JP2008038711A - Control device of cylinder injection type spark ignition internal combustion engine - Google Patents

Control device of cylinder injection type spark ignition internal combustion engine Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suitably provide the jet effect, by preventing generation of an inverse tumble flow, when strengthening a tumble flow by injected fuel. <P>SOLUTION: An ECU 1 controls an internal combustion engine 50 for generating the tumble flow T in a cylinder and strengthening the tumble flow T by the fuel injected toward the exhaust side from a fuel injection valve 21 arranged in the supper substantial center of a combustion chamber 57 in the vicinity of a bottom dead center of an intake stroke, and has an injection finish control means for finishing fuel injection in the vicinity of the bottom dead center of the intake stroke, and an injection prohibiting means for prohibiting the fuel injection at a crank angle of a predetermined range corresponding to a half of the intake stroke when a range of the crank angle corresponding to an injection period of the fuel injection reaches up to the half of the intake stroke from the vicinity of the bottom dead center of the intake stroke, and also has a fuel injection means for injecting a part of the fuel before the predetermined range when the injection prohibiting means prohibits the fuel injection. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine.

筒内噴射式火花点火内燃機関の筒内にタンブル流を生成するとともに、さらにこのタンブル流を均質燃焼時に吸気行程下死点近傍で噴射した燃料で適度に強化することで、点火時期までタンブル流を維持することができる。これにより点火時期において混合気の乱れを増大させることができることから、混合気の燃焼速度が適度に向上し、良好な均質燃焼を得ることができる。均質燃焼時に筒内の吸気流動を強化する技術として、例えば特許文献1では吸気通路に設けられた吸気流制御弁を制御して吸気流動を強くする筒内直接噴射式内燃機関の吸気制御装置が提案されている。また、特許文献2では燃料を吸気行程前半と後半とに分けて分割噴射することで混合気の均質度を向上させる技術が提案されている。   A tumble flow is generated in the cylinder of an in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine, and the tumble flow is moderately strengthened with fuel injected near the bottom dead center of the intake stroke during homogeneous combustion. Can be maintained. As a result, the turbulence of the air-fuel mixture can be increased at the ignition timing, so that the combustion speed of the air-fuel mixture can be improved moderately and good homogeneous combustion can be obtained. As a technique for enhancing the in-cylinder intake flow during homogeneous combustion, for example, Patent Document 1 discloses an in-cylinder direct injection internal combustion engine intake control device that controls an intake flow control valve provided in an intake passage to strengthen intake flow. Proposed. Patent Document 2 proposes a technique for improving the homogeneity of the air-fuel mixture by dividing and injecting fuel into the first half and the second half of the intake stroke.

特開2005−180247号公報JP 2005-180247 A 特開平10−159619号公報JP-A-10-159619

ところで上記の筒内噴射式火花点火内燃機関で例えば噴射量が一定の状態で回転数が高くなったときには、噴射期間に対応するクランク角度の範囲は吸気行程下死点近傍から吸気行程上死点に向かって広がることになる。また例えば回転数が一定の状態で噴射量が多くなったときにも、同様に噴射期間に対応するクランク角度の範囲は吸気行程下死点近傍から吸気行程上死点に向かって広がることになる。これにより噴射期間が吸気行程半ばにまで及ぶようになると燃料の噴射方法によっては以下に示す問題が発生する。図5は吸気行程半ばで燃料を噴射したときの様子を模式的に示す図である。この筒内噴射式火花点火内燃機関は燃料噴射弁を燃焼室上方略中央に備えており、燃料噴射弁から下死点に位置しているピストンの排気側の外周部近傍に向かう方向に向けて噴射した燃料でタンブル流を強化しようとするものである。係る筒内噴射式火花点火内燃機関において、噴射期間が吸気行程半ばにまで及ぶと、噴射した燃料は図5に示すようにピストンに衝突する。ピストンに衝突した燃料は衝突後、巻き上がるようにして旋回するため、噴射した燃料で強化しようとするタンブル流とは逆方向に旋回する逆タンブル流も形成される。そしてこの逆タンブル流はその後形成されるとともに燃料噴射で強化されるタンブル流を弱めるように作用することから、係る逆タンブル流が形成されると、燃料噴射による噴流効果が十分に得られなくなってしまう。   By the way, in the above-described in-cylinder spark ignition internal combustion engine, for example, when the rotational speed becomes high with the injection amount being constant, the crank angle range corresponding to the injection period is from the vicinity of the intake stroke bottom dead center to the intake stroke top dead center. It will spread towards. For example, when the injection amount increases with the rotation speed being constant, the range of the crank angle corresponding to the injection period similarly extends from the vicinity of the intake stroke bottom dead center toward the intake stroke top dead center. . As a result, when the injection period reaches the middle of the intake stroke, the following problems occur depending on the fuel injection method. FIG. 5 is a diagram schematically showing a state when fuel is injected in the middle of the intake stroke. This in-cylinder injection spark-ignition internal combustion engine has a fuel injection valve in the approximate center above the combustion chamber, and is directed toward the vicinity of the outer peripheral portion on the exhaust side of the piston located at the bottom dead center from the fuel injection valve. It is intended to enhance the tumble flow with the injected fuel. In such an in-cylinder spark ignition internal combustion engine, when the injection period reaches the middle of the intake stroke, the injected fuel collides with the piston as shown in FIG. Since the fuel that collided with the piston swirls so as to wind up after the collision, a reverse tumble flow that swirls in a direction opposite to the tumble flow to be strengthened by the injected fuel is also formed. The reverse tumble flow is then formed and acts to weaken the tumble flow strengthened by the fuel injection. Therefore, when the reverse tumble flow is formed, the jet effect by the fuel injection cannot be sufficiently obtained. End up.

そこで、本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、噴射した燃料でタンブル流を強化するにあたって逆タンブル流の発生を防止することで噴流効果を好適に得ることが可能な筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and in-cylinder injection that can suitably obtain a jet effect by preventing the occurrence of a reverse tumble flow when the tumble flow is strengthened with the injected fuel. An object of the present invention is to provide a control device for an internal spark ignition internal combustion engine.

上記課題を解決するために、本発明は、筒内にタンブル流を生成するとともに、該タンブル流を吸気行程下死点近傍で燃焼室上方略中央に配設された燃料噴射弁から排気側に向けて噴射した燃料で強化する筒内噴射式火花点火内燃機関を制御する筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置であって、吸気行程下死点近傍で燃料噴射を終了させる噴射終了制御手段と、前記燃料噴射の噴射期間が吸気行程下死点近傍から吸気行程半ばにまで及ぶときに、吸気行程半ばでの燃料噴射を禁止する噴射禁止手段とを備えることを特徴とする。本発明によれば、逆タンブル流が形成される吸気行程半ばでの燃料噴射を禁止することで、噴流効果を好適に得ることができる。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention generates a tumble flow in a cylinder and sends the tumble flow from the fuel injection valve disposed in the upper center of the combustion chamber in the vicinity of the bottom dead center of the intake stroke to the exhaust side. A control device for an in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine for controlling an in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine that is reinforced with fuel injected toward the end, and an injection end control means for ending the fuel injection near the bottom dead center of the intake stroke And an injection prohibiting means for prohibiting fuel injection in the middle of the intake stroke when the injection period of the fuel injection extends from near the bottom dead center of the intake stroke to the middle of the intake stroke. According to the present invention, the jet effect can be suitably obtained by prohibiting fuel injection in the middle of the intake stroke in which a reverse tumble flow is formed.

また本発明は、さらに、前記噴射禁止手段が燃料噴射を禁止したときに吸気行程半ばよりも前に燃料の一部を噴射させる燃料噴射手段を備えてもよい。ここで、吸気行程半ばで燃料噴射を禁止する代わりに吸気行程半ばよりも前に必要な量の燃料を噴射すれば、筒内空間が相当狭くなっているため、噴射した燃料がピストンに衝突しても逆タンブル流が形成される虞がない。このことから本発明によれば、噴射量を確保しつつ噴流効果を好適に得ることができる。   The present invention may further include a fuel injection unit that injects a part of the fuel before the middle of the intake stroke when the injection prohibiting unit prohibits fuel injection. Here, instead of prohibiting fuel injection in the middle of the intake stroke, if the required amount of fuel is injected before the middle of the intake stroke, the in-cylinder space becomes considerably narrow, so the injected fuel collides with the piston. However, there is no risk of forming a reverse tumble flow. Thus, according to the present invention, it is possible to suitably obtain the jet effect while ensuring the injection amount.

本発明によれば、噴射した燃料でタンブル流を強化するにあたって逆タンブル流の発生を防止することで噴流効果を好適に得ることが可能な筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus of the cylinder injection type spark ignition internal combustion engine which can acquire a jet effect suitably by preventing generation | occurrence | production of a reverse tumble flow in strengthening a tumble flow with the injected fuel can be provided. .

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、ECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)1で実現されている本実施例に係る筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置を、内燃機関システム100とともに模式的に示す図である。内燃機関システム100は、吸気系10と、燃料噴射系20と、内燃機関50とを有して構成されている。吸気系10は内燃機関50に空気を導入するための構成であり、吸気を濾過するためのエアクリーナ11や、空気量を計測するエアフロメータ12や、吸気の流量を調節するスロットル弁13や、吸気を一時的に貯蔵するためサージタンク14や、吸気を内燃機関50の各気筒に分配するインテークマニホールド15や、これらの間に適宜配設される吸気管などを有して構成されている。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a control device for a direct injection spark ignition internal combustion engine according to the present embodiment realized by an ECU (Electronic Control Unit) 1 together with an internal combustion engine system 100. . The internal combustion engine system 100 includes an intake system 10, a fuel injection system 20, and an internal combustion engine 50. The intake system 10 is configured to introduce air into the internal combustion engine 50, and includes an air cleaner 11 for filtering intake air, an air flow meter 12 for measuring the amount of air, a throttle valve 13 for adjusting the flow rate of intake air, For temporarily storing the intake tank 15, the intake manifold 15 for distributing the intake air to the cylinders of the internal combustion engine 50, the intake pipe appropriately disposed therebetween, and the like.

燃料噴射系20は燃料を供給及び噴射するための構成であり、燃料噴射弁21や燃料噴射ポンプ22や燃料タンク23などを有して構成されている。燃料噴射弁21は燃料を噴射するための構成であり、ECU1の制御のもと、適宜の噴射時期に開弁されて燃料を噴射する。また燃料噴射量は、ECU1の制御のもと燃料噴射弁21が閉弁されるまでの間の開弁期間の長さで調節される。燃料噴射ポンプ22は燃料を加圧して噴射圧を発生させるための構成であり、ECU1の制御のもと噴射圧を適宜の噴射圧に調節する。   The fuel injection system 20 is configured to supply and inject fuel, and includes a fuel injection valve 21, a fuel injection pump 22, a fuel tank 23, and the like. The fuel injection valve 21 is a structure for injecting fuel, and is opened at an appropriate injection timing to inject fuel under the control of the ECU 1. The fuel injection amount is adjusted by the length of the valve opening period until the fuel injection valve 21 is closed under the control of the ECU 1. The fuel injection pump 22 is configured to pressurize the fuel and generate an injection pressure, and adjusts the injection pressure to an appropriate injection pressure under the control of the ECU 1.

図2は内燃機関50の要部を模式的に示す図である。内燃機関50は、シリンダブロック51と、シリンダヘッド52と、ピストン53と、点火プラグ54と、吸気弁55と、排気弁56とを有して構成されている。本実施例に示す内燃機関50は直列4気筒の筒内噴射式火花点火内燃機関である。但し内燃機関50は他の適宜の気筒配列構造及び気筒数を有していてもよい。また図2では内燃機関50に関し、各気筒の代表としてシリンダ51aについて要部を示しているが本実施例では他の気筒についても同様の構造となっている。シリンダブロック51には、略円筒状のシリンダ51aが形成されている。シリンダ51a内には、ピストン53が収容されている。ピストン53の頂面にはタンブル流Tを案内するためのキャビティ53aが形成されている。シリンダブロック51の上面にはシリンダヘッド52が固定されている。   FIG. 2 is a diagram schematically showing a main part of the internal combustion engine 50. The internal combustion engine 50 includes a cylinder block 51, a cylinder head 52, a piston 53, a spark plug 54, an intake valve 55, and an exhaust valve 56. The internal combustion engine 50 shown in this embodiment is an in-line four-cylinder in-cylinder spark ignition internal combustion engine. However, the internal combustion engine 50 may have other appropriate cylinder arrangement structure and the number of cylinders. In FIG. 2, the main part of the internal combustion engine 50 is shown with respect to the cylinder 51a as a representative of each cylinder, but in this embodiment, the other cylinders have the same structure. The cylinder block 51 is formed with a substantially cylindrical cylinder 51a. A piston 53 is accommodated in the cylinder 51a. A cavity 53 a for guiding the tumble flow T is formed on the top surface of the piston 53. A cylinder head 52 is fixed to the upper surface of the cylinder block 51.

燃焼室57は、シリンダブロック51、シリンダヘッド52及びピストン53に囲まれた空間として形成されている。シリンダヘッド52には燃焼室57に吸気を導くための吸気ポート52aのほか、燃焼したガスを燃焼室57から排気するための排気ポート52bが形成され、さらにこれら吸排気ポート52a及び52bを開閉するための吸排気弁55及び56が配設されている。なお、内燃機関50は1気筒あたりに適宜の数量の吸排気弁55及び56を備えた吸排気弁構造であってよい。点火プラグ54は、燃焼室57の上方略中央に電極を突出させた状態でシリンダヘッド52に配設されている。燃料噴射弁21も燃焼室57の上方略中央で点火プラグ54と隣り合う位置から燃焼室57内に燃料噴射孔を突出させた状態でシリンダヘッド52に配設されている。燃料噴射弁21の噴射方向は下死点に位置しているピストン51の排気側の外周部近傍に向かう方向となっている。   The combustion chamber 57 is formed as a space surrounded by the cylinder block 51, the cylinder head 52, and the piston 53. In addition to an intake port 52a for guiding intake air to the combustion chamber 57, the cylinder head 52 is formed with an exhaust port 52b for exhausting the combusted gas from the combustion chamber 57, and opens and closes the intake and exhaust ports 52a and 52b. For this purpose, intake and exhaust valves 55 and 56 are provided. The internal combustion engine 50 may have an intake / exhaust valve structure including an appropriate number of intake / exhaust valves 55 and 56 per cylinder. The spark plug 54 is disposed in the cylinder head 52 with an electrode protruding substantially in the center above the combustion chamber 57. The fuel injection valve 21 is also disposed in the cylinder head 52 with a fuel injection hole projecting into the combustion chamber 57 from a position adjacent to the spark plug 54 at approximately the center above the combustion chamber 57. The injection direction of the fuel injection valve 21 is a direction toward the vicinity of the outer peripheral portion on the exhaust side of the piston 51 located at the bottom dead center.

吸気ポート52aには、燃焼室57内にタンブル流Tを生成するための気流制御弁58が配設されている。気流制御弁58は、ECU1の制御のもと吸気ポート52a内で吸気を偏流させて燃焼室57内にタンブル流Tを生成するための構成である。但し燃焼室57内にタンブル流Tを生成するためのタンブル流生成手段は気流制御弁58に限られず、例えばタンブル流Tを筒内に生成できるように形成された吸気ポート52aの形状そのものなどであってもよく、その他タンブル流Tを筒内に生成可能な適宜の手段であってよい。なお、タンブル流Tは燃焼室57内の吸気弁55側を上昇するように気筒内を旋回する順タンブル流となっている。本実施例ではECU1の制御のもと、燃料噴射弁21が均質燃焼時に吸気行程下死点で燃料の噴射が終了するように燃料を噴射することで、吸気行程下死点近傍で燃料が噴射される。吸気行程下死点近傍で噴射された燃料はタンブル流Tを適度に強化し、強化されたタンブル流Tは点火時期まで維持される。その結果、点火時期に混合気の乱れが増大し、燃焼速度が適度に向上するため、良好な均質燃焼が得られるようになっている。   An air flow control valve 58 for generating a tumble flow T in the combustion chamber 57 is disposed in the intake port 52a. The airflow control valve 58 is configured to generate a tumble flow T in the combustion chamber 57 by causing the intake air to drift in the intake port 52 a under the control of the ECU 1. However, the tumble flow generating means for generating the tumble flow T in the combustion chamber 57 is not limited to the air flow control valve 58, and for example, the shape of the intake port 52a formed so that the tumble flow T can be generated in the cylinder. There may be other appropriate means capable of generating the tumble flow T in the cylinder. The tumble flow T is a forward tumble flow that turns in the cylinder so as to rise on the intake valve 55 side in the combustion chamber 57. In the present embodiment, under the control of the ECU 1, the fuel injection valve 21 injects fuel so that the fuel injection ends at the bottom dead center of the intake stroke during homogeneous combustion, so that the fuel is injected near the bottom dead center of the intake stroke. Is done. The fuel injected near the bottom dead center of the intake stroke moderately strengthens the tumble flow T, and the enhanced tumble flow T is maintained until the ignition timing. As a result, the turbulence of the air-fuel mixture increases at the ignition timing and the combustion speed is improved moderately, so that good homogeneous combustion can be obtained.

なお、気流制御弁58は均質燃焼時には吸気を増量すべく半開や全開といった開度に開かれることや、吸気ポート52aの形状のみでは十分な強度のタンブル流Tを得難いことなどから、これらの手段のみでは一般に均質燃焼時の混合気のミキシング性や火炎の伝播性に改善の余地が残されるものとなっている。そのほか内燃機関50には、回転数Neに比例した出力パルスを発生するクランク角センサ71や、内燃機関50の水温を検出するための水温センサ72などの各種のセンサが配設されている。   The air flow control valve 58 is opened at an opening degree such as half-open or full-open to increase intake during homogeneous combustion, and it is difficult to obtain a sufficiently strong tumble flow T only by the shape of the intake port 52a. However, there is generally room for improvement in the mixing characteristics of the air-fuel mixture and the flame propagation characteristics during homogeneous combustion. In addition, the internal combustion engine 50 is provided with various sensors such as a crank angle sensor 71 for generating an output pulse proportional to the rotational speed Ne and a water temperature sensor 72 for detecting the water temperature of the internal combustion engine 50.

ECU1は、図示しないCPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置)と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)と、入出力回路などを有して構成されている。ECU1は主として内燃機関50を制御するための構成であり、本実施例では燃料噴射弁21や燃料噴射ポンプ22のほか、点火プラグ54(より具体的には図示しないイグナイタ)や、気流制御弁58(より具体的には図示しない気流制御弁58用のアクチュエータ)なども制御している。ECU1にはこれら燃料噴射弁21などのほか、各種の制御対象が駆動回路(図示省略)を介して接続されている。また、ECU1にはエアフロメータ12や、クランク角センサ71や、水温センサ72や、アクセルペダル(図示省略)の踏み込み量(アクセル開度)を検知するためのアクセルセンサ73などの各種のセンサが接続されている。   The ECU 1 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input / output circuit, and the like (not shown). The ECU 1 is mainly configured to control the internal combustion engine 50. In the present embodiment, in addition to the fuel injection valve 21 and the fuel injection pump 22, an ignition plug 54 (more specifically, an igniter not shown) and an airflow control valve 58 are provided. (More specifically, an actuator for the airflow control valve 58 (not shown)) is also controlled. In addition to the fuel injection valve 21 and the like, various control objects are connected to the ECU 1 via a drive circuit (not shown). The ECU 1 is connected to various sensors such as an air flow meter 12, a crank angle sensor 71, a water temperature sensor 72, and an accelerator sensor 73 for detecting the amount of depression (accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown). Has been.

ROMはCPUが実行する種々の処理が記述されたプログラムを格納するための構成であり、本実施例では内燃機関50制御用プログラムのほか、燃料噴射弁21を制御するための燃料噴射弁制御用プログラムなども格納している。なお、燃料噴射弁制御用プログラムは内燃機関50制御用プログラムの一部として構成されていてもよい。燃料噴射弁制御用プログラムは、燃料の噴射量を制御するための噴射量制御用プログラムと、燃料の噴射圧を制御するための噴射圧制御用プログラムと、燃料の噴射時期を制御するための噴射時期制御用プログラムとを有して構成されている。本実施例ではさらに燃料噴射弁制御用プログラムが、吸気行程下死点近傍で燃料噴射を終了させるための噴射終了制御用プログラムと、燃料噴射の噴射期間が吸気行程下死点近傍から吸気行程半ばにまで及ぶときに、吸気行程半ばでの燃料噴射を禁止するための噴射禁止用プログラムと、燃料噴射を禁止したときに、吸気行程半ばよりも前に燃料の一部を噴射するための噴射時期特定制御用プログラムとを有して構成されている点に特徴を有している。なお、これら噴射終了制御用プログラム、噴射禁止用プログラム及び噴射時期特定制御用プログラムは、他のプログラムの一部として構成されていてもよい。   The ROM is configured to store a program in which various processes executed by the CPU are described. In this embodiment, the ROM is used for controlling the fuel injection valve 21 for controlling the fuel injection valve 21 in addition to the program for controlling the internal combustion engine 50. Also stores programs. The fuel injection valve control program may be configured as a part of the internal combustion engine 50 control program. The fuel injection valve control program includes an injection amount control program for controlling the fuel injection amount, an injection pressure control program for controlling the fuel injection pressure, and an injection for controlling the fuel injection timing. And a timing control program. In this embodiment, the fuel injection valve control program further includes an injection end control program for ending fuel injection in the vicinity of the intake stroke bottom dead center, and a fuel injection period from the vicinity of the intake stroke bottom dead center to the middle of the intake stroke. The injection prohibition program for prohibiting fuel injection in the middle of the intake stroke when it reaches the range, and the injection timing for injecting part of the fuel before the mid-intake stroke when prohibiting fuel injection It is characterized by having a program for specific control. Note that the injection end control program, the injection prohibition program, and the injection timing specifying control program may be configured as a part of another program.

本実施例では噴射終了制御用プログラムは、具体的には吸気行程下死点で燃料噴射を終了させるように作成されている。また噴射禁止用プログラムでは、圧縮工程上死点を0度として吸気行程上死点を360度とした場合に、吸気行程半ばに対応するクランク角度の範囲が具体的には300度から260度までの所定範囲に設定されている。また噴射時期特定制御用プログラムは、具体的には吸気行程半ば終期に対応するクランク角度(本実施例では260度)よりも大きなクランク角度で噴射しようとした分の燃料を分割するとともに、分割した燃料の噴射時期を吸気行程半ばよりも前に変更して、分割した燃料の噴射が吸気行程半ば始期(本実施例では対応するクランク角度が300度)で終了するように作成されている。同時に噴射時期特定制御用プログラムは、分割して残った分の燃料の噴射時期が吸気行程半ば終期になるように作成されている。本実施例では、CPUとROMとRAM(以下、単にCPU等と称す)と内燃機関50制御用のプログラムとで、各種の検出手段や判定手段や制御手段などが実現されており、特にCPU等と噴射終了制御用プログラムとで噴射終了制御手段が、CPU等と噴射禁止用プログラムとで噴射禁止手段が、CPU等と噴射時期特定制御用プログラムとで燃料噴射手段が夫々実現されている。   In this embodiment, the injection end control program is specifically created so as to end the fuel injection at the bottom dead center of the intake stroke. Further, in the injection prohibition program, when the compression process top dead center is set to 0 degree and the intake stroke top dead center is set to 360 degrees, the crank angle range corresponding to the mid intake stroke is specifically 300 degrees to 260 degrees. The predetermined range is set. In addition, the injection timing specifying control program specifically divides and splits the fuel for injection at a crank angle larger than the crank angle corresponding to the end of the mid-intake stroke (260 degrees in this embodiment). The fuel injection timing is changed to before the mid-intake stroke, and the divided fuel injection is completed at the beginning of the mid-intake stroke (the corresponding crank angle is 300 degrees in this embodiment). At the same time, the injection timing specifying control program is created so that the fuel injection timing for the remaining part of the division is at the end of the middle of the intake stroke. In the present embodiment, various detection means, determination means, control means, and the like are realized by a CPU, a ROM, a RAM (hereinafter simply referred to as a CPU, etc.), and a program for controlling the internal combustion engine 50. And the injection end control program, the injection end control means is realized by the CPU and the injection prohibition program, and the fuel injection means is realized by the CPU and the injection timing specifying control program.

次に、逆タンブル流の形成を防止し噴流効果を好適に得るべく燃料の噴射を制御するにあたって、ECU1で行われる処理を図3に示すフローチャートを用いて詳述する。ECU1は、CPUがROMに格納された上述の内燃機関50制御用プログラムや、燃料噴射弁制御用プログラムなどの各種のプログラムに基づき、フローチャートに示す処理を繰り返し実行することで、内燃機関50を制御する。CPUは要求空燃比に見合った噴射量を算出するとともに、この噴射量に応じた噴射時期を算出する処理を実行する(ステップ11)。本実施例では吸気行程下死点で燃料の噴射が終了するため、要求空燃比に見合った噴射量に応じて噴射時期が算出される。続いてCPUは噴射時期に対応するクランク角度が260度よりも大きくなるか否かを判定する処理を実行する(ステップ12)。否定判定であれば、本フローチャートにおいて特段の処理を要しないためステップ11に戻る。   Next, the process performed by the ECU 1 in controlling the fuel injection to prevent the formation of the reverse tumble flow and to obtain the jet effect suitably will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. The ECU 1 controls the internal combustion engine 50 by repeatedly executing the processing shown in the flowchart based on various programs such as the above-described internal combustion engine 50 control program stored in the ROM and the fuel injection valve control program. To do. The CPU calculates an injection amount commensurate with the required air-fuel ratio, and executes a process of calculating an injection timing corresponding to the injection amount (step 11). In this embodiment, since the fuel injection ends at the bottom dead center of the intake stroke, the injection timing is calculated according to the injection amount corresponding to the required air-fuel ratio. Subsequently, the CPU executes a process of determining whether or not the crank angle corresponding to the injection timing is larger than 260 degrees (step 12). If the determination is negative, the process returns to step 11 because no special processing is required in this flowchart.

一方、ステップ12で肯定判定であれば、CPUは吸気行程半ばでの燃料の噴射を禁止する処理を実行する(ステップ13)。燃料の噴射を禁止するにあたって、具体的には本ステップで同時に吸気行程半ば終期に対応するクランク角度(ここでは260度)よりも大きなクランク角度で噴射しようとした分の燃料を分割するとともに、分割した燃料の噴射時期を吸気行程半ば始期(ここでは対応するクランク角度が300度)で燃料噴射が終了するように算出する処理を実行する。なお、分割して残った分の燃料の噴射時期に対応するクランク角度は260度となる。   On the other hand, if the determination in step 12 is affirmative, the CPU executes a process for prohibiting fuel injection in the middle of the intake stroke (step 13). In prohibiting fuel injection, specifically, in this step, the fuel for the amount of fuel that was to be injected at a crank angle larger than the crank angle corresponding to the end of the intake stroke (in this case, 260 degrees) is divided and divided. A process of calculating the fuel injection timing so that the fuel injection is completed at the start of the middle of the intake stroke (here, the corresponding crank angle is 300 degrees) is executed. The crank angle corresponding to the fuel injection timing for the remaining part of the division is 260 degrees.

図4は本ステップで噴射禁止処理が行われた場合の燃料噴射の様子を、噴射禁止処理が行われない場合の燃料噴射の様子とともに模式的に示す図である。ここで噴射量が一定の場合には、回転数Neが高くなるにつれて噴射期間が吸気行程下死点から吸気行程上死点に向かって広がる。その結果、噴射期間に対応するクランク角度の範囲が260度にまで及んだときにはステップ13で噴射禁止処理が行われることにより、260度から300度までの所定範囲での燃料の噴射が禁止される。同時に260度よりも大きなクランク角度で噴射しようとした分の燃料は、300度で燃料噴射が終了するように噴射時期が分割変更される。また回転数Neが一定の場合には、回転数Neの代わりに噴射量が大きくなるにつれて噴射期間に対応するクランク角度の範囲が吸気行程下死点から吸気行程上死点に向かって広がる点が異なるが、この場合も噴射量が一定の場合と同様に噴射禁止処理が行われることになる。なお回転数Neと噴射量は同時に変化してもよい。   FIG. 4 is a diagram schematically showing the state of fuel injection when the injection prohibition process is performed in this step, together with the state of fuel injection when the injection prohibition process is not performed. When the injection amount is constant, the injection period increases from the intake stroke bottom dead center toward the intake stroke top dead center as the rotational speed Ne increases. As a result, when the crank angle range corresponding to the injection period reaches 260 degrees, the injection prohibition process is performed in step 13, thereby prohibiting fuel injection in a predetermined range from 260 degrees to 300 degrees. The At the same time, the injection timing of the fuel to be injected at a crank angle larger than 260 degrees is divided and changed so that the fuel injection ends at 300 degrees. Further, when the rotational speed Ne is constant, the crank angle range corresponding to the injection period increases from the intake stroke bottom dead center toward the intake stroke top dead center as the injection amount increases instead of the rotational speed Ne. In this case, the injection prohibiting process is performed in the same manner as in the case where the injection amount is constant. The rotational speed Ne and the injection amount may change simultaneously.

続いてCPUはステップ13で分割変更した噴射時期夫々に応じた燃料噴射を行うべく、燃料噴射弁21を制御するための処理を実行する(ステップ14)。これにより、逆タンブル流が形成されることが防止され、噴流効果を好適に得ることができる。また噴射禁止処理を行う際に同時に260度よりも大きなクランク角度で噴射しようとした分の燃料の噴射時期を300度で噴射が終了するように分割変更するので、吸気行程半ばで燃料噴射を禁止しても噴射量を確保できる。以上により、噴射した燃料でタンブル流Tを強化するにあたって逆タンブル流の発生を防止することで噴流効果を好適に得ることが可能なECU1を実現可能である。   Subsequently, the CPU executes a process for controlling the fuel injection valve 21 so as to perform fuel injection according to the injection timing divided and changed in step 13 (step 14). Thereby, it is prevented that a reverse tumble flow is formed, and a jet effect can be suitably obtained. In addition, when performing the injection prohibition process, the fuel injection timing is changed so that the injection is completed at 300 degrees at the same time as the crank angle greater than 260 degrees is injected, so fuel injection is prohibited in the middle of the intake stroke Even so, the injection amount can be secured. As described above, it is possible to realize the ECU 1 that can appropriately obtain the jet effect by preventing the occurrence of the reverse tumble flow when the tumble flow T is strengthened with the injected fuel.

上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。   The embodiment described above is a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

ECU1を内燃機関システム100とともに模式的に示す図である。1 is a diagram schematically showing an ECU 1 together with an internal combustion engine system 100. FIG. 内燃機関50の要部を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a main part of an internal combustion engine 50. ECU1で行われる処理をフローチャートで示す図である。It is a figure which shows the process performed by ECU1 with a flowchart. 噴射禁止処理が行われた場合の燃料噴射の様子を、噴射禁止処理が行われない場合の燃料噴射の様子とともに模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mode of fuel injection when an injection prohibition process is performed with the mode of fuel injection when an injection prohibition process is not performed. 吸気行程半ばで燃料を噴射したときの様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a mode when fuel is injected in the middle of an intake stroke.

符号の説明Explanation of symbols

1 ECU
10 吸気系
20 燃料噴射系
21 燃料噴射弁
50 内燃機関
100 内燃機関システム
1 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Intake system 20 Fuel injection system 21 Fuel injection valve 50 Internal combustion engine 100 Internal combustion engine system

Claims (2)

筒内にタンブル流を生成するとともに、該タンブル流を吸気行程下死点近傍で燃焼室上方略中央に配設された燃料噴射弁から排気側に向けて噴射した燃料で強化する筒内噴射式火花点火内燃機関を制御する筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置であって、
吸気行程下死点近傍で燃料噴射を終了させる噴射終了制御手段と、前記燃料噴射の噴射期間が吸気行程下死点近傍から吸気行程半ばにまで及ぶときに、吸気行程半ばでの燃料噴射を禁止する噴射禁止手段とを備えることを特徴とする筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置。
In-cylinder injection type that generates a tumble flow in the cylinder and reinforces the tumble flow with fuel injected toward the exhaust side from a fuel injection valve disposed in the upper center of the combustion chamber near the bottom dead center of the intake stroke A control device for a direct injection spark ignition internal combustion engine for controlling a spark ignition internal combustion engine,
An injection end control means for ending fuel injection in the vicinity of the intake stroke bottom dead center, and prohibiting fuel injection in the middle of the intake stroke when the injection period of the fuel injection extends from near the intake stroke bottom dead center to mid intake stroke An in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine control device comprising:
さらに、前記噴射禁止手段が燃料噴射を禁止したときに吸気行程半ばよりも前に燃料の一部を噴射させる燃料噴射手段を備えることを特徴とする請求項1記載の筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置。
The in-cylinder spark ignition internal combustion engine according to claim 1, further comprising fuel injection means for injecting a part of fuel before the middle of the intake stroke when the injection prohibiting means prohibits fuel injection. Engine control device.
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