuration, it is possible to reduce the load on the fuel supply system such as the fuel pump that pressurizes the fuel to the fuel injection valve and feeds the fuel, while ensuring atomization of the fuel. As a result, the reliability of the fuel supply system can be improved.
[0041]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to any one of the first to tenth aspects, the fuel injection period is set so as to overlap at least a part of the fuel collision period. If so, the gist of the invention is to further include an injection pressure control means for lowering the fuel injection pressure compared to when the fuel injection period is set so as to avoid the fuel collision period.
[0042]
With the above configuration, when the fuel injection period is set so as to overlap at least a part of the fuel injection period, the fuel injection period is set at other times, that is, when the fuel injection period is set so as to avoid the fuel collision period. Is injected at a low fuel injection pressure. At least a portion of the fuel injected at this time collides with the engine valve, and the impact breaks up liquid particles. Therefore, sufficient atomization can be achieved even at a relatively low fuel injection pressure. Therefore, according to the above configuration, it is possible to reduce the load on the fuel supply system such as the fuel pump that pressurizes the fuel to the fuel injection valve and feeds the fuel, while ensuring atomization of the fuel. As a result, the reliability of the fuel supply system can be improved.
[0043]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to any one of the first to thirteenth aspects, the fuel collision period is a time when the lift amount of the engine valve is maximized. The gist is that the period is in the vicinity of.
[0044]
According to the above configuration, cleaning of the engine valve with the injected fuel can be performed more easily and accurately.
[0045]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, one embodiment of a fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0046]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fuel injection control device according to the present embodiment, a direct injection gasoline engine 1 to which the fuel injection control device is applied, and peripheral components thereof.
The gasoline engine 1 has a plurality of cylinders, and a plurality of cylinders 4 are provided in a cylinder block 2 of the gasoline engine 1 (only one is shown in FIG. 1). A piston 5 is provided in the cylinder 4, and the piston 5 is connected to a crankshaft 7 via a connecting rod 6.
[0047]
A crankcase 21 is attached to a lower portion of the cylinder block 2, and the crankshaft 7 is rotatably supported by the crankcase 21.
[0048]
On the other hand, a cylinder head 3 is mounted on an upper portion of the cylinder block 2. A space defined by the upper end of the piston 5, the cylinder head 3 and the cylinder 4 in the cylinder 4 is a combustion chamber 8. The cylinder head 3 is provided with a fuel injection valve 35 for directly injecting fuel into the combustion chamber 8 and a spark plug 11 for igniting an air-fuel mixture in the combustion chamber 8 for each cylinder. The cylinder head 3 is provided with two intake ports 9 as intake passages to the combustion chamber 8 for each cylinder (only one is shown in FIG. 1). On the other hand, two exhaust ports 10 each serving as an exhaust passage from the combustion chamber 8 are provided for each cylinder (only one is shown in FIG. 1).
[0049]
The above-described intake port 9 and exhaust port 10 are connected to an intake passage 20 and an exhaust passage 30, respectively. A throttle valve 23 whose opening is adjusted by an actuator 22 driven based on an operation of an accelerator pedal (not shown) is provided in the intake passage 20. By changing the opening of the throttle valve 23, the amount of air taken into the combustion chamber 8 is adjusted.
[0050]
On the other hand, the crankshaft 7 is drivingly connected to an intake-side timing pulley 15 and an exhaust-side timing pulley 16 via a timing belt 14. An intake camshaft 17 is attached to the intake timing pulley 15. An exhaust-side camshaft 18 is attached to the exhaust-side timing pulley 16.
[0051]
An intake valve 12 and an exhaust valve 13 provided corresponding to the combustion chamber 8 open and close the intake port 9 and the exhaust port 10, respectively. The intake valve 12 and the exhaust valve 13 are opened and closed by cams (not shown) provided on the intake camshaft 17 and the exhaust camshaft 18, respectively. Further, when the crankshaft 7 makes two rotations, the intake-side timing pulley 15 and the exhaust-side timing pulley 16 each make one rotation. Therefore, the intake valve 12 and the exhaust valve 13 are opened and closed at a predetermined timing in synchronization with the rotation of the crankshaft 7, that is, in response to the reciprocating movement of each piston 5.
[0052]
In addition, the gasoline engine 1 is provided with an exhaust gas recirculation device (hereinafter, referred to as an EGR device) 60. The EGR device 60 is a device that reduces the amount of NOx generated in the combustion stroke by introducing a part of the exhaust gas into the intake air to lower the combustion temperature in the cylinder. The EGR device 60 includes an EGR passage 61 that connects the intake passage 20 and the exhaust passage 30, and an EGR valve 62 provided in the EGR passage 61. By adjusting the opening degree of the EGR valve 62, the amount of exhaust gas (EGR amount) introduced from the exhaust passage 30 to the intake passage 20 is adjusted.
[0053]
Further, the gasoline engine 1 is provided with a blow-by gas recirculation device 70. The blow-by gas recirculation device 70 is a device that introduces blow-by gas entering the crankcase 21 from the combustion chamber 8 into the intake air during the compression stroke and the expansion stroke of the gasoline engine 1 and burns the gas in the combustion chamber 8. The blow-by gas recirculation device 70 includes a gas recirculation passage 72, a fresh air passage 73, and a control valve 71. Further, the internal space of the crankcase 21 communicates with the internal space of the cylinder head 3 so that the blow-by gas in the crankcase 21 can flow into the internal space of the cylinder head 3. The fresh air passage 73 communicates the intake passage 20 upstream of the throttle valve 23 with the internal space of the cylinder head 3. The gas recirculation passage 72 communicates the internal space of the cylinder head 3 with the intake passage 20 downstream of the throttle valve 23 via a control valve 71. The control valve 71 allows only the flow of the blow-by gas from the internal space of the cylinder head 3 to the intake passage 20.
[0054]
In such a blow-by gas recirculation device 70, when the engine load is low, the blow-by gas is introduced into the intake air through the gas recirculation passage 72, burns in the combustion chamber 8, and flows in through the fresh air passage 73. Thereby, the inside of the crankcase 21 is scavenged. On the other hand, when the engine load is high, a large amount of blow-by gas is introduced into the intake air via the gas recirculation passage 72 and the fresh air passage 73, and is processed by combustion in the combustion chamber 8.
[0055]
Further, the gasoline engine 1 is provided with various sensors for detecting an engine operating state such as a crank angle sensor 41, a cam angle sensor 42, a throttle opening sensor 44, an air flow meter 45, a water temperature sensor 46, and the like.
[0056]
The crank angle sensor 41 is provided near the crankshaft 7 and detects the rotation phase of the crankshaft 7. From the detection result, the engine speed NE of the gasoline engine 1 (crankshaft 7) is also detected.
[0057]
The cam angle sensor 42 is provided close to the intake camshaft 17 and outputs a reference signal based on the rotation of the intake camshaft 17. By referring to the output signal of the cam angle sensor 42 and the output signal of the crank angle sensor 41 together, the rotational phase (cam angle) of the intake camshaft 17 is detected.
[0058]
The throttle opening sensor 44 is provided near the throttle valve 23 and detects the opening of the throttle valve 23 (throttle opening).
The air flow meter 45 is provided upstream of the throttle valve 23 and detects the amount of intake air flowing through the intake passage 20. Further, a water temperature sensor 46 is provided in the cylinder block 2 and detects the temperature of the cooling water.
[0059]
Various controls such as the ignition timing control and the fuel injection control of the gasoline engine 1 are performed by a control device (hereinafter, referred to as an ECU) 50.
The ECU 50 mainly includes a microcomputer having a central processing unit (CPU), and includes a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a backup RAM, an input interface, an output interface, and the like.
[0060]
Various programs, maps, and the like are stored in the ROM in advance. In the present embodiment, as the maps stored in the ROM, there are provided two operation maps used for setting the fuel injection period, that is, an operation map M1 for normal injection and an operation map M2 for cold injection. ing.
[0061]
The random access memory (RAM) is configured to temporarily store the calculation results of the CPU and the like. The backup RAM is composed of a non-volatile memory, and is used for storing and holding the calculation results, pre-stored data, and the like even after the engine is stopped.
[0062]
Output signals from the crank angle sensor 41, the cam angle sensor 42, the throttle opening sensor 44, the air flow meter 45, the water temperature sensor 46, and the like are input to the input interface. The operating state of the gasoline engine 1 is detected by the sensors 41, 42, 44 to 46, and the like.
[0063]
On the other hand, the output interface is connected to the fuel injection valve 35, the EGR valve 62, the ignition coil for applying a high voltage to the ignition plug 11, the actuator 22 of the throttle valve 23, and the like via the corresponding drive circuits and the like. The ECU 50 controls the valves, the ignition coil, the actuator, and the like according to the control program and the initial data stored in the ROM based on the signals from the sensors 41, 42, 44 to 46, and the like.
[0064]
In particular, control of the fuel injection valve 35 by the ECU 50 is performed as follows.
First, a period of fuel injection by the fuel injection valve 35 is set in order to supply the required amount of fuel into the cylinder according to the engine operating state. Then, the actuator provided in the fuel injection valve 35 is drive-controlled to open the fuel injection valve 35, and fuel is injected within the required fuel injection period. Further, the ECU 50 controls a fuel pump that supplies fuel to the fuel injection valve 35 and a pressure control valve provided in the middle of the fuel supply pipe, and controls the injection pressure of the fuel injected from the fuel injection valve 35 into the engine operating state. The pressure is adjusted according to.
[0065]
As described above, the gasoline engine 1 of the present embodiment is configured as an in-cylinder injection type internal combustion engine that directly injects fuel into a cylinder, and includes an exhaust gas purification device such as an EGR device 60 or a blow-by gas recirculation device 70. Have. Therefore, in the gasoline engine 1, as described above, deposits tend to be deposited on the intake valve 12 depending on the operation time. Therefore, in the present embodiment, the deposits deposited on the intake valve 12 are cleaned by providing the following configuration.
[0066]
Next, details of the configuration related to the cleaning of the intake valve 12 in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
First, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, when the intake valve 12 is located near the maximum lift position, the fuel injected from the fuel injection valve 35 is applied to the head 12a of the intake valve 12. They are going to collide. This is realized by devising the arrangement of the intake valve 12, the fuel injection valve 35, and the like.
[0067]
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, when the intake valve 12 injects fuel from the fuel injection valve 35 during the fuel collision period Ta near the maximum lift position, the fuel is The portion 12a comes into collision. Then, the deposits deposited on the head portion 12a of the intake valve 12 are cleaned by the collision fuel.
[0068]
In the gasoline engine 1 of the present embodiment, the intake valve 12 is supported so as to be rotatable in the circumferential direction of the shaft 12b. A plurality of ribs 12c as shown in FIG. 4 are provided on the upper surface of the umbrella portion 12a on the shaft 12b side of the intake valve 12. FIG. 1A shows a plan structure of such an intake valve 12 and the like, and FIG. 1B shows a side structure of the intake valve 12.
[0069]
The rib 12 c is provided radially from the shaft 12 b of the intake valve 12, and has a curved shape that is concave with respect to the direction of fuel injection from the fuel injection valve 35. Therefore, the fuel injected from the fuel injection valve 35 collides with the umbrella portion 12a, so that a rotational force is applied to the intake valve 12. By rotating the intake valve 12 in this manner, the entire peripheral surface of the umbrella portion 12a is cleaned with fuel.
[0070]
As described above, in the present embodiment, the umbrella portion 12a of the intake valve 12 is cleaned with the fuel injected from the fuel injection valve 35. However, if the cleaning of the intake valve 12 in such a mode is performed even when the engine is cold, combustion may be unstable as described above.
[0071]
Therefore, in the fuel injection control device according to the present embodiment, the occurrence of such a problem is suppressed through the following fuel injection control.
That is, in this embodiment, when the engine is cold, the mode of fuel injection is switched from when it is not. Specifically, when the engine is cold, the mode of fuel injection is switched so that fuel is injected only at a time when fuel does not collide with the head 12a of the intake valve 12.
[0072]
Such switching of the fuel injection mode is realized by providing the following configuration.
That is, in the present embodiment, the following two calculation maps are stored in advance in the ROM of the ECU 50 as calculation maps for setting the fuel injection timing. One of them is a "normal injection calculation map M1" used for setting the fuel injection timing when the engine is not cold, and the other is the setting of the fuel injection timing when the engine is cold. Is used as the "calculation map M2 for cold injection".
[0073]
In the present embodiment, when the fuel injection period is set, the operation maps M1 and M2 are switched and used depending on whether or not the engine is cold. Thus, except when the engine is cold, fuel injection, that is, “normal injection” is performed in the mode shown in FIG. 6A, and when the engine is cold, fuel injection is performed in the mode shown in FIG. 6B. That is, "cold injection" is performed.
[0074]
Hereinafter, the details of the processing for switching the fuel injection mode will be described based on the flowchart shown in FIG. This switching process is an interrupt process that is repeatedly executed by the ECU 50 every predetermined time. Note that the ECU 50 that performs the present process and sets the fuel injection period constitutes the injection period setting means.
[0075]
When this process is started, first, it is determined whether or not the warm-up of the gasoline engine 1 has been completed (step S110). This determination may be made, for example, based on the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 46. In the present embodiment, if the warm-up is not completed, it is determined that the engine is cold.
[0076]
If the warm-up of the gasoline engine 1 has been completed (YES in step S110), the fuel injection control corresponding to the "normal injection" is executed (step S120), and the process ends.
[0077]
In the "normal fuel", based on the engine load and the engine speed calculated from the throttle opening, the intake air amount, and the like, refer to the "calculation map M1 for normal injection" stored in the ROM of the ECU 50. The fuel injection period QT is set. The calculation map M1 for normal injection is set as follows.
[0078]
First, when the engine load is low, the fuel injection period QT is set so that fuel injection is performed in the compression stroke, as shown by the area B in FIG. On the other hand, when the engine load is high, the fuel injection period QT is set so that the fuel injection is performed in the intake stroke as shown by the area A in FIG.
[0079]
Further, when the fuel injection is performed in the intake stroke, the fuel injection period QT is set so that the fuel injection period QT and the above-described fuel collision period Ta at least partially overlap.
[0080]
Therefore, when the warm-up of the gasoline engine 1 is completed and fuel is injected in the intake stroke, the fuel injected from the fuel injection valve 35 surely collides with the head 12a of the intake valve 12. The deposit deposited on the umbrella section 12a is cleaned. Further, since the above-described ribs 12c are provided on the intake valve 12 in the present embodiment, each time fuel collides with such an umbrella portion 12a, the intake valve 12 is rotated, and the entire circumferential surface of the intake valve 12 is rotated. Can be washed.
[0081]
On the other hand, when the warm-up of the gasoline engine 1 is not completed (NO in step S110), that is, when the engine is cold, the fuel injection control by the above-mentioned "cold injection" is executed (step S130), and this processing is performed. finish.
[0082]
In the "cold injection", based on the engine load and the engine speed calculated from the throttle opening, the intake air amount, and the like, refer to the "cold injection calculation map M2" stored in the ROM of the ECU 50. Then, the fuel injection period QT is set. The calculation map M2 for cold injection is set as follows.
[0083]
First, if fuel injection is performed during the compression stroke when the engine is cold, the combustion state becomes unstable. Therefore, when the engine is cold, the fuel injection period QT is set so that fuel injection is performed in the intake stroke regardless of the level of the engine load.
[0084]
Further, in order to prevent the fuel from being injected during the fuel collision period Ta, the fuel injection period QT is set so as to avoid the fuel collision period Ta.
Further, in the present embodiment, as shown by the area A1 in FIG. 6B, when the engine load is low, the fuel injection period QT is set so that fuel injection is performed before the start of the fuel collision period Ta. Have been. Thereby, the time from the fuel injection end timing to the ignition timing at which the air-fuel mixture is ignited by the ignition plug 11 is ensured, and the time for vaporizing the fuel injected into the cylinder and the time for the air-fuel mixture to diffuse into the cylinder are ensured. Will be done.
[0085]
Further, in the present embodiment, the fuel injection period QT is set so that the fuel injection ends immediately before the start of the fuel collision period Ta when the fuel injection is started before the start of the fuel collision period Ta. As a result, the lift amount of the intake valve 12 becomes larger, fuel is injected until just before the start of a fuel collision period Ta in which a larger amount of air can be taken into the cylinder, and the fuel is appropriately stirred by the intake air. It has become to be.
[0086]
By the way, the period in which the fuel can be suitably injected has the following restrictions. For example, if the start time of the fuel injection is earlier than a certain time, the fuel injection period QT and the valve opening period of the exhaust valve 13 may overlap with each other, which may cause fuel blow-through. In the gasoline engine 1, the period before the injection start limit a shown in FIG. 6B is a period inappropriate for fuel injection for such a reason.
[0087]
There is also a similar restriction on the end timing of fuel injection. For example, if the end time of the fuel injection is later than a certain time, the time between the end time of the fuel injection and the ignition timing becomes short, and the time for fuel vaporization and the time for the mixture to diffuse into the cylinder become insufficient. . In the gasoline engine 1, the period after the injection end limit b shown in FIG. 6B is inappropriate for fuel injection for such a reason.
[0088]
On the other hand, as described above, in order to secure the time from fuel injection to ignition and to promote agitation of the fuel, the fuel injection period QT is such that the fuel is injected before the start of the fuel collision period Ta and the fuel is injected immediately before the start. Is desirably set so that the injection of the fuel is terminated. Thus, in the present embodiment, when the engine load is low, such a fuel injection period QT is set.
[0089]
However, when the engine load increases and the fuel injection amount becomes equal to or more than a predetermined value, it becomes difficult to inject all of the fuel only in the period between the injection start limit a and the start time of the fuel collision period Ta. . Therefore, in this embodiment, in such a case, as shown by regions A2 and A3 in FIG. 6B, the fuel injection period QT is divided into a period QT1 before the start of the fuel collision period Ta and a period after the end of the fuel collision period Ta. The “split injection” is performed in which the fuel is divided into two periods QT2 and the fuel is injected twice. When this split injection is performed, the sum of the period QT1 secured before the start of the fuel collision period Ta and the period QT2 secured after the end of the fuel collision period Ta becomes the fuel injection period QT according to the engine operating state. .
[0090]
Further, in the split injection, priority is given to the fuel injection in a period before the start of the fuel collision period Ta in which a longer period from the injection to the ignition can be secured.
Here, the fuel injection in the period QT1 is set to be completed immediately before the start of the fuel collision period Ta, and the fuel injection in the period QT2 is started immediately after the end of the fuel collision period Ta. Is set. Thus, while avoiding the fuel collision period Ta, the fuel injection is performed at a time when the lift amount of the intake valve 12 is larger and the amount of intake air to the cylinder is larger.
[0091]
Note that due to the structure of the fuel injection valve 35 and the like, the controllable minimum amount is determined for the amount of fuel that can be injected at one time. That is, the fuel injection period cannot be set shorter than a certain period (minimum injection period). Therefore, the period QT2 immediately after the transition from the region A1 to the region A2 in FIG. 6B with the increase in the engine load is set to the minimum injection period. In the transition from the region A1 to the region A2, the period QT1 immediately after the transition is shorter than the fuel injection period QT immediately before the transition so that the total amount of fuel injection changes without generating a step. The period is set to be shorter by the minimum injection period.
[0092]
The above is the details of the switching process of the fuel injection mode in the present embodiment. In this embodiment, when the engine is cold, the fuel injection period QT is set so as to avoid the fuel collision period Ta in which the fuel collides with the head portion 12a of the intake valve 12. Therefore, while the fuel is normally allowed to collide with the umbrella portion 12a of the intake valve 12 to clean the deposit, it is possible to avoid such fuel collision when the engine is cold. Therefore, it is possible to suppress deterioration of controllability of the fuel injection amount and coarsening of the fuel caused by the fuel adhering to the head portion 12a of the intake valve 12 having a low temperature.
[0093]
As described above, according to the fuel injection control device of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the in-cylinder injection type gasoline engine 1 according to the present embodiment, by injecting fuel within the fuel collision period Ta, the injected fuel collides with the intake valve 12, and Cleaning is performed. In such a gasoline engine 1, the ECU 50 sets the fuel injection period QT so as to avoid the fuel collision period Ta when the engine is cold. Therefore, when the engine is cold, in which the attached fuel is unlikely to evaporate, the fuel does not directly collide with the intake valve 12, and the amount of fuel remaining in the intake valve 12 can be reduced. Accordingly, it is possible to suppress deterioration of controllability of the fuel injection amount and coarsening of the fuel caused by such adhesion of the fuel to the intake valve 12, and to maintain favorable combustion even when the engine is cold. become.
[0094]
(2) In the present embodiment, when the fuel injection amount becomes equal to or more than the predetermined value, the ECU 50 sets the fuel injection period QT during the cold engine period to a period QT1 before the start of the fuel collision period Ta and a period after the end thereof. The period is set separately for the period QT2. As described above, there is a limit to the period during which fuel can be injected satisfactorily. If the injection start timing is too early or the injection end timing is too late, a good combustion state cannot be maintained. . In this regard, as described above, if the fuel injection period QT when the engine is cold is divided into a period QT1 before the start of the fuel collision period Ta and a period QT2 after the end, the intake air is increased even if the fuel injection amount increases. While avoiding collision of fuel with the valve 12, fuel injection can be performed within the period in which the fuel can be well injected.
[0095]
(3) Further, in the present embodiment, when the fuel injection amount is less than the predetermined value, the ECU 50 sets the fuel injection period QT when the engine is cold so that fuel is injected only before the start of the fuel collision period Ta. are doing. That is, if all the necessary fuel can be injected only before the start of the fuel collision period Ta, the fuel is injected there. In this way, by setting the period before the start of the fuel collision period Ta preferentially as the fuel injection period QT when the engine is cold, the injection necessary for vaporizing the injected fuel and diffusing the air-fuel mixture in the cylinder is made. It is easier to secure the time from the end to the ignition, and the combustion state when the engine is cold can be better maintained.
[0096]
(4) In the present embodiment, the ECU 50 sets the period QT1 to terminate the fuel injection immediately before the start of the fuel collision period Ta during the fuel injection in the period QT1 before the start of the fuel collision period Ta. ing. As a result, when the engine is cold, fuel is injected during a period in which the lift amount of the intake valve 12 is large as long as it is allowed, while avoiding the fuel collision period Ta. As a result, deterioration of fuel agitation due to intake air according to the setting of the fuel injection period QT is suppressed, and the combustion state when the engine is cold can be more favorably maintained.
[0097]
(5) Further, in the present embodiment, the ECU 50 sets the period QT2 for the fuel injection in the period QT2 after the end of the fuel collision period Ta such that the fuel injection is started immediately after the end of the fuel collision period Ta. You have set. In this manner, similarly to the above, deterioration of fuel agitation due to intake air according to the setting of the fuel injection period QT is suppressed, and the combustion state when the engine is cold can be more favorably maintained.
[0098]
(6) When the gasoline engine 1 is warmed up and the fuel injection is performed during the intake stroke, the fuel injection period QT and the fuel collision period Ta at least partially overlap. Therefore, when fuel injection is performed while the gasoline engine 1 is warmed up, the fuel injected from the fuel injection valve 35 surely collides with the head 12a of the intake valve 12. Therefore, the amount of deposit deposited on the head 12a of the intake valve 12 can be reliably reduced.
[0099]
(7) A plurality of ribs 12c are provided on the umbrella portion 12a of the intake valve 12. In particular, when the fuel injected from the fuel injection valve 35 collides with the umbrella portion 12a, the rotational force is applied to the intake valve 12. In order to provide them, the ribs 12c are provided so as to be curved so as to be concave with respect to the fuel injection direction. Therefore, when fuel collides with the head portion 12a of the intake valve 12, the intake valve 12 rotates and the entire surface of the head portion 12a can be cleaned.
[0100]
(Other embodiments)
Next, another embodiment that embodies the present invention will be described focusing on differences from the above embodiment.
[0101]
If the fuel collides with the intake valve 12 for cleaning the deposits deposited as described above, the liquid droplets of the fuel are split by the impact at the time of the collision, and the atomization of the fuel is promoted. Therefore, while the fuel is colliding with the intake valve 12, sufficient atomization of the fuel can be achieved without increasing the injection pressure of the fuel from the fuel injection valve 35 too much. That is, while the fuel is colliding with the intake valve 12, the fuel injection pressure can be set lower.
[0102]
On the other hand, if the fuel injection pressure is reduced, the load on the fuel supply system such as a fuel pump that pressurizes the fuel to the fuel injection valve 35 and feeds the fuel can be reduced, and the reliability of the fuel supply system can be improved. it can.
[0103]
Therefore, if the following fuel injection pressure control is performed in addition to the fuel injection control in the above embodiment, the load on the fuel supply system can be reduced while sufficiently atomizing the fuel.
[0104]
That is, during the fuel collision period Ta, the ECU 50 performs the fuel injection pressure control so as to decrease the fuel injection pressure as compared with the other times. Such adjustment of the injection pressure can be performed through control of a fuel pump that supplies fuel to the fuel injection valve 35 or a pressure control valve provided in the fuel supply pipe. The ECU 50 that performs such control is the above-described fuel injection pressure control means.
[0105]
At times other than when the engine is cold, that is, at the time of the normal injection, the fuel injection period QT may be set to be entirely within the fuel collision period Ta. In such a case, the fuel injection pressure is set to a lower value during the fuel injection during the fuel collision period Ta. Therefore, during the fuel collision period Ta in which the effect of atomizing the fuel by the collision with the intake valve 12 can be enjoyed, the fuel injection pressure is kept low, and the load on the fuel supply system can be reduced. On the other hand, during times other than the fuel collision period Ta in which the atomization effect due to such collision cannot be enjoyed, the fuel injection pressure is set high, thereby reducing the particle size of the fuel spray. Accordingly, unnecessary fuel injection system load can be omitted while sufficiently atomizing the fuel. Incidentally, when the fuel injection period QT is set so as to straddle the fuel collision period Ta and other periods, the fuel injection pressure is set to a higher value before the start of the fuel collision period Ta, It is reduced to a lower value at the start of the fuel collision period Ta. Then, at the end of the fuel collision period Ta, the fuel injection pressure returns to a higher value.
[0106]
On the other hand, when the engine is cold, since the fuel injection period QT is set so as to avoid the fuel collision period Ta as described above, the fuel injection pressure is always set to a higher value.
[0107]
Further, the above-described fuel injection pressure control may be performed with the following changes.
(A) When the fuel injection period QT is set so as to overlap at least a part of the fuel collision period Ta, the fuel injection is performed as compared with when the fuel injection period QT is set so as to avoid the fuel collision period Ta. The fuel injection pressure control is performed so as to reduce the pressure.
[0108]
In this case, in the region A of FIG. 6A, the fuel is injected at a lower fuel injection pressure than in the other cases, that is, when the engine is cold when the fuel injection period QT is set so as to avoid the fuel collision period Ta. It will be injected. Thereby, the load on the fuel supply system in the region A can be reduced. In the region A, since at least a part of the fuel injection period QT is within the fuel collision period Ta, the fuel can be atomized by the collision with the intake valve 12.
[0109]
However, in this case, when the fuel injection period QT is set so as to straddle the fuel collision period Ta and other periods, the fuel may be injected at a lower injection pressure other than during the fuel collision period Ta. In addition, the effect of promoting atomization is limited as compared with the above-described fuel injection pressure control. However, according to such fuel injection pressure control, it is not necessary to change the fuel injection pressure during fuel injection, and an advanced fuel injection pressure adjustment device that allows such a change is not required, and can be realized with a simpler configuration. is there. Also, the control of the fuel injection pressure is easier.
[0110]
(B) When the engine is not cold, the fuel injection pressure control is performed so as to reduce the fuel injection pressure as compared to when the engine is cold.
In this case, the fuel injection period QT is set so as to avoid the fuel collision period Ta as described above, and when the engine is cold during which the atomization of fuel due to the collision cannot be enjoyed at all, the fuel is injected at a higher fuel injection pressure. Will be injected. On the other hand, at the time of normal injection in which the fuel can be atomized by collision, fuel is injected at a lower fuel injection pressure. Therefore, also in this case, it is possible to realize fuel injection pressure control that can reduce the load on the fuel supply system with a simpler configuration. In this case, since the fuel injection pressure is changed depending on whether the engine is cold or not, the control is further facilitated.
[0111]
Furthermore, each embodiment described above can be modified and implemented as follows.
In the above embodiment, the rib 12c is provided on the head portion 12a of the intake valve 12. However, according to the fuel injection control device according to the above embodiment, even if the intake valve is not provided with the rib 12c, It is possible to avoid the above-described problem when the engine 1 is cold.
[0112]
In the above embodiment, the fuel injection before the fuel collision period Ta is prioritized. However, the present invention is not limited to this, and the fuel injection after the fuel collision period Ta is prioritized, The fuel injection may be performed substantially equally before and after the collision period Ta. Also in this case, it is possible to avoid occurrence of the above-described problem when the gasoline engine 1 is cold.
[0113]
In the above-described embodiment, the configuration in which the fuel collides with the intake valve 12 and the cleaning is performed has been described. It is, of course, possible to apply the control in a similar or similar manner.
[0114]
In the above embodiment, the fuel injection control device according to the present invention is applied to the gasoline engine 1. However, the internal combustion engine to be applied is not limited to the gasoline engine 1 at all, and the fuel injection control device according to the embodiment can be applied to other in-cylinder injection type internal combustion engines, for example, a diesel engine. . Also in this case, it is possible to obtain the operation and effect according to the above embodiment.
[0115]
In addition, technical ideas that can be grasped from each of the above embodiments or modifications thereof will be described below together with their effects.
(A) In the fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 14, a plurality of ribs radially formed from a coaxial portion are formed on an umbrella portion on a shaft portion side of the intake valve. The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine, wherein the rib is provided so as to be concave with respect to the injection direction of the fuel injected from the fuel injection valve.
[0116]
According to this configuration, when fuel collides with the head of the intake valve, the intake valve is easily rotated, and the entire head can be cleaned with the fuel.
(B) In the fuel injection control apparatus for a direct injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 14, the injection period setting means sets a fuel injection period in an intake stroke injection. A fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a gasoline engine to which a fuel injection control device is applied according to an embodiment of the present invention, and a peripheral configuration thereof.
FIG. 2 is a sectional view showing a partial sectional structure of the gasoline engine.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a change in a lift amount of an intake valve and a fuel collision period Ta.
FIG. 4 is a diagram showing both a planar structure and a side structure of the intake valve according to the embodiment.
FIG. 5 is a flowchart of a switching process of an injection mode according to the embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating a control example of a switching process of the injection mode.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gasoline engine, 2 ... Cylinder block, 3 ... Cylinder head, 4 ... Cylinder, 5 ... Piston, 6 ... Connecting rod, 7 ... Crankshaft, 8 ... Combustion chamber, 9 ... Intake port, 10 ... Exhaust port, 11 ... Ignition Plug, 12 ... intake valve, 12a ... head, 12b ... shaft, 12c ... rib, 13 ... exhaust valve, 14 ... timing belt, 15 ... intake side timing pulley, 16 ... exhaust side timing pulley, 17 ... intake side camshaft 18 exhaust camshaft, 20 intake passage, 21 crankcase, 22 actuator, 23 throttle valve, 30 exhaust passage, 35 fuel injection valve, 41 crank angle sensor, 42 cam angle sensor, 44: throttle opening sensor, 45: air flow meter, 46: water temperature sensor, 50: control unit (ECU), 60: exhaust gas Ring device (EGR device), 61 EGR passage, 62 EGR valve, 70 blow-by gas recirculation device, 71 control valve, 72 gas recirculation passage, 73 fresh air passage, M1 calculation map for normal injection, M2 … Calculation map for cold injection.

Claims (14)

所定の燃料衝突期間内に燃料を噴射することで、その噴射された燃料を機関バルブに衝突させる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
機関冷間時には、前記燃料衝突期間を避けるように燃料噴射期間を設定する噴射期間設定手段を備える
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
By injecting fuel within a predetermined fuel collision period, in a fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine that causes the injected fuel to collide with an engine valve,
A fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine, comprising: injection period setting means for setting a fuel injection period so as to avoid the fuel collision period when the engine is cold.
前記噴射期間設定手段は、前記燃料衝突期間の開始前の期間を優先的に前記機関冷間時の燃料噴射期間として設定する請求項1に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。2. The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to claim 1, wherein the injection period setting means preferentially sets a period before the start of the fuel collision period as the fuel injection period when the engine is cold. 前記噴射期間設定手段は、燃料噴射量が所定値未満のときには前記燃料衝突期間の開始前のみに燃料が噴射されるように前記機関冷間時の燃料噴射期間を設定し、燃料噴射量が所定値以上のときには前記燃料衝突期間の開始前の期間と終了後の期間とに分割して燃料が噴射されるように前記機関冷間時の燃料噴射期間を設定する請求項1に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。The injection period setting means sets the fuel injection period when the engine is cold so that fuel is injected only before the start of the fuel collision period when the fuel injection amount is less than a predetermined value, and the fuel injection amount is set to a predetermined value. The in-cylinder according to claim 1, wherein when the value is equal to or more than the value, the fuel injection period at the time of engine cold is set so that fuel is injected separately into a period before the start of the fuel collision period and a period after the end of the fuel collision period. A fuel injection control device for an injection type internal combustion engine. 前記噴射期間設定手段は、前記機関冷間時の燃料噴射期間を、前記燃料衝突期間の開始前の期間とその終了後の期間とに分割して設定する請求項1または2に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。3. The in-cylinder according to claim 1, wherein the injection period setting unit sets the fuel injection period when the engine is cold, divided into a period before the start of the fuel collision period and a period after the end of the fuel collision period. 4. A fuel injection control device for an injection type internal combustion engine. 前記噴射期間設定手段は、前記燃料衝突期間の開始前の期間に燃料を噴射させるときには、該燃料衝突期間の開始直前にその燃料の噴射を終了させるように前記機関冷間時の燃料噴射期間を設定する請求項1〜4のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。When injecting fuel during a period before the start of the fuel collision period, the injection period setting means sets the fuel injection period at the time of engine cold so as to end the injection of the fuel immediately before the start of the fuel collision period. The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injection control device is set. 前記噴射期間設定手段は、前記燃料衝突期間の終了後の期間に燃料を噴射させるときには、該燃料衝突期間の終了直後にその燃料の噴射を開始させるように前記機関冷間時の燃料噴射期間を設定する請求項1〜5のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。When injecting fuel during a period after the end of the fuel collision period, the injection period setting means sets the fuel injection period at the time of engine cold so as to start injection of the fuel immediately after the end of the fuel collision period. A fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, which is set. 前記噴射期間設定手段は、機関冷間時でないときには、前記燃料衝突期間の少なくとも一部に重なるように燃料噴射期間を設定する請求項1〜6のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。The cylinder injection type internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the injection period setting means sets the fuel injection period so as to overlap at least a part of the fuel collision period when the engine is not cold. Fuel injection control device. 所定の燃料衝突期間内に燃料を噴射することで、その噴射された燃料を機関バルブに衝突させる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記燃料衝突期間の少なくとも一部に重なるように燃料噴射期間を設定するための第1の演算マップと、前記燃料衝突期間を避けるように燃料噴射期間を設定するための第2の演算マップとを機関運転状況に応じて切り替えて吸気行程噴射での燃料噴射期間を設定する噴射期間設定手段を備える
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
By injecting fuel within a predetermined fuel collision period, in a fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine that causes the injected fuel to collide with an engine valve,
A first calculation map for setting a fuel injection period so as to overlap at least a part of the fuel collision period, and a second calculation map for setting a fuel injection period so as to avoid the fuel collision period. A fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine, comprising: an injection period setting means for setting a fuel injection period in an intake stroke injection by switching according to an engine operating condition.
前記第2の演算マップは、燃料噴射量が所定値未満のときには前記燃料衝突期間の開始前のみに燃料が噴射されるように燃料噴射期間が設定され、燃料噴射量が所定値以上のときには前記燃料衝突期間の開始前の期間と終了後の期間とに分割して燃料が噴射されるように燃料噴射期間が設定されるように構成されている請求項8に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。The second operation map is configured such that the fuel injection period is set so that fuel is injected only before the start of the fuel collision period when the fuel injection amount is less than a predetermined value, and when the fuel injection amount is equal to or more than a predetermined value, 9. The direct injection internal combustion engine according to claim 8, wherein the fuel injection period is set so that fuel is injected separately into a period before the start of the fuel collision period and a period after the end of the fuel collision period. Fuel injection control device. 前記噴射期間設定手段は、機関冷間時には、前記第2の演算マップを使用して燃料噴射期間を設定し、機関冷間時以外には、前記第1の演算マップを使用して燃料噴射期間を設定する請求項8または9に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。The injection period setting means sets the fuel injection period using the second operation map when the engine is cold, and uses the first operation map other than when the engine is cold for the fuel injection period. The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to claim 8 or 9, wherein: 請求項1〜7のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
機関冷間時でないときには、機関冷間時に比して燃料噴射圧を低下させる噴射圧制御手段を更に備える
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7,
A fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine, further comprising an injection pressure control means for reducing the fuel injection pressure when the engine is not cold compared to when the engine is cold.
請求項1〜10のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記燃料衝突期間内には、それ以外の時期に比して燃料噴射圧を低下させる噴射圧制御手段を更に備える
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10,
A fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine, further comprising an injection pressure control means for reducing the fuel injection pressure during the fuel collision period as compared to other times.
請求項1〜10のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記燃料衝突期間の少なくとも一部に重なるように燃料噴射期間が設定されているときには、該燃料衝突期間を避けるように燃料噴射期間が設定されているときに比して燃料噴射圧を低下させる噴射圧制御手段を更に備える
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10,
When the fuel injection period is set so as to overlap at least a part of the fuel collision period, the injection for reducing the fuel injection pressure as compared with when the fuel injection period is set so as to avoid the fuel collision period. A fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine, further comprising pressure control means.
前記燃料衝突期間は、前記機関バルブのリフト量が最大となる時期の近傍の期間である請求項1〜13のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。14. The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel collision period is a period near a time when a lift amount of the engine valve is maximized.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007247425A (en) * 2006-03-14 2007-09-27 Nissan Motor Co Ltd Deposit cleaning device of internal combustion engine
JP2009079581A (en) * 2007-09-27 2009-04-16 Toyota Motor Corp Fuel injection timing control device of piston reciprocating type internal combustion engine
EP2270324A3 (en) * 2009-06-30 2013-12-18 Nissan Motor Co., Ltd. Control device for internal combustion engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007247425A (en) * 2006-03-14 2007-09-27 Nissan Motor Co Ltd Deposit cleaning device of internal combustion engine
JP2009079581A (en) * 2007-09-27 2009-04-16 Toyota Motor Corp Fuel injection timing control device of piston reciprocating type internal combustion engine
EP2270324A3 (en) * 2009-06-30 2013-12-18 Nissan Motor Co., Ltd. Control device for internal combustion engine
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