JP2009068461A - Fuel injection control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射可能な燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置に関するものである。 The present invention relates to a fuel injection control device that controls a fuel injection valve capable of injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.
従来の燃料噴射制御装置として、燃焼室内に配置された燃料噴射弁を制御して、燃料噴射弁から必要量の燃料を一括して噴射(一括噴射)させると共に、燃料噴射弁から必要量の燃料を複数回に分けて噴射(分割噴射)させるものが知られている(特許文献1参照)。 As a conventional fuel injection control device, a fuel injection valve disposed in a combustion chamber is controlled to inject a required amount of fuel from the fuel injection valve in a lump (collective injection), and a required amount of fuel from the fuel injection valve Is known to be injected in a plurality of times (divided injection) (see Patent Document 1).
ところで、従来の燃料噴射制御装置において、燃料噴射弁を制御して、燃料の噴射量を変えずに、一括噴射から分割噴射へ切替えると、分割噴射における噴射開始時期から噴射終了時期に至る噴射期間は、一括噴射における噴射開始時期から噴射終了時期に至る噴射期間に比して長くなる。 By the way, in the conventional fuel injection control device, when the fuel injection valve is controlled to switch from the batch injection to the split injection without changing the fuel injection amount, the injection period from the injection start timing to the injection end timing in the split injection Is longer than the injection period from the injection start timing to the injection end timing in the batch injection.
このとき、切替え前の一括噴射の噴射開始時期に対し、切替え後の分割噴射の噴射開始時期を合わせて燃料噴射を行うと、一括噴射の噴射終了時期に対し、分割噴射の噴射終了時期が遅角してしまう。切替えの前後で噴射終了時期が異なってしまうと、燃焼室内における混合気形成が切替えの前後で変化してしまう。このため、切替え前後の噴射開始時期を一致させた状態で混合気を燃焼させると、混合気の燃焼状態が変化するため、切替え前において内燃機関から得られるトルクと、切替え後において内燃機関から得られるトルクとの間に、大きなトルク段差が生じてしまう。 At this time, if the fuel injection is performed by matching the injection start timing of the divided injection after the switching with the injection start timing of the batch injection before the switching, the injection end timing of the divided injection is delayed with respect to the injection end timing of the batch injection. I horn. If the injection end timing differs before and after switching, the mixture formation in the combustion chamber changes before and after switching. For this reason, if the air-fuel mixture is combusted with the injection start timings before and after the switching being matched, the combustion state of the air-fuel mixture changes, so that the torque obtained from the internal combustion engine before the switching and the internal combustion engine after the switching are obtained. A large torque step is generated between the torque and the generated torque.
同様に、燃料噴射弁を制御して、燃料の噴射量を変えずに、低燃圧噴射から高燃圧噴射へ切替えると、高燃圧噴射における噴射期間は、低燃圧噴射における噴射期間に比して短くなる。このため、切替え前後の噴射開始時期を一致させた状態で混合気を燃焼させると、切替え前において内燃機関から得られるトルクと、切替え後において内燃機関から得られるトルクとの間に、大きなトルク段差が生じてしまう。 Similarly, when the fuel injection valve is controlled to change from low fuel pressure injection to high fuel pressure injection without changing the fuel injection amount, the injection period in high fuel pressure injection is shorter than the injection period in low fuel pressure injection. Become. For this reason, if the air-fuel mixture is combusted in a state where the injection start timings before and after the switching are made coincident, a large torque step between the torque obtained from the internal combustion engine before the switching and the torque obtained from the internal combustion engine after the switching. Will occur.
これにより、燃料噴射弁からの燃料噴射パターンを、一括噴射と分割噴射との間で相互に切替え、または、低燃圧噴射と高燃圧噴射との間で相互に切替えると、トルク変動が生じてしまう虞があった。 As a result, if the fuel injection pattern from the fuel injection valve is switched between batch injection and split injection, or switched between low fuel pressure injection and high fuel pressure injection, torque fluctuation will occur. There was a fear.
そこで、本発明の燃料噴射制御装置は、燃料噴射弁の噴射回数の切替え時、または燃料噴射弁の燃圧の切替え時において、トルク変動を生じさせることなく、内燃機関を円滑に運転することができる燃料噴射制御装置を提供することを課題とする。 Therefore, the fuel injection control device of the present invention can smoothly operate the internal combustion engine without causing torque fluctuation when switching the number of injections of the fuel injection valve or switching the fuel pressure of the fuel injection valve. It is an object to provide a fuel injection control device.
本発明の燃料噴射制御装置は、筒内噴射式の内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射可能な燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置において、内燃機関の運転領域の切替えに伴って、燃料噴射弁の噴射回数を切替え可能な噴射回数切替え手段と、噴射回数切替え手段により燃料噴射弁の噴射回数が切替えられた場合、切替え前の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁の噴射終了時期に対し、切替え後の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁の噴射終了時期を一致させる噴射終了時期制御手段とを備えたことを特徴とする。 A fuel injection control device according to the present invention is a fuel injection control device that controls a fuel injection valve capable of injecting fuel into a combustion chamber of a direct injection internal combustion engine. When the number of injections of the fuel injection valve is switched by the injection number switching means that can switch the number of injections of the valve and the injection number switching means, the injection end timing of the fuel injection valve in the combustion cycle before the switching is An injection end timing control means for matching the injection end timing of the fuel injection valve in the combustion cycle is provided.
本発明の他の燃料噴射制御装置は、筒内噴射式の内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射可能な燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置において、内燃機関の運転領域の切替えに伴って、燃料噴射弁の燃圧を高燃圧と低燃圧との間で相互に切替え可能な燃圧切替え手段と、燃圧切替え手段により燃料噴射弁の燃圧が切替えられた場合、切替え前の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁の噴射終了時期に対し、切替え後の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁の噴射終了時期を一致させる噴射終了時期制御手段とを備えたことを特徴とする。 Another fuel injection control device of the present invention is a fuel injection control device that controls a fuel injection valve capable of injecting fuel into a combustion chamber of a direct injection internal combustion engine. When the fuel pressure of the fuel injection valve is switched by the fuel pressure switching means that can switch the fuel pressure of the fuel injection valve between the high fuel pressure and the low fuel pressure, and the fuel pressure switching means, And an injection end timing control means for matching the injection end timing of the fuel injection valve in the combustion cycle after switching with the injection end timing.
これらの場合、切替え後の噴射終了時期から求められる噴射開始時期が、予め設定された設定噴射開始時期よりも進角しているか否かを判別する噴射開始時期判別手段をさらに備え、噴射開始時期判別手段により噴射開始時期が設定噴射開始時期よりも進角していると判別された場合、噴射終了時期制御手段は、噴射開始時期が、設定噴射開始時期に一致するように、切替え後の噴射終了時期を遅角させることが、好ましい。 In these cases, there is further provided an injection start timing determining means for determining whether or not the injection start timing calculated from the injection end timing after switching is advanced from a preset injection start timing. When it is determined by the determining means that the injection start timing is advanced from the set injection start timing, the injection end timing control means is configured to change the injection after switching so that the injection start timing coincides with the set injection start timing. It is preferable to retard the end timing.
本発明にかかる燃料噴射制御装置は、燃料噴射弁の噴射回数の切替え前後、または燃料噴射弁の燃圧の切替え前後において、燃料噴射弁の噴射終了時期を一致させることで、トルク変動を抑制することができ、内燃機関の運転を円滑に行うことができるという効果を奏する。 The fuel injection control device according to the present invention suppresses torque fluctuation by matching the injection end timing of the fuel injection valve before and after switching the number of injections of the fuel injection valve or before and after switching the fuel pressure of the fuel injection valve. Thus, the internal combustion engine can be operated smoothly.
以下、添付した図面を参照して、本発明にかかる燃料噴射制御装置を適用したエンジンECUについて説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, an engine ECU to which a fuel injection control device according to the present invention is applied will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
ここで、図1は、筒内噴射式のガソリンエンジンの概略構成図であり、図2は、エンジンの運転領域に関する説明図である。また、図3は、従来における燃料噴射弁の噴射切替えに関する制御の説明図であり、図4は、噴射開始時期を一致させた場合におけるエンジン回転数およびトルクに関するグラフである。さらに、図5は、実施例1における燃料噴射弁の噴射切替えに関する制御の説明図であり、図6は、噴射終了時期を一致させた場合におけるエンジン回転数およびトルクに関するグラフである。そして、図7は、設定噴射開始時期よりも進角して噴射開始時期が設定された場合における制御の説明図であり、図8は、燃料噴射弁の噴射切替え制御に関する一連のフローチャート図である。 Here, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an in-cylinder injection type gasoline engine, and FIG. 2 is an explanatory diagram regarding an operation region of the engine. FIG. 3 is an explanatory diagram of control related to injection switching of a conventional fuel injection valve, and FIG. 4 is a graph relating to engine speed and torque when the injection start timings are matched. Further, FIG. 5 is an explanatory diagram of control relating to injection switching of the fuel injection valve in the first embodiment, and FIG. 6 is a graph relating to engine speed and torque when the injection end timings are matched. FIG. 7 is an explanatory diagram of the control when the injection start timing is set with an advance from the set injection start timing, and FIG. 8 is a series of flowchart diagrams regarding the injection switching control of the fuel injection valve. .
先ず、図1を参照して、実施例1にかかるエンジンECU2に制御される内燃機関(以下、エンジンという)について説明する。このエンジン1は、筒内噴射式のガソリンエンジンであり、エンジンECU2により制御されている。
First, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) controlled by the
エンジン1は、下部からクランクケース10と、クランクケース10の上部に設けられたシリンダブロック11と、ヘッドガスケット(図示省略)を介してシリンダブロック11の上部に設けられたシリンダヘッド12とで外郭が形成されている。シリンダブロック11の上部には、上下動可能にピストン13が収容され、また、シリンダブロック11の下部およびクランクケース10により形成された収容部には、クランクシャフト14が収容されている。ピストン13とクランクシャフト14とは、コンロッド15により連結されており、ピストン13の上下動作をクランクシャフト14に伝達している。そして、上記のシリンダブロック11、シリンダヘッド12およびピストン13により、ペントルーフ型の燃焼室16が形成されている。
The engine 1 has a
クランクケース10には、クランク角センサ20が配設されており、クランクシャフト14の回転角度を検知している。クランク角センサ20は、エンジンECU2に接続されており、エンジンECU2は、クランク角センサ20の検出結果に基づいて、後述する点火プラグ44による点火時期や、後述する燃料噴射弁45による燃料の噴射開始時期および噴射終了時期を制御している。
The
シリンダブロック11は、その内部にピストン13を収容するためのシリンダボア24が形成されている。そして、ピストン13は、シリンダボア24に嵌合するように円柱状に形成されており、このシリンダボア24内で上死点と下死点との間を上下動可能に支持されている。また、ピストン13のヘッド面には、ピストンキャビティ25が没入形成されている。さらに、シリンダブロック11の内部には、エンジン1を冷却する冷却水の冷却水循環通路となるウォータージャケット26が形成されており、ウォータージャケット26はシリンダボア24の周りを取り囲むように配設されている。そして、シリンダブロック11には、冷却水の水温を検出するエンジン水温検出センサ27が配設され、エンジン水温検出センサ27は、エンジンECU2に接続されている。
The
シリンダヘッド12は、その内部に燃焼室16に連通する吸気ポート30と、吸気ポート30に対向配置され、燃焼室16に連通する排気ポート31とが形成されている。
The
また、燃焼室16と吸気ポート30との間の吸気側連通口32には、吸気弁34が配設され、また、燃焼室16と排気ポート31との間の排気側連通口33には、排気弁35が配設されている。
An
吸気弁34および排気弁35は、ラッパ形状をなす末広がりの円錐状に形成されており、吸気側連通口32および排気側連通口33を開放する開放位置(下降端位置)と、吸気側連通口32および排気側連通口33を閉塞する閉塞位置(上昇端位置)との間で移動自在に構成されている。そして、吸気弁34の基端部には吸気側カムシャフト40が、また、排気弁35の基端部には排気側カムシャフト41が、それぞれ配設されており、各カムシャフト40,41が回転することにより吸気弁34および排気弁35が開閉可能となっている。
The
また、燃焼室16の頂部には、先端部が突出するように点火プラグ44が配設され、また、シリンダヘッド12の吸気ポート30の下部には、燃焼室16の壁面から燃料を噴射する燃料噴射弁45が配設されている。
A
ここで、エンジン1における一燃焼サイクルの燃焼動作について説明する。燃焼サイクルは、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程を順に行っている。 Here, the combustion operation of one combustion cycle in the engine 1 will be described. In the combustion cycle, an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke are sequentially performed.
吸気行程では、ピストン13が上死点から下死点へ向けて移動を開始すると共に、吸気弁34を下降移動させて吸気側連通口32を開放する。すると、燃焼室16の負圧により空気が吸気側連通口32を介して燃焼室16内に吸入され、この後、吸気弁34を上昇移動させて吸気側連通口32を閉塞する。このとき、燃料噴射弁45から燃料の噴射が開始され、吸入された空気と燃料とが混合して混合気となる。
In the intake stroke, the
圧縮行程では、ピストン13が下死点から上死点へ向けて移動する。ピストン13が上死点に移動すると、この移動に伴って混合気は圧縮される。そして、ピストン13が上死点近傍に達すると、点火プラグ44をスパークさせて、混合気に着火させる。なお、燃料噴射弁45からの燃料噴射は、点火プラグ44の放電前に終了するように構成されている。
In the compression stroke, the
膨張行程では、着火による混合気の燃焼により、混合気が膨張(爆発)する。これにより、ピストン13は、上死点から下死点へ向けて移動する。
In the expansion stroke, the air-fuel mixture expands (explodes) due to the combustion of the air-fuel mixture by ignition. As a result, the
排気行程では、下死点へ到達したピストン13が、慣性により再び上死点へ向けて移動する。このとき、排気弁35を下降移動させて排気側連通口33を開放し、ピストン13の上死点への移動に伴って、燃焼後の排気ガスを排気側連通口33から排出させる。排気ガスの排出後、排気弁35を上昇移動させて排気側連通口33を閉塞する。
In the exhaust stroke, the
以上の燃焼サイクルを繰り返し行うことで、ピストン13を上下動作させ、この動力をコンロッド15を介してクランクシャフト14に伝達することで、エンジン1は駆動力を得ることができる。
By repeating the above combustion cycle, the
次に、エンジンECU2について説明する。エンジンECU2は、主としてCPU70、ROM71、RAM72、入力ポート73および出力ポート74等により構成され、内部バス75を介して互いに接続されている。CPU70は、各種センサ等から入力された各種検出信号に基づいて演算処理を行うものである。ROM71は、各種プログラムやデータを記憶している。RAM72は、各種プログラムを実行するための作業領域となっている。
Next, the
エンジンECU2には、上記の点火プラグ44や燃料噴射弁45が制御可能に接続されており、また、エンジンECU2には、上記したクランク角センサ20やエンジン水温検出センサ27の他、外部から吸入される吸入空気量を検出するエアフローセンサ79等の各種センサが接続されている。
The
エンジンECU2のROM71内には、燃料噴射制御プログラム80、点火制御プログラム81、運転領域設定プログラム82および運転領域切替え判別プログラム83等の各種プログラムが記憶されており、CPU70が、ROM71内から、各種プログラムを読み出してRAM72内に展開し、展開したプログラムを実行することにより、点火プラグ44や燃料噴射弁45を制御することが可能となっている。
Various programs such as a fuel
点火制御プログラム81は、クランク角センサ20から入力されたクランク角度に基づいて、点火プラグ44の放電動作を制御するものである。
The
運転領域設定プログラム82は、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて、エンジン1の運転領域を設定するものであり、エンジン負荷は、エアフローセンサ79により検出した吸入空気量およびエンジン水温検出センサ27により検出したエンジン水温から求められる。
The operation
ここで、図2に示すように、エンジン1の運転領域は、エンジン回転数およびエンジン負荷により、例えば、4つに区画されており、燃料噴射弁45からの燃料噴射を1回(後述するシングル噴射)で行う第1運転領域E1と、燃料噴射弁45からの燃料噴射を2回で行う第2運転領域E2と、燃料噴射弁45からの燃料噴射を3回で行う第3運転領域E3と、燃料噴射弁45からの燃料噴射を4回で行う第4運転領域E4と、から構成されている。
Here, as shown in FIG. 2, the operating region of the engine 1 is divided into, for example, four according to the engine speed and the engine load, and fuel injection from the
このため、エンジンECU2は運転領域設定プログラム82を実行すると、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて、上記4つの運転領域E1,E2,E3,E4の中から1の運転領域を設定する。
Therefore, when the
運転領域切替え判別プログラム83は、運転領域設定プログラム82により設定された1の運転領域が、前回設定された運転領域と同じであるか否か、すなわち、前回設定された1の運転領域とは異なる運転領域に切替えられたか否かを判別するものである。
The operation region switching
燃料噴射制御プログラム80は、クランク角センサ20から入力されたクランク角度および設定された運転領域における噴射回数に基づいて、燃料噴射弁45の燃料噴射動作を制御するものである。そして、エンジンECU2(燃料噴射制御装置)は、ROM71内に記憶された燃料噴射制御プログラム80を実行することにより、燃料噴射弁45を制御することが可能となっている。
The fuel
具体的には、吸気行程において、所定のクランク角度になると、燃料噴射弁45から燃料の噴射が開始されると共に、吸気行程または圧縮行程において、所定のクランク角度になると、燃料噴射弁45から燃料の噴射が停止される。
Specifically, when a predetermined crank angle is reached in the intake stroke, fuel injection is started from the
ここで、エンジンECU2は、燃料噴射制御プログラム80により燃料噴射弁45を制御し、燃料噴射弁45にシングル噴射およびマルチパイロット噴射を実行させることが可能となっている。シングル噴射は、燃焼室16に噴射する燃料を、一燃焼サイクル中に、一度に(一回で)噴射するものである。また、マルチパイロット噴射は、燃焼室16に噴射する燃料を、一燃焼サイクル中に、複数回に分けて噴射するものである。
Here, the
そして、燃料噴射制御プログラム80は、エンジン1の運転領域の切替えに伴って燃料噴射弁45の噴射回数を切替える噴射回数切替えプログラム85を有している。エンジンECU2が噴射回数切替えプログラム85を実行すると、運転領域設定プログラム82により設定された1の運転領域に基づいて、燃料噴射弁45の噴射回数が切替えられる(噴射回数切替え手段)。すなわち、エンジンECU2は、4つの運転領域E1,E2,E3,E4のうち、1つの運転領域を設定することで、シングル噴射またはマルチパイロット噴射を選択すると共に、マルチパイロット噴射における噴射回数を選択している。
The fuel
ところで、上記のように、噴射回数切替えプログラム85により燃料噴射弁45の噴射回数が切替えられると、噴射する燃料の噴射量がほぼ同量であれば、燃料噴射弁45の燃料の噴射開始時期から噴射終了時期に至る噴射期間は変化する。すなわち、図3に示すように、シングル噴射(1回噴射)、マルチパイロット噴射(2回噴射)、マルチパイロット噴射(3回噴射)を例にすると、シングル噴射の噴射開始時期S1から噴射終了時期D1に至る噴射期間T1に対し、マルチパイロット噴射(2回)の噴射開始時期S2から噴射終了時期D2に至る噴射期間T2のほうが長くなっている。また、マルチパイロット噴射(2回)の噴射期間T2に対し、マルチパイロット噴射(3回)の噴射開始時期S3から噴射終了時期D3に至る噴射期間T3のほうが長くなっている。すなわち、噴射期間T1<噴射期間T2<噴射期間T3という関係になっている。
By the way, as described above, when the number of injections of the
このとき、燃料噴射弁45の噴射回数を切替える場合、例えば、シングル噴射からマルチパイロット噴射(2回)に切替える場合、所定のクランク角度K1をシングル噴射の噴射開始時期S1とし、マルチパイロット噴射(2回)の噴射開始時期S2を噴射開始時期S1に一致させる。すると、マルチパイロット噴射(2回)の噴射終了時期D2はクランク角度K3となり、シングル噴射の噴射終了時期D1はクランク角度K2となる。このため、噴射終了時期D2は、噴射終了時期D1に比して、遅角してしまう。
At this time, when switching the number of injections of the
同様に、マルチパイロット噴射(2回)からマルチパイロット噴射(3回)に切替える場合、所定のクランク角度K1をマルチパイロット噴射(2回)の噴射開始時期S2とし、マルチパイロット噴射(3回)の噴射開始時期S3を噴射開始時期S2に一致させる。すると、マルチパイロット噴射(3回)の噴射終了時期D3はクランク角度K4となり、マルチパイロット噴射(2回)の噴射終了時期D2はクランク角度K3となる。このため、噴射終了時期D3は、噴射終了時期D2に比して、遅角してしまう。 Similarly, when switching from multi-pilot injection (2 times) to multi-pilot injection (3 times), the predetermined crank angle K1 is set as the injection start timing S2 of multi-pilot injection (2 times), and multi-pilot injection (3 times) The injection start time S3 is made to coincide with the injection start time S2. Then, the multipilot injection (3 times) injection end timing D3 becomes the crank angle K4, and the multipilot injection (2 times) injection end timing D2 becomes the crank angle K3. For this reason, the injection end timing D3 is retarded as compared with the injection end timing D2.
このとき、切替えの前後において噴射終了時期が異なってしまうと、燃焼室16内の混合気形成が大きく変化してしまうため、この状態で点火プラグ44により放電を行って混合気に点火し燃焼させると、図4のグラフに示すように、大きなトルク段差が生じてしまうことが分かった。なお、図4のグラフは、シングル噴射からマルチパイロット噴射に切替えた場合のトルク段差である。これにより、燃料噴射弁45の噴射回数の切替え時において、トルク変動が生じてしまうため、トルク変動を抑制すべく、本実施例では、燃料噴射弁45の噴射回数の切替えの前後において、燃料噴射弁45の噴射終了時期を一致させている。以下、燃料噴射弁45の噴射終了時期を一致させる制御動作について詳細に説明する。
At this time, if the injection end timing differs before and after the switching, the mixture formation in the
燃料噴射制御プログラム80は、上記の噴射回数切替えプログラム85の他、噴射終了時期制御プログラム84を有している。噴射終了時期制御プログラム84は、切替え前の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁45の噴射終了時期に対し、切替え後の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁45の噴射終了時期を一致させるものである。このため、エンジンECU2が噴射終了時期制御プログラム84を実行すると、切替え前の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁45の噴射終了時期に対し、切替え後の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁45の噴射終了時期を一致させる(噴射終了時期制御手段)。
The fuel
具体的に、シングル噴射からマルチパイロット噴射(2回)へ切替える場合において、エンジンECU2が噴射終了時期制御プログラム84を実行する。図5に示すように、所定のクランク角度K1をシングル噴射の噴射開始時期S1とすると、シングル噴射の噴射終了時期D1はクランク角度K2となる。そして、マルチパイロット噴射(2回)の噴射終了時期D2を噴射終了時期D1に一致させる。すると、マルチパイロット噴射(2回)の噴射開始時期S2はクランク角度K5となる。このため、噴射開始時期S2は、噴射開始時期S1に比して進角する。
Specifically, when switching from single injection to multi-pilot injection (twice), the
同様に、マルチパイロット噴射(2回)からマルチパイロット噴射(3回)へ切替える場合おいて、エンジンECU2が噴射終了時期制御プログラム84を実行する。所定のクランク角度K5をマルチパイロット噴射(2回)の噴射開始時期S2とすると、マルチパイロット噴射(2回)の噴射終了時期D2はクランク角度K2となる。そして、マルチパイロット噴射(3回)の噴射終了時期D3を噴射終了時期D2に一致させる。すると、マルチパイロット噴射(3回)の噴射開始時期S3はクランク角度K6となる。このため、噴射開始時期S3は、噴射開始時期S2に比して進角する。
Similarly, when switching from multi-pilot injection (2 times) to multi-pilot injection (3 times), the
このとき、切替え前後における燃料噴射弁45の噴射終了時期が一致すると、燃焼室16内の混合気形成を略同様とすることができる。このため、この状態で点火プラグ44により放電を行って混合気に点火し燃焼させると、図6のグラフに示すトルク段差は、図4のグラフに示すトルク段差に比して、小さくなったことが分かった。言い換えれば、燃料噴射弁45の噴射回数の切替え前後において、噴射終了時期を一致させることにより、トルク変動を抑制することができることが分かった。なお、図6のグラフも、シングル噴射からマルチパイロット噴射に切替えた場合のトルク段差である。
At this time, when the injection end timings of the
ところで、図7に示すように、例えば、シングル噴射からマルチパイロット噴射(2回)に切替えた場合、切替え前のシングル噴射の噴射終了時期D1が所定のクランク角度K2となった状態において、切替え後のマルチパイロット噴射(2回)の噴射終了時期D2を一致させてしまうと、マルチパイロット噴射(2回)の噴射開始時期S2が、上記のようにクランク角度K5となってしまう。このとき、予め設定された設定噴射開始時期S4が、クランク角度K5とクランク角度K1との間のクランク角度K7に設定されている場合、マルチパイロット噴射(2回)の噴射開始時期S2が、設定噴射開始時期S4よりも早いタイミングで(進角して)燃料を噴射してしまう。 By the way, as shown in FIG. 7, for example, when switching from single injection to multi-pilot injection (twice), after the switching in the state where the injection end timing D1 of the single injection before the switching becomes the predetermined crank angle K2. If the injection end timing D2 of the multi-pilot injection (twice) is matched, the injection start timing S2 of the multi-pilot injection (twice) becomes the crank angle K5 as described above. At this time, when the preset set injection start timing S4 is set to a crank angle K7 between the crank angle K5 and the crank angle K1, the injection start timing S2 for multi-pilot injection (twice) is set. The fuel is injected at an earlier timing (advanced) than the injection start timing S4.
そして、設定噴射開始時期S4よりも進角して燃料噴射弁45から燃料が噴射されると、噴射した燃料がピストン上部やシリンダボア24の壁面に付着する虞がある。ピストン上部に燃料が付着してしまうと、スモークが増加する虞があると共に、シリンダボア24の壁面に燃料が付着してしまうと、燃料がエンジンオイルに混入して、エンジンオイルを希釈する虞がある。
When the fuel is injected from the
このため、燃料噴射制御プログラム80には、切替え後の燃料噴射弁45の噴射開始時期が、予め設定された設定噴射開始時期S4よりも進角しているか否かを判別する噴射開始時期判別プログラム86が記憶されている。そして、エンジンECU2が噴射開始時期判別プログラム86を実行して、切替え後の噴射開始時期が設定噴射開始時期S4よりも進角していると判定すると、噴射終了時期制御プログラム84により、噴射開始時期が設定噴射開始時期S4となるように切替え後の噴射終了時期を遅角させる。
Therefore, the fuel
具体的には、エンジンECU2が噴射開始時期判別プログラム86を実行すると、エンジンECU2は切替え後のマルチパイロット噴射(2回)の噴射開始時期S2が、予め設定された設定噴射開始時期S4よりも進角しているか否かを判別する(噴射開始時期判別手段)。そして、エンジンECU2が進角していると判定すると、マルチパイロット噴射(2回)の噴射開始時期S2が、設定噴射開始時期S4と一致するようにマルチパイロット噴射(2回)の噴射終了時期D2を遅角させる。すなわち、マルチパイロット噴射(2回)の噴射期間T2ごと遅角させて、噴射開始時期S2と設定噴射開始時期S4とを一致させる。
Specifically, when the
これにより、設定噴射開始時期S4よりも進角して燃料噴射弁45から燃料が噴射されることがないため、スモークの増加や、エンジンオイルの希釈等を生じさせることがない。
As a result, the fuel is not injected from the
以下、図8のフローチャート図を参照して、燃料噴射弁45の噴射回数を切替える一連の制御フローについて説明する。先ず、エンジンECU2は、エンジン1の運転状態を、エアフローセンサ79およびエンジン水温検出センサ27等の各種センサによって検出し、この検出結果に基づいて、運転領域設定プログラム82により、エンジン1の運転領域を設定する(S1)。このとき、エンジンECU2は、運転領域切替え判別プログラム83を実行して、前回設定された運転領域と異なる運転領域に切替えられたか否かを判別する(S2)。そして、エンジン1の運転領域の切替えがあると判定されると、エンジンECU2は、噴射回数切替えプログラム85を実行して、エンジン1の運転領域に応じた燃料噴射弁45の噴射回数に切替える(S3)。
Hereinafter, a series of control flows for switching the number of injections of the
噴射回数が切替えられると、エンジンECU2は、噴射終了時期制御プログラム84を実行して、切替え前の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁45の噴射終了時期に、切替え後の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁45の噴射終了時期を一致させて設定する(S4)。この後、エンジンECU2は、噴射開始時期判別プログラム86を実行して、設定された切替え後の噴射終了時期から切替え後の噴射開始時期を求める(S5)と共に、求めた噴射開始時期が、予め設定された設定噴射開始時期S4に対し、進角しているか否かを判別する(S6)。そして、エンジンECU2が、切替え後の噴射開始時期が設定噴射開始時期S4よりも進角していると判定すると、噴射終了時期制御プログラム84を実行して、噴射開始時期が設定噴射開始時期S4と一致するように切替え後の噴射終了時期を遅角して設定する(S7)。
When the number of injections is switched, the
そして、エンジンECU2は、設定した噴射終了時期に基づいて、燃料噴射弁45から燃料を噴射し(S8)、再びS1に戻って上記制御フローを繰り返し行う。なお、S2において、エンジン1の運転領域の切替えがない場合、すなわち、設定された運転領域が前回設定された運転領域と同じだった場合、燃料噴射弁45からの噴射回数は変わらないため、前回の設定と同様の設定で燃料噴射弁45から燃料が噴射される。また、S6において、エンジンECU2が、切替え後の噴射開始時期が設定噴射開始時期S4よりも進角していないと判定した場合、S4において設定した噴射終了時期に基づいて、燃料噴射弁45から燃料が噴射される。
Then, the
以上の構成によれば、燃料噴射弁45の噴射回数が切替えられた場合、切替え前の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁45の噴射終了時期に対し、切替え後の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁の噴射終了時期を一致させることができる。このため、図6に示すグラフでも明らかであるように、切替え前におけるエンジン1から得られるトルクと、切替え後におけるエンジン1から得られるトルクとに、大きなトルク段差が生じることがないため、切替え時におけるトルク変動を抑制することができる。
According to the above configuration, when the number of injections of the
また、従来では、燃料噴射弁45の切替えの前後においてトルク変動が大きかったため、最低でも切替えの前後でそれぞれ異なる2つのエンジントルクマップを用意しなければならなかった。しかしながら、本実施例では、燃料噴射弁45の切替えの前後においてトルク変動を抑制することができるため、切替え前後の異なる2つのエンジントルクマップを統一して1つのエンジントルクマップとすることができる。これにより、用意するエンジントルクマップを減らすことができる。
Conventionally, since the torque fluctuation was large before and after the switching of the
また、切替え後の噴射終了時期により求められる燃料噴射弁45の噴射開始時期が、予め設定された設定噴射開始時期S4よりも進角している場合、噴射開始時期が、設定噴射開始時期S4となるように噴射終了時期を遅角させることで、燃料付着によるスモークの増加や、オイル希釈等を生じさせることがない。なお、本実施例では、切替え後の噴射開始時期が設定噴射開始時期S4よりも進角している場合、噴射開始時期と設定噴射開始時期S4とを一致させるように噴射終了時期を遅角させたが、噴射開始時期が設定噴射開始時期S4より遅角していてもよい。
In addition, when the injection start timing of the
次に、図9ないし図11を参照して、実施例2にかかる燃料噴射制御装置(エンジンECU2)について説明する。なお、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。図9は、実施例2における燃料噴射弁の噴射切替えに関する制御の説明図であり、図10は、エンジンの運転領域に関する説明図である。また、図11は、燃料噴射弁の噴射切替え制御に関する一連のフローチャート図である。 Next, the fuel injection control apparatus (engine ECU 2) according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. Only different parts will be described in order to avoid duplicate descriptions. FIG. 9 is an explanatory diagram of control related to injection switching of the fuel injection valve in the second embodiment, and FIG. 10 is an explanatory diagram related to an engine operating region. FIG. 11 is a series of flowcharts related to the injection switching control of the fuel injection valve.
実施例2にかかるエンジンECU2は、燃料噴射制御プログラム80により燃料噴射弁45を制御し、燃料噴射弁45に低燃圧噴射および高燃圧噴射を実行させることが可能な構成となっている。このとき、図9に示すように、低燃圧噴射は、高燃圧噴射に比して燃料圧力が低いため、低燃圧噴射の噴射開始時期S4から噴射終了時期D4に至る噴射期間T4は、高燃圧噴射の噴射開始時期S5から噴射終了時期D5に至る噴射期間T5に比して、長くなっている。
The
ここで、図10に示すように、エンジン1の運転領域は、燃料噴射弁45から低燃圧噴射を行う低燃圧運転領域ELと、燃料噴射弁45から高燃圧噴射を行う高燃圧運転領域EHと、から構成されている。このため、エンジンECU2が運転領域設定プログラム82を実行すると、エンジンECU2は、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて、エンジン1の運転領域を低燃圧運転領域ELまたは高燃圧運転領域EHに設定する。
Here, as shown in FIG. 10, the operation region of the engine 1 includes a low fuel pressure operation region EL that performs low fuel pressure injection from the
そして、燃料噴射制御プログラム80は、エンジン1の運転領域の切替えに伴って、燃料噴射弁45の燃料圧力(燃圧)を、低燃圧と高燃圧との間で相互に切替える燃圧切替えプログラム90を有している。エンジンECU2が燃圧切替えプログラム90を実行すると、エンジン1の運転領域に応じて、燃料噴射弁45の燃圧が切替えられる(燃圧切替え手段)。具体的に燃圧を切替える例としては、エンジンECU2が燃圧切替えプログラム90を実行すると、図示は省略するが、燃料噴射弁45に連通するデリバリパイプに、デリバリパイプ内の燃料を燃料タンクへ戻すためのリリーフ弁が設けられており、このリリーフ弁の開閉制御を行うことで、燃料噴射弁45からの燃圧を切替えている。
The fuel
以下、図11のフローチャート図を参照して、燃料噴射弁45の燃圧を切替える一連の制御フローについて説明する。なお、S3における制御のみが異なるため、他の部分の説明については省略する。S2において、エンジン1の運転領域の切替えがあると判定されると、エンジンECU2は、燃圧切替えプログラム90を実行して、エンジン1の運転領域に応じた燃料噴射弁45の燃圧に切替える(S10)。その後、S4において、切替え前の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁45の噴射終了時期に、切替え後の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁45の噴射終了時期を一致させて設定する。
Hereinafter, a series of control flows for switching the fuel pressure of the
以上の構成においても、燃料噴射弁45の燃圧の切替え時において、切替え前の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁45の噴射終了時期に対し、切替え後の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁45の噴射終了時期を一致させることができるため、切替え前においてエンジンから得られるトルクと、切替え後においてエンジンから得られるトルクとに、大きなトルク段差が生じることがない。このため、切替え時におけるトルク変動を抑制することができる。なお、実施例1と実施例2とを組み合わせた構成としてもよい。
Even in the above configuration, when the fuel pressure of the
以上のように、本発明にかかる燃料噴射制御装置は、筒内噴射式のガソリンエンジンに有用であり、特に、トルク変動が生じる場合に適している。 As described above, the fuel injection control device according to the present invention is useful for an in-cylinder injection type gasoline engine, and is particularly suitable when torque fluctuation occurs.
1 エンジン
2 エンジンECU
16 燃焼室
20 クランク角センサ
45 燃料噴射弁
80 燃料噴射制御プログラム
82 運転領域設定プログラム
83 運転領域切替え判別プログラム
84 噴射終了時期制御プログラム
85 噴射回数切替えプログラム
86 噴射開始時期判別プログラム
90 燃圧切替えプログラム
D1 噴射終了時期
D2 噴射終了時期
D3 噴射終了時期
1
16
Claims (3)
前記内燃機関の運転領域の切替えに伴って、前記燃料噴射弁の噴射回数を切替え可能な噴射回数切替え手段と、
前記噴射回数切替え手段により前記燃料噴射弁の噴射回数が切替えられた場合、切替え前の燃焼サイクルにおける前記燃料噴射弁の噴射終了時期に対し、切替え後の燃焼サイクルにおける前記燃料噴射弁の噴射終了時期を一致させる噴射終了時期制御手段とを備えたことを特徴とする燃料噴射制御装置。 In a fuel injection control device for controlling a fuel injection valve capable of injecting fuel into a combustion chamber of an in-cylinder injection internal combustion engine,
With the switching of the operation region of the internal combustion engine, an injection number switching means capable of switching the number of injections of the fuel injection valve;
When the number of injections of the fuel injection valve is switched by the injection number switching means, the injection end timing of the fuel injection valve in the combustion cycle after switching is different from the injection end timing of the fuel injection valve in the combustion cycle before switching. A fuel injection control device comprising: an injection end timing control means for matching the two.
前記内燃機関の運転領域の切替えに伴って、前記燃料噴射弁の燃圧を高燃圧と低燃圧との間で相互に切替え可能な燃圧切替え手段と、
前記燃圧切替え手段により前記燃料噴射弁の燃圧が切替えられた場合、切替え前の燃焼サイクルにおける前記燃料噴射弁の噴射終了時期に対し、切替え後の燃焼サイクルにおける前記燃料噴射弁の噴射終了時期を一致させる噴射終了時期制御手段とを備えたことを特徴とする燃料噴射制御装置。 In a fuel injection control device for controlling a fuel injection valve capable of injecting fuel into a combustion chamber of an in-cylinder injection internal combustion engine,
A fuel pressure switching means capable of switching the fuel pressure of the fuel injection valve between a high fuel pressure and a low fuel pressure in accordance with the switching of the operation region of the internal combustion engine,
When the fuel pressure of the fuel injection valve is switched by the fuel pressure switching means, the injection end timing of the fuel injection valve in the combustion cycle after switching coincides with the injection end timing of the fuel injection valve in the combustion cycle before switching. A fuel injection control device comprising: an injection end timing control unit for controlling the fuel injection timing.
前記噴射開始時期判別手段により前記噴射開始時期が前記設定噴射開始時期よりも進角していると判別された場合、前記噴射終了時期制御手段は、前記噴射開始時期が、前記設定噴射開始時期に一致するように、切替え後の前記噴射終了時期を遅角させることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料噴射制御装置。 An injection start timing determining means for determining whether or not the injection start timing obtained from the injection end timing after switching is advanced from a preset injection start timing;
When it is determined by the injection start timing determination means that the injection start timing is advanced from the set injection start timing, the injection end timing control means is configured such that the injection start timing is set to the set injection start timing. The fuel injection control device according to claim 1 or 2, wherein the injection end timing after switching is retarded so as to coincide.
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