JP2010031815A - Fuel injection system and internal combustion engine system with the same - 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直接噴射する筒内噴射弁と、前記燃焼室と連通する吸気通路内に前記燃料を噴射する通路内噴射弁と、を備えた燃料噴射システム、及びこの燃料噴射システムを備えた内燃機関システムに関する。 The present invention provides a fuel injection system comprising: an in-cylinder injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine; and an in-passage injection valve that injects the fuel into an intake passage communicating with the combustion chamber; The present invention relates to an internal combustion engine system provided with this fuel injection system.
一般に、この種の装置は、内燃機関の負荷領域に応じて、筒内噴射と通路内噴射(筒外噴射)との割合を切り換えるようになっている(例えば、特開2005−171821号公報、特開2006−132517号公報、特開2007−9815号公報、等参照。)。 In general, this type of device switches the ratio between in-cylinder injection and in-passage injection (ex-cylinder injection) according to the load region of the internal combustion engine (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-171821, (See JP 2006-132517 A, JP 2007-9815 A, etc.).
特開2005−171821号公報に開示されているように、筒内噴射弁においては、燃焼室内の圧力に抗して燃料を霧状に噴射する必要がある。よって、この筒内噴射弁には、筒外噴射弁(吸気系噴射弁すなわちポート噴射弁)よりも高圧の燃料が供給される。このため、かかる筒内噴射弁においては、安定的に燃料噴射を行うことができる下限値である許容最小筒内燃料噴射量が、前記筒外噴射弁よりも大きくなる。 As disclosed in JP-A-2005-171821, in-cylinder injection valves, it is necessary to inject fuel in the form of a mist against the pressure in the combustion chamber. Therefore, the in-cylinder injection valve is supplied with fuel having a pressure higher than that of the out-cylinder injection valve (the intake system injection valve, that is, the port injection valve). For this reason, in this in-cylinder injection valve, the allowable minimum in-cylinder fuel injection amount, which is a lower limit value capable of stably performing fuel injection, is larger than that of the out-of-cylinder injection valve.
そこで、特開2005−171821号公報に開示された構成においては、以下のように筒内噴射と筒外噴射との割合が切り換えられる:(1)高負荷領域にて筒内噴射のみ、(2)低負荷領域にて筒外噴射のみ、(3)中間負荷領域にて筒内噴射と筒外噴射との併用。また、かかる構成においては、筒内噴射しようとした場合であっても、噴射量が上述の許容最小筒内燃料噴射量よりも小さい場合、筒内噴射が筒外噴射に切り換えられる。
上述のように、従来のこの種の装置においては、低負荷領域等にて、筒内噴射が停止されることがある。かかる筒内噴射停止中には、前記筒内噴射弁の温度上昇により、当該筒内噴射弁の噴孔の内部や周辺に、いわゆるデポジットが付着するおそれがある。ここで、デポジットとは、典型的には、燃料が加熱されることで生じる煤状の異物である。かかるデポジットの付着により、燃料の流量低下や噴霧形状の変形等が生じ、燃料噴射制御が良好に行われなくなる。よって、デポジット付着の抑制の観点から、可及的速やかに筒内噴射が再開されることが望ましい。 As described above, in this type of conventional apparatus, in-cylinder injection may be stopped in a low load region or the like. While the in-cylinder injection is stopped, a so-called deposit may be deposited inside or around the injection hole of the in-cylinder injection valve due to the temperature rise of the in-cylinder injection valve. Here, the deposit is typically a bowl-shaped foreign matter generated by heating the fuel. Such deposit adhesion causes a decrease in the flow rate of the fuel, deformation of the spray shape, and the like, and fuel injection control is not performed well. Therefore, it is desirable to restart the in-cylinder injection as quickly as possible from the viewpoint of suppressing deposit adhesion.
しかしながら、筒内噴射停止中には、燃料圧力が高圧に維持されているため、上述の許容最小筒内燃料噴射量が比較的大きくなっている。よって、例えば低負荷運転から中負荷運転への過渡領域等の、燃料噴射量が比較的小さい運転領域において、筒内噴射がなかなか再開されない可能性がある。一方、このようなときに強制的に筒内噴射を再開すると、前記筒内噴射弁における燃料噴射が良好に行われなくなることで、失火等の不具合が生じるおそれがある。 However, since the fuel pressure is maintained at a high level while the in-cylinder injection is stopped, the above-described allowable minimum in-cylinder fuel injection amount is relatively large. Therefore, in-cylinder injection may not be easily resumed in an operation region where the fuel injection amount is relatively small, such as a transition region from low load operation to medium load operation. On the other hand, if the in-cylinder injection is forcibly restarted in such a case, fuel injection in the in-cylinder injection valve is not performed satisfactorily, which may cause a malfunction such as misfire.
本発明は、かかる課題に対処するためになされたものである。すなわち、本発明の目的は、前記筒内噴射弁におけるデポジットの付着を可及的に抑制しつつ、筒内噴射と通路内噴射との割合を機関運転状態に応じて適切に切り換え可能な構成を提供することにある。 The present invention has been made to cope with such a problem. That is, an object of the present invention is to provide a configuration in which the ratio of in-cylinder injection and in-passage injection can be appropriately switched according to the engine operating state while suppressing deposit adhesion on the in-cylinder injection valve as much as possible. It is to provide.
<構成>
本発明の燃料噴射システムは、筒内噴射弁と、通路内噴射弁と、を備えている。前記筒内噴射弁は、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射するようになっている。前記通路内噴射弁は、前記燃焼室と連通する吸気通路内に前記燃料を噴射するようになっている。
<Configuration>
The fuel injection system of the present invention includes a cylinder injection valve and a passage injection valve. The in-cylinder injection valve directly injects fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine. The in-passage injection valve is configured to inject the fuel into an intake passage that communicates with the combustion chamber.
この燃料噴射システムには、高圧燃料供給通路と、高圧燃料ポンプと、リリーフ弁と、が設けられ得る。前記高圧燃料供給通路は、前記筒内噴射弁と接続されている。前記高圧燃料ポンプは、前記高圧燃料供給通路に前記燃料を送出するように設けられている。前記リリーフ弁は、前記高圧燃料供給通路における前記燃料供給圧力が所定のリリーフ圧に達したときに開弁して当該高圧燃料供給通路から前記燃料を排出するように、当該高圧燃料供給通路に介装されている。 The fuel injection system may be provided with a high pressure fuel supply passage, a high pressure fuel pump, and a relief valve. The high pressure fuel supply passage is connected to the in-cylinder injection valve. The high-pressure fuel pump is provided to deliver the fuel to the high-pressure fuel supply passage. The relief valve is interposed in the high pressure fuel supply passage so as to open when the fuel supply pressure in the high pressure fuel supply passage reaches a predetermined relief pressure and discharge the fuel from the high pressure fuel supply passage. It is disguised.
本発明の内燃機関システムは、EGR通路(排気ガス再循環通路)と、本発明の燃料噴射システムと、を備えている。ここで、「EGR」は、「排気ガス再循環(Exhaust Gas Recirculation)」の略である。前記EGR通路は、前記燃焼室と連通する排気通路と、前記吸気通路と、を接続するように設けられている。この内燃機関システムは、さらに、EGRガス(前記EGR通路を通過する排気ガス)を冷却するEGRクーラを備え得る。このEGRクーラは、前記EGR通路に介装されている。 The internal combustion engine system of the present invention includes an EGR passage (exhaust gas recirculation passage) and the fuel injection system of the present invention. Here, “EGR” is an abbreviation for “Exhaust Gas Recirculation”. The EGR passage is provided so as to connect an exhaust passage communicating with the combustion chamber and the intake passage. The internal combustion engine system may further include an EGR cooler that cools EGR gas (exhaust gas passing through the EGR passage). The EGR cooler is interposed in the EGR passage.
本発明の燃料噴射システムの特徴は、前記内燃機関の運転中であって前記筒内噴射弁からの前記燃料の噴射の停止中に、当該筒内噴射弁に対する燃料供給圧力(以下、「燃圧」と略称することがある。)を低下させる、調圧手段を備えたことにある。例えば、前記調圧手段は、前記内燃機関の低負荷運転時(減速中のアイドリング時やフューエルカット時を含む)における、前記筒内噴射弁からの前記燃料の噴射の停止中に、前記燃圧を低下させるようになっている。 The fuel injection system according to the present invention is characterized in that the fuel supply pressure (hereinafter referred to as “fuel pressure”) to the in-cylinder injection valve during operation of the internal combustion engine and stop of the fuel injection from the in-cylinder injection valve. The pressure adjusting means is provided. For example, the pressure adjusting means adjusts the fuel pressure while the fuel injection from the in-cylinder injection valve is stopped during low-load operation of the internal combustion engine (including idling during deceleration or fuel cut). It is supposed to decrease.
前記調圧手段は、少なくとも前記リリーフ弁を含み得る。このリリーフ弁としては、例えば、電磁的に開閉する、いわゆる電磁弁が用いられ得る。あるいは、このリリーフ弁としては、前記高圧燃料供給通路における燃圧によって機械的に作動する構成のもの(いわゆるメカニカル弁)が用いられ得る。後者の場合、前記調圧手段は、前記高圧燃料ポンプをも含み得る。 The pressure regulating means may include at least the relief valve. As this relief valve, for example, a so-called electromagnetic valve that opens and closes electromagnetically can be used. Alternatively, as the relief valve, a valve that is mechanically operated by a fuel pressure in the high-pressure fuel supply passage (so-called mechanical valve) can be used. In the latter case, the pressure adjusting means may also include the high pressure fuel pump.
本発明の燃料噴射システムは、さらに、噴射制御手段を備え得る。この噴射制御手段は、前記筒内噴射弁及び前記通路内噴射弁における前記燃料の噴射状態を制御するようになっている。 The fuel injection system of the present invention may further include injection control means. The injection control means controls the fuel injection state in the in-cylinder injection valve and the in-passage injection valve.
ここで、前記噴射制御手段は、低負荷運転時における前記燃圧が所定圧力を超えている場合に、前記筒内噴射弁からの前記燃料の噴射を停止させて前記通路内噴射弁のみから当該燃料を噴射させるようになっていてもよい。 Here, the injection control means stops the injection of the fuel from the in-cylinder injection valve when the fuel pressure during a low load operation exceeds a predetermined pressure, and only the fuel from the in-passage injection valve. May be sprayed.
あるいは、前記噴射制御手段は、低負荷運転時における筒内噴射要求量が所定の許容最小筒内燃料噴射量より小さい場合に、前記筒内噴射弁からの前記燃料の噴射を停止させて前記通路内噴射弁のみから当該燃料を噴射させるようになっていてもよい。ここで、前記筒内噴射要求量は、前記筒内噴射弁から噴射すべき量として、燃料噴射量算出手段により、運転状態に応じて算出されるものである。また、前記許容最小筒内燃料噴射量は、前記筒内噴射弁から安定的に噴射を行うことができる下限値であって、前記燃圧に応じて定まる量である。 Alternatively, the injection control means stops the injection of the fuel from the in-cylinder injection valve when the in-cylinder injection required amount during low load operation is smaller than a predetermined allowable minimum in-cylinder fuel injection amount, and The fuel may be injected only from the inner injection valve. Here, the in-cylinder injection request amount is calculated as a quantity to be injected from the in-cylinder injection valve by the fuel injection amount calculation means according to the operating state. The allowable minimum in-cylinder fuel injection amount is a lower limit value at which stable injection can be performed from the in-cylinder injection valve, and is an amount determined according to the fuel pressure.
<作用・効果>
例えば、減速中等の低負荷運転時にて、筒内噴射が停止される。特に、前記EGR通路が設けられている前記内燃機関システムの場合、以下の理由により筒内噴射率が比較的低く設定されるため、筒内噴射が停止される割合が高くなり得る。
<Action and effect>
For example, in-cylinder injection is stopped during low load operation such as during deceleration. In particular, in the case of the internal combustion engine system provided with the EGR passage, the in-cylinder injection rate is set to be relatively low for the following reason, and therefore the ratio at which in-cylinder injection is stopped can be high.
前記筒内噴射弁から噴射された前記燃料がピストンの頂面に付着すると、排気ガス中に粒子状物質(以下「PM」と称する:PMはParticulate Matterの略である)が発生することがある。このPMは、煤(Soot)等であって、前記ピストンに付着した前記燃料が気化せずに付着したまま完全燃焼せずに高温にさらされることで発生する。 When the fuel injected from the in-cylinder injection valve adheres to the top surface of the piston, particulate matter (hereinafter referred to as “PM”: PM is an abbreviation of Particulate Matter) may be generated in the exhaust gas. . This PM is soot or the like, and is generated when the fuel adhering to the piston is exposed to a high temperature without being completely burned without being vaporized.
排気ガス再循環(EGR)が実施されると、燃焼温度が低下するので、PMが発生しやすくなる。PMが多量に発生すると、前記EGRクーラ内にPMが付着することで、EGR率の制御が乱れたり、EGRガスの冷却性能が低下したりする。このため、前記内燃機関システムに前記EGR通路が設けられている場合、PM対策のため、筒内噴射率が低めに設定される。 When exhaust gas recirculation (EGR) is performed, the combustion temperature is lowered, and therefore PM is likely to be generated. When a large amount of PM is generated, PM adheres in the EGR cooler, thereby disturbing the control of the EGR rate or reducing the cooling performance of the EGR gas. For this reason, when the EGR passage is provided in the internal combustion engine system, the in-cylinder injection rate is set low for PM countermeasures.
本発明の構成においては、筒内噴射の停止中(例えば減速中等の低負荷運転時)に、前記調圧手段が作動する。具体的には、例えば、前記リリーフ弁が電磁的に開弁させられる。あるいは、例えば、前記高圧燃料ポンプが高出力(高送出量)で駆動されることで前記燃圧が一旦高圧化されて前記リリーフ圧に達し、前記リリーフ弁が当該燃圧により開弁させられる。 In the configuration of the present invention, the pressure adjusting means operates while in-cylinder injection is stopped (for example, during low load operation such as during deceleration). Specifically, for example, the relief valve is electromagnetically opened. Alternatively, for example, when the high-pressure fuel pump is driven at a high output (a high delivery amount), the fuel pressure is once increased to reach the relief pressure, and the relief valve is opened by the fuel pressure.
上述のような、前記調圧手段の作動により、前記燃料供給圧力が低下させられ、前記許容最小筒内燃料噴射量が小量化される。これにより、筒内噴射が可及的に早期に再開され得るようになり、前記筒内噴射弁におけるデポジットの発生が可及的に抑制され得る。したがって、本発明によれば、前記筒内噴射弁におけるデポジットの付着を可及的に抑制しつつ、筒内噴射と通路内噴射との割合を機関運転状態に応じて適切に切り換えることが可能になる。 By the operation of the pressure adjusting means as described above, the fuel supply pressure is lowered, and the allowable minimum in-cylinder fuel injection amount is reduced. Thereby, in-cylinder injection can be restarted as early as possible, and the generation of deposits in the in-cylinder injection valve can be suppressed as much as possible. Therefore, according to the present invention, it is possible to appropriately switch the ratio between the in-cylinder injection and the in-passage injection in accordance with the engine operating state while suppressing the deposit adhesion on the in-cylinder injection valve as much as possible. Become.
以下、本発明の実施形態(本願の出願時点において出願人が最良と考えている実施形態)について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件(記述要件・実施可能要件)を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。実施形態に対する変形例(modification)の例示は、当該実施形態の説明中に挿入されると、首尾一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention (embodiments that the applicant considers best at the time of filing of the present application) will be described with reference to the drawings. In addition, the description about the following embodiment is specific to the extent possible, merely an example of the embodiment of the present invention in order to satisfy the description requirement (description requirement / practicability requirement) of the specification required by law. It is only what is described in. Therefore, as will be described later, it is quite natural that the present invention is not limited to the specific configurations of the embodiments described below. Examples of modifications to an embodiment are listed together at the end, as they are inserted during the description of the embodiment, preventing understanding of a consistent description of the embodiment.
<内燃機関システムの構成>
図1は、本発明の一実施形態である内燃機関システム1(車両)の全体構成を概略的に示す図である。この内燃機関システム1は、直列多気筒の内燃機関2と、吸排気系統3と、燃料供給系統4と、制御装置5と、を備えている(図1においては、気筒配列方向と直交する面による内燃機関2の断面図が示されているものとする。)。以下、内燃機関システム1の各部の構成について、さらに詳細に説明する。
<Configuration of internal combustion engine system>
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an internal combustion engine system 1 (vehicle) according to an embodiment of the present invention. The internal
<<内燃機関>>
ロワーケースやオイルパン等を含むシリンダブロック20aは、シリンダヘッド20bとともに、内燃機関2の本体部分(エンジンブロック)を構成する部材である。シリンダブロック20aの上端部には、シリンダヘッド20bが固定されている。
<< Internal combustion engine >>
A
シリンダブロック20aには、複数のシリンダ21が形成されている。シリンダ21内には、ピストン22が、往復移動可能に収容されている。シリンダ21及びピストン22の下方には、クランクシャフト23が回転可能に支持されつつ収容されている。クランクシャフト23は、ピストン22の往復移動に基づいて回転駆動されるように、コンロッド24を介して、クランクシャフト23と連結されている。
A plurality of
シリンダヘッド20bの下端面(シリンダブロック20aと対向する面)には、凹部が形成されている。この凹部は、シリンダ21の上端部に対応する位置に設けられている。この凹部の内側の空間と、ピストン22の頂面よりも上側のシリンダ21の内側の空間と、によって、燃焼室CCが形成されている。
A recess is formed in the lower end surface of the
シリンダヘッド20bには、燃焼室CCと連通するガス通路である吸気ポート25及び排気ポート26が形成されている。また、シリンダヘッド20bには、吸気ポート25及び排気ポート26を開閉するための動弁機構27が設けられている。この動弁機構27は、吸気ポート25を開閉する吸気弁27a、排気ポート26を開閉する排気弁27b、及びこれら吸気弁27aや排気弁27bを所定のタイミングで開閉動作させるための機構を備えている。
The
さらに、内燃機関2には、1つのシリンダ21に対して、筒内インジェクタ28C及びポートインジェクタ28Pが、それぞれ1つずつ設けられている。本発明の筒内噴射弁に相当する筒内インジェクタ28Cは、燃焼室CC内に燃料Fを直接噴射するようになっている。また、本発明の通路内噴射弁に相当するポートインジェクタ28Pは、燃焼室CCと連通する吸気ポート25内に燃料Fを噴射するようになっている。
Further, the
<<吸排気系統>>
吸気ポート25には、インテークマニホールドやサージタンク等を含む吸気管31が接続されている。吸気ポート25とともに本発明の吸気通路を構成する吸気管31には、エアフィルタ32やスロットル弁33等の補機類が介装されている。スロットル弁33は、吸気通路の開口断面積を可変とするように設けられていて、スロットル弁アクチュエータ33aによって駆動されるようになっている。
<< Intake and exhaust system >>
An
一方、排気ポート26には、エキゾーストマニホールドを含む排気管34が接続されている。排気ポート26とともに本発明の排気通路を構成する排気管34には、排気ガス浄化触媒35等の補機類が介装されている。
On the other hand, an
吸気管31におけるスロットル弁33よりも吸気流動方向における下流側と、排気管34における排気ガス浄化触媒35よりも排気ガス流動方向における上流側と、を接続するように、EGRガスの通路であるEGR通路36が設けられている。EGR通路36には、EGR制御弁37及びEGRクーラ38が介装されている。
EGR, which is a passage of EGR gas, connects the downstream side of the
EGR制御弁37は、EGRガスの吸気管31への供給量を制御し得るように構成及び配置されている。EGRクーラ38は、シリンダブロック20a及びシリンダヘッド20bを冷却するために用いられる冷却水の一部が導入されることで、当該冷却水と排気ガスとの熱交換によってEGRガスを冷却し得るように構成されている。
The
<<燃料供給系統>>
筒内インジェクタ28C、ポートインジェクタ28P、及び後述する制御装置5とともに本発明の燃料噴射システムを構成する燃料供給系統4は、燃料タンク41内に貯留されている燃料Fを、筒内インジェクタ28C及びポートインジェクタ28Pに供給するように、以下のように構成されている。
<< Fuel supply system >>
The fuel supply system 4 that constitutes the fuel injection system of the present invention together with the in-
燃料タンク41、筒内インジェクタ28C、及びポートインジェクタ28Pは、燃料供給通路42と接続されている。燃料供給通路42は、燃料Fを燃料タンク41から筒内インジェクタ28C及びポートインジェクタ28Pに供給するための燃料Fの通路であって、メイン燃料供給通路42aと、低圧燃料供給通路42bと、高圧燃料供給通路42cと、メインリターン通路42dと、リリーフ通路42eと、を備えている。
The
メイン燃料供給通路42aの燃料供給方向における上流側(以下、単に「上流側」と称する。)の端部は、燃料タンク41の底部に挿入されている。メイン燃料供給通路42aの燃料供給方向における下流側(以下、単に「下流側」と称する。)の端部よりもやや下流側にて、当該メイン燃料供給通路42aから分岐するように、低圧燃料供給通路42bが設けられている。低圧燃料供給通路42bは、ポートインジェクタ28Pと接続されている。メイン燃料供給通路42aの下流側の端部には、高圧燃料供給通路42cが接続されている。高圧燃料供給通路42cは、筒内インジェクタ28Cと接続されている。
An upstream end (hereinafter simply referred to as “upstream side”) of the main
メインリターン通路42dは、低圧燃料供給通路42bよりも上流側にて、メイン燃料供給通路42aから分岐するように設けられている。メインリターン通路42dの下流側の端部(図中下端部)は、燃料タンク41と接続されている。リリーフ通路42eの上流側の端部は、高圧燃料供給通路42cの上流側の端部と接続されている。リリーフ通路42eの下流側の端部(図中下端部)は、燃料タンク41と接続されている。
The
メイン燃料供給通路42aには、燃料フィルタ43、メイン燃料ポンプ44、及びメインレギュレータ45が介装されている。燃料フィルタ43及びメイン燃料ポンプ44は、メイン燃料供給通路42aからメインリターン通路42dが分岐している位置よりも上流側に設けられている。燃料フィルタ43は、メイン燃料ポンプ44よりも上流側に設けられている。メイン燃料ポンプ44は、いわゆる低圧燃料ポンプであって、燃料タンク41内の燃料Fを低圧燃料供給通路42b及び高圧燃料供給通路42cに向けて送出するようになっている。
A
メインレギュレータ45は、メイン燃料供給通路42aからメインリターン通路42dが分岐している位置に設けられている。このメインレギュレータ45は、メイン燃料供給通路42a内の燃料Fの圧力(以下、燃料Fの圧力を「燃圧」と称することがある。)を所定の圧力に調整するように構成されている。具体的には、このメインレギュレータ45は、メイン燃料供給通路42aにおける燃圧が所定の圧力(例えば0.3MPa)に達したときに開弁することで、燃料Fをメイン燃料供給通路42aから排出してメインリターン通路42dを介して燃料タンク41に戻すようになっている。
The
メイン燃料供給通路42aにおける、低圧燃料供給通路42bが分岐している位置よりも下流側には、本発明の調圧手段を構成する高圧燃料ポンプ46が介装されている。高圧燃料ポンプ46は、出力(送出量)可変な周知の構成を有していて、ポンプデューティに応じて燃料Fを任意の圧力で高圧燃料供給通路42cに送出するようになっている。かかる高圧燃料ポンプ46の構成は、後述するように周知である。よって、高圧燃料ポンプ46のより詳細な構成についての図示や説明は本願において省略されている。
In the main
高圧燃料供給通路42cとリリーフ通路42eとの接続部には、リリーフ弁47が介装されている。このリリーフ弁47は、高圧燃料供給通路42cにおける燃圧によって作動する、いわゆる機械式のリリーフ弁である。すなわち、リリーフ弁47は、高圧燃料供給通路42cにおける燃圧が所定のリリーフ圧(例えば22MPa)に達したときに開弁することで、燃料Fを当該高圧燃料供給通路42cから排出してリリーフ通路42eを介して燃料タンク41に戻すようになっている。
A
<<制御装置>>
本発明の噴射制御手段を構成する制御装置5は、筒内インジェクタ28C及びポートインジェクタ28Pからの燃料噴射状態等を、内燃機関2の運転状態に応じて制御するように、以下の通りに構成されている。
<< Control device >>
The control device 5 constituting the injection control means of the present invention is configured as follows so as to control the fuel injection state from the in-
制御装置5は、エンジン電子コントロールユニット(ECU)50を備えている。ECU50は、CPU50aと、ROM50bと、RAM50cと、バックアップRAM50dと、インターフェース50eと、双方向バス50fと、を備えている。CPU50a、ROM50b、RAM50c、バックアップRAM50d、及びインターフェース50eは、双方向バス50fによって互いに接続されている。
The control device 5 includes an engine electronic control unit (ECU) 50. The
ROM50bには、CPU50aにより実行されるルーチン(プログラム)の他に、このルーチンの実行の際に用いられるテーブル(マップ)やパラメータ等が、予め格納されている。RAM50cは、CPU50aによりルーチンが実行される際に、必要に応じてデータを一時的に格納し得るようになっている。バックアップRAM50dは、電源が投入された状態でCPU50aによりルーチンが実行される際にデータを格納するとともに、この格納されたデータを電源遮断後も保持し得るようになっている。
In addition to the routine (program) executed by the
インターフェース50eは、後述する各種センサと電気的に接続されていて、これらからの信号をCPU50aに伝達し得るようになっている。また、インターフェース50eは、筒内インジェクタ28C、ポートインジェクタ28P、高圧燃料ポンプ46、等の動作部と電気的に接続されていて、これらの動作部を動作させるための制御信号をCPU50aからこれらの動作部に伝達し得るようになっている。すなわち、ECU50は、上述の各種センサ等からの信号を受け取るとともに、当該信号に応じたCPU50aの演算結果に基づいて、上述の制御信号を各動作部に送出するように構成されている。
The
<<<各種センサ>>>
本実施形態の内燃機関システム1には、エアフローメータ51と、スロットルポジションセンサ52と、クランクポジションセンサ53と、冷却水温センサ54と、空燃比センサ55と、高圧側燃圧センサ56と、アクセル開度センサ57と、が設けられている。
<<< various sensors >>>
The internal
エアフローメータ51は、吸気管31における、エアフィルタ32よりも下流側の位置に介装されている。このエアフローメータ51は、吸気管31内を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量である吸入空気流量Gaに対応する信号を出力するように構成されている。
The
スロットルポジションセンサ52は、吸気管31における、スロットル弁33に対応する位置に装着されている。このスロットルポジションセンサ52は、スロットル弁33の回転位相であるスロットル弁開度TAに対応する信号を出力するように構成されている。
The
クランクポジションセンサ53は、クランクシャフト23と対向するように配置されている。このクランクポジションセンサ53は、クランクシャフト23の回転角度に応じたパルスを有する波形の信号(機関回転数Neに対応する信号)を出力するように構成されている。
The crank
冷却水温センサ54は、シリンダブロック20aに装着されている。この冷却水温センサ54は、シリンダブロック20aの内部に設けられたウォータージャケット内の冷却水の温度(冷却水温THW)に対応する信号を出力するように構成されている。
The
空燃比センサ55は、排気ガス浄化触媒35よりも上流側の排気通路(具体的にはエキゾーストマニホールド)に装着されている。この空燃比センサ55は、排気ポート26を介して燃焼室CCから排出された排気ガスの酸素濃度に対応する電圧を出力するように構成されている。
The air-
高圧側燃圧センサ56は、高圧燃料供給通路42cに装着されている。この高圧側燃圧センサ56は、高圧燃料供給通路42cにおける燃圧に対応する出力を生じるように構成されている。
The high-pressure side fuel pressure sensor 56 is attached to the high-pressure
アクセル開度センサ57は、運転者によって操作されるアクセルペダル58の操作量を表す信号(アクセルペダル操作量Accp)を出力するようになっている。
The
<実施形態の動作の具体例>
次に、上述の構成を備えた本実施形態の内燃機関システム1の動作の具体例について、フローチャートを用いて説明する。なお、以下のフローチャートの説明、及び、当該フローチャートを示す図面においては、「ステップ」は“S”と略称されているものとする。
<Specific Example of Operation of Embodiment>
Next, a specific example of the operation of the internal
<<噴射比率決定>>
図2は、図1に示されているCPU50aによって実行される、噴射比率決定動作の一つの具体例を示すフローチャートである。CPU50aは、図2に示されている噴射比率決定ルーチン200を、クランク角が所定値となる毎に、繰り返し実行する。
<< Injection ratio determination >>
FIG. 2 is a flowchart showing one specific example of the injection ratio determination operation executed by the
本ルーチンが実行されると、まず、S210にて、負荷率KLや機関回転数Ne等のパラメータと、ROM50bに予め格納された所定のマップと、に基づいて、筒内直噴比率RDI(今回の燃料噴射における筒内インジェクタ28Cからの燃料噴射量の全燃料噴射量に対する比率)が決定される。なお、ポート噴射比率RIP(今回の燃料噴射におけるポートインジェクタ28Pからの燃料噴射量の全燃料噴射量に対する比率)は、1から筒内直噴比率RDIを減じた値となる。
When this routine is executed, first, in S210, based on parameters such as the load factor KL and the engine speed Ne and a predetermined map stored in advance in the
次に、S220にて、筒内噴射要求量QDIreqが、今回の全燃料噴射量(指令燃料噴射量)Qと筒内直噴比率RDIとの積によって求められる。なお、この指令燃料噴射量Qは、上述の各種センサの出力によって取得される内燃機関2の運転状態に基づいて、CPU50aによって所定タイミング毎に算出されたものである。
Next, in S220, the in-cylinder injection request amount QDIreq is obtained by the product of the current total fuel injection amount (command fuel injection amount) Q and the in-cylinder direct injection ratio RDI. The command fuel injection amount Q is calculated at predetermined timings by the
続いて、S230にて、現在の高圧燃料供給通路42cにおける燃圧Pfが、高圧側燃圧センサ56の出力に基づいて取得される。この燃圧Pfと、ROM50bに予め格納された所定のマップと、に基づいて、続くS240において、現在の筒内インジェクタ28Cにおける許容最小筒内燃料噴射量QDIminが取得される。
Subsequently, in S230, the current fuel pressure Pf in the high-pressure
その後、処理がS250に進行し、アイドル判定フラグXidolがOFFであるか否かが判定される。アイドルONである場合(S250=No)、処理がS260に進行し、現在の燃圧Pfが所定値Pf0(例えば10MPa)より高いか否かが判定される。 Thereafter, the process proceeds to S250, and it is determined whether or not the idle determination flag Xidol is OFF. When the engine is idle ON (S250 = No), the process proceeds to S260, and it is determined whether or not the current fuel pressure Pf is higher than a predetermined value Pf0 (for example, 10 MPa).
アイドル中である現在の燃圧Pfが所定値Pf0より高い場合であって(S260=Yes)、今回の筒内直噴比率RDIが0でないときには、筒内噴射要求量QDIreqが0でない小量となり、燃圧Pfが高すぎて当該筒内噴射要求量QDIreqが安定的に噴射され難いことが想定される。よって、処理がS270に進行し、筒内直噴比率RDIが0に補正され、本ルーチンが一旦終了する。 When the current fuel pressure Pf during idling is higher than the predetermined value Pf0 (S260 = Yes) and the current in-cylinder direct injection ratio RDI is not 0, the in-cylinder injection request amount QDIreq is a small amount that is not 0, It is assumed that the fuel pressure Pf is too high and the in-cylinder injection request amount QDIreq is difficult to be stably injected. Therefore, the process proceeds to S270, the in-cylinder direct injection ratio RDI is corrected to 0, and this routine is temporarily ended.
一方、アイドル中であっても現在の燃圧Pfが所定値Pf0以下である場合(S260=No)、今回の筒内噴射要求量QDIreqが0でない小量であっても、燃圧Pfがそれほど高くないため、当該筒内噴射要求量QDIreqが安定的に噴射され得る。よって、S270の処理がスキップされ、S210にて設定された噴射比率が維持されたまま、本ルーチンが一旦終了する。 On the other hand, if the current fuel pressure Pf is equal to or less than the predetermined value Pf0 even during idling (S260 = No), the fuel pressure Pf is not so high even if the current in-cylinder injection request amount QDIreq is a small amount that is not zero. Therefore, the in-cylinder injection request amount QDIreq can be stably injected. Therefore, the process of S270 is skipped, and this routine is temporarily terminated while the injection ratio set in S210 is maintained.
アイドルOFFである場合(S250=Yes)、処理がS280に進行し、前回の本ルーチン実行時にもアイドルOFFであったか否か、すなわち、運転者のアクセルペダル58の踏み込み操作によりアイドル解除されたか否かが判定される。前回の本ルーチン実行時にもアイドルOFFであった場合(S280=Yes)、今回の本ルーチン実行は通常運転中であるため、S210にて設定された噴射比率が維持されたまま、S290の処理がスキップされ、本ルーチンが一旦終了する。
If the engine is idling off (S250 = Yes), the process proceeds to S280, whether the idling was off at the time of the previous execution of this routine, that is, whether idling was canceled by the driver's depressing operation of the
運転者のアクセルペダル58の踏み込み操作によりアイドル解除された場合(S280=No)、処理がS290に進行し、筒内噴射要求量QDIreqが許容最小筒内燃料噴射量QDImin以上であるか否かが判定される。筒内噴射要求量QDIreqが許容最小筒内燃料噴射量QDIminよりも小さい場合(S290=No)、今回は燃圧Pfが高すぎて筒内インジェクタ28Cにて筒内噴射要求量QDIreqが安定的に噴射され難いことが想定されるため、処理がS270に進行し、筒内直噴比率RDIが0に補正され、本ルーチンが一旦終了する。一方、筒内噴射要求量QDIreqが許容最小筒内燃料噴射量QDImin以上である場合(S290=Yes)、今回は筒内インジェクタ28Cにて筒内噴射要求量QDIreqが安定的に噴射され得るため、処理がS270に進行せず、本ルーチンが一旦終了する。
When the idling is canceled by the driver depressing the accelerator pedal 58 (S280 = No), the process proceeds to S290, and whether the in-cylinder injection request amount QDIreq is equal to or larger than the allowable minimum in-cylinder fuel injection amount QDImin. Determined. If the in-cylinder injection request amount QDIreq is smaller than the allowable minimum in-cylinder fuel injection amount QDImin (S290 = No), the fuel pressure Pf is too high this time, and the in-cylinder injection request amount QDIreq is stably injected by the in-
<<ポンプ制御>>
図3は、図1に示されているCPU50aによって実行される、高圧燃料ポンプ46の制御動作の一つの具体例を示すフローチャートである。CPU50aは、図3に示されているポンプ制御ルーチン300を、クランク角が所定値となる毎に、繰り返し実行する。
<< Pump control >>
FIG. 3 is a flowchart showing one specific example of the control operation of the high-
本ルーチンが実行されると、まず、S310にて、負荷率KLが取得される。この負荷率KLは、例えば、アクセル開度センサ57の出力(アクセルペダル操作量Accp)に基づいて取得され得る。 When this routine is executed, first, the load factor KL is acquired in S310. The load factor KL can be acquired based on, for example, the output of the accelerator opening sensor 57 (accelerator pedal operation amount Accp).
次に、S320にて、アイドル判定フラグXidolがONであるか否かが判定される。アイドルOFFである場合(S320=No)、処理がS330に進行し、高圧燃料ポンプ46のポンプデューティHPPdutyが、負荷率KLと、ROM50bに予め格納された所定のマップと、に基づいて設定され、本ルーチンが一旦終了する。アイドルONである場合(S320=Yes)、処理はS330には進行せず、S340以降に進行する。
Next, in S320, it is determined whether or not the idle determination flag Xidol is ON. When the engine is idle OFF (S320 = No), the process proceeds to S330, and the pump duty HPPduty of the high-
S340においては、筒内インジェクタ28Cからの燃料噴射が停止中であるか否かが判定される。直噴停止中でない場合(S340=No)、処理がS350に進行し、ポンプデューティHPPdutyが所定値HPPduty1に設定され、本ルーチンが一旦終了する。ここで、この所定値HPPduty1は、安定して筒内インジェクタ28Cにて燃料噴射するために設定可能な最低燃圧Pf1(例えば4MPa)に対応する値とする。直噴停止中である場合(S340=Yes)、早期の直噴再開に向けて高圧燃料供給通路42cにおける燃圧Pfを低めに設定するために、処理がS360以降に進行する。
In S340, it is determined whether or not the fuel injection from the in-
S360においては、高圧燃料供給通路42cにおける燃圧Pfが取得される。次に、S370にて、この燃圧Pfが上述の所定値Pf0より高いか否かが判定される。現在の燃圧Pfが所定値Pf0より高い場合(S370=Yes)、処理がS380に進行し、ポンプデューティHPPdutyが最高値HPPduty_maxに設定され、本ルーチンが一旦終了する。一方、現在の燃圧Pfが所定値Pf0以下である場合(S370=No)、処理がS350に進行し、ポンプデューティHPPdutyが上述の所定値HPPduty1に設定され、本ルーチンが一旦終了する。
In S360, the fuel pressure Pf in the high-pressure
ここで、現在の燃圧Pfが所定値Pf0より高い場合(S370=Yes)に、上述のようにしてポンプデューティHPPdutyが最高値HPPduty_maxに設定される(S380)ことで、高圧燃料供給通路42cにおける燃圧Pfが一旦リリーフ弁47におけるリリーフ圧に達する。すると、リリーフ弁47が開弁し、燃圧Pfが下がる。その後、ポンプデューティHPPdutyが所定値HPPduty1に設定されることで、許容最小筒内燃料噴射量QDIminが可及的に小さくなって早期の直噴再開が実現されるように、高圧燃料供給通路42cにおける燃圧Pfが、低めに維持される。
Here, when the current fuel pressure Pf is higher than the predetermined value Pf0 (S370 = Yes), the pump duty HPPduty is set to the maximum value HPPduty_max as described above (S380), whereby the fuel pressure in the high-pressure
<<噴射比率決定>>
図4は、図1に示されているCPU50aによって実行される、噴射比率決定動作の他の具体例を示すフローチャートである。CPU50aは、図4に示されている噴射比率決定ルーチン200を、クランク角が所定値となる毎に、繰り返し実行する。
<< Injection ratio determination >>
FIG. 4 is a flowchart showing another specific example of the injection ratio determination operation executed by the
本ルーチンが実行されると、まず、S410にて、負荷率KLが取得される。次に、S420にて、負荷率KLや機関回転数Ne等のパラメータと、ROM50bに予め格納された所定のマップと、に基づいて、筒内直噴比率RDIが決定される。
When this routine is executed, first, the load factor KL is acquired in S410. Next, in S420, the in-cylinder direct injection ratio RDI is determined based on parameters such as the load factor KL and the engine speed Ne and a predetermined map stored in advance in the
続いて、処理がS430に進行し、負荷率KLが所定の小さな値KL0よりも小さいか否かが行われる。負荷率KLが所定値KL0以上である場合(S430=No)、中ないし高負荷運転であって筒内噴射要求量QDIreqが比較的大きく、上述のS420にて決定された噴射比率にて安定的な燃料噴射が可能であることが想定される。よって、この場合、S440以降の処理がスキップされ、本ルーチンが一旦終了する。 Subsequently, the process proceeds to S430, and it is determined whether or not the load factor KL is smaller than a predetermined small value KL0. When the load factor KL is equal to or greater than the predetermined value KL0 (S430 = No), the in-cylinder injection request amount QDIreq is relatively large and stable at the injection ratio determined in the above-described S420. It is assumed that fuel injection is possible. Therefore, in this case, the processing after S440 is skipped, and this routine is once ended.
負荷率KLが所定値KL0より小さい場合(S430=Yes)、アイドリングあるいはこれに準ずる低負荷運転(車両減速時等)であって筒内噴射要求量QDIreqが小さいことが想定される(なお、車両減速時のフューエルカット中も、S430の判定がYesとなる。)。よって、この場合、処理がS440以降に進行する。 When the load factor KL is smaller than the predetermined value KL0 (S430 = Yes), it is assumed that the in-cylinder injection request amount QDIreq is small in idling or a low load operation equivalent to this (during vehicle deceleration, etc.) (vehicles) Even during fuel cut during deceleration, the determination in S430 is Yes.) Therefore, in this case, the process proceeds after S440.
S440においては、S420にて決定された筒内直噴比率RDIが0より大きいか否かが判定される。S420にて決定された筒内直噴比率RDIが0である場合(S440=No)、S450以降の処理がスキップされ、本ルーチンが一旦終了する。S420にて決定された筒内直噴比率RDIが0より大きい場合(S440=Yes)、処理がS450以降に進行する。 In S440, it is determined whether or not the in-cylinder direct injection ratio RDI determined in S420 is greater than zero. When the in-cylinder direct injection ratio RDI determined in S420 is 0 (S440 = No), the processing after S450 is skipped, and this routine is once ended. If the in-cylinder direct injection ratio RDI determined in S420 is greater than 0 (S440 = Yes), the process proceeds from S450 onward.
S450においては、筒内噴射要求量QDIreqが、今回の全燃料噴射量(指令燃料噴射量)Qと筒内直噴比率RDIとの積によって求められる。次に、S460において、現在の高圧燃料供給通路42cにおける燃圧Pfが、高圧側燃圧センサ56の出力に基づいて取得される。この燃圧Pfと、ROM50bに予め格納された所定のマップと、に基づいて、S470において、現在の筒内インジェクタ28Cにおける許容最小筒内燃料噴射量QDIminが取得される。
In S450, the in-cylinder injection request amount QDIreq is obtained by the product of the current total fuel injection amount (command fuel injection amount) Q and the in-cylinder direct injection ratio RDI. Next, in S460, the current fuel pressure Pf in the high-pressure
続いて、処理がS480に進行し、筒内噴射要求量QDIreqが許容最小筒内燃料噴射量QDIminよりも小さいか否かが判定される。筒内噴射要求量QDIreqが許容最小筒内燃料噴射量QDIminよりも小さい場合(S480=Yes)、今回は燃圧が高すぎて筒内インジェクタ28Cにて筒内噴射要求量QDIreqが安定的に噴射され難いことが想定されるため、処理がS490に進行し、筒内直噴比率RDIが0に補正される。一方、筒内噴射要求量QDIreqが許容最小筒内燃料噴射量QDImin以上である場合(S480=No)、今回は筒内インジェクタ28Cにて筒内噴射要求量QDIreqが安定的に噴射され得るため、S490の処理がスキップされる。これらS480及びS490の処理の後、本ルーチンが一旦終了する。
Subsequently, the process proceeds to S480, and it is determined whether the in-cylinder injection request amount QDIreq is smaller than the allowable minimum in-cylinder fuel injection amount QDImin. If the in-cylinder injection request amount QDIreq is smaller than the allowable minimum in-cylinder fuel injection amount QDImin (S480 = Yes), the fuel pressure is too high this time, and the in-cylinder injection request amount QDIreq is stably injected by the in-
<<ポンプ制御>>
図5は、図1に示されているCPU50aによって実行される、高圧燃料ポンプ46の制御動作の具体例を示すフローチャートである。CPU50aは、図5に示されているポンプ制御ルーチン300を、クランク角が所定値となる毎に、繰り返し実行する。
<< Pump control >>
FIG. 5 is a flowchart showing a specific example of the control operation of the high-
本ルーチンが実行されると、まず、S510にて、負荷率KLが取得される。次に、S520にて、負荷率KLが所定の小さな値KL0よりも小さいかが判定される。 When this routine is executed, first, the load factor KL is acquired in S510. Next, in S520, it is determined whether the load factor KL is smaller than a predetermined small value KL0.
負荷率KLが所定値KL0以上である場合(S520=No)、処理がS530に進行し、高圧燃料ポンプ46のポンプデューティHPPdutyが、負荷率KLと、ROM50bに予め格納された所定のマップと、に基づいて設定され、本ルーチンが一旦終了する。
When the load factor KL is equal to or greater than the predetermined value KL0 (S520 = No), the process proceeds to S530, where the pump duty HPPduty of the high-
一方、負荷率KLが所定値KL0より小さい場合(S520=Yes)、処理がS540に進行し、筒内インジェクタ28Cからの燃料噴射が停止中であるか否かが判定される。直噴停止中でない場合(S540=No)、処理がS530に進行し、高圧燃料ポンプ46のポンプデューティHPPdutyが設定され、本ルーチンが一旦終了する。直噴停止中である場合(S540=Yes)、早期の直噴再開に向けて高圧燃料供給通路42cにおける燃圧Pfを低めに設定するために、処理がS550以降に進行する。
On the other hand, when the load factor KL is smaller than the predetermined value KL0 (S520 = Yes), the process proceeds to S540, and it is determined whether or not the fuel injection from the in-
S550においては、高圧燃料供給通路42cにおける燃圧Pfが取得される。次に、この燃圧Pfが所定値Pf1より高いか否かが判定される。なお、上述の通り、この所定値Pf1は、安定して筒内インジェクタ28Cにて燃料噴射するために設定可能な最低燃圧に対応する値である。
In S550, the fuel pressure Pf in the high-pressure
現在の燃圧Pfが所定値Pf1より高い場合(S560=Yes)、処理がS570に進行し、ポンプデューティHPPdutyが最高値HPPduty_maxに設定され、本ルーチンが一旦終了する。一方、現在の燃圧Pfが所定値Pf1以下である場合(S560=No)、処理がS580に進行し、ポンプデューティHPPdutyが所定値HPPduty1に設定され、本ルーチンが一旦終了する。 When the current fuel pressure Pf is higher than the predetermined value Pf1 (S560 = Yes), the process proceeds to S570, the pump duty HPPduty is set to the maximum value HPPduty_max, and this routine is temporarily ended. On the other hand, when the current fuel pressure Pf is equal to or less than the predetermined value Pf1 (S560 = No), the process proceeds to S580, the pump duty HPPduty is set to the predetermined value HPPduty1, and this routine is temporarily ended.
ここで、現在の燃圧Pfが所定値Pf1より高い場合に、上述のようにしてポンプデューティHPPdutyが最高値HPPduty_maxに設定されることで、高圧燃料供給通路42cにおける燃圧Pfが一旦リリーフ弁47におけるリリーフ圧に達する。すると、リリーフ弁47が開弁し、燃圧Pfが下がる。その後、ポンプデューティHPPdutyが所定値HPPduty1に設定されることで、許容最小筒内燃料噴射量QDIminが可及的に小さくなって早期の直噴再開が実現されるように、高圧燃料供給通路42cにおける燃圧Pfが、低めに維持される。
Here, when the current fuel pressure Pf is higher than the predetermined value Pf1, the pump duty HPPduty is set to the maximum value HPPduty_max as described above. Reach pressure. Then, the
<実施形態による効果>
減速中等の低負荷運転時(特に筒内噴射要求量QDIreqが許容最小筒内燃料噴射量QDIminより小さい場合)には、筒内噴射が停止される。
<Effect by embodiment>
During low load operation such as during deceleration (especially when the in-cylinder injection request amount QDIreq is smaller than the allowable minimum in-cylinder fuel injection amount QDImin), in-cylinder injection is stopped.
ここで、従来技術においては、例えば、高負荷運転から車両減速のためにアイドル状態となった場合、高圧燃料供給通路42cにおける燃圧が高負荷運転に対応する高い状態(例えば20MPa)のまま、筒内インジェクタ28Cからの燃料噴射が停止される。このため、筒内インジェクタ28Cからの燃料噴射の停止中には、筒内インジェクタ28Cにおける許容最小筒内燃料噴射量QDIminが大きくなっている。
Here, in the prior art, for example, when the vehicle enters an idle state for vehicle deceleration from a high load operation, the fuel pressure in the high pressure
よって、このままでは、筒内噴射要求量QDIreqが充分大きくなるまで筒内インジェクタ28Cからの燃料噴射が行われないこととなり、筒内インジェクタ28Cからの燃料噴射の再開が遅れる。したがって、筒内インジェクタ28Cの温度上昇によるデポジットの発生・付着が懸念される。
Therefore, in this state, fuel injection from the in-
特に、EGR通路36が設けられている内燃機関システム1においては、以下の理由により筒内直噴比率RDIが比較的低く設定されるため、筒内噴射が停止される割合が高くなり得る。したがって、かかる内燃機関システム1においては、筒内インジェクタ28Cにおけるデポジットの発生・付着が、よりいっそう懸念される。
In particular, in the internal
すなわち、筒内インジェクタ28Cから噴射された燃料Fがピストン22の頂面に付着すると、排気ガス中にPMが発生することがある。この点、EGR通路36が設けられている内燃機関システム1においては、EGRが実施されると、燃焼温度が低下するので、PMが発生しやすくなる。また、PMが多量に発生すると、EGRクーラ38内にPMが付着することで、EGR率の制御が乱れたり、EGRガスの冷却性能が低下したりする。このため、PM対策のため、筒内直噴比率RDIが低めに設定される。
That is, if the fuel F injected from the in-
これに対し、本実施形態においては、筒内噴射の停止中に、高圧燃料ポンプ46が高出力(高デューティ)で駆動されることで、燃圧Pfが一旦高圧化されてリリーフ圧に達し、リリーフ弁47が油圧により開弁させられる。
In contrast, in the present embodiment, the high
このような高圧燃料ポンプ46及びリリーフ弁47の動作により、筒内インジェクタ28Cからの燃料噴射の停止中に、高圧燃料供給通路42cにおける燃圧(筒内インジェクタ28Cに対する燃料供給圧力)が低下させられ、筒内インジェクタ28Cにおける許容最小筒内燃料噴射量QDIminが小量化される。したがって、本実施形態によれば、(特にEGR通路36が設けられている内燃機関システム1においても)筒内インジェクタ28Cからの燃料噴射の再開を早めることができ、デポジットの発生・付着が抑制される。
By such operations of the high
<変形例の例示列挙>
なお、上述の実施形態やその具体例は、上述した通り、出願人が本願の出願時点において最良であると考えた本発明の具体化の例を単に示したものにすぎないのであって、本発明はもとより上述の実施形態等によって何ら限定されるべきものではない。よって、上述の実施形態等に対して、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、種々の変形が施され得ることは、当然である。
<List of examples of modification>
It should be noted that the above-described embodiments and specific examples thereof are merely examples of embodiments of the present invention that the applicant considered to be the best at the time of filing of the present application, as described above, The invention should not be limited by the above-described embodiment or the like. Therefore, it goes without saying that various modifications can be made to the above-described embodiments and the like within a range that does not change the essential part of the present invention.
以下、変形例について幾つか例示する。ここで、以下の変形例の説明において、上述の実施形態における各構成要素と同様の構成・機能を有する構成要素については、当該変形例においても同一の名称及び同一の符号が付されているものとする。そして、当該構成要素の説明については、上述の実施形態における説明が、矛盾しない範囲で適宜援用され得るものとする。 Hereinafter, some modifications will be exemplified. Here, in the following description of the modified example, components having the same configurations and functions as the components in the above-described embodiment are given the same name and the same reference numerals in the modified example. And And about description of the said component, description in the above-mentioned embodiment shall be used suitably in the range which is not inconsistent.
もっとも、変形例とて、下記のものに限定されるものではないことは、いうまでもない。本発明を、上述の実施形態や下記変形例の記載に基づいて限定解釈することは、(特に先願主義の下で出願を急ぐ)出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、許されない。 However, it goes without saying that the modified examples are not limited to the following. The limited interpretation of the present invention based on the description of the above-described embodiment and the following modifications unfairly harms the interests of the applicant (especially rushing the application under the principle of prior application), but improperly imitates the imitator. It is beneficial and not allowed.
また、上述の実施形態(各具体例を含む)や、下記の各変形例に記載された事項は、技術的に矛盾しない範囲において、適宜組み合わせて適用され得ることも、いうまでもない。 Further, it goes without saying that the matters described in the above-described embodiments (including specific examples) and the following modifications can be applied in appropriate combination within a technically consistent range.
(1)本発明は、上述した実施形態にて開示された具体的な装置構成に何ら限定されるものではない。例えば、本発明の適用対象は、車両に限定されない。気筒数、気筒配列方式(直列、V型、水平対向)、等についても、特に限定はない。 (1) The present invention is not limited to the specific device configuration disclosed in the above-described embodiment. For example, the application target of the present invention is not limited to a vehicle. There is no particular limitation on the number of cylinders, the cylinder arrangement method (in-line, V-type, horizontally opposed), and the like.
高圧燃料ポンプ46としては、例えば、ECU50によって電磁的に制御される燃圧制御弁(電磁スピル弁)を備えたメカニカルポンプ(特開平4−50462号公報、特開平10−288107号公報、特開2001−263144号公報、特開2007−23801号公報、等参照。)が用いられ得る。この場合、上述の燃圧制御弁の閉弁時間(デューティ比)に応じて燃圧が制御される。あるいは、高圧燃料ポンプ46としては、例えば、電動ポンプが用いられ得る。この場合、当該電動ポンプへの入力電流又は電圧(最高値に対するデューティ比)に応じて燃圧が制御される。
As the high-
リリーフ弁47は、電磁弁であってもよい。この場合、本発明の調圧手段には、高圧燃料ポンプ46は含まれず、リリーフ弁47及び制御装置5が含まれることとなり得る。
The
(2)本発明は、上述した具体例に示されたような具体的動作に限定されない。すなわち、上述の具体例における各処理は、本発明の範囲内で、適宜変更され得る。例えば、上述の各フローチャートにおける各ステップの順序は、適宜変更され得る。 (2) The present invention is not limited to the specific operation as shown in the specific examples described above. That is, each process in the above-described specific example can be appropriately changed within the scope of the present invention. For example, the order of the steps in the flowcharts described above can be changed as appropriate.
また、高圧燃料供給通路42cにおける燃圧を低下させるための処理が行われる「筒内噴射の停止」には、上述のように、フューエルカットも含まれ得る。
Further, as described above, “fuel injection cut” in which processing for reducing the fuel pressure in the high-pressure
リリーフ弁47として電磁弁が用いられる場合、高圧燃料供給通路42cにおける燃圧を低下させるための処理として、高圧燃料ポンプ46による一旦の昇圧は不要である。この場合の「リリーフ圧」は、ECU50によって(例えば運転状態に応じて)設定される開弁圧である。そして、高圧側燃圧センサ56の出力に基づいて取得された燃圧Pfが当該開弁圧を超えたときに、ECU50からの制御信号により、リリーフ弁47が開弁される。かかる観点から、「リリーフ圧」は、「制御圧」とも称され得る。
When an electromagnetic valve is used as the
S310等における負荷率KLの取得の際には、アクセル開度センサ57の出力(アクセルペダル操作量Accp)に代えて、スロットルポジションセンサ52の出力(スロットル弁開度TA)が用いられ得る。あるいは、負荷率KLに代えて、他のパラメータ(吸入空気流量Gaやこれに基づいて算出される筒内吸入空気量Mc等)が用いられ得る。 When acquiring the load factor KL in S310 and the like, the output of the throttle position sensor 52 (throttle valve opening TA) can be used instead of the output of the accelerator opening sensor 57 (accelerator pedal operation amount Accp). Alternatively, instead of the load factor KL, other parameters (intake air flow rate Ga, in-cylinder intake air amount Mc calculated based on this, etc.) can be used.
(3)その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の技術的範囲に含まれることは当然である。 (3) Other modifications not specifically mentioned are naturally included in the technical scope of the present invention within the scope not changing the essential part of the present invention.
さらに、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されているものは、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。 Further, in each element constituting the means for solving the problems of the present invention, what is expressed in terms of function and function is the specific structure disclosed in the above-described embodiments and modifications, It includes any structure that can realize this action / function.
1…内燃機関システム 2…内燃機関 22…ピストン
25…吸気ポート 28C…筒内インジェクタ 28P…ポートインジェクタ
3…吸排気系統 36…EGR通路 38…EGRクーラ
4…燃料供給系統 41…燃料タンク 42…燃料供給通路
42a…メイン燃料供給通路 42b…低圧燃料供給通路 42c…高圧燃料供給通路
42d…メインリターン通路 42e…リリーフ通路 43…燃料フィルタ
44…メイン燃料ポンプ 46…高圧燃料ポンプ 47…リリーフ弁
5…制御装置 50…ECU 50a…CPU
56…高圧側燃圧センサ 57…アクセル開度センサ CC…燃焼室
DESCRIPTION OF
56 ... High-pressure side
Claims (9)
前記燃焼室と連通する吸気通路内に前記燃料を噴射する通路内噴射弁と、
前記内燃機関の運転中であって前記筒内噴射弁からの前記燃料の噴射の停止中に、当該筒内噴射弁に対する燃料供給圧力を低下させる、調圧手段と、
を備えたことを特徴とする、燃料噴射システム。 An in-cylinder injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine;
An in-passage injection valve that injects the fuel into an intake passage that communicates with the combustion chamber;
Pressure regulating means for lowering the fuel supply pressure to the in-cylinder injection valve during operation of the internal combustion engine and stopping the fuel injection from the in-cylinder injection valve;
A fuel injection system comprising:
前記筒内噴射弁と接続された、高圧燃料供給通路をさらに備え、
前記調圧手段は、
前記高圧燃料供給通路における前記燃料供給圧力が所定のリリーフ圧に達したときに開弁して当該高圧燃料供給通路から前記燃料を排出するように、当該高圧燃料供給通路に介装された、リリーフ弁
を含むことを特徴とする、燃料噴射システム。 The fuel injection system of claim 1, wherein
A high pressure fuel supply passage connected to the in-cylinder injection valve;
The pressure adjusting means is
A relief interposed in the high-pressure fuel supply passage so as to open when the fuel supply pressure in the high-pressure fuel supply passage reaches a predetermined relief pressure and discharge the fuel from the high-pressure fuel supply passage. A fuel injection system comprising a valve.
前記リリーフ弁は、前記高圧燃料供給通路における前記燃料供給圧力によって機械的に作動するように構成されていて、
前記調圧手段は、
前記リリーフ弁と、
前記高圧燃料供給通路に前記燃料を送出するように設けられた、高圧燃料ポンプと、
を含むことを特徴とする、燃料噴射システム。 A fuel injection system according to claim 2,
The relief valve is configured to be mechanically operated by the fuel supply pressure in the high-pressure fuel supply passage,
The pressure adjusting means is
The relief valve;
A high-pressure fuel pump provided to deliver the fuel to the high-pressure fuel supply passage;
A fuel injection system comprising:
前記筒内噴射弁及び前記通路内噴射弁における前記燃料の噴射状態を制御する、噴射制御手段をさらに備えたことを特徴とする、燃料噴射システム。 The fuel injection system according to any one of claims 1 to 3,
The fuel injection system further comprising injection control means for controlling an injection state of the fuel in the in-cylinder injection valve and the in-passage injection valve.
前記噴射制御手段は、前記内燃機関の低負荷運転時における前記燃料供給圧力が所定圧力を超えている場合に、前記筒内噴射弁からの前記燃料の噴射を停止させて前記通路内噴射弁のみから当該燃料を噴射させることを特徴とする、燃料噴射システム。 A fuel injection system according to claim 4, comprising:
The injection control means stops the injection of the fuel from the in-cylinder injection valve and only the in-passage injection valve when the fuel supply pressure during low load operation of the internal combustion engine exceeds a predetermined pressure. The fuel injection system characterized by injecting the said fuel from.
前記噴射制御手段は、前記内燃機関の低負荷運転時にて前記筒内噴射弁から噴射すべき量として算出された筒内噴射要求量が所定の許容最小筒内燃料噴射量より小さい場合に、前記筒内噴射弁からの前記燃料の噴射を停止させて前記通路内噴射弁のみから当該燃料を噴射させることを特徴とする、燃料噴射システム。 A fuel injection system according to claim 4 or claim 5, wherein
When the in-cylinder injection request amount calculated as an amount to be injected from the in-cylinder injection valve during low load operation of the internal combustion engine is smaller than a predetermined allowable minimum in-cylinder fuel injection amount, A fuel injection system, wherein the fuel injection from the cylinder injection valve is stopped and the fuel is injected only from the injection valve in the passage.
前記調圧手段は、前記内燃機関の低負荷運転時における、前記筒内噴射弁からの前記燃料の噴射の停止中に、前記燃料供給圧力を低下させることを特徴とする、燃料噴射システム。 A fuel injection system according to any one of claims 1 to 6,
The fuel injection system according to claim 1, wherein the pressure adjusting means reduces the fuel supply pressure while the fuel injection from the in-cylinder injection valve is stopped during low-load operation of the internal combustion engine.
前記燃焼室と連通する排気通路と、前記吸気通路と、を接続する、排気ガス再循環通路を備えたことを特徴とする、内燃機関システム。 An internal combustion engine system comprising the fuel injection system according to any one of claims 1 to 7,
An internal combustion engine system comprising an exhaust gas recirculation passage that connects an exhaust passage communicating with the combustion chamber and the intake passage.
前記排気ガス再循環通路に介装されていて、前記EGR通路を通過するEGRガスを冷却するEGRクーラをさらに備えたことを特徴とする、内燃機関システム。 The internal combustion engine system according to claim 8,
An internal combustion engine system further comprising an EGR cooler that is interposed in the exhaust gas recirculation passage and cools EGR gas that passes through the EGR passage.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2008197221A JP2010031815A (en) | 2008-07-31 | 2008-07-31 | Fuel injection system and internal combustion engine system with the same |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014190243A (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Toyota Motor Corp | Fuel injection control device |
-
2008
- 2008-07-31 JP JP2008197221A patent/JP2010031815A/en active Pending
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