JP2010229936A - Method for setting cam angle of high pressure pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、筒内噴射用インジェクタと吸気ポート噴射用インジェクタとを備えた内燃機関に適用される高圧ポンプのカム角設定方法に関する。 The present invention relates to a cam angle setting method for a high-pressure pump applied to an internal combustion engine including an in-cylinder injector and an intake port injector.
車両等に搭載される内燃機関(以下、エンジンともいう)として、筒内(燃焼室内)に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと、吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射するための吸気ポート噴射用インジェクタとを備え、機関の運転状態に応じてこれらのインジェクタを切り替えて使用することにより、例えば、低負荷運転領域での成層燃焼と高負荷運転領域での均質燃焼を実現させたり、また、機関の運転状態に応じて所定の噴き分け率(燃料分担率)で燃料噴射を行うことにより、燃費特性や出力特性を改善する内燃機関が知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。
As an internal combustion engine (hereinafter also referred to as an engine) mounted on a vehicle or the like, an in-cylinder injector for injecting fuel into a cylinder (combustion chamber), and fuel toward an intake passage or an intake port For example, stratified combustion in a low-load operation region and homogeneous combustion in a high-load operation region can be achieved by switching between these injectors according to the operating state of the engine. In addition, an internal combustion engine that improves fuel efficiency characteristics and output characteristics by performing fuel injection at a predetermined injection ratio (fuel sharing ratio) according to the operating state of the engine is known (for example,
このような内燃機関においては、低圧ポンプにより加圧された低圧燃料を吸気ポート噴射用インジェクタに供給し、その低圧燃料を高圧ポンプにより加圧して高圧燃料として筒内噴射用インジェクタに供給する燃料供給系を備えている。 In such an internal combustion engine, the low-pressure fuel pressurized by the low-pressure pump is supplied to the intake port injector, and the low-pressure fuel is pressurized by the high-pressure pump and supplied to the in-cylinder injector as high-pressure fuel. Has a system.
この種の燃料供給系に用いられる高圧ポンプとしては、例えば、シリンダ内に往復摺動可能に挿入されたプランジャと、これらシリンダとプランジャとによって区画形成された加圧室と、円筒形状のリフタガイド内に往復摺動可能に配設されているとともに、プランジャに連結された円筒形状のリフタと、このリフタをカム側に押圧する圧縮コイルばねとを備え、前記カムの回転に伴ってカムノーズがリフタから退避するときにプランジャが下降して加圧室の容積が拡大する行程(吸入行程)と、カムのカムノーズによってリフタが押し上げられ、それに伴ってプランジャが上昇して加圧室の容積が縮小する行程(加圧行程)とを繰り返すことにより、燃料をデリバリパイプ等に加圧して供給する構造のものがある。 As a high-pressure pump used in this type of fuel supply system, for example, a plunger inserted into a cylinder so as to be reciprocally slidable, a pressurizing chamber defined by the cylinder and the plunger, and a cylindrical lifter guide A cylindrical lifter connected to the plunger and a compression coil spring that presses the lifter toward the cam, and the cam nose is lifted as the cam rotates. The lifter is pushed up by the stroke (intake stroke) in which the plunger descends and the volume of the pressurizing chamber expands when retreating from, and the cam nose of the cam, and the plunger rises accordingly and the volume of the pressurizing chamber decreases. There is a structure in which fuel is pressurized and supplied to a delivery pipe or the like by repeating a stroke (pressurization stroke).
ところで、筒内噴射用インジェクタと吸気ポート噴射用インジェクタとを備えた内燃機関において、吸気ポート噴射用インジェクタにて吸気ポート噴射を実行している時には、高圧ポンプの内部機構、例えばプランジャは内燃機関の回転により往復運動を継続しているが、実際には筒内噴射がなされないので高圧ポンプとしての機能は不要である。このため高圧ポンプは、低圧燃料経路から高圧室内に低圧燃料を吸い込んだり戻したりを繰り返すのみとなる。 By the way, in an internal combustion engine provided with an in-cylinder injector and an intake port injector, when the intake port injection is performed by the intake port injector, the internal mechanism of the high-pressure pump, for example, the plunger is Although the reciprocating motion is continued by the rotation, in-cylinder injection is not actually performed, so the function as a high-pressure pump is unnecessary. For this reason, the high-pressure pump only repeats suction and return of low-pressure fuel from the low-pressure fuel path into the high-pressure chamber.
このように、高圧ポンプが低圧燃料の吸い込みと吸い戻しとを繰り返すと、低圧燃料側では燃料圧力脈動が生じる。このため、例えば燃料圧力脈動のうち、高い圧力となる位相で吸気ポート噴射用インジェクタから燃料噴射された気筒は、低い圧力の位相で燃料噴射された気筒よりも多くの燃料が噴射されることになる。このことにより燃料噴射量が気筒間でばらつくことになり、気筒間の出力トルクに差が生じる。従って、吸気ポート噴射と筒内噴射とを実行する燃料供給系では、高圧ポンプの状態に起因する燃料圧力脈動を考慮しないと、気筒間にトルク変動を生じて内燃機関の回転変動を生じることになる。 As described above, when the high-pressure pump repeatedly sucks and sucks low-pressure fuel, fuel pressure pulsation occurs on the low-pressure fuel side. For this reason, for example, in a fuel pressure pulsation, a cylinder injected with fuel from an intake port injector at a high pressure phase is injected with more fuel than a cylinder injected with a low pressure phase. Become. As a result, the fuel injection amount varies between the cylinders, resulting in a difference in output torque between the cylinders. Therefore, in the fuel supply system that performs the intake port injection and the in-cylinder injection, if the fuel pressure pulsation due to the state of the high-pressure pump is not taken into account, torque fluctuations occur between the cylinders, resulting in fluctuations in the rotation of the internal combustion engine. Become.
このような点を解消した技術として特許文献1に記載のものがある。この特許文献1に記載の技術では、吸気ポート噴射用インジェクタと、筒内噴射用インジェクタと、低圧ポンプにより加圧された低圧燃料を吸気ポート噴射用インジェクタに供給し、低圧燃料を高圧ポンプにより加圧して高圧燃料として筒内噴射用インジェクタに供給する燃料供給系とを備えた内燃機関の燃料噴射装置において、図13に示すように、低圧燃料に生じる燃料圧力脈動の中央となるタイミングが、各気筒に対する低圧燃料の噴射時間(噴射期間)の中央となるように低圧燃料の噴射タイミングを調節することで、低圧燃料の噴射量のばらつきを抑制している。
There exists a thing of
ところで、上記した特許文献1に記載の技術では、各吸気ポート噴射用インジェクタの燃料圧力を、ある1点の条件(機関運転条件)において同一燃料圧力となるように、低圧燃料の噴射タイミングつまり高圧ポンプのカム角を合わせている。このため、他の機関運転条件では低圧燃料噴射量が大幅にずれる場合がある。すなわち、低圧燃料の噴射時間(噴射期間)は、機関運転条件である機関回転数及び機関負荷(エンジン回転数及びエンジン負荷)に応じて変化するため、高圧ポンプのカム角を合わせた条件以外の機関運転状態では、噴射時間がずれてしまい、例えば図14に示すように、噴射時間が長くなる場合がある。このような状況になると、内燃機関のトルク変動やエミッションの悪化が生じる可能性がある。
By the way, in the technique described in
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、筒内噴射用インジェクタ、吸気ポート噴射用インジェクタ、高圧ポンプ、及び、低圧ポンプを備えた内燃機関において、吸気ポート噴射が行われる機関運転領域の全域もしくは常用域等の所定領域における低圧燃料の噴射量ずれを小さく抑えることが可能な高圧ポンプのカム角を設定する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an engine operation in which intake port injection is performed in an internal combustion engine including an in-cylinder injector, an intake port injection injector, a high pressure pump, and a low pressure pump. It is an object of the present invention to provide a method for setting a cam angle of a high-pressure pump that can suppress a deviation in injection amount of low-pressure fuel in a predetermined region such as the entire region or a normal region.
本発明は、複数気筒の各吸気ポート内に燃料を噴射する吸気ポート噴射用インジェクタと、複数気筒の各燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射用インジェクタと、低圧ポンプにより加圧された低圧燃料を前記吸気ポート噴射用インジェクタに供給し、前記低圧燃料を高圧ポンプにより加圧して高圧燃料として前記筒内噴射用インジェクタに供給する燃料供給系とを備えた内燃機関において、前記内燃機関の出力軸に対する前記高圧ポンプのカムの位相角を設定する方法であって、その技術的特徴は、要求噴射量に基づいて吸気ポート噴射の噴射時間及び噴射タイミングを算出し、前記算出した噴射時間及び噴射タイミングで実際に吸気ポート噴射を実施する燃料噴射量制御装置を用い、前記要求噴射量に対する実燃料噴射量の噴射量ずれを内燃機関の運転状態を変化させて取得する処理を、前記内燃機関の出力軸に対する高圧ポンプのカムの位相角を所定角度ずつ変化させて実施することにより各位相角ごとに噴射量ずれを取得し、前記各カムの位相角ごとに取得した噴射量ずれに基づいて、前記内燃機関の出力軸に対する高圧ポンプのカムの位相角を選択する点にある。より具体的には、前記カムの各位相角ごとに取得した噴射量ずれのうち、当該噴射量ずれのずれ幅が最も小さいカム位相角を選択することを特徴としている。 The present invention relates to an intake port injector that injects fuel into each intake port of a plurality of cylinders, an in-cylinder injector that directly injects fuel into each combustion chamber of a plurality of cylinders, and a low pressure pressurized by a low-pressure pump. An internal combustion engine comprising: a fuel supply system that supplies fuel to the intake port injection injector, pressurizes the low pressure fuel by a high pressure pump, and supplies the fuel as high pressure fuel to the in-cylinder injector. A method of setting a phase angle of the cam of the high-pressure pump with respect to a shaft, the technical feature of which is that an injection time and an injection timing of intake port injection are calculated based on a required injection amount, and the calculated injection time and injection Using a fuel injection amount control device that actually performs intake port injection at the timing, the injection amount deviation of the actual fuel injection amount with respect to the required injection amount is The process of obtaining the fuel engine by changing the operating state of the combustion engine is carried out by changing the phase angle of the cam of the high-pressure pump with respect to the output shaft of the internal combustion engine by a predetermined angle, thereby obtaining the injection amount deviation for each phase angle. The phase angle of the cam of the high-pressure pump with respect to the output shaft of the internal combustion engine is selected based on the injection amount deviation obtained for each phase angle of the cam. More specifically, among the injection amount deviations acquired for each phase angle of the cam, the cam phase angle having the smallest deviation amount of the injection amount deviation is selected.
本発明の具体的な構成として、前記噴射量ずれを取得する処理を、内燃機関の運転状態を示す機関回転数及び機関負荷をパラメータとし、それら機関回転数及び機関負荷をそれぞれ変化させて実行するという方法を挙げることができる。また、要求噴射量に基づいて算出した噴射時間及び噴射タイミングで実際に燃料噴射を実施したときの排気空燃比を検出し、その検出した実排気空燃比を理論空燃比と比較して、要求噴射量に対する実燃料噴射量の噴射量ずれを取得するという方法を挙げることができる。 As a specific configuration of the present invention, the process for obtaining the injection amount deviation is executed by using the engine speed and the engine load indicating the operating state of the internal combustion engine as parameters and changing the engine speed and the engine load, respectively. Can be mentioned. Further, the exhaust air-fuel ratio when the fuel injection is actually performed at the injection time and the injection timing calculated based on the required injection amount is detected, and the detected actual exhaust air-fuel ratio is compared with the stoichiometric air-fuel ratio. The method of acquiring the injection amount deviation of the actual fuel injection amount with respect to the amount can be mentioned.
本発明によれば、要求噴射量に対する実燃料噴射量の噴射量ずれを内燃機関の運転状態(例えば機関回転数及び機関負荷)を変化させて取得する処理を、内燃機関の出力軸に対する高圧ポンプのカムの位相角を所定角度ずつ変化させて実施しているので、吸気ポート噴射が行われる機関運転領域の全域(もしくは常用域等の所定領域)ついて低圧燃料の噴射量ずれを取得することができる。そして、このようにして取得した噴射量ずれデータに基づいて、噴射量ずれのずれ幅が最も小さいカムの位相角を見つけ出して、そのカムの位相角を設定することにより、吸気ポート噴射が行われる機関運転領域の全域(もしくは常用域等の所定領域)における低圧燃料の噴射量ずれを小さく抑えることができる。 According to the present invention, the process of acquiring the injection amount deviation of the actual fuel injection amount with respect to the required injection amount by changing the operation state (for example, the engine speed and the engine load) of the internal combustion engine is performed with respect to the output shaft of the internal combustion engine. Since the cam phase angle is changed by a predetermined angle, it is possible to obtain the injection amount deviation of the low-pressure fuel for the entire engine operation region where the intake port injection is performed (or the predetermined region such as the normal region). it can. Then, based on the injection amount deviation data acquired in this way, the intake port injection is performed by finding the phase angle of the cam having the smallest deviation amount of the injection amount deviation and setting the phase angle of the cam. The injection amount deviation of the low-pressure fuel in the entire engine operation region (or a predetermined region such as the normal operation region) can be reduced.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明を適用する内燃機関及び燃料噴射量制御装置の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine and a fuel injection amount control apparatus to which the present invention is applied.
この例の内燃機関はガソリンエンジン(以下、エンジンという)2であって、2つのバンク2a,2bを備えたV型6気筒エンジンである。各バンク2a,2bは3つの気筒から構成されており、左バンク2aには#1気筒4、#3気筒8及び#5気筒12が形成されている。また、右バンク2bには#2気筒6、#4気筒10及び#6気筒14が形成されている。
The internal combustion engine in this example is a gasoline engine (hereinafter referred to as an engine) 2 and is a V-type 6-cylinder engine having two
エンジン2の左バンク2a及び右バンク2bには、それぞれ、吸気側可変バルブタイミング機構(以下、吸気側VVTと言う)100in及び排気側可変バルブタイミング機構(以下、排気側VVTと言う)100exが配置されている。
In the
左バンク2aと右バンク2bとに配置された吸気側VVT100inは、図2に示すように、各バンク2a,2bのヘッドに配置の吸気カムシャフト13の端部に設けられている。また、左バンク2aと右バンク2bとに配置された排気側VVT100exは、図2及び図3に示すように、各バンク2a,2bのヘッドに配置の排気カムシャフト15の端部に設けられている。これら吸気側VVT100in及び排気側VVT100exの構造については後述する。
As shown in FIG. 2, the intake side VVT 100in disposed in the
左バンク2aには各気筒4,8,12ごとに、燃焼室内に直接噴射する筒内噴射用インジェクタ4a,8a,12aが設けられており、これら筒内噴射用インジェクタ4a,8a,12aには高圧燃料分配管16から高圧燃料が供給される。また、左バンク2aの各気筒4,8,12の吸気ポートには、各吸気ポート内に燃料を噴射する吸気ポート噴射用インジェクタ4b,8b,12bが設けられており、これら吸気ポート噴射用インジェクタ4b,8b,12bには低圧燃料分配管18から低圧燃料が供給される。
The
同様に、右バンク2bには各気筒6,10,14ごとに、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射用インジェクタ6a,10a,14aが設けられており、これら筒内噴射用インジェクタ6a,10a,14aには高圧燃料分配管20から高圧燃料が供給される。また、右バンク2bの各気筒6,10,14の吸気ポートには、各吸気ポート内に燃料を噴射する吸気ポート噴射用インジェクタ6b,10b,14bが設けられており、これら吸気ポート噴射用インジェクタ6b,10b,14bには低圧燃料分配管22から低圧燃料が供給されている。
Similarly, the
これら高圧燃料分配管16,20、及び、低圧燃料分配管18,22への燃料供給は、低圧ポンプとしてのフィードポンプ24及び高圧ポンプ26によって行われる。
The fuel is supplied to the high-pressure
筒内噴射用インジェクタ4a,6a,8a,10a,12a,14aは、所定電圧が印加されたときに開弁して燃焼室内に燃料を直接噴射する電磁駆動式の開閉弁である。筒内噴射用インジェクタ4a〜14aの開閉(噴射時間・噴射タイミング)は、後述するECU(Electronic Control Unit)300によってデューティ制御される。
The in-
また、吸気ポート噴射用インジェクタ4b,6b,8b,10b,12b,14bも、同様に、所定電圧が印加されたときに開弁して吸気ポート内に燃料を噴射する電磁駆動式の開閉弁である。吸気ポート噴射用インジェクタ4b〜14bについてもECU300によって開閉(噴射時間・噴射タイミング)が制御(デューティ制御)される。
Similarly, the
高圧ポンプ26は、ポンプカムシャフト31、このポンプシャフト31に取り付けられた三角状のポンプカム30、シリンダ32、及び、シリンダ32内にて往復動するプランジャ34を備えている。そして、高圧ポンプ26は、シリンダ32とプランジャ34とにより区画形成された部分を加圧室36とするとともに、この加圧室36に開口している燃料導入口38に電磁開閉弁40を備えている。
The high-
高圧ポンプ26の吸入行程時において、加圧室36には、燃料導入口38と低圧燃料経路42を介して、フィードポンプ24によって燃料タンク44から燃料が供給される。なお、フィードポンプ24にて汲み上げられた低圧燃料のうち、高圧ポンプ26に吸入されなかった低圧燃料はリリーフ弁46を介して燃料タンク44に戻される。高圧ポンプ26の加圧行程時においては、加圧室36にて加圧された高圧燃料はチェック弁48を押し開く。そして、2方に分岐している高圧燃料通路50を介して各高圧燃料分配管16,20側に高圧燃料が供給される。これによって各筒内噴射用インジェクタ4a,6a,8a,10a,12a,14aに、エンジン2の燃焼室内に燃料噴射が可能な高圧燃料を供給することができる。なお、高圧燃料分配管16,20にて燃料噴射に用いられない過剰な燃料が生じた場合には、リリーフ弁52を介して燃料タンク44側に戻される。
During the intake stroke of the high-
低圧燃料分配管18,22には、フィードポンプ24により供給される低圧燃料が低圧燃料経路42から低圧燃料通路54を介して供給される。これによって各吸気ポート噴射用インジェクタ4b,6b,8b,10b,12b,14bには、エンジン2の吸気ポート内に燃料噴射するための低圧燃料を供給することができる。
Low-pressure fuel supplied from the
高圧ポンプ26によって高圧燃料通路50側に圧送される高圧燃料の調量は、後述するECU300によって制御される。具体的には、ECU300が高圧ポンプ26の電磁開閉弁40への通電・非通電のタイミングを設定することで、電磁開閉弁40を駆動制御している。
The metering of the high-pressure fuel pumped to the high-
電磁開閉弁40は、励磁コイル40aに通電されることにより、弁体40bが圧縮コイルばね40cの弾性力に抗して加圧室36とは反対側に移動してシート部40dに着座し閉弁する。そして、通電が停止されると弁体40bが圧縮コイルばね40cの弾性力によって加圧室36側に移動してシート部40dから離れて開弁する。このように電磁開閉弁40はノーマルオープン型の内開弁として構成されている。
When the
筒内噴射制御時に行われる高圧燃料調量時には、まず、ポンプカム30の回転により、プランジャ34が圧縮コイルばね34aの弾性力によって押し下げられると、加圧室36の容積が拡大する。このときに励磁コイル40aは非通電状態であって電磁開閉弁40は開弁しているので吸入行程となり、低圧燃料経路42内の低圧燃料が加圧室36内に吸入される。そして、ポンプカム30の回転により、圧縮コイルばね34aの弾性力に抗してプランジャ34が押し上げられると、加圧室36の容積が縮小するので、加圧室36内の燃料は加圧され、燃料導入口38を介して低圧燃料経路42側に戻されるようになる。この加圧行程中に励磁コイル40aが通電され、電磁開閉弁40が閉じられるので燃料導入口38が閉塞されて加圧室36内の燃料は高圧化する。これによって加圧室36内の高圧燃料はチェック弁48を押し開き、高圧燃料通路50を介して各高圧燃料分配管16,20側に流れ込む。この加圧行程中での励磁コイル40aの通電タイミング制御により高圧燃料の調量が行われる。
At the time of high-pressure fuel metering performed at the time of in-cylinder injection control, first, when the
−VVT−
吸気側VVT100in及び排気側VVT100exは、図2〜図5に示すように、略中空円盤状のハウジング101と、このハウジング101内に回転自在に収容されたベーンロータ104とを備えている。ベーンロータ104には複数(この例では4枚)のベーン105が一体形成されている。ベーンロータ104はセンタボルト106によって吸気カムシャフト13(または排気カムシャフト15)に固定されており、吸気カムシャフト13(または排気カムシャフト15)と一体となって回転する。
-VVT-
As shown in FIGS. 2 to 5, the intake side VVT 100 in and the exhaust side VVT 100 ex include a substantially hollow disk-shaped
ハウジング101の前面側はフロントカバー107によって覆われている。これらハウジング101とフロントカバー107とはボルト108にてVVTスプロケット109に固定されており、ハウジング101及びフロントカバー107はVVTスプロケット109と一体となって回転する。図5に示すように、VVTスプロケット109、及び、クランクシャフト11に取り付けられたクランクシャフトスプロケット11aにはタイミングチェーン110が巻き掛けられており、クランクシャフト11の駆動回転によりVVTスプロケット109が従動回転する。
The front side of the
ハウジング101の内部には、ベーンロータ104のベーン105と同数の凸部102が形成されており、その各凸部102間に形成された凹部103内にベーンロータ104の各ベーン105が収容されている。各ベーン105の先端面は凹部103の内周面に摺動可能に接触している。ベーンロータ104は、作動油の圧力をベーン105で受けることによりハウジング101に対して相対回転する。この相対回転により、クランクシャフト11に対する吸気カムシャフト13(または排気カムシャフト15)の回転位相が変化する。
The same number of
ハウジング101の各凹部103には、ベーンロータ104のベーン105によって区画された2つの空間が形成されている。これら2つの空間のうち、ベーン105に対してカムシャフト回転方向(図4の矢印の方向)の後側の空間が進角側油圧室111を構成しており、カムシャフト回転方向の前側の空間が遅角側油圧室112を構成している。
In each
ここで、この例では、図3に示すように、右バンク2bの排気カムシャフト15にギヤ33が設けられている。このギヤ33は、上記した高圧ポンプ26のポンプカムシャフト31に設けたギヤ35に噛み合っており、排気カムシャフト15の回転に連動して高圧ポンプ26のポンプカム30が回転する。また、吸気カムシャフト13及び排気カムシャフト15には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ508,509(図6参照)が設けられている。
In this example, as shown in FIG. 3, a
以上の構造のVVT100in,100exでは、進角側油圧室111内の油圧と遅角側油圧室112内の油圧によってベーンロータ104がハウジング101に対して相対回転する。すなわち、進角側油圧室111内の油圧を遅角側油圧室112内の油圧よりも高くすると、ベーンロータ104はハウジング101に対して吸気カムシャフト13(または排気カムシャフト15)の回転方向に相対回転する。このとき、吸気カムシャフト13(または排気カムシャフト15)の回転位相はクランクシャフト11(図5参照)の回転位相に対して進められる(進角)。これとは逆に、遅角側油圧室112内の油圧を進角側油圧室111の油圧よりも高くすると、ベーンロータ104はハウジング101に対して吸気カムシャフト13(または排気カムシャフト15)の回転方向と逆方向に相対回転され、吸気カムシャフト13(または排気カムシャフト15)の回転位相はクランクシャフト11の回転位相に対して遅らされる(遅角)。そして、このような回転位相の調整によってエンジン2の吸気バルブ(または排気バルブ)の開閉タイミングを可変とすることができる。
In the VVT 100 in and 100 ex having the above structure, the
次に、進角側油圧室111と遅角側油圧室112に供給する作動油の油圧を制御する油圧制御系の構成について図4を参照して説明する。
Next, the configuration of the hydraulic control system that controls the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the advance side
まず、吸気側VVT100in及び排気側VVT100exには、その各進角側油圧室111と遅角側油圧室112とに供給する作動油の油圧を制御するオイルコントロールバルブ(以下、OCVという)200in,200exが接続されている。
First, the intake-side VVT 100in and the exhaust-side VVT 100ex include oil control valves (hereinafter referred to as OCV) 200in, 200ex that control the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the advance-side
OCV200in,200exには、オイルポンプ141によってオイルパン140からオイルストレーナ142を介して汲み上げられた潤滑油(作動油)がオイル供給通路131を介して供給される。また、各OCV200in,200exには2つのオイル排出通路132,133が接続されている。OCV200in,200exは電磁駆動式の流量制御弁であり、ECU300によって制御される。
The OCV 200in, 200ex is supplied with lubricating oil (operating oil) pumped from the
OCV200in,200exは、4ポート弁であって、ケーシング201の内部に往復移動可能に配設されたスプール202と、スプール202に弾性力を付勢する圧縮コイルばね203と、電磁ソレノイド204とを備えており、電磁ソレノイド204に電圧が印加されたときにスプール202が吸引されるようになっている。電磁ソレノイド204に印加する電圧は、ECU300(図6参照)によってデューティ制御される。電磁ソレノイド204が発生する吸引力は印加電圧のデューティ比に応じて変化する。この電磁ソレノイド204が発生する吸引力と圧縮コイルばね203の付勢力との釣り合いによってスプール202の位置が決定される。
The OCV 200in, 200ex is a 4-port valve, and includes a
そして、スプール202が移動することによって、進角側通路121及び遅角側通路122と、オイル供給通路131及びオイル排出通路132,133との連通量が変化し、進角側通路121及び遅角側通路122に対して供給される作動油の量、あるいは、これら進角側通路121及び遅角側通路122から排出される作動油の量が変化する。
As the
例えば、吸気側のOCV200inは、電磁ソレノイド204に印加される電圧のデューティ比が大きいほど、進角側通路121に供給される作動油の供給量が多くなって吸気カムシャフト13の回転位相が進角される。一方、デューティ比が小さいほど、遅角側通路122に供給される作動油の供給量が多くなって吸気カムシャフト13の回転位相が遅角される。このようにして進角側油圧室111及び遅角側油圧室112内の油圧を調整することにより、ベーンロータ104の回転位相(クランクシャフト11に対する吸気カムシャフト13の回転位相)を調整することができ、これによって、エンジン2の吸気バルブの開閉タイミングを最遅角位置から最進角位置までの範囲で任意に調整することができる。
For example, in the intake-side OCV 200in, the greater the duty ratio of the voltage applied to the
なお、排気側のOCV200exについても、吸気側のOCV200inと同様にデューティ制御され、エンジン2の排気バルブの開閉タイミングを最進角位置から最遅角位置までの範囲で任意に調整することができる。ただし、遅角と進角との関係が吸気側のOCV200inの場合とは逆になる。
The exhaust-side OCV 200ex is also duty-controlled in the same manner as the intake-side OCV 200in, and the opening / closing timing of the exhaust valve of the
以上の吸気側VVT100in及び排気側VVT100exの作動(OCV200in,200exの制御)はECU300によって制御される。ECU300は、エンジン2の運転状態(例えばエンジン回転数・エンジン負荷)に基づいて、各VVT100in,100exに対しそれぞれ個別に設定されたマップを参照して、当該VVT100in,100exの作動を制御する。
The operation of the intake side VVT 100in and the exhaust side VVT 100ex (control of the OCV 200in, 200ex) is controlled by the
−ECU−
ECU300は、図6に示すように、CPU301、ROM302、RAM303及びバックアップRAM304などを備えている。
-ECU-
The
ROM302は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU301は、ROM302に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、RAM303は、CPU301での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM304は、例えばエンジン2の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
The
以上のCPU301、ROM302、RAM303及びバックアップRAM304は、バス307を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース305及び出力インターフェース306に接続されている。
The
入力インターフェース305には、エンジン水温(冷却水温)を検出する水温センサ501、吸入空気量を検出するエアフロメータ502、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ503、エンジン2の出力軸であるクランクシャフト11の回転数を検出するエンジン回転数センサ(クランクポジションセンサ)504、スロットルバルブのスロットル開度を検出するスロットル開度センサ505、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ506、エンジン2の排気通路に設けられ、排気ガスの空燃比を検出するA/Fセンサ507、カムポジションセンサ508,509、高圧燃料の燃圧を検出する高圧燃料用燃圧センサ510、及び、低圧燃料の燃圧を検出する低圧燃料用燃圧センサ511などが接続されており、これらの各センサからの信号がECU300に入力される。
The
出力インターフェース306には、筒内噴射用インジェクタ4a〜14a、吸入ポート噴射用インジェクタ4b〜14b、フィードポンプ24、高圧ポンプ26、及び、OCV200in,200exなどが接続されている。
Connected to the
ECU300は、上記した各種センサの検出信号に基づいて、下記の噴射量制御を含むエンジン2の各種制御を実行する。
[噴射量制御]
ECU300は、エンジン回転数センサ504の出力信号から得られるエンジン回転数NE及びエンジン負荷KLに基づいてマップを参照して噴き分け率(Di率)R(%)を求め、その噴き分け率R及び要求噴射量に基づいて、排気ガスの空燃比が理論空燃比(例えばA/F=14.7)となるような噴射時間及び噴射タイミングを算出して燃料噴射を実行する。
[Injection amount control]
具体的には、[噴き分け率R=100%]である場合、Di要求噴射量、高圧燃料用燃圧センサ510の出力信号から得られる燃圧、筒内噴射用インジェクタ4a〜14aの容量(流量サイズ)に基づいて、筒内噴射用インジェクタ4a〜14aから噴射する高圧燃料のDi噴射時間及びDi噴射タイミングを算出し、その算出したDi噴射時間及びDi噴射タイミングに基づいて筒内噴射用インジェクタ4a〜14aを開閉制御して燃料噴射を実行する。
Specifically, in the case of [split distribution ratio R = 100%], the Di required injection amount, the fuel pressure obtained from the output signal of the
[噴き分け率R=0%]である場合、PFi要求噴射量、低圧燃料用燃圧センサ511の出力信号から得られる燃圧、吸気ポート噴射用インジェクタ4b〜14bの容量(流量サイズ)に基づいて、吸気ポート噴射用インジェクタ4b〜14bから噴射する低圧燃料のPFi噴射時間及びPFi噴射タイミングを算出し、その算出したPFi噴射時間及びPFi噴射タイミングに基づいて吸気ポート噴射用インジェクタ4b〜14bを開閉制御して燃料噴射を実行する。
When the injection ratio R = 0%, based on the PFi required injection amount, the fuel pressure obtained from the output signal of the low-pressure
[0%<噴き分け率R<100%]である場合、噴き分け率Rに基づいて筒内噴射用インジェクタ4a〜14aのDi要求噴射量(全体要求噴射量×噴き分け率R/100)と、吸気ポート噴射用インジェクタ4b〜14bのPFi要求噴射量(全体要求噴射量×(1−噴き分け率R/100))とを求め、上記と同様にして、Di噴射時間及びDi噴射タイミングとPFi噴射時間及びPFi噴射タイミングとを算出し、その算出したDi噴射時間及びDi噴射タイミングに基づいて筒内噴射用インジェクタ4a〜14aを開閉制御するとともに、算出したPFi噴射時間及びPFi噴射タイミングに基づいて吸気ポート噴射用インジェクタ4b〜14bを開閉制御して燃料噴射を実行する。
In the case of [0% <injection ratio R <100%], based on the injection ratio R, the Di required injection amount (total required injection amount × injection distribution ratio R / 100) of the in-
ここで、要求噴射量は、エンジン2で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比となる燃料の量であって、エンジン運転状態(エンジン回転数NE及びエンジン負荷KL)に基づいてマップ等を用いて算出する。また、エンジン負荷KLは、エンジン回転速度NE、エアフロメータ502の出力信号から得られる吸入空気量、スロットル開度センサ505の出力信号から得られるスロットル開度などに基づいてマップ等を用いて算出する。
Here, the required injection amount is the amount of fuel in which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture combusted in the
−高圧ポンプのカム角設定方法−
まず、上述したように、筒内噴射用インジェクタと吸気ポート噴射用インジェクタとを備えた内燃機関において、吸気ポート噴射用インジェクタにて吸気ポート噴射を実行しているときには、高圧ポンプの内部機構、例えばプランジャは内燃機関の回転により往復運動を継続しているが、実際には筒内噴射がなされないので高圧ポンプとしての機能は不要である。このため高圧ポンプは、低圧燃料経路から高圧室内に低圧燃料を吸い込んだり戻したりを繰り返すのみとなる。このように高圧ポンプが低圧燃料の吸い込みと吸い戻しとを繰り返すと、低圧燃料側では燃料圧力脈動が生じて、各吸気ポート噴射用インジェクタの低圧燃料の噴射量ずれが生じる。また、こうした低圧燃料側の燃料圧力脈動は、筒内噴射用インジェクタと吸気ポート噴射用インジェクタとを併用しているときにも発生する場合がある。
-Cam angle setting method for high pressure pumps-
First, as described above, in an internal combustion engine having an in-cylinder injector and an intake port injector, when the intake port injection is performed by the intake port injector, an internal mechanism of the high-pressure pump, for example, The plunger continues to reciprocate due to the rotation of the internal combustion engine. However, since the in-cylinder injection is not actually performed, the function as a high-pressure pump is unnecessary. For this reason, the high-pressure pump only repeats suction and return of low-pressure fuel from the low-pressure fuel path into the high-pressure chamber. When the high-pressure pump repeats the suction and the suck-back of the low-pressure fuel in this way, fuel pressure pulsation occurs on the low-pressure fuel side, causing a shift in the injection amount of the low-pressure fuel in each intake port injector. Further, the fuel pressure pulsation on the low-pressure fuel side may occur even when the in-cylinder injector and the intake port injector are used in combination.
このような点を解消するため、この例では、吸気ポート噴射が行われる機関運転領域(エンジン運転領域)の全域にわたって低圧燃料の噴射量ずれを小さく抑えることできるように、エンジン2のクランクシャフト11に対する高圧ポンプ26のポンプカム30の位相角を設定する。その具体的な方法について図7〜図11を参照して説明する。なお、この例のポンプカム30の位相角の設定方法は、例えば工場等にエンジン2をチューニングする際に実施される。
In order to eliminate such a point, in this example, the
[ST1]
図3に示す排気側VVT100exについて、エンジン2のクランクシャフト11(図5)に対する高圧ポンプ26のポンプカム30の位相角(以下、単に「ポンプカム30の位相角」ともいう)が初期値(0°)となるように、タイミングチェーン110をVVTスプロケット109の歯109a・・109に巻き掛ける。このセッティングでは、エンジン2の運転中におけるポンプカム30の位相角は、排気側VVT100exの遅角量(°CA)となる。
[ST1]
3, the phase angle of the
[ST2]
要求噴射量から低圧燃料のPFi噴射時間及びPFi噴射タイミングを算出する。具体的には、例えば、図8に示す領域F11内の代表点(例えば領域内の中央の条件)のエンジン運転状態、つまり、エンジン回転数NE及びエンジン負荷KLに基づいて噴き分け率Rをマップ等を参照して算出し、その算出した噴き分け率Rに基づいて低圧燃料の要求噴射量(全体要求噴射量×(1−噴き分け率R/100))を算出する。次に、算出した要求噴射量、予め設定した低圧燃料の基準燃圧、及び、吸気ポート噴射用インジェクタ4b〜14bの容量(流量サイズ)に基づいてPFi噴射時間τ(msec)を算出し、その算出値を、エンジン回転数NE(rpm)を用いてPFi噴射時間τ(°CA:Crank Angle)に換算する。また、PFi噴射時間τ(°CA)にからPFi噴射タイミングainj(°CA)を算出する。
[ST2]
The PFi injection time and the PFi injection timing of the low pressure fuel are calculated from the required injection amount. More specifically, for example, the injection ratio R is mapped on the basis of the engine operating state of the representative point (for example, the central condition in the region) in the region F11 shown in FIG. 8, that is, the engine speed NE and the engine load KL. The required injection amount of the low pressure fuel (total required injection amount × (1−injection dividing rate R / 100)) is calculated based on the calculated injection dividing rate R. Next, the PFi injection time τ (msec) is calculated based on the calculated required injection amount, the preset reference fuel pressure of the low-pressure fuel, and the capacities (flow rate sizes) of the
この例において、PFi噴射タイミングainjは、図7に示すように噴射終了タイミングであるが、これに限定されない。また、PFi噴射時間τは、吸気ポート噴射を行っている期間(吸気ポート噴射用インジェクタが開弁状態となっている期間)である。 In this example, the PFi injection timing ainj is the injection end timing as shown in FIG. 7, but is not limited to this. The PFi injection time τ is a period during which the intake port injection is performed (a period during which the intake port injection injector is in the valve open state).
なお、図8の領域F11・・領域Fmnにおいて、1つの領域におけるエンジン回転数NEの幅は例えば400rpmであり、エンジン負荷KLの幅は例えば10%である。 In the region F11... Region Fmn of FIG. 8, the width of the engine speed NE in one region is, for example, 400 rpm, and the width of the engine load KL is, for example, 10%.
[ST3]
上記した[ST2]で算出したPFi噴射時間τ(°CA)及びPFi噴射時間τ(°CA)を、上記した燃料噴射量制御装置のECU300に入力して実際に燃料噴射(吸気ポート噴射用インジェクタ4b〜14bから吸気ポート内への噴射)を行ってエンジン2を運転する。このエンジン運転中に、A/Fセンサ507の出力信号から排気ガスの実空燃比を取得し、理論空燃比(14.7)に対する実空燃比のずれを算出する。なお、噴き分け率Rが[0%<噴き分け率R<100%]である場合、筒内直噴用インジェクタ4a〜14aから筒内への燃料噴射も行ってエンジン2を運転する。
[ST3]
The PFi injection time τ (° CA) and the PFi injection time τ (° CA) calculated in the above [ST2] are input to the
ここで、図7に示すように、噴射時間の中央が脈動中央にある場合、燃料噴射時間τの平均燃圧が基準燃圧と等しくなり、その基準燃圧で低圧燃料噴射が行われるので、実噴射量が要求噴射量に略等しくなって実空燃比が略理論空燃比となる。これに対し、噴射時間τの中央が脈動中央からずれている場合、基準燃圧よりも高い(または低い)燃圧で低圧燃料噴射が行われるため、実噴射量が要求噴射量に対してずれてしまい、その噴射量ずれによって実空燃比がリッチ側(またはリーン側)にずれてしまう。このようなことから、[(実空燃比−理論空燃比)/理論空燃比]×100%を算出することにより、要求噴射量に対する実噴射量の噴射量ずれ(%)を得ることができる。 Here, as shown in FIG. 7, when the center of the injection time is at the pulsation center, the average fuel pressure of the fuel injection time τ is equal to the reference fuel pressure, and the low pressure fuel injection is performed at the reference fuel pressure. Becomes substantially equal to the required injection amount, and the actual air-fuel ratio becomes substantially the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, when the center of the injection time τ is deviated from the pulsation center, the low pressure fuel injection is performed at a fuel pressure higher (or lower) than the reference fuel pressure, so the actual injection amount deviates from the required injection amount. The actual air-fuel ratio shifts to the rich side (or lean side) due to the injection amount shift. Therefore, by calculating [(actual air / fuel ratio−theoretical air / fuel ratio) / theoretical air / fuel ratio] × 100%, it is possible to obtain an injection amount deviation (%) of the actual injection amount with respect to the required injection amount.
[ST4]
エンジン回転数NE及びエンジン負荷KLの各パラメータを変化させて、吸気ポート噴射が行われるエンジン運転領域の全域の噴射量ずれ(%)を取得する。
[ST4]
By changing the parameters of the engine speed NE and the engine load KL, the injection amount deviation (%) in the entire engine operation region where the intake port injection is performed is acquired.
具体的には、例えば、上記した領域F11について噴射量ずれ(%)を取得した後、エンジン負荷KLを固定した状態で、エンジン回転数NEを変化させて、領域F21、領域F31、・・、領域Fm1の各領域ついて上記[ST2]及び[ST3]と同じ処理を実行して噴射量ずれ(%)を取得する。次に、領域F12について上記[ST2]及び[ST3]と同じ処理を実行して噴射量ずれ(%)を取得した後、エンジン負荷KLを固定した状態で、エンジン回転数NEを変化させて領域F12、領域F22、・・、領域Fm2の各領域について上記[ST2]及び[ST3]と同じ処理を実行して噴射量ずれ(%)を取得する、という手順で全ての領域F11・・領域Fmnの噴射量ずれを取得する。そして、このようにして取得した各領域F11・・領域Fmnの噴射量ずれ(%)を図8に示す領域にプロットして、図9に示すような噴射量ずれデータのグラフを作成する。 Specifically, for example, after obtaining the injection amount deviation (%) in the above-described region F11, the engine speed NE is changed in a state where the engine load KL is fixed, so that the region F21, the region F31,. The same processing as [ST2] and [ST3] is executed for each region of the region Fm1 to acquire the injection amount deviation (%). Next, the region F12 is subjected to the same processing as [ST2] and [ST3] to obtain the injection amount deviation (%), and then the engine speed NE is changed while the engine load KL is fixed. F12, F22,..., Fm2 are processed in the same manner as in [ST2] and [ST3] to obtain the injection amount deviation (%), and all the regions F11, Fmn, and Fmn. The injection amount deviation is acquired. Then, the injection amount deviation (%) of each region F11... Region Fmn obtained in this way is plotted in the region shown in FIG. 8 to create a graph of the injection amount deviation data as shown in FIG.
[ST5]
エンジン運転を停止した後、タイミングチェーン110をVVTスプロケット109から外し、VVTスプロケット109へのタイミングチェーン110の掛け位置を上記初期位置から1歯分ずらして、タイミングチェーン110をVVTスプロケット109に掛け直すことによって、高圧ポンプ26の位相角(遅角量)を変更する。この例では、VVTスプロケット109の歯109a・・109aのピッチを例えば10°としているので、タイミングチェーン110の掛け位置を1歯分変更することにより、ポンプカム30の位相角は10(°CA)となる。このようなセッティングでは、エンジン2の運転中におけるポンプカム30の位相角は、[排気側VVT100exの遅角量(°CA)+10(°CA)]となる。
[ST5]
After stopping the engine operation, the
[ST6]
上記[ST5]のセッティング状態で、上述した[ST3]及び[ST4]と同じ処理を実行し、全ての領域F11・・領域Fmnの噴射量ずれを取得して、図10に示すような噴射量ずれデータのグラフを作成する。
[ST6]
In the setting state of [ST5], the same processing as [ST3] and [ST4] described above is executed to obtain the injection amount deviation of all the regions F11... Region Fmn, and the injection amount as shown in FIG. Create a graph of deviation data.
[ST7]
エンジン運転を停止した後、タイミングチェーン110をVVTスプロケット109から外し、VVTスプロケット109へのタイミングチェーン110の掛け位置を1歯分(上記初期位置から2歯分)ずらして、タイミングチェーン110をVVTスプロケット109に掛け直すことによって、高圧ポンプ26の位相角(遅角量)を20(°CA)に変更するセッティングを行う。このセッティングでは、エンジン2の運転中におけるポンプカム30の位相角は、[排気側VVT100exの遅角量(°CA)+20(°CA)]となる。
[ST7]
After the engine operation is stopped, the
[ST8]
上記[ST7]のセッティング状態で、上述した[ST3]及び[ST4]と同じ処理を実行し、全ての領域F11・・領域Fmnの噴射量ずれを取得して、図11に示すような噴射量ずれデータのグラフを作成する。
[ST8]
In the setting state of [ST7], the same processing as [ST3] and [ST4] described above is executed to obtain the injection amount deviations of all the regions F11... Region Fmn, and the injection amount as shown in FIG. Create a graph of deviation data.
[ST9]
以後、同様に、(1)エンジン運転を停止し、VVTスプロケット109へのタイミングチェーン110の掛け位置を1歯分ずらしてポンプカム30の位相角を変更するセッティングを行い、(2)そのセッティング状態で上述した[ST3]及び[ST4]と同じ処理を実行して全ての領域F11・・領域Fmnの噴射量ずれデータを取得し、(3)噴射量ずれデータのグラフ(図9〜図11と同様なグラフ)を作成するという処理を、順次繰り返して実行することにより、位相角30(°CA)、位相角40(°CA)、50(°CA)、・・、位相角220(°CA)、位相角230(°CA)の各位相角について噴射量ずれグラフを取得する。
[ST9]
Thereafter, similarly, (1) the engine operation is stopped, the setting of changing the phase angle of the
なお、この例では、エンジン2の1サイクル(720(°CA))において、高圧ポンプ26のポンプカム30が1回転するので、エンジン2の1サイクルにおいて3周期の脈動が生じる点を考慮して、位相角0(°CA)〜位相角230(°CA)間の噴射量ずれデータのグラフを取得している。
In this example, since the
[ST10]
以上のようにして取得した位相角0(°CA)、位相角10(°CA)、位相角20(°CA)、・・、位相角220(°CA)、位相角230(°CA)の噴射量ずれデータのグラフ群のうち、噴射量ずれのずれ幅(噴射量ずれの最小値から最大値までの幅)が最も小さい範囲内に収まるグラフ、つまり、噴射量ずれのずれ幅が最も小さいポンプカム30の位相角を選択する。そして、その選択した位相角となるように、タイミングチェーン110をVVTスプロケット109の歯109a・・109aに巻き掛けるというセッティングを行う。なお、ポンプカム30の位相角を選択する際に、上記した噴射量ずれのずれ幅に加えて、エンジン2の出力トルクを考慮して最適な位相角を選択するようにしてもよい。
[ST10]
The phase angle 0 (° CA), the phase angle 10 (° CA), the phase angle 20 (° CA),..., The phase angle 220 (° CA), and the phase angle 230 (° CA) acquired as described above. Of the graph group of the injection amount deviation data, the graph in which the deviation amount of the injection amount deviation (the width from the minimum value to the maximum value of the injection amount deviation) is within the smallest range, that is, the smallest deviation amount of the injection amount deviation The phase angle of the
以上の[ST1]〜[ST10]の処理(キャリブレーション)によって、吸気ポート噴射が行われるエンジン運転領域の全体にわたって低圧燃料の噴射量ずれを小さく抑えることができる。これによって、内燃機関のトルク変動やエミッションの悪化を抑制することができる。 By the processing (calibration) of the above [ST1] to [ST10], the injection amount deviation of the low-pressure fuel can be suppressed to be small over the entire engine operation region where the intake port injection is performed. As a result, torque fluctuations and deterioration of emissions of the internal combustion engine can be suppressed.
なお、以上の例では、クランクシャフト11に対するポンプカム30の位相角を変更するピッチを10(°CA)とする例を示したが、これに限定されない。つまり、ポンプカム30の位相角を変更できるピッチは、VVTスプロケット109の歯数によって一義的に決まるため、実際には10(°CA)以外のピッチとなる場合が多い。
In the above example, the example in which the pitch for changing the phase angle of the
また、以上の例において、図8に示す各領域F11・・領域Fmnの大きさは、小さくするほど、ポンプカム30の位相角の選択制度を高めることは可能であるが、各領域F11・・領域Fmnの大きさを小さくしすぎると、キャリブレーションに多くの時間を要するので、位相角の選択制度及びキャリブレーションの作業効率などを考慮して設定すればよい。
Further, in the above example, it is possible to increase the selection system of the phase angle of the
−他の実施形態−
以上の例では、吸気ポート噴射を行うエンジン運転領域の全域について噴射量ずれデータを取得しているが、これに限られることなく、吸気ポート噴射を行うエンジン運転領域のうち、常用域(例えば図12においてドットで示す領域)の噴射量ずれデータを取得して、この常用域内において、噴射量ずれのずれ幅が最も小さいポンプカムの位相角を選択するようにしてもよい。
-Other embodiments-
In the above example, the injection amount deviation data is acquired for the entire engine operation region in which the intake port injection is performed. However, the present invention is not limited to this, and the normal operation region (for example, FIG. The injection amount deviation data of the region indicated by the dots in FIG. 12 may be acquired, and the phase angle of the pump cam having the smallest deviation amount of the injection amount deviation may be selected within this normal range.
以上の例では、A/Fセンサ507の出力信号から排気ガスの実空燃比を取得し、理論空燃比に対する実空燃比のずれを算出して噴射量ずれを取得しているが、これに限定されない。例えば、低圧燃料の噴射量は、(燃圧)1/2に比例するので、基準燃圧に対する実燃圧のずれ[((実燃圧)1/2−(基本燃圧)1/2)/(基本燃圧)1/2]×100%を算出して噴射量ずれを取得するようにしてもよい。
In the above example, the actual air-fuel ratio of the exhaust gas is obtained from the output signal of the A /
以上の例では、VVTスプロケット109へのタイミングチェーン110の掛け位置を変更して、クランクシャフト11に対するポンプカム30の位相角を変化させているが、これに限定されない。例えば、上述した内燃機関の燃料噴射量制御装置では、図3に示すように、高圧ポンプ26のポンプカムシャフト31が一対のギヤ33,35を介して排気カムシャフト15に連結されているので、その一対のギヤ33,35の噛み合いを外し、例えばポンプカムシャフト31側のギヤ35を1歯分回転させて再度かみ合わせるという作業によって、噛み合い状態を1歯ずつずらすことにより、クランクシャフト11に対する高圧ポンプ26のポンプカム30の位相角を変化させるようにしてもよい。
In the above example, the timing position of the
以上の例では、工場等でのキャリブレーションによってポンプカムの位相角を選択しているが、これに限定されない。例えば、VVTスプロケット109へのタイミングチェーン110の掛け位置(もしくは、上記した一対のギヤ33,35の噛み合い状態)を自動的に変更する機構を設けることが可能である場合、エンジン運転中に上記した噴射量ずれのずれ幅が最も小さくなるように上記機構を制御して、クランクシャフトに対するポンプカムの位相角を設定するようにしてもよい。
In the above example, the phase angle of the pump cam is selected by calibration at a factory or the like, but is not limited to this. For example, when it is possible to provide a mechanism for automatically changing the position at which the
以上の例では、スピル調量タイプの高圧ポンプに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、加圧室内への燃料吸入時に吸入燃料量を調量する吸入調量タイプの高圧ポンプにも適用可能である。 In the above example, the present invention is applied to a spill metering type high-pressure pump. However, the present invention is not limited to this, and the suction is performed to meter the amount of fuel sucked into the pressurized chamber. It can also be applied to metering type high-pressure pumps.
以上の例では、吸気カムシャフトと排気カムシャフトの双方にVVTを設けた例を示しているが、本発明はこれに限られることなく、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトのいずれか一方にVVTを設けたエンジンに装備される高圧ポンプにも適用することができる。 In the above example, the VVT is provided on both the intake camshaft and the exhaust camshaft. However, the present invention is not limited to this, and the VVT is applied to either the intake camshaft or the exhaust camshaft. The present invention can also be applied to a high-pressure pump installed in an installed engine.
以上の例では、ベーン式VVTを搭載したエンジンの制御について説明したが、これに替えて、例えばヘリカルスプライン式VVT等の他の方式のVVTを搭載したエンジンに装備される高圧ポンプにも本発明を適用することができる。 In the above example, the control of the engine equipped with the vane-type VVT has been described. Instead, the present invention is also applied to a high-pressure pump installed in an engine equipped with another type of VVT such as a helical spline type VVT. Can be applied.
以上の例では、V型6気筒エンジンに装備された高圧ポンプに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、直列6気筒のエンジンに装備される高圧ポンプにも適用可能である。また、例えば4気筒や8気筒など他の任意の気筒数のエンジンに装備される高圧ポンプにも適用可能である。 In the above example, an example in which the present invention is applied to a high-pressure pump installed in a V-type 6-cylinder engine has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the high-pressure pump installed in an in-line 6-cylinder engine is described. Is also applicable. Further, the present invention can be applied to a high-pressure pump installed in an engine having any other number of cylinders such as 4 cylinders or 8 cylinders.
本発明は、筒内噴射用インジェクタと吸気ポート噴射用インジェクタとを備えた内燃機関において、低圧燃料を加圧して筒内噴射用インジェクタに供給する高圧ポンプに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a high-pressure pump that pressurizes low-pressure fuel and supplies it to an in-cylinder injector in an internal combustion engine that includes an in-cylinder injector and an intake port injector.
2 エンジン(内燃機関)
4〜14 気筒
4a〜14a 筒内噴射用インジェクタ
4b〜14b 吸気ポート噴射用インジェクタ
11 クランクシャフト
11a クランクシャフトスプロケット
13 吸気カムシャフト
15 排気カムシャフト
24 フィードポンプ
26 高圧ポンプ
30 ポンプカム
31 ポンプカムシャフト
100in 吸気側VVT
100ex 排気側VVT
109 VVTスプロケット
109a 歯
110 タイミングチェーン
ECU 300
2 Engine (Internal combustion engine)
4-14
100ex Exhaust side VVT
109
Claims (4)
要求噴射量に基づいて吸気ポート噴射の噴射時間及び噴射タイミングを算出し、前記算出した噴射時間及び噴射タイミングで実際に吸気ポート噴射を実施する燃料噴射量制御装置を用い、
前記要求噴射量に対する実燃料噴射量の噴射量ずれを内燃機関の運転状態を変化させて取得する処理を、前記内燃機関の出力軸に対する高圧ポンプのカムの位相角を所定角度ずつ変化させて実施することにより各位相角ごとに噴射量ずれを取得し、前記各カムの位相角ごとに取得した噴射量ずれに基づいて、前記内燃機関の出力軸に対する前記高圧ポンプのカムの位相角を選択することを特徴とする高圧ポンプのカム角設定方法。 Intake port injection injectors that inject fuel into each intake port of a plurality of cylinders, in-cylinder injectors that directly inject fuel into each combustion chamber of a plurality of cylinders, and low pressure fuel pressurized by a low pressure pump An internal combustion engine comprising: a fuel supply system that supplies a low-pressure fuel to a port injection injector and pressurizes the low-pressure fuel by a high-pressure pump as a high-pressure fuel to the in-cylinder injector. A method for setting the phase angle of a pump cam,
Using the fuel injection amount control device that calculates the injection time and injection timing of the intake port injection based on the required injection amount, and actually performs the intake port injection at the calculated injection time and injection timing,
The process of acquiring the injection amount deviation of the actual fuel injection amount with respect to the required injection amount by changing the operating state of the internal combustion engine is performed by changing the phase angle of the cam of the high-pressure pump with respect to the output shaft of the internal combustion engine by a predetermined angle. Thus, the injection amount deviation is acquired for each phase angle, and the phase angle of the cam of the high-pressure pump with respect to the output shaft of the internal combustion engine is selected based on the injection amount deviation acquired for each phase angle of each cam. A cam angle setting method for a high-pressure pump.
前記カムの各位相角ごとに取得した噴射量ずれのうち、当該噴射量ずれのずれ幅が最も小さいカム位相角を選択することを特徴とする高圧ポンプのカム角設定方法。 In the cam angle setting method of the high pressure pump according to claim 1,
A cam angle setting method for a high-pressure pump, wherein a cam phase angle having the smallest deviation width of the injection amount deviation is selected from the injection amount deviations obtained for each phase angle of the cam.
前記噴射量ずれを取得する処理を、前記内燃機関の運転状態を示す機関回転数及び機関負荷をパラメータとし、それら機関回転数及び機関負荷をそれぞれ変化させて実行することを特徴とする高圧ポンプのカム角設定方法。 In the cam angle setting method of the high pressure pump according to claim 1 or 2,
A process for obtaining the injection amount deviation is performed by using the engine speed and engine load indicating the operating state of the internal combustion engine as parameters, and changing the engine speed and engine load, respectively. Cam angle setting method.
前記要求噴射量に基づいて算出した噴射時間及び噴射タイミングで実際に燃料噴射を実施したときの排気空燃比を検出し、その検出した実排気空燃比を理論空燃比と比較して前記実燃料噴射量の噴射量ずれを取得することを特徴とする高圧ポンプのカム角設定方法。 In the cam angle setting method of the high pressure pump according to any one of claims 1 to 3,
An exhaust air / fuel ratio when fuel injection is actually performed at an injection time and an injection timing calculated based on the required injection amount is detected, and the detected actual exhaust air / fuel ratio is compared with a stoichiometric air / fuel ratio. A cam angle setting method for a high-pressure pump, characterized in that an injection amount deviation of the amount is acquired.
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2009
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