JP2010121591A - Multi-fuel internal combustion engine - Google Patents

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Hideyuki Nishida
秀之 西田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suitably improve ignition performance in compression-ignition diffusing combustion using a fuel with low-compression ignitability while avoiding the generations of exhaust emission, fuel consumption deterioration and lubricating failure in a multi-fuel internal combustion engine. <P>SOLUTION: The multi-fuel internal combustion engine is equipped with a piston 32 on whose top surface a cavity 32a is formed and a fuel injection valve 44 for injecting light oil and gasoline or a blended fuel of light oil and gasoline toward an inside of a combustion chamber 34. When a fuel injection is performed under the condition where the piston 32 is positioned between a -25 degrees CA posterior to an air intake top dead center and a 25 degrees CA posterior to the air intake top dead center, the fuel is prevented from running off the cavity 32a. Based on an ignition performance index value made for compression-ignition performance of the fuel introduced into the combustion chamber 34, when performing the compression-ignition diffusing combustion using gasoline, prior to the main injection, during a period of time elapsing from a 5 degrees CA posterior to the air intake top dead center to the 25 degrees CA posterior to the air intake top dead center, an control operation is performed so that an intake-stroke injection using gasoline is carried out. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、多種燃料内燃機関に係り、特に、性状の異なる少なくとも2種類の燃料のうちの少なくとも1種類の燃料または当該少なくとも2種類の燃料からなる混合燃料を燃焼室に導いて運転される多種燃料内燃機関に関する。   The present invention relates to a multi-fuel internal combustion engine, and in particular, is operated by introducing at least one fuel of at least two types of fuel having different properties or a mixed fuel composed of the at least two types of fuel into a combustion chamber. The present invention relates to a fuel internal combustion engine.

従来、例えば特許文献1には、性状の異なる複数種類の燃料を用いて運転される多種燃料内燃機関が開示されている。この従来の多種燃料内燃機関は、燃焼室内に導かれる燃料の圧縮着火性について指数化した着火性指数値を検出する燃料特性検出手段を備えている。また、上記従来の多種燃料内燃機関は、上記着火性指数値に基づき低圧縮着火性と判断された燃料を用いて圧縮自着火拡散燃焼させる際に、燃料を吸気行程から圧縮行程までの期間中の所定の時期に先立ち噴射させ、その後に主噴射させて燃焼室内に低圧縮着火性の燃料を導く燃料噴射制御手段を備えている。   Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a multi-fuel internal combustion engine that is operated using a plurality of types of fuels having different properties. This conventional multi-fuel internal combustion engine is provided with fuel characteristic detecting means for detecting an ignitability index value obtained by indexing the compression ignitability of the fuel introduced into the combustion chamber. In addition, the conventional multi-fuel internal combustion engine has a period of time from the intake stroke to the compression stroke when the fuel is subjected to compression self-ignition diffusion combustion using the fuel determined to be low compression ignitability based on the ignitability index value. There is provided fuel injection control means for injecting the fuel prior to the predetermined time, and then injecting the fuel with low compression ignition property into the combustion chamber by main injection.

特開2008−121641号公報JP 2008-121641 A 特開平3−26841号公報JP-A-3-26841 特表2003−532827号公報Special table 2003-532827 gazette 特開平5−1574号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-1574 特開2005−98159号公報JP 2005-98159 A 特開2005−315211号公報JP-A-2005-315211 特開2003−83119号公報JP 2003-83119 A

上記特許文献1に記載の上記多種燃料内燃機関では、上述したように、低圧縮着火性の燃料を用いて圧縮自着火拡散燃焼させる際に、吸気行程から圧縮行程までの期間中の所定の時期に先立ち噴射を行うようにしている。上記特許文献1には、燃料の着火性指数値が小さいほど、先立ち噴射の時期を早めるという記載はあるものの、当該先立ち噴射の時期が具体的に特定されていない。仮に、燃料がシリンダ壁面に当たるタイミングで先立ち噴射が行われた場合には、シリンダ壁面への燃料付着に伴ってHC排出量の増加や潤滑油の希釈化を招いてしまう。その結果、排気エミッションおよび燃費の悪化や潤滑不良を招くおそれがある。   In the multi-fuel internal combustion engine described in Patent Document 1, as described above, when performing compression auto-ignition diffusion combustion using a low compression ignition fuel, a predetermined time during the period from the intake stroke to the compression stroke Prior to the injection, the injection is performed. Although Patent Document 1 describes that the earlier injection timing is advanced as the ignitability index value of the fuel is smaller, the prior injection timing is not specifically specified. If the injection is performed in advance at the timing when the fuel hits the cylinder wall surface, an increase in the HC emission amount or dilution of the lubricating oil is caused as the fuel adheres to the cylinder wall surface. As a result, exhaust emission and fuel consumption may be deteriorated and lubrication failure may occur.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、排気エミッションおよび燃費の悪化や潤滑不良が生ずるのを回避しつつ、低圧縮着火性燃料を用いた圧縮自着火拡散燃焼時の着火性を良好に改善させ得る多種燃料内燃機関を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and at the time of compression autoignition diffusion combustion using a low compression ignitable fuel while avoiding deterioration of exhaust emission, fuel consumption and poor lubrication. An object of the present invention is to provide a multi-fuel internal combustion engine that can improve the ignitability of the fuel.

第1の発明は、多種燃料内燃機関であって、
頂面にキャビティが形成されたピストンと、
性状の異なる少なくとも2種類の燃料のうちの少なくとも1種類の燃料または当該少なくとも2種類の燃料からなる混合燃料を燃焼室内に噴射する燃料噴射弁と、を備え、
前記ピストンが吸気上死点後−25°CAから吸気上死点後25°CAの間に位置している状況下で燃料噴射が行われる場合に、燃料が前記キャビティからはみ出さないように構成されており、
前記燃焼室内に導かれる燃料の圧縮着火性について指標化した着火性指標値を取得する燃料特性取得手段と、
前記着火性指標値に基づき低圧縮着火性と判断された燃料を用いて圧縮自着火拡散燃焼を行う場合には、メイン噴射に先立ち、吸気上死点後−25°CAから吸気上死点後25°CAまでの期間中の少なくとも一部で、前記低圧縮着火性の燃料を用いた吸気行程噴射がなされるように制御する燃料噴射制御手段と、
を更に備えることを特徴とする。
The first invention is a multi-fuel internal combustion engine,
A piston with a cavity formed on the top surface;
A fuel injection valve that injects into the combustion chamber at least one kind of fuel of at least two kinds of fuels having different properties or a mixed fuel composed of the at least two kinds of fuel,
When fuel injection is performed under the condition where the piston is located between −25 ° CA after intake top dead center and 25 ° CA after intake top dead center, the fuel is prevented from protruding from the cavity. Has been
Fuel characteristic acquisition means for acquiring an ignitability index value indexed for the compression ignitability of the fuel led into the combustion chamber;
When performing compression auto-ignition diffusion combustion using fuel determined to be low compression ignitability based on the ignitability index value, prior to main injection, after intake top dead center from −25 ° CA to after intake top dead center Fuel injection control means for controlling the intake stroke injection using the low compression ignitable fuel at least in part during the period up to 25 ° CA;
Is further provided.

また、第2の発明は、第1の発明において、
排気弁の閉じ時期を変更可能とする可変動弁機構を更に備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記可変動弁機構によって変更される前記排気弁の閉じ時期に応じて、前記吸気行程噴射の開始時期を設定する噴射開始時期設定手段を含むことを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
A variable valve mechanism that can change the closing timing of the exhaust valve;
The fuel injection control means includes injection start timing setting means for setting a start timing of the intake stroke injection in accordance with a closing timing of the exhaust valve changed by the variable valve mechanism.

また、第3の発明は、第1の発明において、
排気弁の閉じ時期を変更可能とする可変動弁機構を更に備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記吸気行程噴射の終了時期が吸気上死点後25°CAよりも後にならないように、前記排気弁の閉じ時期の遅角量を制限する排気遅角量制限手段を含むことを特徴とする。
The third invention is the first invention, wherein
A variable valve mechanism that can change the closing timing of the exhaust valve;
The fuel injection control means includes exhaust retard amount restriction means for restricting the retard amount of the exhaust valve closing timing so that the end timing of the intake stroke injection is not later than 25 ° CA after the intake top dead center. It is characterized by including.

また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記燃料噴射制御手段は、前記燃料特性取得手段による前記着火性指標値に応じて、燃料噴射時期および燃料噴射量の少なくとも一方を変更する噴射制御修正手段を含むことを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The fuel injection control means includes injection control correction means for changing at least one of a fuel injection timing and a fuel injection amount in accordance with the ignitability index value by the fuel characteristic acquisition means.

また、第5の発明は、第1乃至第4の発明の何れかにおいて、
前記燃料噴射制御手段は、前記多種燃料内燃機関の負荷が高いほど、前記吸気行程噴射の量を少なくする噴射量修正手段を含むことを特徴とする。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
The fuel injection control means includes an injection amount correction means for reducing the intake stroke injection amount as the load of the multi-fuel internal combustion engine is higher.

また、第6の発明は、第1乃至第5の発明の何れかにおいて、
前記燃料噴射制御手段は、前記吸気行程噴射と前記メイン噴射との間に、前記低圧縮着火性の燃料を用いたパイロット噴射がなされるように制御し、
前記燃料噴射制御手段は、内燃機関の負荷が低くなるほど、前記パイロット噴射の量を多くし、前記吸気行程噴射の量を少なくする噴射量調整手段を含むことを特徴とする。
According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions,
The fuel injection control means controls so that pilot injection using the low compression ignitable fuel is performed between the intake stroke injection and the main injection,
The fuel injection control means includes an injection amount adjusting means for increasing the amount of pilot injection and decreasing the amount of intake stroke injection as the load of the internal combustion engine decreases.

第1の発明によれば、吸気行程噴射を行う際に、ピストンのキャビティの外に燃料がはみ出すのを確実に防止できるようになる。これにより、未燃HCの排出に伴う排気エミッションおよび燃費の悪化、並びに潤滑不良が生ずるのを回避しつつ、吸気行程噴射を行うことで、低圧縮着火性燃料を用いた圧縮自着火拡散燃焼時の着火性を良好に改善させることが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to reliably prevent the fuel from protruding outside the cavity of the piston when performing the intake stroke injection. As a result, by performing the intake stroke injection while avoiding the deterioration of exhaust emission and fuel consumption due to the discharge of unburned HC and the occurrence of poor lubrication, it is possible to perform the compression self-ignition diffusion combustion using the low compression ignitable fuel. It becomes possible to improve the ignitability of.

第2の発明によれば、排気系への未燃HCの排出を更に確実に抑制しつつ、吸気行程噴射を実現できるようになる。これにより、排気エミッションおよび燃費を良好に向上させられるようになる。   According to the second invention, it is possible to realize the intake stroke injection while further reliably suppressing the discharge of unburned HC to the exhaust system. Thereby, exhaust emission and fuel consumption can be improved satisfactorily.

第3の発明によれば、排気弁の閉じ時期の遅角制御による内部EGRの増加を有効に利用しつつ、吸気行程噴射によって噴射された燃料をキャビティ内に留めるようにすることができ、未燃HCの排出を良好に抑制することができる。   According to the third aspect of the present invention, the fuel injected by the intake stroke injection can be retained in the cavity while effectively utilizing the increase in internal EGR due to the retard control of the closing timing of the exhaust valve. The emission of fuel HC can be satisfactorily suppressed.

第4の発明によれば、少なくとも2種類の燃料が任意の混合割合で混ざっている場合であっても、任意の混合割合に適した燃料噴射量および燃料噴射時期の少なくとも一方が得られるので、精度の良い燃焼制御が可能となる。   According to the fourth invention, even when at least two types of fuel are mixed at an arbitrary mixing ratio, at least one of the fuel injection amount and the fuel injection timing suitable for the arbitrary mixing ratio can be obtained. Accurate combustion control is possible.

内燃機関の負荷が高くなってくると、吸入空気温度の上昇、吸入空気量の増加、筒内壁面温度の上昇等により、吸気行程噴射により噴射された燃料が圧縮行程において自着火し易くなり、メイン噴射が行われる前に燃焼が起こり易くなる。このため、メイン噴射により噴射された燃料での拡散燃焼の制御性が悪くなってしまうことが懸念される(燃焼騒音の悪化、NOx排出量の増加、等容度の悪化による燃費悪化)。これに対し、第5の発明によれば、上記の問題を回避して、最適な拡散燃焼を実現することができる。   When the load of the internal combustion engine becomes high, the fuel injected by the intake stroke injection is easily ignited in the compression stroke due to the rise of the intake air temperature, the increase of the intake air amount, the rise of the in-cylinder wall surface temperature, etc. Combustion is likely to occur before the main injection is performed. For this reason, there is a concern that the controllability of diffusion combustion with the fuel injected by the main injection is deteriorated (deterioration of fuel consumption due to deterioration of combustion noise, increase of NOx emission amount, deterioration of isovolume, etc.). On the other hand, according to the fifth aspect of the invention, it is possible to achieve the optimum diffusion combustion while avoiding the above problem.

内燃機関の負荷の高低に関わらずに吸気行程噴射量が一律に設定されていると、メイン噴射量に対する吸気行程噴射量の割合が相対的に増える低負荷において、吸気行程噴射に伴う未燃HCがエミッションとして排出され、燃費も悪化してしまう。これに対し、第6の発明によれば、上記の問題を回避して、吸気行程噴射に伴う低負荷領域での未燃HCの排出量を減らすことができ、排気エミッションおよび燃費を改善することができる。   If the intake stroke injection amount is uniformly set regardless of the load level of the internal combustion engine, the unburned HC associated with the intake stroke injection at a low load where the ratio of the intake stroke injection amount to the main injection amount relatively increases. Will be emitted as emissions and fuel consumption will also deteriorate. On the other hand, according to the sixth aspect of the invention, the above problem can be avoided, the amount of unburned HC discharged in the low load region associated with intake stroke injection can be reduced, and exhaust emission and fuel consumption can be improved. Can do.

実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、内燃機関10と、内燃機関10に空気を供給する吸気系と、内燃機関10から排気ガスを排出する排気系と、内燃機関10の運転を制御する制御系とを備えている。内燃機関10は、車両に搭載され、その動力源とされる。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes an internal combustion engine 10, an intake system that supplies air to the internal combustion engine 10, an exhaust system that exhausts exhaust gas from the internal combustion engine 10, and a control system that controls the operation of the internal combustion engine 10. ing. The internal combustion engine 10 is mounted on a vehicle and used as a power source.

内燃機関10の吸気系には、吸気通路12が備えられる。吸気通路12の入口には、エアクリーナ14が取り付けられている。エアクリーナ14の下流近傍には、吸気通路12に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ16が設けられている。   An intake passage 12 is provided in the intake system of the internal combustion engine 10. An air cleaner 14 is attached to the inlet of the intake passage 12. An air flow meter 16 that outputs a signal corresponding to the flow rate of air taken into the intake passage 12 is provided in the vicinity of the downstream side of the air cleaner 14.

また、吸気通路12の下流には、圧縮された空気を冷却するインタークーラ18が設けられている。インタークーラ18の下流には、スロットルバルブ20が設けられている。スロットルバルブ20は、アクセル開度と独立してスロットル開度を制御することのできる電子制御式スロットルバルブである。また、スロットルバルブ20の下流には、吸気通路12内の圧力に応じた信号を出力する吸気圧センサ22と、吸気通路12内を流れる空気の温度に応じた信号を出力する吸気温度センサ24とがそれぞれ配置されている。   Further, an intercooler 18 for cooling the compressed air is provided downstream of the intake passage 12. A throttle valve 20 is provided downstream of the intercooler 18. The throttle valve 20 is an electronically controlled throttle valve that can control the throttle opening independently of the accelerator opening. Further, downstream of the throttle valve 20, an intake pressure sensor 22 that outputs a signal corresponding to the pressure in the intake passage 12, and an intake air temperature sensor 24 that outputs a signal corresponding to the temperature of the air flowing in the intake passage 12, Are arranged respectively.

エアフローメータ16からインタークーラ18に至る吸気通路12の途中には、可変ノズル型のターボ過給機26のコンプレッサ26aが設けられている。より具体的には、ターボ過給機26は、排気ガスの排気エネルギによって作動するタービン26bと、タービン26bと一体的に連結され、タービン26bに入力される排気ガスの排気エネルギによって回転駆動されるコンプレッサ26aとを有している。更に、ターボ過給機26は、タービン26bに供給される排気ガスの流量を調整するための可変ノズル(VN)26cを有している。   A compressor 26 a of a variable nozzle type turbocharger 26 is provided in the intake passage 12 from the air flow meter 16 to the intercooler 18. More specifically, the turbocharger 26 is integrally connected to the turbine 26b that operates by the exhaust energy of the exhaust gas, and is rotated by the exhaust energy of the exhaust gas that is input to the turbine 26b. And a compressor 26a. Further, the turbocharger 26 has a variable nozzle (VN) 26c for adjusting the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine 26b.

内燃機関10の排気系には、排気通路28が備えられる。排気通路28の途中には、上述したターボ過給機26のタービン26bが配置されている。タービン26bの下流には、排気ガスを浄化可能な触媒30が配置されている。   An exhaust passage 28 is provided in the exhaust system of the internal combustion engine 10. In the middle of the exhaust passage 28, the turbine 26b of the turbocharger 26 described above is disposed. A catalyst 30 capable of purifying exhaust gas is disposed downstream of the turbine 26b.

内燃機関10の筒内には、その頂面にキャビティ32aが形成されたピストン32が配置されている。また、内燃機関10の筒内には、ピストン32の頂面側に燃焼室34が形成されている。吸気通路12および排気通路28のそれぞれのポート部には、燃焼室34と吸気通路12、および燃焼室34と排気通路28を導通状態または遮断状態とするための吸気弁36および排気弁38がそれぞれ設けられている。これらの吸気弁36および排気弁38は、吸気可変動弁機構40および排気可変動弁機構42によりそれぞれ駆動される。これらの可変動弁機構40、42の具体的構成は、特に限定されないが、ここでは、吸気弁36や排気弁38を駆動するカム(図示せず)の位相を連続的に可変とするVVT機構であるものとする。   In the cylinder of the internal combustion engine 10, a piston 32 having a cavity 32a formed on the top surface thereof is disposed. A combustion chamber 34 is formed in the cylinder of the internal combustion engine 10 on the top surface side of the piston 32. In the respective port portions of the intake passage 12 and the exhaust passage 28, there are an intake valve 36 and an exhaust valve 38 for bringing the combustion chamber 34 and the intake passage 12 and the combustion chamber 34 and the exhaust passage 28 into a conductive state or a cut-off state, respectively. Is provided. The intake valve 36 and the exhaust valve 38 are driven by an intake variable valve mechanism 40 and an exhaust variable valve mechanism 42, respectively. Specific configurations of these variable valve mechanisms 40 and 42 are not particularly limited, but here, a VVT mechanism that continuously varies the phase of a cam (not shown) that drives the intake valve 36 and the exhaust valve 38. Suppose that

また、内燃機関10は、燃焼室34内に直接燃料を噴射するための燃料噴射弁44を備えている。燃料噴射弁44は、ピストン32のキャビティ32aと対向するようにして、シリンダヘッド46の中央に配置されている。   The internal combustion engine 10 also includes a fuel injection valve 44 for directly injecting fuel into the combustion chamber 34. The fuel injection valve 44 is disposed at the center of the cylinder head 46 so as to face the cavity 32 a of the piston 32.

図2は、上死点近傍における燃料噴射弁44の噴霧角θとピストン32のキャビティ32aの形状との関係を説明するための図である。
図2に示すように、燃料噴射弁44は、その噴孔中心がピストン32の中心線上に位置するように配置されている。本実施形態では、ピストン32が吸気上死点後25°CA(25ATDC)以下である場合に、燃料噴射弁44から噴射された燃料がキャビティ32aからはみ出さないように、燃料噴射弁44の噴霧角θおよびキャビティ32aの形状が設定されている。
FIG. 2 is a view for explaining the relationship between the spray angle θ of the fuel injection valve 44 near the top dead center and the shape of the cavity 32 a of the piston 32.
As shown in FIG. 2, the fuel injection valve 44 is arranged such that the center of the injection hole is located on the center line of the piston 32. In the present embodiment, when the piston 32 is 25 ° CA (25ATDC) or less after the intake top dead center, the fuel sprayed from the fuel injection valve 44 is prevented from spraying out of the cavity 32a. The angle θ and the shape of the cavity 32a are set.

再び図1を参照して、システム構成の説明を継続する。燃料噴射弁44は、燃料供給通路48を介して燃料タンク50に接続されている。本実施形態の燃料タンク50は、性状の異なる複数燃料の給油を受けることが想定されているものとする。より具体的には、圧縮着火性の良好な燃料(例えば、軽油)と、圧縮着火性に劣る燃料(例えば、ガソリン)とが給油されることが想定されているものとする。   Referring to FIG. 1 again, the description of the system configuration is continued. The fuel injection valve 44 is connected to the fuel tank 50 via the fuel supply passage 48. It is assumed that the fuel tank 50 of the present embodiment receives a plurality of fuels having different properties. More specifically, it is assumed that fuel with good compression ignitability (for example, light oil) and fuel with poor compression ignitability (for example, gasoline) are supplied.

燃料供給通路48の途中には、燃料タンク50内の燃料を圧送するための高圧ポンプ52と、高圧ポンプ52によって加圧された高圧の燃料を貯留したうえで各気筒の燃料噴射弁44に分配するためのコモンレール54とが配置されている。また、燃料タンク50には、燃料タンク50内の燃料の比重、粘度、および電導率等を検出する燃料性状センサ56が取り付けられている。このような燃料性状センサ56によれば、燃料の圧縮着火性について指標化した着火性指標値(例えば、オクタン価やセタン価)を推定して取得することができるようになる。尚、着火性指標値は、燃焼が行われている気筒の筒内圧力から推定してもよい。   In the middle of the fuel supply passage 48, a high-pressure pump 52 for pumping the fuel in the fuel tank 50, and high-pressure fuel pressurized by the high-pressure pump 52 are stored and distributed to the fuel injection valves 44 of each cylinder. A common rail 54 is arranged for this purpose. The fuel tank 50 is provided with a fuel property sensor 56 for detecting the specific gravity, viscosity, conductivity, etc. of the fuel in the fuel tank 50. According to such a fuel property sensor 56, it becomes possible to estimate and obtain an ignitability index value (for example, octane number or cetane number) indexed for the compression ignitability of fuel. The ignitability index value may be estimated from the in-cylinder pressure of the cylinder in which combustion is performed.

内燃機関10の制御系には、ECU(Electronic Control Unit)60が備えられている。ECU60は、図1に示すシステム全体を総合制御する制御装置である。また、ECU60の入力側には、上述した各種センサの他、アクセル開度センサ62、クランク角センサ64等の種々のセンサが接続されている。アクセル開度センサ62は、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)に応じた信号を出力するセンサである。クランク角センサ64は、クランクシャフト66の回転角度に応じた信号を出力するセンサである。また、ECU60の出力側には、上述した各種アクチュエータが接続されている。より具体的には、燃料噴射弁44は、当該燃料噴射弁44を駆動するためのインジェクタEDU(Electrical Driver Unit)68を介してECU60に接続されている。   The control system of the internal combustion engine 10 includes an ECU (Electronic Control Unit) 60. The ECU 60 is a control device that comprehensively controls the entire system shown in FIG. In addition to the various sensors described above, various sensors such as an accelerator opening sensor 62 and a crank angle sensor 64 are connected to the input side of the ECU 60. The accelerator opening sensor 62 is a sensor that outputs a signal corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening). The crank angle sensor 64 is a sensor that outputs a signal corresponding to the rotation angle of the crankshaft 66. The various actuators described above are connected to the output side of the ECU 60. More specifically, the fuel injection valve 44 is connected to the ECU 60 via an injector EDU (Electrical Driver Unit) 68 for driving the fuel injection valve 44.

以上のように構成された本実施形態の内燃機関10は、主に軽油を燃料として圧縮自着火拡散燃焼を行うことを想定したハードウェア構成を備えつつ、軽油よりも圧縮着火性に劣るガソリンを用いた際にも拡散燃焼が成立するようなシステム構成を備える多種燃料対応の内燃機関である。尚、このような多種燃料内燃機関の基本的なシステム構成は、例えば特開2008−121641号公報に詳述されている。   The internal combustion engine 10 of the present embodiment configured as described above has a hardware configuration that is mainly assumed to perform compression auto-ignition diffusion combustion using light oil as fuel, and gasoline that is inferior in compression ignitability to light oil. The internal combustion engine is compatible with various fuels and has a system configuration in which diffusion combustion is established even when used. The basic system configuration of such a multi-fuel internal combustion engine is described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-121641.

図3は、本発明の実施の形態1において用いられる燃料毎の噴射時期を説明するための図である。より具体的には、図3(A)は、ガソリンを燃料として用いる際の燃料噴射時期を示し、図3(B)は、軽油を燃料として用いる際の燃料噴射時期を示している。
先ず、軽油を燃料として用いる場合には、図3(B)に示すように、軽油を用いた通常のディーゼルエンジンでの圧縮自着火拡散燃焼の場合と同様に、圧縮行程中に2回に分けてパイロット噴射(PL1およびPL2)を行ったうえで、圧縮上死点(圧縮TDC)経過後の所定の時期において、メイン噴射を行うようにしている。
FIG. 3 is a diagram for explaining the injection timing for each fuel used in the first embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 3 (A) shows the fuel injection timing when using gasoline as fuel, and FIG. 3 (B) shows the fuel injection timing when using light oil as fuel.
First, when using light oil as fuel, as shown in FIG. 3 (B), as in the case of compression auto-ignition diffusion combustion in a normal diesel engine using light oil, it is divided into two during the compression stroke. The pilot injection (PL1 and PL2) is performed, and the main injection is performed at a predetermined time after the compression top dead center (compression TDC) has elapsed.

一方、ガソリンを燃料として用いる場合には、図3(A)に示すように、軽油の場合と同様に行うパイロット噴射(PL1およびPL2)およびメイン噴射に先立ち、吸気行程噴射を行うようにしている。吸気行程噴射は、排気弁38が閉弁した後において、吸気上死点(吸気TDC)から数度(5°CA)経過した後に開始し、吸気上死点後25°CAまでに終了するように設定されている。つまり、本実施形態の吸気行程噴射は、排気系への燃料の吹き抜けを防止でき、かつ、ピストン32のキャビティ32a内部に確実に燃料を確実に噴射することでキャビティ32aの外への燃料のはみ出しを防止できるようなタイミングに設定されている。   On the other hand, when gasoline is used as fuel, as shown in FIG. 3A, intake stroke injection is performed prior to pilot injection (PL1 and PL2) and main injection performed in the same manner as in the case of light oil. . The intake stroke injection starts after several degrees (5 ° CA) has elapsed from the intake top dead center (intake TDC) after the exhaust valve 38 is closed, and ends by 25 ° CA after the intake top dead center. Is set to In other words, the intake stroke injection of the present embodiment can prevent the fuel from being blown into the exhaust system, and the fuel is reliably injected into the cavity 32a of the piston 32 so that the fuel protrudes outside the cavity 32a. The timing is set to prevent this.

次に、図4および図5を参照して、上述した吸気行程噴射を制御するためにECU60が実行する具体的な処理について説明する。
図4は、吸気行程噴射量q_tdcおよび吸気行程噴射開始時期θ_qtdcを設定するために、ECU60が実行するルーチンのフローチャートである。
図4に示すルーチンでは、先ず、燃料性状センサ56の出力値が取得される(ステップ100)。次いで、燃料性状センサ56の出力により推定された燃料の着火性指標値(オクタン価など)に基づいて、現在の使用燃料がガソリンであるか軽油であるかが判別される(ステップ102)。
Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the specific process which ECU60 performs in order to control the intake stroke injection mentioned above is demonstrated.
FIG. 4 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in order to set the intake stroke injection amount q_tdc and the intake stroke injection start timing θ_qtdc.
In the routine shown in FIG. 4, first, the output value of the fuel property sensor 56 is acquired (step 100). Next, based on the fuel ignitability index value (e.g., octane number) estimated from the output of the fuel property sensor 56, it is determined whether the currently used fuel is gasoline or light oil (step 102).

上記ステップ102において、現在の使用燃料がガソリンではなく軽油であると判定された場合には、吸気行程噴射フラグがOFFとされる(ステップ104)。一方、上記ステップ102において、現在の使用燃料がガソリンであると判定された場合には、吸気行程噴射フラグがONとされる(ステップ106)。   If it is determined in step 102 that the currently used fuel is light oil instead of gasoline, the intake stroke injection flag is turned OFF (step 104). On the other hand, if it is determined in step 102 that the currently used fuel is gasoline, the intake stroke injection flag is turned ON (step 106).

吸気行程噴射フラグがONとされた後には、次いで、吸気行程噴射量q_tdcが内燃機関10の負荷等の運転状態に応じた値に設定される(ステップ108)。更に、吸気行程噴射開始時期θ_qtdcが、上記図3に示すように吸気上死点後5°CAに設定される(ステップ110)。   After the intake stroke injection flag is turned ON, the intake stroke injection amount q_tdc is then set to a value corresponding to the operating state such as the load of the internal combustion engine 10 (step 108). Further, the intake stroke injection start timing θ_qtdc is set to 5 ° CA after the intake top dead center as shown in FIG. 3 (step 110).

図5は、上記図4に示す設定に基づいて吸気行程噴射を制御するために、ECU60が実行するルーチンのフローチャートである。
図5に示すルーチンでは、先ず、クランク角センサ64の出力に基づいて、クランク角度が取得される(ステップ200)。
FIG. 5 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in order to control the intake stroke injection based on the setting shown in FIG.
In the routine shown in FIG. 5, first, the crank angle is acquired based on the output of the crank angle sensor 64 (step 200).

次に、吸気行程噴射フラグがONとされ、かつ、現在のクランク角度が上記ステップ110において設定された吸気行程噴射開始時期θ_qtdcに達したか否かが判別される(ステップ202)。   Next, it is determined whether or not the intake stroke injection flag is turned on and the current crank angle has reached the intake stroke injection start timing θ_qtdc set in step 110 (step 202).

その結果、上記ステップ202の判定が成立する場合には、吸気上死点後5〜25°CAの間で吸気行程噴射が行われるように、インジェクタタイマーの開始時刻およびその終了時刻がそれぞれ算出される(ステップ204、206)。次いで、インジェクタタイマーがセットされる(ステップ208)。これにより、インジェクタタイマーの作動期間中は、インジェクタEDU68を用いて燃料噴射弁44が開駆動されるようになる。   As a result, when the determination in step 202 is established, the start time and the end time of the injector timer are respectively calculated so that the intake stroke injection is performed between 5 and 25 ° CA after the intake top dead center. (Steps 204 and 206). Next, an injector timer is set (step 208). As a result, the fuel injection valve 44 is driven to open using the injector EDU 68 during the operation period of the injector timer.

以上説明した図4および図5に示すルーチンによれば、ガソリンが燃料として用いられている場合には、パイロット噴射(PL1およびPL2)およびメイン噴射に先立って、吸気上死点後5〜25°CAの期間中に、吸気行程噴射が実行されるようになる。このようなタイミングで吸気行程噴射を行うことで、当該吸気行程噴射時にピストン32のキャビティ32aの外に燃料がはみ出すのを確実に防止できるようになる。   According to the routine shown in FIGS. 4 and 5 described above, when gasoline is used as fuel, 5-25 ° after intake top dead center prior to pilot injection (PL1 and PL2) and main injection. During the CA period, the intake stroke injection is executed. By performing the intake stroke injection at such timing, it is possible to reliably prevent the fuel from protruding out of the cavity 32a of the piston 32 during the intake stroke injection.

圧縮自着火拡散燃焼時には、燃料の圧力(噴射圧力)が非常に高い。このため、吸気行程噴射を行う際には、キャビティ32aに当たるように燃料を噴射しなければ、シリンダ壁面に対して燃料が勢い良く直撃してしまう。その結果、シリンダ壁面への燃料付着が生じ、クエンチエリア(消炎層)の燃料が燃えずに掻き出され、HCの排出量が増加する可能性がある。更には、燃料がシリンダ壁面に存在する潤滑油に取り込まれ、潤滑油の希釈や粘度低下による機関焼き付きといった不具合を起こす可能性がある。これに対し、本実施形態の吸気行程噴射時期の制御によれば、未燃HCの排出に伴う排気エミッションおよび燃費の悪化、並びに潤滑不良が生ずるのを回避しつつ、吸気行程噴射を行うことで、低圧縮着火性燃料(ガソリン)を用いた圧縮自着火拡散燃焼時の着火性を良好に改善させることが可能となる。   At the time of compression self-ignition diffusion combustion, the pressure of fuel (injection pressure) is very high. For this reason, when performing the intake stroke injection, if the fuel is not injected so as to hit the cavity 32a, the fuel strikes the cylinder wall surface vigorously. As a result, fuel adheres to the cylinder wall surface, and the fuel in the quench area (flame extinguishing layer) is scraped out without burning, which may increase the HC emission amount. Further, the fuel is taken into the lubricating oil present on the cylinder wall surface, and there is a possibility that problems such as dilution of the lubricating oil and engine seizure due to a decrease in viscosity may occur. On the other hand, according to the control of the intake stroke injection timing of the present embodiment, the intake stroke injection is performed while avoiding the deterioration of exhaust emission and fuel consumption caused by the discharge of unburned HC and poor lubrication. Further, it becomes possible to satisfactorily improve the ignitability at the time of compression self-ignition diffusion combustion using low compression ignitable fuel (gasoline).

尚、上述した実施の形態1においては、ECU60が、上記ステップ100の処理を実行することにより前記第1の発明における「燃料特性取得手段」が、上記図4および図5に示す各ルーチンの一連の処理を実行することにより前記第1の発明における「燃料噴射制御手段」が、それぞれ実現されている。   In the first embodiment described above, the ECU 60 executes the processing of step 100, so that the “fuel characteristic acquisition means” in the first invention is a series of the routines shown in FIGS. By executing the process, the “fuel injection control means” in the first aspect of the present invention is realized.

実施の形態2.
次に、図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU60に図4に示すルーチンに代えて後述する図6に示すルーチンを図5に示すルーチンとともに実行させることにより実現することができるものである。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute a routine shown in FIG. 6 described later together with a routine shown in FIG. 5 instead of the routine shown in FIG. 4 using the hardware configuration shown in FIG. It can be done.

本実施形態のシステムでは、排気可変動弁機構42によって変更される排気弁38の閉じ時期θ_exclに応じて、吸気行程噴射開始時期θ_qtdcを設定することを特徴としている。より具体的には、本実施形態では、排気弁38の閉じ時期θ_exclから3°CA遅らせたクランク角度を吸気行程噴射開始時期θ_qtdcとした。尚、この3°CAは、排気弁38が開いているランプ部において、空気の出入りが十分に無くなることを想定したマージンである。   The system of this embodiment is characterized in that the intake stroke injection start timing θ_qtdc is set according to the closing timing θ_excl of the exhaust valve 38 changed by the exhaust variable valve mechanism 42. More specifically, in this embodiment, the crank angle delayed by 3 ° CA from the closing timing θ_excl of the exhaust valve 38 is set as the intake stroke injection starting timing θ_qtdc. Note that this 3 ° CA is a margin that assumes that air does not enter and exit sufficiently in the ramp portion where the exhaust valve 38 is open.

また、本実施形態のシステムでは、ピストン32のキャビティ32aへの噴射を確実に行うようにするため、吸気行程噴射開始時期θ_qtdcを、吸気上死点後−25°CAよりも早くならないように制限するようにした。   Further, in the system of the present embodiment, the intake stroke injection start timing θ_qtdc is limited so as not to be earlier than −25 ° CA after the intake top dead center in order to ensure injection into the cavity 32a of the piston 32. I tried to do it.

図6は、上記の機能を実現するために、本実施の形態2においてECU60が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図6において、実施の形態1における図4に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。   FIG. 6 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the second embodiment to realize the above function. In FIG. 6, the same steps as those shown in FIG. 4 in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図6に示すルーチンでは、吸気行程噴射フラグがON(ステップ106)とされた状況下で、吸気行程噴射量q_tdcが設定(ステップ108)された後は、次いで、排気カム角センサ(図示省略)およびクランク角センサ64の出力に基づいて、排気VVT進角量(排気弁38の開閉時期の進角量)が取得される(ステップ300)。次いで、排気VVT進角量に基づいて、排気弁閉じ時期θ_exclが算出される(ステップ302)。   In the routine shown in FIG. 6, after the intake stroke injection amount q_tdc is set (step 108) under the condition that the intake stroke injection flag is ON (step 106), the exhaust cam angle sensor (not shown) is then set. Based on the output of the crank angle sensor 64, the exhaust VVT advance amount (the advance amount of the opening / closing timing of the exhaust valve 38) is acquired (step 300). Next, the exhaust valve closing timing θ_excl is calculated based on the exhaust VVT advance amount (step 302).

次に、吸気行程噴射開始時期θ_qtdcが、排気弁閉じ時期θ_exclプラス3°CAとなるように設定される(ステップ304)。次いで、吸気行程噴射開始時期θ_qtdcが吸気上死点後−25°CAよりも小さくないか(早くないか)否かが判別される(ステップ306)。   Next, the intake stroke injection start timing θ_qtdc is set to be the exhaust valve closing timing θ_excl plus 3 ° CA (step 304). Next, it is determined whether or not the intake stroke injection start timing θ_qtdc is smaller (not earlier) than −25 ° CA after the intake top dead center (step 306).

その結果、上記ステップ306の判定が不成立である場合には、上記ステップ304で設定された吸気行程噴射開始時期θ_qtdcがそのまま使用され、一方、上記ステップ306の判定が成立する場合には、吸気行程噴射開始時期θ_qtdcが吸気上死点後−25°CAとなるように修正される(ステップ308)。   As a result, if the determination in step 306 is not established, the intake stroke injection start timing θ_qtdc set in step 304 is used as it is. On the other hand, if the determination in step 306 is established, the intake stroke is determined. The injection start timing θ_qtdc is corrected to be −25 ° CA after the intake top dead center (step 308).

以上説明した図6に示すルーチンにおける吸気行程噴射開始時期θ_qtdcの設定によれば、排気弁38の閉じ時期θ_exclが運転状態に応じて可変される場合において、排気系への未燃HCの排出を更に確実に抑制しつつ、吸気行程噴射を実現できるようになる。これにより、排気エミッションおよび燃費を良好に向上させられるようになる。   According to the setting of the intake stroke injection start timing θ_qtdc in the routine shown in FIG. 6 described above, when the closing timing θ_excl of the exhaust valve 38 is varied according to the operating state, the unburned HC is discharged to the exhaust system. Further, intake stroke injection can be realized while being reliably suppressed. Thereby, exhaust emission and fuel consumption can be improved satisfactorily.

また、上記ルーチンによれば、排気弁38の閉じ時期θ_exclが進角された場合には、一定の制限(閉じ時期θ_exclを吸気上死点後−25°CAに制限)下で吸気行程噴射開始時期θ_qtdcが進角されることになる。このため、吸気行程噴射によって噴射された燃料の気化に要する時間(燃焼までの時間)を増大させることができる。これにより、未燃HCを十分に減少させ、排気エミッションおよび燃費を良好に向上させられるようになる。   Further, according to the above routine, when the closing timing θ_excl of the exhaust valve 38 is advanced, the intake stroke injection starts under a certain limit (the closing timing θ_excl is limited to −25 ° CA after the intake top dead center). The timing θ_qtdc is advanced. For this reason, the time (time until combustion) required for vaporization of the fuel injected by the intake stroke injection can be increased. As a result, unburned HC can be sufficiently reduced, and exhaust emission and fuel consumption can be improved satisfactorily.

尚、上述した実施の形態2においては、ECU60が上記ステップ300〜304の処理を実行することにより前記第2の発明における「噴射開始時期設定手段」が実現されている。   In the second embodiment described above, the “injection start time setting means” according to the second aspect of the present invention is realized by the ECU 60 executing the processing of steps 300 to 304.

実施の形態3.
次に、図7を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU60に図4に示すルーチンに代えて後述する図7に示すルーチンを図5に示すルーチンとともに実行させることにより実現することができるものである。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute the routine shown in FIG. 7 described later together with the routine shown in FIG. 5 instead of the routine shown in FIG. 4 using the hardware configuration shown in FIG. It can be done.

本実施形態のシステムにおいても、上述した実施の形態2と同様に、吸気行程噴射時期の制御と排気弁38の閉じ時期θ_exclの制御との協調を行うようにしている。ただし、本実施形態では、吸気行程噴射終了時期θ_qtdcendが吸気上始点後25°CAよりも後にならないように、排気弁38の閉じ時期θ_exclの遅角量を制限することを特徴としている。   Also in the system of the present embodiment, as in the second embodiment described above, the control of the intake stroke injection timing and the control of the closing timing θ_excl of the exhaust valve 38 are coordinated. However, the present embodiment is characterized in that the retard amount of the closing timing θ_excl of the exhaust valve 38 is limited so that the intake stroke injection end timing θ_qtdcend does not come after 25 ° CA after the intake upper start point.

図7は、上記の機能を実現するために、本実施の形態3においてECU60が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図7において、実施の形態1における図4または実施の形態2における図6に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。   FIG. 7 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the third embodiment in order to realize the above function. In FIG. 7, the same steps as those shown in FIG. 4 in the first embodiment or in FIG. 6 in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図7に示すルーチンでは、吸気行程噴射フラグがON(ステップ106)とされた状況下で、吸気行程噴射量q_tdcが設定(ステップ108)された後は、次いで、吸気行程噴射終了時期θ_qtdcendが吸気上死点後25°CA(最大吸気行程噴射終了時期)に設定される(ステップ400)。次いで、上記吸気行程噴射終了時期θ_qtdcendを終点として内燃機関10の運転状態に応じた最大の吸気行程噴射期間が得られるような最大吸気行程噴射開始時期θmaxとして、吸気行程噴射開始時期θ_qtdcが算出される(ステップ402)。   In the routine shown in FIG. 7, after the intake stroke injection amount q_tdc is set (step 108) under the situation where the intake stroke injection flag is ON (step 106), the intake stroke injection end timing θ_qtdcend is then set to the intake stroke. It is set to 25 ° CA (maximum intake stroke injection end timing) after top dead center (step 400). Next, the intake stroke injection start timing θ_qtdc is calculated as the maximum intake stroke injection start timing θmax that can obtain the maximum intake stroke injection period according to the operating state of the internal combustion engine 10 with the intake stroke injection end timing θ_qtdcend as an end point. (Step 402).

次に、上記ステップ306および308の処理によって吸気行程噴射開始時期θ_qtdc<吸気上死点後−25°CAが成立する場合には、上記ステップ402で算出された吸気行程噴射開始時期θ_qtdcが吸気上死点後−25°CAとなるように修正される。   Next, when the intake stroke injection start timing θ_qtdc <−25 ° CA after intake top dead center is established by the processing of steps 306 and 308, the intake stroke injection start timing θ_qtdc calculated in step 402 is It is corrected to be −25 ° CA after dead center.

次に、排気弁閉じ時期θ_exclが、吸気行程噴射開始時期θ_qtdcマイナス3°CAとなるように算出される(ステップ404)。次いで、そのように算出された排気弁閉じ時期θ_exclに基づいて、排気VVT進角量が算出される(ステップ406)。尚、本ステップ406では、吸気行程噴射フラグがOFFとされている場合には、通常通り、内燃機関10の運転状態に応じて、排気VVT進角量が算出される。次いで、算出された排気VVT進角量に基づいて、排気VVT進角制御(排気可変動弁機構42を用いた排気弁38の開閉時期の制御)が実行される(ステップ408)。   Next, the exhaust valve closing timing θ_excl is calculated so as to be the intake stroke injection start timing θ_qtdc minus 3 ° CA (step 404). Next, the exhaust VVT advance amount is calculated based on the exhaust valve closing timing θ_excl thus calculated (step 406). In this step 406, when the intake stroke injection flag is OFF, the exhaust VVT advance amount is calculated according to the operating state of the internal combustion engine 10 as usual. Next, based on the calculated exhaust VVT advance amount, exhaust VVT advance control (control of the opening / closing timing of the exhaust valve 38 using the exhaust variable valve mechanism 42) is executed (step 408).

以上説明した図7に示すルーチンによれば、吸気行程噴射終了時期θ_qtdcendが吸気上死点後25°CAとなるように設定されたうえで、吸気行程噴射時に噴射された燃料がキャビティ32aからはみ出さない範囲内(吸気上死点後−25°CA以降)で、吸気行程噴射開始時期θ_qtdcが決定される。そして、そのように決定された吸気行程噴射開始時期θ_qtdcに基づき、吸気行程噴射時に排気系への燃料の吹き抜けが生じないように、排気弁閉じ時期θ_exclが、吸気行程噴射開始時期θ_qtdcマイナス3°CAとして決定される。以上の処理によれば、排気VVT遅角制御(排気弁38の閉じ時期θ_exclの遅角制御)による内部EGRの増加を有効に利用しつつ、吸気行程噴射によって噴射された燃料をキャビティ32a内に留めるようにすることができ、未燃HCの排出を良好に抑制することができる。   According to the routine shown in FIG. 7 described above, the intake stroke injection end timing θ_qtdcend is set to be 25 ° CA after the intake top dead center, and the fuel injected during the intake stroke injection protrudes from the cavity 32a. The intake stroke injection start timing θ_qtdc is determined within a range not to be performed (after -25 ° CA after intake top dead center). Then, based on the intake stroke injection start timing θ_qtdc determined as described above, the exhaust valve closing timing θ_excl is set to the intake stroke injection start timing θ_qtdc minus 3 ° so that fuel does not blow through the exhaust system during the intake stroke injection. Determined as CA. According to the above processing, the fuel injected by the intake stroke injection is put into the cavity 32a while effectively using the increase in the internal EGR by the exhaust VVT retard control (the retard control of the exhaust valve 38 closing timing θ_excl). It can be made to stop and discharge | emission of unburned HC can be suppressed favorably.

尚、上述した実施の形態3においては、ECU60が上記ステップ400〜408の処理を実行することにより前記第3の発明における「排気遅角量制限手段」が実現されている。   In the third embodiment described above, the “exhaust retard amount limiting means” according to the third aspect of the present invention is realized by the ECU 60 executing the processing of steps 400 to 408.

実施の形態4.
次に、図8および図9を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU60に図4に示すルーチンに代えて後述する図9に示すルーチンを図5に示すルーチンとともに実行させることにより実現することができるものである。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute a routine shown in FIG. 9 described later together with the routine shown in FIG. 5 instead of the routine shown in FIG. 4 using the hardware configuration shown in FIG. It can be done.

本実施形態のシステムでは、給油時に車両のユーザーによって選択される油種、給油量、燃料タンク50内の残留燃料量等に応じて、燃料噴射弁44に供給される燃料が、ガソリン100%の燃料、軽油100%の燃料、或いは任意の混合割合のガソリンと軽油との混合燃料の間で変化し得る。   In the system of this embodiment, the fuel supplied to the fuel injection valve 44 is 100% gasoline according to the oil type selected by the user of the vehicle at the time of refueling, the amount of fuel refueling, the amount of remaining fuel in the fuel tank 50, and the like. It can vary between fuel, 100% diesel fuel, or any blend of gasoline and diesel oil in any blending ratio.

そこで、本実施形態では、燃料性状センサ56によって取得されるオクタン価やセタン価等の着火性指標値に基づいて、吸気行程噴射、パイロット噴射、メイン噴射等の各噴射についての燃料噴射時期および燃料噴射量をリニアに可変させるようにした。 Therefore, in this embodiment, based on the ignitability index values such as the octane number and the cetane number acquired by the fuel property sensor 56, the fuel injection timing and the fuel injection for each injection such as the intake stroke injection, the pilot injection, and the main injection The amount was linearly variable.

具体的には、本実施形態では、軽油100%の燃料の場合の噴射制御値(燃料噴射時期および燃料噴射量)と、ガソリン100%の燃料の場合の噴射制御値とを予め実験により用意しておく。そして、軽油とガソリンとが任意の混合割合で混合される際の噴射制御値を、各混合割合での着火性指標値に応じて、補間して求めるようにした。   Specifically, in this embodiment, an injection control value (fuel injection timing and fuel injection amount) in the case of 100% light oil and an injection control value in the case of 100% gasoline fuel are prepared in advance by experiments. Keep it. And the injection control value at the time of mixing light oil and gasoline by arbitrary mixing ratios was obtained by interpolation according to the ignitability index value at each mixing ratio.

図8は、本発明の実施の形態4における噴射制御の具体例を示す図である。より具体的には、図8(A)は、ガソリン100%の燃料(オクタン価90)の場合の噴射制御を、図8(B)は、軽油とガソリンとが任意の混合割合で混合された燃料(オクタン価a)の場合の噴射制御を、図8(C)は、軽油100%の燃料(オクタン価14)の場合の噴射制御を、それぞれ示している。尚、既述したように、軽油100%の燃料の場合には吸気行程噴射は行われないので、図8(C)に示すように、この場合の吸気行程噴射量q_tdc_14はゼロとされている。   FIG. 8 is a diagram illustrating a specific example of the injection control in the fourth embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 8A shows the injection control in the case of 100% gasoline fuel (octane number 90), and FIG. 8B shows the fuel in which light oil and gasoline are mixed at an arbitrary mixing ratio. FIG. 8C shows the injection control in the case of (octane number a), and FIG. 8C shows the injection control in the case of 100% light oil (octane number 14). As described above, since the intake stroke injection is not performed in the case of 100% light oil, the intake stroke injection amount q_tdc_14 in this case is zero as shown in FIG. 8C. .

ここでは、メイン噴射を例に挙げて説明を行うが、他の吸気行程噴射やポスト噴射についても同様である。すなわち、本実施形態では、オクタン価aの場合のメイン噴射量q_m_aおよびメイン燃料噴射開始時期θ_qm_aを、次の(1)および(2)式に従ってそれぞれ算出するようにしている。
q_m_a=q_m_14・x+q_m_90・(1−x) ・・・(1)
θ_qm_a=θ_qm_14・x+θ_qm_90・(1−x) ・・・(2)
ただし、上記(1)および(2)式において、xは、オクタン価14(軽油100%)の場合には0とされ、オクタン価90(ガソリン100%)の場合には1とされ、オクタン価aが14〜90の間で変化する間に0〜1の間で変化する変数である。
Here, the main injection will be described as an example, but the same applies to other intake stroke injections and post injections. That is, in this embodiment, the main injection amount q_m_a and the main fuel injection start timing θ_qm_a in the case of the octane number a are calculated according to the following equations (1) and (2), respectively.
q_m_a = q_m_14.x + q_m_90. (1-x) (1)
θ_qm_a = θ_qm_14 · x + θ_qm_90 · (1-x) (2)
However, in the above formulas (1) and (2), x is 0 when the octane number is 14 (light oil 100%), 1 when the octane number is 90 (gasoline 100%), and the octane number a is 14 A variable that changes between 0 and 1 while changing between ˜90.

図9は、上記の着火性指標値に応じた可変噴射制御を実現するために、本実施の形態4においてECU60が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図9において、実施の形態1における図4に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。尚、図9においては、吸気行程噴射を例に挙げて説明を行っている。   FIG. 9 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the present fourth embodiment in order to realize variable injection control according to the ignitability index value. In FIG. 9, the same steps as those shown in FIG. 4 in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. In FIG. 9, the description is given by taking the intake stroke injection as an example.

図9に示すルーチンでは、燃料性状センサ56の出力値(オクタン価a)が取得(ステップ100)された後に、次いで、図9に示すように、上記(1)式における各パラメータを吸気行程噴射時のパラメータに置き換えて得た式を用いて、現在のオクタン価aでの吸気行程噴射量q_tdc_aが算出される(ステップ500)。次いで、上記ステップ500と同様に、上記(2)式の変形式を用いて、現在のオクタン価aでの吸気行程噴射開始時期θ_qtdc_aが算出される(ステップ502)。   In the routine shown in FIG. 9, after the output value (octane number a) of the fuel property sensor 56 is acquired (step 100), each parameter in the above equation (1) is then set during intake stroke injection as shown in FIG. The intake stroke injection amount q_tdc_a at the current octane number a is calculated using the equation obtained by substituting these parameters (step 500). Next, similarly to step 500, the intake stroke injection start timing θ_qtdc_a at the current octane number a is calculated using the modified equation (2) (step 502).

次に、上記のように算出された吸気行程噴射量q_tdc_aが0より大きいか否かが判別される(ステップ504)。その結果、q_tdc_a>0が不成立であると判定された場合、つまり、現在の使用燃料が軽油100%の燃料であると判断できる場合には、吸気行程噴射フラグがOFFとされる(ステップ506)。一方、q_tdc_a>0が成立すると判定された場合、つまり、現在の使用燃料がガソリン100%の燃料もしくは軽油に対して任意の混合割合のガソリンが混合された燃料であると判断できる場合には、吸気行程噴射フラグがONとされる(ステップ508)。   Next, it is determined whether or not the intake stroke injection amount q_tdc_a calculated as described above is larger than 0 (step 504). As a result, when it is determined that q_tdc_a> 0 is not established, that is, when it can be determined that the currently used fuel is 100% light oil, the intake stroke injection flag is turned OFF (step 506). . On the other hand, when it is determined that q_tdc_a> 0 is established, that is, when it can be determined that the currently used fuel is a fuel of 100% gasoline or a fuel in which an arbitrary mixture ratio of gasoline is mixed, The intake stroke injection flag is turned on (step 508).

以上説明した図9に示すルーチンによれば、軽油とガソリンとが任意の混合割合で混ざっている場合であっても、任意の混合割合に適した燃料噴射量qおよび燃料噴射時期θが得られるので、精度の良い燃焼制御が可能となる。また、各混合割合に対して燃料噴射量qや燃料噴射時期θの個別に適合値を備えておく必要がないため、実験点数の削減、ECUの記憶領域の削減、更にはコスト低減を図ることができる。   According to the routine shown in FIG. 9 described above, the fuel injection amount q and the fuel injection timing θ suitable for an arbitrary mixing ratio can be obtained even when light oil and gasoline are mixed at an arbitrary mixing ratio. Therefore, accurate combustion control is possible. In addition, since it is not necessary to provide an appropriate value for the fuel injection amount q and the fuel injection timing θ for each mixing ratio, the number of experimental points, the storage area of the ECU, and the cost can be reduced. Can do.

尚、上述した実施の形態4においては、ECU60が上記ステップ100、500、および502の処理を実行することにより前記第4の発明における「噴射制御修正手段」が実現されている。   In the fourth embodiment described above, the “injection control correcting means” according to the fourth aspect of the present invention is realized by the ECU 60 executing the processing of steps 100, 500, and 502 described above.

実施の形態5.
次に、図10および図11を参照して、本発明の実施の形態5について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU60に図4に示すルーチンに代えて後述する図11に示すルーチンを図5に示すルーチンとともに実行させることにより実現することができるものである。
Embodiment 5 FIG.
Next, Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. 10 and FIG.
The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute the routine shown in FIG. 11 described later together with the routine shown in FIG. 5 instead of the routine shown in FIG. 4 using the hardware configuration shown in FIG. It can be done.

図10は、本発明の実施の形態5における特徴的な吸気行程噴射制御を説明するための図である。より具体的には、図10は、全燃料噴射量q_totalに対する各燃料噴射量q(吸気行程噴射量q_tdc、メイン噴射量q_m、および両者の合計噴射量)の波形を示している。   FIG. 10 is a view for explaining characteristic intake stroke injection control in the fifth embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 10 shows a waveform of each fuel injection amount q (intake stroke injection amount q_tdc, main injection amount q_m, and the total injection amount of both) with respect to the total fuel injection amount q_total.

本実施形態のシステムは、全燃料噴射量q_totalが多いほど(エンジン負荷が高いほど)、吸気行程噴射量q_tdcを少なくした点に特徴を有している。より具体的には、図10に示すように、全燃料噴射量q_totalが多いほど、メイン噴射量q_mに対する吸気行程噴射量q_tdcの割合を減らすようにしている。尚、ディーゼルエンジンでは、一般にスロットルバルブによる絞り損失は小さく(EGRの導入がない場合には0とされる)、吸入空気量と燃料噴射量との比(A/F)が一定ではない。このため、吸気圧とエンジン負荷はリニアな関係にはならない。   The system of the present embodiment is characterized in that the intake stroke injection amount q_tdc is decreased as the total fuel injection amount q_total is increased (the engine load is higher). More specifically, as shown in FIG. 10, as the total fuel injection amount q_total increases, the ratio of the intake stroke injection amount q_tdc to the main injection amount q_m is reduced. In a diesel engine, generally, the throttle loss due to the throttle valve is small (0 when EGR is not introduced), and the ratio (A / F) between the intake air amount and the fuel injection amount is not constant. For this reason, the intake pressure and the engine load do not have a linear relationship.

図11は、上記の機能を実現するために、本実施の形態5においてECU60が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図11において、実施の形態1における図4に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図11に示すルーチンでは、上記ステップ102において現在の使用燃料がガソリンではなく軽油であると判定された場合には、吸気行程噴射フラグがOFF(ステップ104)とされたうえで、エアフローメータ16の出力に基づいて吸入空気量が取得される(ステップ600)。
FIG. 11 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the fifth embodiment in order to realize the above function. In FIG. 11, the same steps as those shown in FIG. 4 in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
In the routine shown in FIG. 11, when it is determined in step 102 that the currently used fuel is light oil instead of gasoline, the intake stroke injection flag is turned off (step 104) and the air flow meter 16 An intake air amount is acquired based on the output (step 600).

次に、吸入空気量やエンジン回転数等の情報に基づいて、全燃料噴射量q_total(エンジン負荷)が算出される(ステップ602)。次いで、所定のマップ等の設定に従って、全燃料噴射量q_totalからメイン噴射量q_mが設定される(ステップ604)。   Next, the total fuel injection amount q_total (engine load) is calculated based on information such as the intake air amount and the engine speed (step 602). Next, the main injection amount q_m is set from the total fuel injection amount q_total according to the setting of a predetermined map or the like (step 604).

一方、上記ステップ102において現在の使用燃料がガソリンであると判定された場合には、吸気行程噴射フラグがON(ステップ106)とされたうえで、上記ステップ600および602と同様の処理によって、吸入空気量の取得(ステップ606)および全燃料噴射量q_totalの算出(ステップ608)が実行される。   On the other hand, if it is determined in step 102 that the currently used fuel is gasoline, the intake stroke injection flag is turned on (step 106), and the intake is performed by the same processing as in steps 600 and 602. Acquisition of the air amount (step 606) and calculation of the total fuel injection amount q_total (step 608) are executed.

更に、使用燃料がガソリンである場合には、次いで、上記図10に示す傾向を有するマップに従って、全燃料噴射量q_totalからメイン噴射量q_mおよび吸気行程噴射量q_tdcがそれぞれ設定される(ステップ610および612)。   Further, when the fuel used is gasoline, the main injection amount q_m and the intake stroke injection amount q_tdc are respectively set from the total fuel injection amount q_total according to the map having the tendency shown in FIG. 10 (step 610 and 612).

エンジン負荷が高くなってくると、吸入空気温度の上昇、吸入空気量の増加、筒内壁面温度の上昇等により、吸気行程噴射により噴射された燃料が圧縮行程において自着火し易くなり、メイン噴射が行われる前に燃焼が起こり易くなる。このため、メイン噴射により噴射された燃料での拡散燃焼の制御性が悪くなってしまうことが懸念される(燃焼騒音の悪化、NOx排出量の増加、等容度の悪化による燃費悪化)。   When the engine load increases, the fuel injected by the intake stroke injection is likely to self-ignite during the compression stroke due to the rise of the intake air temperature, the amount of intake air, the temperature of the cylinder wall surface, etc. Combustion is likely to occur before this is done. For this reason, there is a concern that the controllability of diffusion combustion with the fuel injected by the main injection is deteriorated (deterioration of fuel consumption due to deterioration of combustion noise, increase of NOx emission amount, deterioration of isovolume, etc.).

これに対し、以上説明した図11に示すルーチンによれば、吸気行程噴射が行われる場合には、全燃料噴射量q_totalが多いほど、メイン噴射量q_mに対する割合が小さくなるように吸気行程噴射量q_tdcが設定される。このような設定によれば、上記の問題を回避して、最適な拡散燃焼を実現することができる。   In contrast, according to the routine shown in FIG. 11 described above, when the intake stroke injection is performed, the intake stroke injection amount is set such that the larger the total fuel injection amount q_total, the smaller the ratio to the main injection amount q_m. q_tdc is set. According to such a setting, the above problem can be avoided and optimal diffusion combustion can be realized.

また、吸入空気温度の上昇、吸入空気量の増加、筒内壁面温度の上昇等により、メイン噴射により噴射された燃料の着火性も向上する。これにより、吸気行程噴射量q_tdcを減量することが可能であり、未燃HC排出量の減少によって排気エミッションおよび燃費が向上する。   In addition, the ignitability of the fuel injected by the main injection is improved by increasing the intake air temperature, increasing the intake air amount, increasing the cylinder wall surface temperature and the like. As a result, the intake stroke injection amount q_tdc can be reduced, and the exhaust emission and fuel consumption are improved by reducing the unburned HC emission amount.

尚、上述した実施の形態5においては、ECU60が上記ステップ608〜612の処理を実行することにより前記第5の発明における「噴射量修正手段」が実現されている。   In the fifth embodiment described above, the “injection amount correcting means” according to the fifth aspect of the present invention is implemented when the ECU 60 executes the processing of steps 608 to 612.

実施の形態6.
次に、図12および図13を参照して、本発明の実施の形態6について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU60に図4に示すルーチンに代えて後述する図13に示すルーチンを図5に示すルーチンとともに実行させることにより実現することができるものである。
Embodiment 6 FIG.
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 12 and FIG.
The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute a routine shown in FIG. 13 described later together with a routine shown in FIG. 5 instead of the routine shown in FIG. 4 using the hardware configuration shown in FIG. It can be done.

図12は、本発明の実施の形態6における特徴的な吸気行程噴射制御を説明するための図である。より具体的には、図12は、全燃料噴射量q_totalに対する各燃料噴射量q(吸気行程噴射量q_tdc、パイロット1噴射量q_pl1、パイロット2噴射量q_pl2、およびこれらの合計噴射量)の波形を示している。   FIG. 12 is a view for explaining characteristic intake stroke injection control in Embodiment 6 of the present invention. More specifically, FIG. 12 shows the waveform of each fuel injection amount q (intake stroke injection amount q_tdc, pilot 1 injection amount q_pl1, pilot 2 injection amount q_pl2, and their total injection amount) with respect to the total fuel injection amount q_total. Show.

本実施形態のシステムは、図12に示すように、未燃HC排出量が多くなる低負荷領域(全燃料噴射量q_totalが少なく領域)では、エンジン負荷が低くなるほど、パイロット1噴射量q_pl1およびパイロット2噴射量q_pl2を増量し、吸気行程噴射量q_tdcを減量するようにした点に特徴を有している。また、これらの合計噴射量は、上記図10に示す吸気行程噴射量q_tdcと同等に設定されている。   As shown in FIG. 12, in the system of this embodiment, in the low load region where the unburned HC emission amount increases (region where the total fuel injection amount q_total is small), the pilot load 1 q_pl1 and the pilot are reduced as the engine load decreases. This is characterized in that the two injection amount q_pl2 is increased and the intake stroke injection amount q_tdc is decreased. Further, these total injection amounts are set to be equal to the intake stroke injection amount q_tdc shown in FIG.

図13は、上記の機能を実現するために、本実施の形態6においてECU60が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図13において、実施の形態1における図4または実施の形態5における図11に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図13に示すルーチンでは、上記ステップ102において現在の使用燃料がガソリンではなく軽油であると判定された場合には、吸気行程噴射フラグのOFF設定(ステップ104)、吸入空気量の取得(ステップ600)、および全燃料噴射量q_totalの算出(ステップ602)が行われる。そのうえで、所定のマップ等の設定に従って、全燃料噴射量q_totalからパイロット1噴射量q_pl1の設定(ステップ700)およびパイロット2噴射量q_pl2の設定(ステップ702)がそれぞれ行われる。
FIG. 13 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the sixth embodiment to realize the above function. In FIG. 13, the same steps as the steps shown in FIG. 4 in the first embodiment or FIG. 11 in the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
In the routine shown in FIG. 13, if it is determined in step 102 that the currently used fuel is light oil instead of gasoline, the intake stroke injection flag is set to OFF (step 104) and the intake air amount is acquired (step 600). ) And calculation of the total fuel injection amount q_total (step 602). Then, according to the setting of a predetermined map or the like, the setting of the pilot 1 injection amount q_pl1 (step 700) and the setting of the pilot 2 injection amount q_pl2 (step 702) are performed from the total fuel injection amount q_total.

一方、上記ステップ102において現在の使用燃料がガソリンであると判定された場合には、吸気行程噴射フラグがON(ステップ106)とされたうえで、上記ステップ600および602と同様の処理によって、吸入空気量の取得(ステップ606)および全燃料噴射量q_totalの算出(ステップ608)が実行される。   On the other hand, if it is determined in step 102 that the currently used fuel is gasoline, the intake stroke injection flag is turned on (step 106), and the intake is performed by the same processing as in steps 600 and 602. Acquisition of the air amount (step 606) and calculation of the total fuel injection amount q_total (step 608) are executed.

更に、使用燃料がガソリンである場合には、次いで、上記図12に示す傾向を有するマップに従って、全燃料噴射量q_totalからパイロット1噴射量q_pl1、パイロット2噴射量q_pl2、および吸気行程噴射量q_tdcがそれぞれ設定される(ステップ704、706、および708)。   Further, when the fuel used is gasoline, the pilot fuel injection amount q_pl1, pilot fuel injection amount q_pl2, and intake stroke injection amount q_tdc are then calculated from the total fuel injection amount q_total according to the map having the tendency shown in FIG. Each is set (steps 704, 706, and 708).

エンジン負荷の高低に関わらずに吸気行程噴射量q_tdcが一律に設定されていると、メイン噴射量q_mに対する吸気行程噴射量q_tdcの割合が相対的に増える低負荷において、吸気行程噴射に伴う未燃HCがエミッションとして排出され、燃費も悪化してしまう。   If the intake stroke injection amount q_tdc is uniformly set regardless of the engine load level, the unburned state associated with the intake stroke injection at a low load where the ratio of the intake stroke injection amount q_tdc to the main injection amount q_m increases relatively. HC is discharged as emissions, and fuel consumption is also deteriorated.

これに対し、以上説明した図13に示すルーチンによれば、吸気行程噴射が行われる場合には、エンジン負荷が低くなるほど、パイロット1噴射量q_pl1およびパイロット2噴射量q_pl2が増量され、吸気行程噴射量q_tdcが減量される。このような設定によれば、上記の問題を回避して、吸気行程噴射に伴う低負荷領域での未燃HCの排出量を減らすことができ、排気エミッションおよび燃費を改善することができる。   On the other hand, according to the routine shown in FIG. 13 described above, when the intake stroke injection is performed, the pilot 1 injection amount q_pl1 and the pilot 2 injection amount q_pl2 are increased as the engine load decreases, and the intake stroke injection is performed. The quantity q_tdc is reduced. According to such a setting, the above problem can be avoided, the amount of unburned HC discharged in the low load region associated with intake stroke injection can be reduced, and exhaust emission and fuel consumption can be improved.

また、パイロット1噴射量q_pl1およびパイロット2噴射量q_pl2と吸気行程噴射量q_tdcの合計噴射量(合計の熱量)を、パイロット噴射1、2を行わない場合の設定(上記図10に示す設定)と同等とすることで、メイン噴射の適合を変更する必要なく、制御ロジックの簡素化、工数低減、およびコスト低減を図ることができる。   Further, the total injection amount (total heat amount) of pilot 1 injection amount q_pl1 and pilot 2 injection amount q_pl2 and intake stroke injection amount q_tdc is set when pilot injections 1 and 2 are not performed (setting shown in FIG. 10 above). By making them equal, it is possible to simplify the control logic, reduce the man-hours, and reduce the cost without changing the adaptation of the main injection.

尚、上述した実施の形態6においては、ECU60が上記ステップ608、および704〜708の処理を実行することにより前記第6の発明における「噴射量調整手段」が実現されている。   In the sixth embodiment described above, the “injection amount adjusting means” according to the sixth aspect of the present invention is implemented when the ECU 60 executes the processing of steps 608 and 704 to 708.

本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 上死点近傍における燃料噴射弁の噴霧角θとピストンのキャビティの形状との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the spray angle (theta) of the fuel injection valve in the vicinity of a top dead center, and the shape of the cavity of a piston. 本発明の実施の形態1において用いられる燃料毎の噴射時期を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the injection timing for every fuel used in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施の形態4における噴射制御の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the injection control in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5における特徴的な吸気行程噴射制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic intake stroke injection control in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6における特徴的な吸気行程噴射制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic intake stroke injection control in Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 6 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 内燃機関
12 吸気通路
28 排気通路
32 ピストン
32a ピストンのキャビティ
34 燃焼室
36 吸気弁
38 排気弁
40 吸気可変動弁機構
42 排気可変動弁機構
44 燃料噴射弁
48 燃料供給通路
50 燃料タンク
56 燃料性状センサ
60 ECU(Electronic Control Unit)
68 インジェクタEDU
q_m メイン噴射量
q_pl1 パイロット1噴射量
q_pl2 パイロット2噴射量
q_tdc 吸気行程噴射量
q_total 全燃料噴射量
θ 燃料噴射時期
θ_excl 排気弁の閉じ時期
θ_qm メイン燃料噴射開始時期
θ_qpl1 パイロット1噴射開始時期
θ_qpl2 パイロット2噴射開始時期
θ_qtdc 吸気行程噴射開始時期
θ_qtdcend 吸気行程噴射終了時期
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Intake passage 28 Exhaust passage 32 Piston 32a Piston cavity 34 Combustion chamber 36 Intake valve 38 Exhaust valve 40 Intake variable valve mechanism 42 Exhaust variable valve mechanism 44 Fuel injection valve 48 Fuel supply passage 50 Fuel tank 56 Fuel property Sensor 60 ECU (Electronic Control Unit)
68 Injector EDU
q_m Main injection amount q_pl1 Pilot 1 injection amount q_pl2 Pilot 2 injection amount q_tdc Intake stroke injection amount q_total Total fuel injection amount θ Fuel injection timing θ_excl Exhaust valve closing timing θ_qm Main fuel injection start timing θ_qpl1 Pilot 1 injection start timing θ_qpl2 Pilot 2 injection Start timing θ_qtdc Intake stroke injection start timing θ_qtdcend Intake stroke injection end timing

Claims (6)

頂面にキャビティが形成されたピストンと、
性状の異なる少なくとも2種類の燃料のうちの少なくとも1種類の燃料または当該少なくとも2種類の燃料からなる混合燃料を燃焼室内に噴射する燃料噴射弁と、を備え、
前記ピストンが吸気上死点後−25°CAから吸気上死点後25°CAの間に位置している状況下で燃料噴射が行われる場合に、燃料が前記キャビティからはみ出さないように構成されており、
前記燃焼室内に導かれる燃料の圧縮着火性について指標化した着火性指標値を取得する燃料特性取得手段と、
前記着火性指標値に基づき低圧縮着火性と判断された燃料を用いて圧縮自着火拡散燃焼を行う場合には、メイン噴射に先立ち、吸気上死点後−25°CAから吸気上死点後25°CAまでの期間中の少なくとも一部で、前記低圧縮着火性の燃料を用いた吸気行程噴射がなされるように制御する燃料噴射制御手段と、
を更に備えることを特徴とする多種燃料内燃機関。
A piston with a cavity formed on the top surface;
A fuel injection valve that injects into the combustion chamber at least one kind of fuel of at least two kinds of fuels having different properties or a mixed fuel composed of the at least two kinds of fuel,
When fuel injection is performed under the condition where the piston is located between −25 ° CA after intake top dead center and 25 ° CA after intake top dead center, the fuel is prevented from protruding from the cavity. Has been
Fuel characteristic acquisition means for acquiring an ignitability index value indexed for the compression ignitability of the fuel led into the combustion chamber;
When performing compression auto-ignition diffusion combustion using fuel determined to be low compression ignitability based on the ignitability index value, prior to main injection, after intake top dead center from −25 ° CA to after intake top dead center Fuel injection control means for controlling the intake stroke injection using the low compression ignitable fuel at least in part during the period up to 25 ° CA;
A multi-fuel internal combustion engine, further comprising:
排気弁の閉じ時期を変更可能とする可変動弁機構を更に備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記可変動弁機構によって変更される前記排気弁の閉じ時期に応じて、前記吸気行程噴射の開始時期を設定する噴射開始時期設定手段を含むことを特徴とする請求項1記載の多種燃料内燃機関。
A variable valve mechanism that can change the closing timing of the exhaust valve;
The fuel injection control means includes injection start timing setting means for setting a start timing of the intake stroke injection in accordance with a closing timing of the exhaust valve changed by the variable valve mechanism. The multifuel internal combustion engine according to 1.
排気弁の閉じ時期を変更可能とする可変動弁機構を更に備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記吸気行程噴射の終了時期が吸気上死点後25°CAよりも後にならないように、前記排気弁の閉じ時期の遅角量を制限する排気遅角量制限手段を含むことを特徴とする請求項1記載の多種燃料内燃機関。
A variable valve mechanism that can change the closing timing of the exhaust valve;
The fuel injection control means includes exhaust retard amount restriction means for restricting the retard amount of the exhaust valve closing timing so that the end timing of the intake stroke injection is not later than 25 ° CA after the intake top dead center. The multifuel internal combustion engine according to claim 1, further comprising:
前記燃料噴射制御手段は、前記燃料特性取得手段による前記着火性指標値に応じて、燃料噴射時期および燃料噴射量の少なくとも一方を変更する噴射制御修正手段を含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の多種燃料内燃機関。   The fuel injection control means includes injection control correction means for changing at least one of a fuel injection timing and a fuel injection amount in accordance with the ignitability index value by the fuel characteristic acquisition means. 4. The multifuel internal combustion engine according to any one of 3 above. 前記燃料噴射制御手段は、前記多種燃料内燃機関の負荷が高いほど、前記吸気行程噴射の量を少なくする噴射量修正手段を含むことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の多種燃料内燃機関。   5. The fuel injection control means according to claim 1, wherein the fuel injection control means includes injection amount correction means for reducing the amount of intake stroke injection as the load of the multi-fuel internal combustion engine increases. Multi-fuel internal combustion engine. 前記燃料噴射制御手段は、前記吸気行程噴射と前記メイン噴射との間に、前記低圧縮着火性の燃料を用いたパイロット噴射がなされるように制御し、
前記燃料噴射制御手段は、内燃機関の負荷が低くなるほど、前記パイロット噴射の量を多くし、前記吸気行程噴射の量を少なくする噴射量調整手段を含むことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の多種燃料内燃機関。
The fuel injection control means controls so that pilot injection using the low compression ignitable fuel is performed between the intake stroke injection and the main injection,
6. The fuel injection control means according to claim 1, further comprising an injection amount adjusting means for increasing the amount of pilot injection and decreasing the amount of intake stroke injection as the load on the internal combustion engine decreases. A multifuel internal combustion engine according to any one of the preceding claims.
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