JP2007032355A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3094—Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
Abstract
Description
本発明は、筒内に向けて燃料を噴射する第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）と吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射する第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）とを備えたエンジンの制御装置に関し、特に、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段との分担比率を決定する技術に関する。 The present invention provides first fuel injection means (in-cylinder injector) for injecting fuel into the cylinder and second fuel injection means (intake passage injection) for injecting fuel into the intake passage or intake port. In particular, the present invention relates to a technique for determining a sharing ratio between a first fuel injection unit and a second fuel injection unit.
機関吸気通路内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射弁（背景技術においては、吸気通路噴射用インジェクタ）と、機関燃焼室内に常時燃料を噴射するための第２の燃料噴射弁（背景技術においては、筒内噴射用インジェクタ）とを具備し、機関負荷が予め定められた設定負荷よりも低いときには第１燃料噴射弁（吸気通路噴射用インジェクタ）からの燃料噴射を停止すると共に機関負荷が設定負荷よりも高いときには第１燃料噴射弁（吸気通路噴射用インジェクタ）から燃料を噴射するようにしたエンジンが公知である。
また、このようなエンジンにおいて、成層燃焼と均質燃焼とをエンジンの運転状態に応じて切換えるようにしたエンジンが公知である。成層燃焼とは、圧縮行程中に筒内噴射用インジェクタから燃料を噴射して点火プラグ周辺に集中的に層状の混合気を形成して、燃料を希薄燃焼させる。均質燃焼とは、燃焼室内に燃料を拡散させて均質の混合気を形成して、燃料を燃焼させる。
公報（特許文献１）は、成層燃焼および均質燃焼を運転状態により切換えるエンジンであって、燃焼室内に直接燃料を噴射する主燃料噴射弁と各気筒の吸気ポートに燃料を噴射する副燃料噴射弁とを有するエンジンの燃料噴射制御装置を開示する。このエンジンの燃料噴射制御装置は、成層燃焼と均質燃焼とを運転状態に応じて切換えるエンジンの制御装置であって、燃焼室内に直接燃料を噴射する主燃料噴射弁を設けると共に、各気筒の吸気ポートに燃料を噴射する副燃料噴射弁を設け、主燃料噴射弁と副燃料噴射弁の燃料噴射量の分担率を、エンジン運転状態に基づいて可変に設定することを特徴とする。
このエンジンの燃料噴射制御装置によると、成層燃焼は、主燃料噴射弁から燃焼室内に直接噴射する燃料のみで賄い、均質燃焼を主燃料噴射弁と副燃料噴射弁とを併用（場合によっては副燃料噴射弁のみの使用も可能）することで、高出力エンジンであっても主燃料噴射弁の容量を小さく押さえることができ、以って、アイドルなどの低負荷領域での主燃料噴射弁の噴射期間−噴射量特性のリニアリティが高められ、噴射量制御精度の向上により、成層燃焼を良好に維持でき、アイドルなど低負荷運転の安定性が向上する。均質燃焼時に主燃料噴射弁と副燃料噴射弁とを併用して、直接燃料噴射の利点と、吸気ポート噴射の利点とを活かすことにより、均質燃焼も良好に維持できる。
Further, in such an engine, an engine in which stratified combustion and homogeneous combustion are switched in accordance with the operating state of the engine is known. In stratified combustion, fuel is injected from an in-cylinder injector during a compression stroke, and a stratified mixture is intensively formed around the spark plug to cause lean combustion of the fuel. In homogeneous combustion, fuel is diffused in the combustion chamber to form a homogeneous mixture, and the fuel is combusted.
The publication (Patent Document 1) is an engine that switches between stratified combustion and homogeneous combustion depending on the operating state, and a main fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber and a sub fuel injection valve that injects fuel into the intake port of each cylinder. A fuel injection control device for an engine is disclosed. The engine fuel injection control device is an engine control device that switches between stratified combustion and homogeneous combustion in accordance with an operating state, and includes a main fuel injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber, and an intake air for each cylinder. An auxiliary fuel injection valve for injecting fuel is provided in the port, and the share ratio of the fuel injection amount between the main fuel injection valve and the auxiliary fuel injection valve is variably set based on the engine operating state.
According to the fuel injection control device of this engine, stratified combustion is provided only by the fuel directly injected from the main fuel injection valve into the combustion chamber, and homogeneous combustion is performed using both the main fuel injection valve and the auxiliary fuel injection valve (in some cases, the auxiliary fuel injection valve is used). It is possible to use only the fuel injection valve), so that the capacity of the main fuel injection valve can be kept small even in a high-power engine. The linearity of the injection period-injection amount characteristic is improved, and the improvement of the injection amount control accuracy can maintain the stratified combustion well, and the stability of low load operation such as idling is improved. By using the main fuel injection valve and the auxiliary fuel injection valve in combination during homogeneous combustion and taking advantage of the advantages of direct fuel injection and intake port injection, homogeneous combustion can be maintained well.
特許文献１に開示されたエンジンの燃料噴射制御装置においては、成層燃焼と均質燃焼とを使い分けているため、点火制御、噴射制御、スロットル制御が複雑になり、それぞれの燃焼形態に応じた制御プログラムが必要になる。特に、この燃焼形態の切換時には、これらの制御を大きく変更する必要があり、過渡時に良好な制御（燃費、排気浄化性能）を実現することが難しい。また、希薄燃焼となる成層燃焼領域においては三元触媒が機能しないのでリーンＮＯｘ触媒を用いなければならないが、コストアップとなる。
このような観点から、成層燃焼と均質燃焼との切換時の制御が必要でなく、高コストのリーンＮＯｘ触媒の必要もない、成層燃焼を行なわず、全域において均質燃焼を行なう筒内噴射用インジェクタのみを備えた直噴エンジンが開発された。
しかしながら、このような直噴エンジンにおいては、筒内噴射用インジェクタのみで全域における均質燃焼を行なうので、エンジン低回転、高負荷時においては均質度が低くトルク変動が大きくなる可能性がある。なお、上述した特許文献１においては、均質燃焼が行なわれる領域ではエンジン出力（回転数、負荷）の増大に応じて吸気ポートに燃料を噴射する副燃料噴射弁の分担率が増大するように設定されているという開示しかなく、上述した問題点の解決策にならない。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、筒内に燃料を噴射する第１の燃料噴射手段と吸気通路に燃料を噴射する第２の燃料噴射手段とで噴射燃料を分担するエンジンにおいて、成層燃焼と均質燃焼との組合せによる問題も、直噴エンジンにおける均質燃焼の問題も解決できる、エンジンの制御装置を提供することである。
In the engine fuel injection control device disclosed in Patent Document 1, since stratified combustion and homogeneous combustion are selectively used, ignition control, injection control, and throttle control become complicated, and a control program corresponding to each combustion mode Is required. In particular, at the time of switching the combustion mode, it is necessary to greatly change these controls, and it is difficult to realize good control (fuel consumption, exhaust purification performance) at the time of transition. In addition, since the three-way catalyst does not function in the stratified combustion region where lean combustion is performed, a lean NOx catalyst must be used, but the cost increases.
From this point of view, there is no need for control during switching between stratified combustion and homogeneous combustion, and there is no need for a high-cost lean NOx catalyst. In-cylinder injector that performs homogeneous combustion throughout the entire region without stratified combustion A direct-injection engine equipped only with
However, in such a direct injection engine, homogeneous combustion is performed in the entire region using only the in-cylinder injector, and therefore, there is a possibility that the degree of homogeneity is low and torque fluctuation is large at low engine speed and high load. In Patent Document 1 described above, in a region where homogeneous combustion is performed, the share ratio of the auxiliary fuel injection valve that injects fuel into the intake port is increased in accordance with an increase in engine output (rotation speed, load). There is only a disclosure that it is done, and it does not become a solution to the above-mentioned problems.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object the first fuel injection means for injecting fuel into the cylinder and the second fuel injection means for injecting fuel into the intake passage. And an engine control apparatus that can solve the problem of the combination of stratified combustion and homogeneous combustion and the problem of homogeneous combustion in a direct injection engine.
筒内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段とを備えたエンジンの制御装置であって、前記エンジンが通常運転状態であるか否かを判断するための判断手段と、前記判断手段によって通常運転状態であると判断された場合には、前記エンジンは均質燃焼のみを行なうように、前記エンジンの運転状態に対応させた情報に基づいて、前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段とを制御するための制御手段とを含み、前記情報は、予め定められた高エンジン回転数領域では第１の燃料噴射手段のみが使用される情報であり、かつ、予め定められた低エンジン負荷領域では第１の燃料噴射手段のみが使用される情報であり、かつ、前記予め定められた低エンジン負荷領域以上であって、かつ、前記予め定められた高エンジン回転数領域以下の所定の領域では前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段の双方が使用される領域を有する情報を含み、前記情報に基づいて、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。
筒内へ直接燃料を噴射する場合は、燃料の気化潜熱によって筒内の温度を下げることができ、それに伴い筒内の充填効率が大きくなる。よって、吸気通路内へ燃料を噴射する場合に比べて、筒内へ直接燃料を噴射した場合は高いエンジン出力特性を得ることができる。しかしながら、エンジンの回転数が低い場合は燃料の均質性が悪くなり、反対に筒内へ直接燃料を噴射した場合の方がエンジン出力特性は悪くなる傾向にある。また、長時間吸気通路内にのみ燃料を噴射し、筒内への燃料の供給を停止すると、筒内燃料噴射手段が高熱にさらされ筒内燃料噴射手段にデポジットが付着すると言った虞がある。そのため、エンジンを最適状態で運転するためには、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段とをエンジンの運転領域によって最適に使い分ける必要がある。
そこで、第１の発明では高エンジン回転数領域のような均質性が比較的高い領域では第１の燃料噴射手段のみにより筒内へ燃料を噴射することにより、均質性を保ちながら高いエンジン出力特性を得ることができる。また、低エンジン負荷領域のような要求燃料噴射量が小さい領域では、第１の燃料噴射手段および第２の燃料噴射手段の双方で燃料を噴射すると、最小燃料噴射量が大きくなり、要求燃料噴射量を満たすことができなくなる虞がある（双方の燃料噴射手段で燃料を噴射する場合の最小燃料噴射量は各燃料噴射手段の最小燃料噴射量の合計となるため、一方の燃料噴射手段のみで燃料を噴射する場合よりも最小燃料噴射量は大きくなる）。そこで、第１の燃料噴射手段または第２の燃料噴射手段のどちらか一方のみによって燃料を供給することが考えられるが、上述したように吸気通路内に燃料を供給する第２の燃料噴射手段によってのみ燃料を供給すると、第１の燃料噴射手段へデポジットが堆積しやすくなるため、本発明では第１の燃料噴射手段のみにより筒内へ燃料を噴射することにより、デポジットの堆積を抑制することができる。更に、低エンジン負荷領域以上であって、かつ、高エンジン回転数領域以下の所定の領域では、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段の双方から燃料を噴射する領域を含むため、均質性およびエンジン出力特性を最適化することができる。このように、各領域で各燃料噴射手段を最適に使い分けることにより、エンジンを最適状態で運転することが可能となる。
第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、前記所定の領域では、高エンジン回転数側に移行するにつれて前記第１の燃料噴射手段の分担比率が前記第２の燃料噴射手段との分担比率より大きくなる領域を有する情報である。
燃料の均質性は高回転数側の領域になるほど良くなる傾向にある。上途したように、均質性が良ければ、筒内へ直接燃料を供給した方がエンジン出力特性は良くなる。よって、第２の発明によれば、高回転領域側へ移行するにつれて第２の燃料噴射手段の分担比率を大とすることで、均質性を保ちながらエンジン出力特性を良好にすることができる。
第３の発明に係る制御装置においては、第１、２のいずれかの発明の構成に加えて前記所定の領域では、高エンジン負荷側に移行するにつれて前記第１の燃料噴射手段の分担比率が前記第２の燃料噴射手段との分担比率より小さくなる領域を有する情報である。
燃料の均質性を考えると、エンジン負荷が高いほど燃料噴射量が多くなるため、均質性は悪くなる。よって、第３の発明に係る制御装置においては、高エンジン負荷側へ移行するにつれて吸気通路へ燃料を噴射する第２の燃料噴射手段の分担比率を大きくすることによって、均質性を良好にすることができ、エンジン出力特性の悪化を防止することができる。
第４の発明に係る制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、前記所定の領域内の高エンジン負荷かつ高エンジン回転数の領域では第１の燃料噴射手段のみが使用される情報を含む。
第６の発明に係る制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、前記判断手段は、アイドル時の触媒暖機時は前記エンジンが通常運転状態ではないと判断するための手段を含み、
アイドル時の触媒暖機時は、前記制御装置は成層燃焼を行なうように、前記第１の燃料噴射手段および前記第２の燃料噴射手段を制御する。
第６の発明によると、触媒暖気中は成層燃焼することにより触媒暖機を促進しつつ、通常運転状態である他の領域では均質燃焼とするため、制御を複雑化させることはない。
なお、ここでいう成層燃焼には、成層燃焼と以下に示す弱成層燃焼の双方を含むものである。弱成層燃焼とは、吸気通路噴射用インジェクタを吸気行程で燃料噴射して燃焼室全体にリーンで均質な混合気を生成して、さらに筒内噴射用インジェクタを圧縮行程で燃料噴射して点火プラグ周りにリッチな混合気を生成して、燃焼状態の向上を図るものである。このような弱成層燃焼は触媒暖気時に好ましい。これは、以下の理由による。すなわち、触媒暖気時には高温の燃焼ガスを触媒に到達させるために点火時期を大幅に遅角させ、かつ良好な燃焼状態（アイドル状態）を維持する必要がある。また、ある程度の燃料量を供給する必要がある。これを成層燃焼で行なおうとしても燃料量が少ないという問題があり、これを均質燃焼で行なおうとしても良好な燃焼を維持するために遅角量が成層燃焼に比べて小さいという問題がある。このような観点から、上述した弱成層燃焼を触媒暖気時に用いることが好ましいが、成層燃焼および弱成層燃焼のいずれであっても構わない。
第９の発明に係る制御装置においては、第１〜８のいずれかの発明の構成に加えて、情報は、エンジンの回転数と負荷率とにより規定される、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段との分担比率を表わす情報を含む。
第９の発明によると、エンジンの回転数と負荷率とにより筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとの燃料噴射量の分担率を定めておいて、いずれの回転数および負荷率においても、通常運転時には均質燃焼を実現させることができる。
第１０の発明に係る制御装置においては、第１〜９のいずれかの発明の構成に加えて、第１の燃料噴射手段は、筒内噴射用インジェクタであって、第２の燃料噴射手段は、吸気通路用インジェクタである。
第１０の発明によると、第１の燃料噴射手段である筒内噴射用インジェクタと第２の燃料噴射手段である吸気通路噴射用インジェクタとを別個に設けて噴射燃料を分担するエンジンにおいて、成層燃焼と均質燃焼との組合せによる問題も、直噴エンジンにおける均質燃焼の問題も解決できる、エンジンの制御装置を提供することができる。
An engine control device comprising a first fuel injection means for injecting fuel into a cylinder and a second fuel injection means for injecting fuel into an intake passage, wherein the engine is in a normal operation state And a determination means for determining whether or not the engine is in a normal operation state by the determination means, the engine is adapted to the operation state of the engine so as to perform only homogeneous combustion. Control means for controlling the first fuel injection means and the second fuel injection means based on the information, and the information is the first in the predetermined high engine speed range. It is information that only the fuel injection means is used, and is information that only the first fuel injection means is used in the predetermined low engine load region, and is equal to or higher than the predetermined low engine load region. so And a predetermined region below the predetermined high engine speed region includes information including a region where both the first fuel injection unit and the second fuel injection unit are used, Means for controlling the fuel injection means based on the information are included.
When fuel is directly injected into the cylinder, the temperature in the cylinder can be lowered by the latent heat of vaporization of the fuel, and the charging efficiency in the cylinder increases accordingly. Therefore, a higher engine output characteristic can be obtained when fuel is directly injected into the cylinder than when fuel is injected into the intake passage. However, when the engine speed is low, the homogeneity of the fuel is poor, and conversely, when the fuel is directly injected into the cylinder, the engine output characteristics tend to be poor. Further, if the fuel is injected only into the intake passage for a long time and the supply of fuel into the cylinder is stopped, the in-cylinder fuel injection means is exposed to high heat and deposits may adhere to the in-cylinder fuel injection means. . Therefore, in order to operate the engine in the optimum state, it is necessary to optimally use the first fuel injection means and the second fuel injection means depending on the operation region of the engine.
Therefore, in the first invention, in a region where the homogeneity is relatively high, such as a high engine speed region, the fuel is injected into the cylinder only by the first fuel injection means, thereby maintaining high engine output characteristics while maintaining homogeneity. Can be obtained. Further, in a region where the required fuel injection amount is small, such as a low engine load region, when fuel is injected by both the first fuel injection means and the second fuel injection means, the minimum fuel injection amount increases, and the required fuel injection amount increases. The minimum fuel injection amount when fuel is injected by both fuel injection means is the sum of the minimum fuel injection amounts of the respective fuel injection means. The minimum fuel injection amount is larger than that in the case of injecting fuel). Therefore, it is conceivable to supply the fuel only by either the first fuel injection means or the second fuel injection means, but as described above, the second fuel injection means for supplying the fuel into the intake passage. When only the fuel is supplied, deposits are easily deposited on the first fuel injection means. Therefore, in the present invention, it is possible to suppress the deposit accumulation by injecting the fuel into the cylinder only by the first fuel injection means. it can. Further, the predetermined region that is equal to or higher than the low engine load region and equal to or lower than the high engine speed region includes a region where fuel is injected from both the first fuel injection unit and the second fuel injection unit. Homogeneity and engine power characteristics can be optimized. As described above, the engine can be operated in an optimum state by optimally using each fuel injection means in each region.
In the control device according to the second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect, in the predetermined region, the share ratio of the first fuel injection means increases as the engine speed shifts to the high engine speed side. It is information which has the area | region which becomes larger than a share ratio with the fuel-injection means.
The homogeneity of the fuel tends to improve as the region on the higher speed side becomes higher. As described above, if the homogeneity is good, the engine output characteristics will be better if the fuel is supplied directly into the cylinder. Therefore, according to the second aspect of the present invention, the engine output characteristics can be improved while maintaining homogeneity by increasing the share ratio of the second fuel injection means as it shifts to the high rotation region side.
In the control device according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first and second aspects, in the predetermined region, the share ratio of the first fuel injection means increases as the engine shifts to the high engine load side. This is information having a region smaller than a share ratio with the second fuel injection means.
Considering the homogeneity of the fuel, the fuel injection amount increases as the engine load increases, so the homogeneity deteriorates. Therefore, in the control device according to the third aspect of the invention, the homogeneity is improved by increasing the share ratio of the second fuel injection means that injects fuel into the intake passage as it shifts to the high engine load side. And deterioration of engine output characteristics can be prevented.
In the control device according to the fourth invention, in addition to the configuration of any one of the first to third inventions, only the first fuel injection means is provided in the region of high engine load and high engine speed in the predetermined region. Contains information used.
In the control device according to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any one of the first to fifth aspects, the determination means determines that the engine is not in a normal operation state when the catalyst is warmed up during idling. Means for
When the catalyst is warmed up during idling, the control device controls the first fuel injection means and the second fuel injection means so as to perform stratified combustion.
According to the sixth aspect of the invention, the catalyst warm-up is promoted by stratified combustion during the warm-up of the catalyst, and the homogeneous combustion is performed in other regions in the normal operation state, so that the control is not complicated.
The stratified combustion referred to here includes both stratified combustion and weak stratified combustion described below. Weak stratified combustion is an ignition plug in which an injector for injecting the intake passage is injected with fuel in the intake stroke to produce a lean and homogeneous mixture in the entire combustion chamber, and a fuel is injected into the in-cylinder injector in the compression stroke. A rich air-fuel mixture is generated around and the combustion state is improved. Such weak stratified combustion is preferable when the catalyst is warmed up. This is due to the following reason. That is, it is necessary to significantly retard the ignition timing and maintain a good combustion state (idle state) in order to allow high-temperature combustion gas to reach the catalyst during catalyst warm-up. Moreover, it is necessary to supply a certain amount of fuel. Even if this is done by stratified combustion, there is a problem that the amount of fuel is small, and even if this is done by homogeneous combustion, there is a problem that the retard amount is small compared to stratified combustion in order to maintain good combustion. is there. From such a viewpoint, it is preferable to use the above-described weak stratified combustion at the time of warming up the catalyst, but either stratified combustion or weak stratified combustion may be used.
In the control device according to the ninth invention, in addition to the configuration of any one of the first to eighth inventions, the information is defined by the engine speed and the load factor, and the first fuel injection means and the first The information which shows the share ratio with 2 fuel-injection means is included.
According to the ninth aspect of the invention, the share ratio of the fuel injection amount between the in-cylinder injector and the intake manifold injector is determined by the engine speed and the load factor, and at any engine speed and load factor. In normal operation, homogeneous combustion can be realized.
In the control device according to the tenth invention, in addition to the configuration of any one of the first to ninth inventions, the first fuel injection means is an in-cylinder injector, and the second fuel injection means is An intake passage injector.
According to the tenth aspect of the present invention, in the engine in which the in-cylinder injector as the first fuel injection means and the intake passage injection injector as the second fuel injection means are separately provided to share the injected fuel, stratified combustion Therefore, it is possible to provide an engine control apparatus that can solve the problem caused by the combination of homogeneous combustion and homogeneous combustion as well as the problem of homogeneous combustion in a direct injection engine.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図１に、本発明の実施の形態に係るエンジンの制御装置であるエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）で制御されるエンジンシステムの概略構成図を示す。なお、図１には、エンジンとして直列４気筒ガソリンエンジンを示すが、本発明はこのようなエンジンに限定されるものではない。 FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an engine system controlled by an engine ECU (Electronic Control Unit) which is an engine control apparatus according to an embodiment of the present invention. Although FIG. 1 shows an in-line four-cylinder gasoline engine as the engine, the present invention is not limited to such an engine.
図１に示すように、エンジン１０は、４つの気筒１１２を備え、各気筒１１２はそれぞれ対応するインテークマニホールド２０を介して共通のサージタンク３０に接続されている。サージタンク３０は、吸気ダクト４０を介してエアクリーナ５０に接続され、吸気ダクト４０内にはエアフローメータ４２が配置されるとともに、電動モータ６０によって駆動されるスロットルバルブ７０が配置されている。このスロットルバルブ７０は、アクセルペダル１００とは独立してエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００の出力信号に基づいてその開度が制御される。一方、各気筒１１２は共通のエキゾーストマニホールド８０に連結され、このエキゾーストマニホールド８０は三元触媒コンバータ９０に連結されている。
各気筒１１２に対しては、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ１１０と、吸気ポートまたは／および吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタ１２０とがそれぞれ設けられている。これらインジェクタ１１０、１２０はエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいてそれぞれ制御される。また、各気筒内噴射用インジェクタ１１０は共通の燃料分配管１３０に接続されており、この燃料分配管１３０は燃料分配管１３０に向けて流通可能な逆止弁１４０を介して、機関駆動式の高圧燃料ポンプ１５０に接続されている。なお、本実施の形態においては、２つのインジェクタが別個に設けられたエンジンについて説明するが、本発明はこのようなエンジンに限定されない。たとえば、筒内噴射機能と吸気通路噴射機能とを併せ持つような１個のインジェクタを有するエンジンであってもよい。
As shown in FIG. 1, the engine 10 includes four cylinders 112, and each cylinder 112 is connected to a common surge tank 30 via a corresponding intake manifold 20. The surge tank 30 is connected to an air cleaner 50 via an intake duct 40, an air flow meter 42 is disposed in the intake duct 40, and a throttle valve 70 driven by an electric motor 60 is disposed. The opening of the throttle valve 70 is controlled independently of the accelerator pedal 100 based on an output signal of an engine ECU (Electronic Control Unit) 300. On the other hand, each cylinder 112 is connected to a common exhaust manifold 80, and this exhaust manifold 80 is connected to a three-way catalytic converter 90.
For each cylinder 112, an in-cylinder injector 110 for injecting fuel into the cylinder, and an intake passage injection injector 120 for injecting fuel into the intake port or / and the intake passage. And are provided respectively. These injectors 110 and 120 are controlled based on the output signal of engine ECU 300, respectively. The in-cylinder injectors 110 are connected to a common fuel distribution pipe 130, and this fuel distribution pipe 130 is connected to the fuel distribution pipe 130 through a check valve 140, and is driven by an engine. A high-pressure fuel pump 150 is connected. In this embodiment, an engine in which two injectors are separately provided will be described, but the present invention is not limited to such an engine. For example, it may be an engine having one injector that has both an in-cylinder injection function and an intake passage injection function.
図１に示すように、高圧燃料ポンプ１５０の吐出側は電磁スピル弁１５２を介して高圧燃料ポンプ１５０の吸入側に連結されており、この電磁スピル弁１５２の開度が小さいときほど、高圧燃料ポンプ１５０から燃料分配管１３０内に供給される燃料量が増大され、電磁スピル弁１５２が全開にされると、高圧燃料ポンプ１５０から燃料分配管１３０への燃料供給が停止されるように構成されている。なお、電磁スピル弁１５２はエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいて制御される。 As shown in FIG. 1, the discharge side of the high-pressure fuel pump 150 is connected to the suction side of the high-pressure fuel pump 150 via an electromagnetic spill valve 152. When the amount of fuel supplied from the pump 150 into the fuel distribution pipe 130 is increased and the electromagnetic spill valve 152 is fully opened, the fuel supply from the high pressure fuel pump 150 to the fuel distribution pipe 130 is stopped. ing. Electromagnetic spill valve 152 is controlled based on the output signal of engine ECU 300.
一方、各吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、共通する低圧側の燃料分配管１６０に接続されており、燃料分配管１６０および高圧燃料ポンプ１５０は共通の燃料圧レギュレータ１７０を介して、電動モータ駆動式の低圧燃料ポンプ１８０に接続されている。さらに、低圧燃料ポンプ１８０は燃料フィルタ１９０を介して燃料タンク２００に接続されている。燃料圧レギュレータ１７０は低圧燃料ポンプ１８０から吐出された燃料の燃料圧が予め定められた設定燃料圧よりも高くなると、低圧燃料ポンプ１８０から吐出された燃料の一部を燃料タンク２００に戻すように構成されており、したがって吸気通路噴射用インジェクタ１２０に供給されている燃料圧および高圧燃料ポンプ１５０に供給されている燃料圧が上記設定燃料圧よりも高くなるのを阻止している。 On the other hand, each intake passage injector 120 is connected to a common low-pressure fuel distribution pipe 160, and the fuel distribution pipe 160 and the high-pressure fuel pump 150 are connected to a common fuel pressure regulator 170 through an electric motor drive type. The low-pressure fuel pump 180 is connected. Further, the low pressure fuel pump 180 is connected to the fuel tank 200 via a fuel filter 190. The fuel pressure regulator 170 returns a part of the fuel discharged from the low-pressure fuel pump 180 to the fuel tank 200 when the fuel pressure of the fuel discharged from the low-pressure fuel pump 180 becomes higher than a predetermined set fuel pressure. Accordingly, the fuel pressure supplied to the intake manifold injector 120 and the fuel pressure supplied to the high-pressure fuel pump 150 are prevented from becoming higher than the set fuel pressure.
エンジンＥＣＵ３００は、デジタルコンピュータから構成され、双方向性バス３１０を介して相互に接続されたＲＯＭ(Read Only Memory)３２０、ＲＡＭ(Random Access Memory)３３０、ＣＰＵ(Central Processing Unit)３４０、入力ポート３５０および出力ポート３６０を備えている。
エアフローメータ４２は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、このエアフローメータ４２の出力電圧はＡ／Ｄ変換器３７０を介して入力ポート３５０に入力される。エンジン１０には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ３８０が取付けられ、この水温センサ３８０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器３９０を介して入力ポート３５０に入力される。
The engine ECU 300 is composed of a digital computer, and is connected to each other via a bidirectional bus 310, a ROM (Read Only Memory) 320, a RAM (Random Access Memory) 330, a CPU (Central Processing Unit) 340, and an input port 350. And an output port 360.
The air flow meter 42 generates an output voltage proportional to the amount of intake air, and the output voltage of the air flow meter 42 is input to the input port 350 via the A / D converter 370. A water temperature sensor 380 that generates an output voltage proportional to the engine cooling water temperature is attached to the engine 10, and the output voltage of the water temperature sensor 380 is input to the input port 350 via the A / D converter 390.
燃料分配管１３０には燃料分配管１３０内の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧センサ４００が取付けられ、この燃料圧センサ４００の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４１０を介して入力ポート３５０に入力される。三元触媒コンバータ９０上流のエキゾーストマニホールド８０には、排気ガス中の酸素濃度に比例した出力電圧を発生する空燃比センサ４２０が取付けられ、この空燃比センサ４２０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４３０を介して入力ポート３５０に入力される。 A fuel pressure sensor 400 that generates an output voltage proportional to the fuel pressure in the fuel distribution pipe 130 is attached to the fuel distribution pipe 130, and the output voltage of the fuel pressure sensor 400 is input via the A / D converter 410. Input to port 350. The exhaust manifold 80 upstream of the three-way catalytic converter 90 is provided with an air-fuel ratio sensor 420 that generates an output voltage proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas. The output voltage of the air-fuel ratio sensor 420 is converted into an A / D converter. It is input to the input port 350 via 430.
本実施の形態に係るエンジンシステムにおける空燃比センサ４２０は、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ４２０としては、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するＯ2センサを用いてもよい。 The air-fuel ratio sensor 420 in the engine system according to the present embodiment is a global air-fuel ratio sensor (linear air-fuel ratio sensor) that generates an output voltage proportional to the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned by the engine 10. As the air-fuel ratio sensor 420, an O2 sensor that detects whether the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the engine 10 is rich or lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio may be used. .
アクセルペダル１００は、アクセルペダル１００の踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセル開度センサ４４０に接続され、アクセル開度センサ４４０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４５０を介して入力ポート３５０に入力される。また、入力ポート３５０には、機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ４６０が接続されている。エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０には、上述のアクセル開度センサ４４０および回転数センサ４６０により得られる機関負荷率および機関回転数に基づき、運転状態に対応させて設定されている燃料噴射量の値や機関冷却水温に基づく補正値などが予めマップ化されて記憶されている。 The accelerator pedal 100 is connected to an accelerator opening sensor 440 that generates an output voltage proportional to the depression amount of the accelerator pedal 100, and the output voltage of the accelerator opening sensor 440 is input to the input port 350 via the A / D converter 450. Is input. The input port 350 is connected to a rotational speed sensor 460 that generates an output pulse representing the engine rotational speed. In the ROM 320 of the engine ECU 300, the value of the fuel injection amount and the engine cooling that are set according to the operating state based on the engine load factor and the engine speed obtained by the accelerator opening sensor 440 and the engine speed sensor 460 described above are stored. Correction values based on the water temperature and the like are previously mapped and stored.
図２を参照して、エンジン１０の運転状態に対応させた情報である、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０との噴き分け比率（以下、ＤＩ比率（r）とも記載する。）を表わすマップ（第1の実施形態）について説明する。これらのマップは、エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０に記憶される。 Referring to FIG. 2, the injection ratio of in-cylinder injector 110 and intake passage injector 120 (hereinafter referred to as DI ratio (r)), which is information corresponding to the operating state of engine 10, is also described. ) Will be described (first embodiment). These maps are stored in the ROM 320 of the engine ECU 300.
図２に示すように、エンジン１０の回転数を横軸にして、負荷率を縦軸にして、筒内噴射用インジェクタ１１０の分担比率がＤＩ比率ｒとして百分率で示されている。 As shown in FIG. 2, the share of the in-cylinder injector 110 is shown as a percentage as a DI ratio r with the rotational speed of the engine 10 as the horizontal axis and the load factor as the vertical axis.
図２に示すように、エンジン１０の回転数と負荷率とで定まる運転領域ごとに、ＤＩ比率ｒが設定されている。「ＤＩ比率ｒ＝１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味し、「ＤＩ比率ｒ＝０％」とは、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味する。「０％＜ＤＩ比率ｒ＜１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで燃料噴射が分担して行なわれる領域であることを意味する。なお、概略的には、筒内噴射用インジェクタ１１０は、気化潜熱による充填効率の向上に寄与し、吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、混合気の均質性に寄与する。このような特性の異なる２種類のインジェクタを、エンジン１０の回転数と負荷率とで使い分けることにより、エンジン１０が通常運転状態（たとえば、アイドル時の触媒暖気時が、通常運転状態以外の非通常運転状態の一例であるといえる）である場合には、均質燃焼のみが行なわれるようにしている。 As shown in FIG. 2, the DI ratio r is set for each operation region determined by the rotational speed of the engine 10 and the load factor. “DI ratio r = 100%” means a region where fuel injection is performed only from in-cylinder injector 110, and “DI ratio r = 0%” means from intake manifold injector 120. This means that only the region where fuel injection is performed. “0% <DI ratio r <100%” means that the fuel injection is shared by the in-cylinder injector 110 and the intake manifold injector 120. In general, the in-cylinder injector 110 contributes to the improvement of the charging efficiency due to latent heat of vaporization, and the intake manifold injector 120 contributes to the homogeneity of the air-fuel mixture. By using two types of injectors having different characteristics depending on the rotation speed and load factor of the engine 10, the engine 10 is in a normal operation state (for example, when the catalyst is warmed up at idle when the engine 10 is in an abnormal state other than the normal operation state). In this case, only homogeneous combustion is performed.
図２に示すように、エンジン１０の回転数が、ＮＥ（１）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。これは、予め定められた高エンジン回転数領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されること、予め定められた低エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されるということを示す。すなわち、高回転領域においては、筒内噴射用インジェクタ１１０のみで燃料を噴射しても、エンジン１０の回転数や負荷が高く吸気量が多いので筒内噴射用インジェクタ１１０のみでも混合気を均質化しやすいためである。このようにすると、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料は燃焼室内で気化潜熱を伴い（燃焼室から熱を奪い）気化される。これにより、圧縮端での混合気の温度が下がり対ノッキング性能が向上する。また、燃焼室の温度が下がるので、吸入効率が向上し高出力が見込める。 As shown in FIG. 2, “DI ratio r = 100%” in the region where the rotational speed of the engine 10 is equal to or greater than NE (1). This indicates that only the in-cylinder injector 110 is used in the predetermined high engine speed region, and only the in-cylinder injector 110 is used in the predetermined low engine load region. . That is, in the high speed region, even if the fuel is injected only by the in-cylinder injector 110, the engine 10 has a high rotational speed and load, and the intake amount is large. This is because it is easy. Thus, the fuel injected from the in-cylinder injector 110 is vaporized with latent heat of vaporization (sucking heat from the combustion chamber) in the combustion chamber. Thereby, the temperature of the air-fuel mixture at the compression end is lowered and the anti-knocking performance is improved. Further, since the temperature of the combustion chamber is lowered, the suction efficiency is improved and high output can be expected.
また、図２に示すように、負荷率が、ＫＬ（１）以下の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。これは、予め定められた低エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されることを示す。すなわち、低エンジン負荷領域では燃料噴射量が少なく、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴射量を最小噴射量にしたとしても、要求噴射量を上回ってしまうことがある。このような状態を回避するためには、何れかのインジェクタのみから燃料を供給する必要があるが、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料供給を停止した状態で燃焼を継続すると、筒内噴射用インジェクタ１１０の噴孔へのデポジット堆積が問題となる。従って、筒内噴射用インジェクタ１１０のみからの燃料供給で機関を運転するようにしている。 Further, as shown in FIG. 2, in a region where the load factor is KL (1) or less, “DI ratio r = 100%”. This indicates that only the in-cylinder injector 110 is used in a predetermined low engine load region. That is, the fuel injection amount is small in the low engine load region, and even if the injection amounts of the in-cylinder injector 110 and the intake manifold injector 120 are set to the minimum injection amount, the required injection amount may be exceeded. In order to avoid such a state, it is necessary to supply fuel only from one of the injectors. However, if combustion is continued with the fuel supply from the in-cylinder injector 110 stopped, the in-cylinder injection Deposit deposition on the injection hole of the injector 110 becomes a problem. Therefore, the engine is operated by supplying fuel only from the in-cylinder injector 110.
さらに、図２に示すように、低回転数領域を除く負荷率がＫＬ（２）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。これは、予め定められた高エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用される領域が多いことを示す。しかしながら、低回転数領域の高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料により形成される混合気のミキシングが良好ではなく、燃焼室内の混合気が不均質で燃焼が不安定になる傾向を有する。このため、このような問題が発生しない高回転数領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタの噴射比率を増大させるようにしている。また、このような問題が発生する高負荷領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ１１０の噴射比率を減少させるようにしている。
次にアイドル状態時のエンジンの制御に関して説明する。アイドル状態においては、図２とは異なる図示しない条件に基づいてエンジンが制御される。温間アイドル時においては筒内噴射用インジェクタ１１０のみを用いた燃料供給が行われるが、冷間アイドル（機関温度が所定値以下の低温状態）時においては吸気通路噴射用インジェクタ１２０のみを用いた燃料供給が行われる。これは、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最小燃料噴射量と筒内噴射用インジェクタ１１０のデポジット堆積し易さに基づいて決定されている。
Further, as shown in FIG. 2, “DI ratio r = 100%” in the region where the load factor excluding the low rotation speed region is KL (2) or more. This indicates that there are many regions where only the in-cylinder injector 110 is used in a predetermined high engine load region. However, in the high load region of the low engine speed region, mixing of the air-fuel mixture formed by the fuel injected from the in-cylinder injector 110 is not good, and the air-fuel mixture in the combustion chamber is inhomogeneous and combustion is unstable. Tend to be. For this reason, the injection ratio of the in-cylinder injector is increased with the shift to the high rotation speed region where such a problem does not occur. In addition, the injection ratio of the in-cylinder injector 110 is decreased as the engine shifts to a high load region where such a problem occurs.
Next, engine control in the idle state will be described. In the idle state, the engine is controlled based on conditions (not shown) different from those in FIG. Fuel supply is performed using only the in-cylinder injector 110 during warm idling, but only the intake manifold injector 120 is used during cold idling (low temperature state where the engine temperature is a predetermined value or less). Fuel is supplied. This is determined based on the minimum fuel injection amount of the in-cylinder injector 110 and the intake passage injector 120 and the ease of deposit accumulation in the in-cylinder injector 110.
また、通常運転時以外の場合、エンジン１０がアイドル時の触媒暖機時の場合（非通常運転状態であるとき）、成層燃焼を行なうように筒内噴射用インジェクタ１１０が制御される。すなわち、触媒が活性化されていない状態であって、この状態で排気ガスが大気に放出されることは避けなければならない。この場合（触媒急速暖機運転中）にのみ成層燃焼させることで、触媒段位を促進させ、排気エミッションの向上を図る。 In addition, in the case other than the normal operation, when the engine 10 is idling when the catalyst is warmed up (when the engine 10 is in a non-normal operation state), the in-cylinder injector 110 is controlled to perform stratified combustion. That is, it is a state where the catalyst is not activated, and it is necessary to avoid the exhaust gas being released into the atmosphere in this state. By performing stratified charge combustion only in this case (during rapid catalyst warm-up operation), the catalyst stage is promoted and exhaust emission is improved.
なお、このエンジン１０においては、均質燃焼は筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを吸気行程とすることにより、成層燃焼は筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを圧縮行程とすることにより実現できる。すなわち、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを圧縮行程とすることで、点火プラグ周りにリッチ混合気が偏在させることにより燃焼室全体としてはリーンな混合気に着火する成層燃焼を実現することができる。また、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを吸気行程としても点火プラグ周りにリッチ混合気を偏在させることができれば、吸気行程噴射であっても成層燃焼を実現できる。 In this engine 10, homogeneous combustion is realized by using the fuel injection timing of the in-cylinder injector 110 as the intake stroke, and stratified combustion is realized by using the fuel injection timing of the in-cylinder injector 110 as the compression stroke. it can. That is, by setting the fuel injection timing of the in-cylinder injector 110 as the compression stroke, stratified combustion is realized in which the rich air-fuel mixture is unevenly distributed around the spark plug and the entire combustion chamber ignites a lean air-fuel mixture. Can do. Further, even when the fuel injection timing of the in-cylinder injector 110 is set to the intake stroke, if rich air-fuel mixture can be unevenly distributed around the spark plug, stratified combustion can be realized even with the intake stroke injection.
また、ここでいう成層燃焼には、成層燃焼と以下に示す弱成層燃焼の双方を含むものである。弱成層燃焼とは、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を吸気行程で燃料噴射して燃焼室全体にリーンで均質な混合気を生成して、さらに筒内噴射用インジェクタ１１０を圧縮行程で燃料噴射して点火プラグ周りにリッチな混合気を生成して、燃焼状態の向上を図るものである。このような弱成層燃焼は触媒暖機時に好ましい。これは、以下の理由による。すなわち、触媒暖気時には高温の燃焼ガスを触媒に到達させるために点火時期を大幅に遅角させ、かつ良好な燃焼状態（アイドル状態）を維持する必要がある。また、ある程度の燃料量を供給する必要がある。これを成層燃焼で行なおうとしても燃料量が少ないという問題があり、これを均質燃焼で行なおうとしても良好な燃焼を維持するために遅角量が成層燃焼に比べて小さいという問題がある。このような観点から、上述した弱成層燃焼を触媒暖気時に用いることが好ましいが、成層燃焼および弱成層燃焼のいずれであっても構わない。 Further, the stratified combustion here includes both stratified combustion and weakly stratified combustion described below. In the weak stratified combustion, the intake passage injector 120 is injected with fuel in the intake stroke to produce a lean and homogeneous mixture in the entire combustion chamber, and the in-cylinder injector 110 is injected with fuel in the compression stroke. A rich air-fuel mixture is generated around the spark plug to improve the combustion state. Such weak stratified combustion is preferable when the catalyst is warmed up. This is due to the following reason. That is, it is necessary to significantly retard the ignition timing and maintain a good combustion state (idle state) in order to allow high-temperature combustion gas to reach the catalyst during catalyst warm-up. Moreover, it is necessary to supply a certain amount of fuel. Even if this is done by stratified combustion, there is a problem that the amount of fuel is small, and even if this is done by homogeneous combustion, there is a problem that the retard amount is small compared to stratified combustion to maintain good combustion. is there. From such a viewpoint, it is preferable to use the above-described weak stratified combustion at the time of warming up the catalyst, but either stratified combustion or weak stratified combustion may be used.
次に、図３を参照して、エンジン１０の運転状態に対応させた情報である、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０との噴き分け比率（以下、ＤＩ比率（r）とも記載する。）を表わすマップ（第２の実施形態）について説明する。なお、第1の実施形態と同じ説明については、ここでは繰り返さない。 Next, referring to FIG. 3, the injection ratio between the in-cylinder injector 110 and the intake manifold injector 120 (hereinafter referred to as the DI ratio (r)), which is information corresponding to the operating state of the engine 10. A map (second embodiment) representing the above will be described. The same description as in the first embodiment will not be repeated here.
第１の実施形態（図２）と第２の実施形態（図３）を比較すると、その相違点は、負荷率がＫＬ（２）以上の領域において、低回転数領域も含めて、予め定められた高エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されることである。これは、低回転数領域の高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料により形成される混合気のミキシングが良好ではなく、燃焼室内の混合気が不均質で燃焼が不安定になる傾向を有するが、これら問題の影響が大きくない場合には、筒内噴射用インジェクタ１１０のみを使用しても良いことを示している。 Comparing the first embodiment (FIG. 2) and the second embodiment (FIG. 3), the difference is determined in advance in the region where the load factor is KL (2) or higher, including the low speed region. In the high engine load region, only the in-cylinder injector 110 is used. This is because, in the high load region of the low engine speed region, mixing of the air-fuel mixture formed by the fuel injected from the in-cylinder injector 110 is not good, and the air-fuel mixture in the combustion chamber is inhomogeneous and combustion is not uniform. Although it has a tendency to become stable, when the influence of these problems is not great, it is indicated that only the in-cylinder injector 110 may be used.
図４を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ３００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。 Referring to FIG. 4, a control structure of a program executed by engine ECU 300 that is a control device according to the embodiment of the present invention will be described.
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジンＥＣＵ３００は、エンジンがアイドル状態であるか否かを判断する。ここで、アイドル状態か否かの判断は周知のアイドルスイッチの状態を確認することにより可能である。Ｓ１００にて、エンジンＥＣＵ３００は、エンジンがアイドル状態でなければ（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１２０へ移される。 In step (hereinafter step is abbreviated as S) 100, engine ECU 300 determines whether or not the engine is in an idle state. Here, it is possible to determine whether or not the engine is in the idle state by confirming the state of a known idle switch. In S100, engine ECU 300 proceeds to S110 if the engine is not in the idle state (YES in S100). If not (NO in S110), the process proceeds to S120.
Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ３００は、通常運転モード（図２または３）を選択する。 In S110, engine ECU 300 selects the normal operation mode (FIG. 2 or 3).
Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ３００は、アイドルモードを選択する。 In S120, engine ECU 300 selects the idle mode.
Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ３００は、エンジン１０の回転数およびエンジン１０の負荷率からＤＩ比率ｒを、選択したマップに基づいて算出する。エンジン１０の回転数は、回転数センサ４６０から入力されたデータに基づいて、負荷率は、アクセル開度センサ４４０から入力されたデータや車両の走行状態に基づいて、それぞれ算出される。 In S130, engine ECU 300 calculates DI ratio r from the rotational speed of engine 10 and the load factor of engine 10 based on the selected map. The rotational speed of the engine 10 is calculated based on the data input from the rotational speed sensor 460, and the load factor is calculated based on the data input from the accelerator opening sensor 440 and the traveling state of the vehicle.
Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵ３００は、ＤＩ比率ｒ＝１００％であれば、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量、噴射時期を算出し、ＤＩ比率ｒ＝０％であれば、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量、噴射時期を算出し、ＤＩ比率ｒ≠０％またはＤＩ比率ｒ≠１００％であれば（０％＜ＤＩ比率ｒ＜１００％）、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量、噴射時期および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量、噴射時期を算出する。 In S140, engine ECU 300 calculates the fuel injection amount and injection timing of in-cylinder injector 110 if DI ratio r = 100%, and intake manifold injector if DI ratio r = 0%. The fuel injection amount of 120 and the injection timing are calculated, and if DI ratio r ≠ 0% or DI ratio r ≠ 100% (0% <DI ratio r <100%), the fuel injection amount of in-cylinder injector 110 Then, the injection timing, the fuel injection amount of the intake passage injector 120, and the injection timing are calculated.
Ｓ１５０にて、エンジンＥＣＵ３００は、算出された燃料噴射量、噴射時期に基づいて、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０を制御して噴射を実行する。 In S150, engine ECU 300 controls in-cylinder injector 110 and intake passage injector 120 to perform injection based on the calculated fuel injection amount and injection timing.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１０ エンジン、２０ インテークマニホールド、３０ サージタンク、４０ 吸気ダクト、４２ エアフローメータ、５０ エアクリーナ、６０ 電動モータ、７０ スロットルバルブ、８０ エキゾーストマニホールド、９０ 三元触媒コンバータ、１００ アクセルペダル、１１０ 筒内噴射用インジェクタ、１１２ 気筒、１２０ 吸気通路噴射用インジェクタ、１３０ 燃料分配管、１４０ 逆止弁、１５０ 高圧燃料ポンプ、１５２ 電磁スピル弁、１６０ 燃料分配管（低圧側）、１７０ 燃料圧レギュレータ、１８０ 低圧燃料ポンプ、１９０ 燃料フィルタ、２００ 燃料タンク、３００ エンジンＥＣＵ、３１０ 双方向性バス、３２０ ＲＯＭ、３３０ ＲＡＭ、３４０ ＣＰＵ、３５０ 入力ポート、３６０ 出力ポート、３７０，３９０，４１０，４３０，４５０ Ａ／Ｄ変換器、３８０ 水温センサ、４００ 燃料圧センサ、４２０ 空燃比センサ、４４０アクセル開度センサ、４６０ 回転数センサ。
10 engine, 20 intake manifold, 30 surge tank, 40 air intake duct, 42 air flow meter, 50 air cleaner, 60 electric motor, 70 throttle valve, 80 exhaust manifold, 90 three-way catalytic converter, 100 accelerator pedal, 110 in-cylinder injector , 112 cylinder, 120 Injector injector, 130 Fuel distribution pipe, 140 Check valve, 150 High pressure fuel pump, 152 Electromagnetic spill valve, 160 Fuel distribution pipe (low pressure side), 170 Fuel pressure regulator, 180 Low pressure fuel pump, 190 fuel filter, 200 fuel tank, 300 engine ECU, 310 bidirectional bus, 320 ROM, 330 RAM, 340 CPU, 350 input port, 360 output port, 370, 390, 410, 430, 50 A / D converter, 380 a water temperature sensor, 400 a fuel pressure sensor, 420 an air-fuel ratio sensor, 440 an accelerator opening sensor, 460 rpm sensor.
Claims (7)
前記エンジンが通常運転状態であるか否かを判断するための判断手段と、
前記判断手段によって通常運転状態であると判断された場合には、前記エンジンは均質燃焼のみを行なうように、前記エンジンの運転状態に対応させた情報に基づいて、前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段とを制御するための制御手段とを含み、
前記情報は、予め定められた高エンジン回転数領域では第１の燃料噴射手段のみが使用される情報であり、かつ、予め定められた低エンジン負荷領域では第１の燃料噴射手段のみが使用される情報であり、
かつ、前記予め定められた低エンジン負荷領域以上であって、かつ、前記予め定められた高エンジン回転数領域以下の所定の領域では前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段の双方が使用される領域を有する情報を含み、
前記情報に基づいて、燃料噴射手段を制御するための手段を含む、エンジンの制御装置。 An engine control device comprising a first fuel injection means for injecting fuel into a cylinder and a second fuel injection means for injecting fuel into an intake passage,
Determination means for determining whether or not the engine is in a normal operation state;
When the determination means determines that the engine is in a normal operation state, the first fuel injection means and the first fuel injection means are based on information corresponding to the operation state of the engine so that the engine performs only homogeneous combustion. Control means for controlling the second fuel injection means,
The information is information in which only the first fuel injection means is used in a predetermined high engine speed region, and only the first fuel injection means is used in a predetermined low engine load region. Information
In the predetermined region that is greater than or equal to the predetermined low engine load region and less than or equal to the predetermined high engine speed region, the first fuel injection means and the second fuel injection means Contains information that has areas where both are used,
An engine control device including means for controlling the fuel injection means based on the information.
アイドル時の触媒暖機時は、前記制御装置は成層燃焼を行なうように、前記第１の燃料噴射手段および前記第２の燃料噴射手段を制御することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンの制御装置。 The determination means includes means for determining that the engine is not in a normal operation state when the catalyst is warmed up during idling,
The control device controls the first fuel injection unit and the second fuel injection unit to perform stratified combustion when the catalyst is warmed up during idling. The engine control device according to any one of the above.
前記第２の燃料噴射手段は、吸気通路用インジェクタである、請求項１〜６のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
The first fuel injection means is an in-cylinder injector,
The engine control device according to claim 1, wherein the second fuel injection unit is an intake passage injector.
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|---|---|---|---|---|
| JP2010024989A (en) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Mitsubishi Motors Corp | Fuel supply device for vehicle |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05256229A (en) * | 1992-03-11 | 1993-10-05 | Suzuki Motor Corp | Fuel injection two-cycle engine |
| JPH11315733A (en) * | 1998-05-01 | 1999-11-16 | Yamaha Motor Co Ltd | In-cylinder direct injection engine |
| JP2001020837A (en) * | 1999-07-07 | 2001-01-23 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel injection control device for engine |
| JP2001336439A (en) * | 2000-05-24 | 2001-12-07 | Fuji Heavy Ind Ltd | Fuel injection control device for in-cylinder fuel injection engine |
| JP2003074441A (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Toyota Motor Corp | Fuel injection device for cylinder injection of fuel-type internal combustion engine |
| JP2004011584A (en) * | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Toyota Motor Corp | Fuel injection control device |
| JP2004028031A (en) * | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Nissan Motor Co Ltd | Control device and method of direct injection spark ignition-type engine |
| JP2004060474A (en) * | 2002-07-25 | 2004-02-26 | Hitachi Ltd | Combustion control device for internal combustion engine |
| JP2005146881A (en) * | 2003-11-11 | 2005-06-09 | Toyota Motor Corp | Fuel injection device for internal combustion engine |
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05256229A (en) * | 1992-03-11 | 1993-10-05 | Suzuki Motor Corp | Fuel injection two-cycle engine |
| JPH11315733A (en) * | 1998-05-01 | 1999-11-16 | Yamaha Motor Co Ltd | In-cylinder direct injection engine |
| JP2001020837A (en) * | 1999-07-07 | 2001-01-23 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel injection control device for engine |
| JP2001336439A (en) * | 2000-05-24 | 2001-12-07 | Fuji Heavy Ind Ltd | Fuel injection control device for in-cylinder fuel injection engine |
| JP2003074441A (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Toyota Motor Corp | Fuel injection device for cylinder injection of fuel-type internal combustion engine |
| JP2004011584A (en) * | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Toyota Motor Corp | Fuel injection control device |
| JP2004028031A (en) * | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Nissan Motor Co Ltd | Control device and method of direct injection spark ignition-type engine |
| JP2004060474A (en) * | 2002-07-25 | 2004-02-26 | Hitachi Ltd | Combustion control device for internal combustion engine |
| JP2005146881A (en) * | 2003-11-11 | 2005-06-09 | Toyota Motor Corp | Fuel injection device for internal combustion engine |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010024989A (en) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Mitsubishi Motors Corp | Fuel supply device for vehicle |
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