JP2011058436A - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection control device for an internal combustion engine that can reduce an exhaust amount of hydrocarbon (HC). <P>SOLUTION: The fuel injection control device is applied to an internal combustion engine 1 including a variable valve operating mechanism 6 that can change valve operating characteristics including a phase angle and a lift amount of an intake valve 5. The device includes a valve operating characteristic determining means for determining whether the valve operating characteristics of the intake valve 5 are set in a range α where a flow velocity of intake air flowing into a cylinder exceeds a predetermined threshold when the intake valve 5 is opened. The device further includes a fuel injection timing controlling means for retarding timing of starting fuel injection later than timing of opening the intake valve 5 according to a setting of the valve operating characteristics when the valve operating characteristics are determined to be set within the range α. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料噴射の開始時期を制御可能な内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine capable of controlling the start timing of fuel injection.

吸気通路内に燃料を噴射する吸気通路燃料噴射弁を備え、吸気弁のリフト量が予め定められた設定量よりも小さく、かつ、吸気弁の開弁時期が吸気上死点以降に設定されているときに、燃料性状に応じて、吸気非同期噴射と吸気同期噴射とを切り替えて燃料を噴射し、点火栓に多量の燃料が付着して点火栓が作動不良になるのを抑制させる内燃機関の燃料噴射制御装置が知られている(特許文献1参照)。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献2〜5が存在する。   An intake passage fuel injection valve for injecting fuel into the intake passage, the lift amount of the intake valve is smaller than a predetermined set amount, and the valve opening timing of the intake valve is set after the intake top dead center Of the internal combustion engine that suppresses the malfunction of the ignition plug due to a large amount of fuel adhering to the ignition plug by switching between the intake asynchronous injection and the intake synchronous injection according to the fuel property. A fuel injection control device is known (see Patent Document 1). In addition, Patent Documents 2 to 5 exist as prior art documents related to the present invention.

特開2007−332936号公報JP 2007-332936 A 特開2002−235580号公報JP 2002-235580 A 特開2006−63946号公報JP 2006-63946 A 特開2006−307784号公報JP 2006-307784 A 特開平5−171990号公報JP-A-5-171990

特許文献1の燃料噴射制御装置においては、吸気同期噴射を行ったときに、気筒内の負圧によって吸気の流速が急激に速くなるため気筒の内壁面に燃料が付着し、炭化水素(HC)の排出量が多くなるという問題がある。   In the fuel injection control device of Patent Document 1, when intake synchronous injection is performed, the flow rate of intake air rapidly increases due to the negative pressure in the cylinder, so that fuel adheres to the inner wall surface of the cylinder, and hydrocarbon (HC) There is a problem that the amount of emissions increases.

そこで、本発明は、HCの排出量を低減することが可能な内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine that can reduce the amount of HC emission.

本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置は、吸気弁の位相角及びリフト量を含む動弁特性が変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関に適用される燃料噴射制御装置であって、前記吸気弁の開弁時に筒内に流入する吸気の流速が所定の閾値を超えて増大する領域に前記吸気弁の動弁特性が設定されたか否かを判別する動弁特性判別手段と、前記動弁特性が前記領域に設定されたと判断された場合、燃料噴射の開始時期を前記吸気弁の開弁時期よりも前記動弁特性の設定状態に応じて遅角させる燃料噴射時期制御手段と、を備えたものである(請求項1)。   A fuel injection control device for an internal combustion engine of the present invention is a fuel injection control device applied to an internal combustion engine provided with a variable valve mechanism that can change valve characteristics including the phase angle and lift amount of an intake valve, A valve characteristic discriminating means for discriminating whether or not the valve valve characteristic of the intake valve is set in a region where the flow velocity of the intake air flowing into the cylinder increases when exceeding the predetermined threshold when the intake valve is opened; When it is determined that the valve operating characteristic is set in the region, fuel injection timing control means for retarding the start timing of fuel injection from the valve opening timing of the intake valve according to the setting state of the valve operating characteristic; (Claim 1).

本発明の燃料噴射制御装置においては、吸気弁の開弁時に筒内に流入する吸気の流速が所定の閾値を超えて増大する領域に吸気弁の動弁特性が設定されたと判断された場合、燃料噴射の開始時期を吸気弁の開弁時期よりも動弁特性の設定状態に応じて遅角させることにより、気筒の内壁面への燃料の飛散を低減することができる。これにより、HCの排出量を低減することができる。   In the fuel injection control device of the present invention, when it is determined that the valve operating characteristics of the intake valve are set in a region where the flow velocity of the intake air flowing into the cylinder when the intake valve is opened exceeds a predetermined threshold value, By delaying the start timing of fuel injection from the opening timing of the intake valve in accordance with the set state of the valve operating characteristics, it is possible to reduce the scattering of fuel to the inner wall surface of the cylinder. Thereby, the discharge amount of HC can be reduced.

本発明の制御装置の一態様においては、前記燃料噴射時期制御手段は、燃料噴射の終了時期が吸気行程の終盤に設定される燃料噴射禁止期間に入らないように、前記燃料噴射の終了時期を制限してもよい(請求項2)。この形態によれば、燃料噴射禁止期間には燃料噴射の終了時期が入らないように燃料を噴射するため、混合気の形成をすることができる。これにより、HCの排出量を低減することができる。   In one aspect of the control device of the present invention, the fuel injection timing control means sets the fuel injection end timing so that the fuel injection end timing does not enter the fuel injection prohibition period set at the end of the intake stroke. You may restrict | limit (Claim 2). According to this aspect, since the fuel is injected so that the end time of the fuel injection does not enter during the fuel injection prohibition period, an air-fuel mixture can be formed. Thereby, the discharge amount of HC can be reduced.

以上説明したように、本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置においては、吸気弁の開弁時に筒内に流入する吸気の流速が所定の閾値を超えて増大する領域に吸気弁の動弁特性が設定されたと判断された場合、燃料噴射の開始時期を吸気弁の開弁時期よりも動弁特性の設定状態に応じて遅角させることにより、気筒の内壁面への燃料の飛散を低減することができる。これにより、HCの排出量を低減することができる。   As described above, in the fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention, the valve operating characteristics of the intake valve in a region where the flow velocity of the intake air flowing into the cylinder increases beyond a predetermined threshold when the intake valve is opened. Is determined, the fuel injection start timing is retarded from the intake valve opening timing in accordance with the setting state of the valve operating characteristics, thereby reducing fuel scattering on the inner wall surface of the cylinder. be able to. Thereby, the discharge amount of HC can be reduced.

本発明の一形態に係る燃料噴射制御装置が適用された内燃機関の吸気系の要部の概略を示す図。The figure which shows the outline of the principal part of the intake system of the internal combustion engine to which the fuel-injection control apparatus which concerns on one form of this invention was applied. 吸気弁のリフト量が図1のリフト量よりも大きい場合を示す図。The figure which shows the case where the lift amount of an intake valve is larger than the lift amount of FIG. クランク角度と吸気弁のリフト量及び吸気の流速との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a crank angle, the lift amount of an intake valve, and the flow velocity of intake air. 第1の形態に係る燃料噴射時期制御のフローチャート。The flowchart of the fuel injection timing control which concerns on a 1st form. 第2の形態に係る燃料噴射時期制御のフローチャート。The flowchart of the fuel injection timing control which concerns on a 2nd form. クランク角度と吸気弁のリフト量及び吸気の流速との関係並びにクランク角度とHCの排出量との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a crank angle, the lift amount of an intake valve, and the flow velocity of intake air, and the relationship between a crank angle and the discharge amount of HC. 吸気弁の開弁時期と燃料噴射開始時期との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the valve opening time of an intake valve, and fuel injection start time. 運転状態に応じて、吸気弁のリフト量と燃料噴射開始時期との変更時期の関係を示す図。The figure which shows the relationship of the change time of the lift amount of an intake valve, and fuel injection start time according to a driving | running state.

(第1の形態)
図1は、本発明の一形態に係る燃料噴射制御装置が適用された内燃機関の吸気系の要部の概略を示している。内燃機関(以下、エンジンと称することがある。)1は、車両の走行用動力源として搭載され、複数の気筒2(図1では1つの気筒2のみを示した。)を備えている。複数の気筒2には、気筒2内に吸気を取り込むための吸気通路3が接続されている。吸気通路3には、気筒2毎に設けられた吸気ポート4が含まれている。吸気ポート4には、気筒2と吸気通路3との接続部を開閉する吸気弁5が備えられている。この吸気弁5は、吸気弁5の位相角及びリフト量を含む動弁特性を変更可能な可変動弁機構6により開閉駆動される。図1の吸気弁5のリフト量A1は、リフト量が小さい場合の一例を示しており、図2の吸気弁5のリフト量A1は、図1のリフト量が大きい場合の一例を示している。また、吸気ポート4には、ポート噴射用の燃料噴射弁7が設けられている。燃料噴射弁7は、気筒2内に向けて燃料を噴射する。
(First form)
FIG. 1 shows an outline of a main part of an intake system of an internal combustion engine to which a fuel injection control device according to one embodiment of the present invention is applied. An internal combustion engine (hereinafter may be referred to as an engine) 1 is mounted as a driving power source for a vehicle and includes a plurality of cylinders 2 (only one cylinder 2 is shown in FIG. 1). An intake passage 3 for taking intake air into the cylinder 2 is connected to the plurality of cylinders 2. The intake passage 3 includes an intake port 4 provided for each cylinder 2. The intake port 4 is provided with an intake valve 5 that opens and closes a connection portion between the cylinder 2 and the intake passage 3. The intake valve 5 is driven to open and close by a variable valve mechanism 6 that can change the valve characteristics including the phase angle and lift amount of the intake valve 5. The lift amount A1 of the intake valve 5 in FIG. 1 shows an example when the lift amount is small, and the lift amount A1 of the intake valve 5 in FIG. 2 shows an example when the lift amount in FIG. 1 is large. . The intake port 4 is provided with a fuel injection valve 7 for port injection. The fuel injection valve 7 injects fuel into the cylinder 2.

可変動弁機構6及び燃料噴射弁7のそれぞれは、エンジンコントロールユニット(ECU)10によって制御される。ECU10は、マイクロプロセッサ及びそのマイクロプロセッサの動作に必要なRAM、ROM等の周辺機器を備えたコンピュータとして構成され、エンジン1に設けられた各種のセンサからの出力信号に基づいてエンジン1の運転状態を制御する。ECU10には、エンジン1の吸入空気量に対応する信号を出力するエアフロメータ20と、エンジン1の冷却水の温度に対応する信号を出力する水温センサ21と、エンジン1の機関回転速度(回転数)に対応する信号を出力するクランク角センサ22等とが接続されている。この他にもECU10には各種のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。ECU10は、エアフロメータ20、水温センサ21及びクランク角センサ22等の各種のセンサから取得した数値により、エンジン1の運転状態を把握する。その後、ECU10は、その運転状態等に応じて、燃料噴射弁7から噴射する燃料噴射量を決定する。   Each of the variable valve mechanism 6 and the fuel injection valve 7 is controlled by an engine control unit (ECU) 10. The ECU 10 is configured as a computer including a microprocessor and peripheral devices such as RAM and ROM necessary for the operation of the microprocessor, and the operation state of the engine 1 based on output signals from various sensors provided in the engine 1. To control. The ECU 10 includes an air flow meter 20 that outputs a signal corresponding to the intake air amount of the engine 1, a water temperature sensor 21 that outputs a signal corresponding to the temperature of the cooling water of the engine 1, and an engine rotational speed (the number of revolutions) of the engine 1. ) Is connected to a crank angle sensor 22 or the like that outputs a signal corresponding to. In addition to this, various sensors are connected to the ECU 10, but they are not shown. ECU10 grasps | ascertains the driving | running state of the engine 1 from the numerical value acquired from various sensors, such as the airflow meter 20, the water temperature sensor 21, and the crank angle sensor 22. FIG. Thereafter, the ECU 10 determines the fuel injection amount to be injected from the fuel injection valve 7 in accordance with the operation state and the like.

ECU10は、運転状態に応じて、吸気弁5のリフト量及び開弁時期(IVO)を含む動弁特性を決定する。この決定に応じて、可変動弁機構6は、吸気弁5を所定のリフト量及び所定のIVOに駆動させる。   The ECU 10 determines valve operating characteristics including the lift amount of the intake valve 5 and the valve opening timing (IVO) according to the operating state. In response to this determination, the variable valve mechanism 6 drives the intake valve 5 to a predetermined lift amount and a predetermined IVO.

図3は、クランク角度と、吸気弁5のリフト量(L1〜L3)及び吸気の流速(L4〜L6)との関係を示している。クランク角度として、吸気上死点(TDC)及び吸気下死点(BDC)を記してある。図3の実線L1は、吸気弁5のリフト量が図1のリフト量のように小さく(以下、小リフトと称することがある。)、IVOが吸気上死点以降である。すなわち、吸気弁5が遅く開いている。実線L4が、実線L1の場合の吸気の流速である。図3の一点鎖線L2は、吸気弁5のリフト量が実線L1と同一の小リフトであるが、IVOが実線L1よりもさらに後である。一点鎖線L5が、一点鎖線L2の場合の吸気の流速である。図3の鎖線L3は、吸気弁5のリフト量が図2のリフト量のように大きく(以下、大リフトと称することがある。)、IVOが吸気上死点と同一である。鎖線L6が、鎖線L3の場合の吸気の流速である。また、αは、吸気弁5の開弁時に筒内に流入する吸気の流速が所定の閾値を超えて増大する領域を示している。さらに、βは、燃料を噴射する期間(燃料噴射期間)を示している。   FIG. 3 shows the relationship between the crank angle, the lift amount (L1 to L3) of the intake valve 5, and the flow velocity (L4 to L6) of the intake air. As a crank angle, an intake top dead center (TDC) and an intake bottom dead center (BDC) are shown. A solid line L1 in FIG. 3 indicates that the lift amount of the intake valve 5 is as small as the lift amount in FIG. 1 (hereinafter sometimes referred to as a small lift), and IVO is after the intake top dead center. That is, the intake valve 5 opens late. A solid line L4 is the flow velocity of the intake air in the case of the solid line L1. 3 is a small lift in which the lift amount of the intake valve 5 is the same as that of the solid line L1, but the IVO is further after the solid line L1. A one-dot chain line L5 is a flow velocity of the intake air in the case of the one-dot chain line L2. 3, the lift amount of the intake valve 5 is as large as the lift amount of FIG. 2 (hereinafter sometimes referred to as a large lift), and IVO is the same as the intake top dead center. A chain line L6 is the flow velocity of the intake air in the case of the chain line L3. Α indicates a region where the flow velocity of the intake air flowing into the cylinder when the intake valve 5 is opened exceeds a predetermined threshold. Furthermore, β represents a period during which fuel is injected (fuel injection period).

吸気弁5のリフト量が小リフトかつIVOが吸気上死点以降のときは、例えば、エンジン1の温度が外気温と同じかそれ以下の状態にある場合にエンジン1を始動する冷間始動時にあたる。また、吸気弁5のリフト量が大リフトかつIVOが吸気上死点と同一のときは、例えば、運転状態が高負荷時にあたる。   When the lift amount of the intake valve 5 is a small lift and the IVO is after intake top dead center, for example, during a cold start when the engine 1 is started when the temperature of the engine 1 is equal to or lower than the outside air temperature. It hits. Further, when the lift amount of the intake valve 5 is a large lift and IVO is the same as the intake top dead center, for example, the operating state corresponds to a high load.

次に、ECU10は、吸気弁5のリフト量及びIVOの動弁特性に応じて、燃料噴射弁7から燃料を噴射する開始時期(燃料噴射開始時期)を決定する。ECU10は、吸気弁5が開弁している期間に燃料を噴射する吸気同期噴射と、吸気弁5が開弁する前に燃料を噴射する吸気非同期噴射とを、切り替えて燃料の噴射を制御する。ECU10は、吸気同期噴射を実行するか否か、及び吸気同期噴射を実行する場合の燃料噴射開始時期を、図4に示すフローチャートで制御する。   Next, the ECU 10 determines the start timing (fuel injection start timing) for injecting fuel from the fuel injection valve 7 according to the lift amount of the intake valve 5 and the valve operating characteristics of the IVO. The ECU 10 controls fuel injection by switching between intake synchronous injection in which fuel is injected while the intake valve 5 is open and intake asynchronous injection in which fuel is injected before the intake valve 5 is opened. . The ECU 10 controls whether or not the intake synchronous injection is executed and the fuel injection start timing when the intake synchronous injection is executed according to the flowchart shown in FIG.

図4においてECU10は、ステップS1の「始め」にて、エンジン1の運転状態、吸気弁5のリフト量及びIVOを取得する。エンジン1の運転状態としては、エンジン1の冷却水の温度等が取得される。次のステップS2においてECU10は、ステップS1で取得した運転状態から、冷間始動時か否かを判断する。該当していない場合は、このフローチャートの制御を実行しない。   In FIG. 4, the ECU 10 acquires the operating state of the engine 1, the lift amount of the intake valve 5, and IVO at the “start” of step S <b> 1. As the operating state of the engine 1, the temperature of the cooling water of the engine 1 is acquired. In the next step S2, the ECU 10 determines whether or not it is during cold start from the operating state acquired in step S1. If not, the control of this flowchart is not executed.

一方、冷間始動時の場合はステップS3に進み、ECU10はステップS1で取得した吸気弁5のリフト量から、そのリフト量が小リフトか否かを判断する。そのリフト量が大リフトの場合は、このフローチャートの制御を実行しない。   On the other hand, in the case of the cold start, the process proceeds to step S3, and the ECU 10 determines whether or not the lift amount is a small lift from the lift amount of the intake valve 5 acquired in step S1. When the lift amount is a large lift, the control of this flowchart is not executed.

一方、そのリフト量が小リフトの場合はステップS4に進み、ECU10はステップS1で取得したIVOが、TDC以降か否かを判別する。IVOが、TDCより前の場合は、このフローチャートの制御を実行しない。   On the other hand, if the lift amount is a small lift, the process proceeds to step S4, and the ECU 10 determines whether or not the IVO acquired in step S1 is after TDC. When IVO is before TDC, the control of this flowchart is not executed.

一方、IVOが、TDC以降の場合はステップS5に進み、ECU10は燃料噴射開始時期X1を算出し、その算出により求まった燃料噴射開始時期X1を設定する。燃料噴射開始時期X1は、IVO、吸気弁5の開弁時に筒内に流入する吸気の流速が所定の閾値を超えて増大する領域をαとしたときに、下式(1)で算出される。   On the other hand, if the IVO is after TDC, the process proceeds to step S5, where the ECU 10 calculates the fuel injection start timing X1, and sets the fuel injection start timing X1 obtained by the calculation. The fuel injection start timing X1 is calculated by the following equation (1), where α is a region in which the flow velocity of the intake air flowing into the cylinder when the IVO and the intake valve 5 are opened exceeds a predetermined threshold. .

X1=IVO+α ・・・(1)   X1 = IVO + α (1)

次に、ステップS5においてECU10は、算出により求まった燃料噴射開始時期X1を設定する。そして、このフローチャートの制御を終了する。   Next, in step S5, the ECU 10 sets the fuel injection start timing X1 obtained by calculation. Then, the control of this flowchart ends.

以上の制御を行った後、ECU10は、その燃料噴射開始時期X1から燃料噴射期間β、燃料を噴射する。図4のフローチャートの制御を実行しない場合は、吸気非同期噴射により燃料を噴射する。このように、ECU10は、吸気弁5の開弁時に筒内に流入する吸気の流速が所定の閾値を超えて増大する領域αに吸気弁5の動弁特性が設定されたか否かを判別する動弁特性判別手段、及び動弁特性がその領域に設定されたと判断された場合、燃料噴射の開始時期を吸気弁5の開弁時期よりも動弁特性の設定状態に応じて遅角させる燃料噴射時期制御手段として機能する。   After performing the above control, the ECU 10 injects fuel from the fuel injection start timing X1 during the fuel injection period β. When the control of the flowchart of FIG. 4 is not executed, fuel is injected by intake asynchronous injection. As described above, the ECU 10 determines whether or not the valve operating characteristics of the intake valve 5 are set in the region α in which the flow velocity of the intake air flowing into the cylinder when the intake valve 5 is opened exceeds a predetermined threshold. When the valve characteristic determination means and the valve characteristic are determined to be set in that region, the fuel that delays the start timing of fuel injection from the valve opening timing of the intake valve 5 according to the setting state of the valve characteristics It functions as an injection timing control means.

図3に示すように、吸気弁5のリフト量が大リフトかつIVOが吸気上死点より前の場合(L6)よりも、吸気弁5のリフト量が小リフトかつIVOが吸気上死点以降の場合(L4及びL5)の方が、吸気弁5の開弁から閉弁までの筒内に流入する吸気の流速が概ね速くなる。また、吸気弁5のリフト量が小リフトかつIVOが吸気上死点以降の場合(L4及びL5)の燃料噴射開始時期X1を、吸気弁5の開弁時期よりも遅角させ、当該領域αを過ぎた後にすることができる。   As shown in FIG. 3, the lift amount of the intake valve 5 is smaller and the IVO is after the intake top dead center than when the lift amount of the intake valve 5 is the large lift and IVO is before the intake top dead center (L6). In the case of (L4 and L5), the flow rate of the intake air flowing into the cylinder from the opening to the closing of the intake valve 5 is generally increased. Further, when the lift amount of the intake valve 5 is a small lift and the IVO is after the intake top dead center (L4 and L5), the fuel injection start timing X1 is delayed from the opening timing of the intake valve 5, and the region α Can be done after.

第1の形態によれば、吸気弁5の開弁から閉弁までの筒内に流入する吸気の流速が概ね速くなるため、混合気の形成を促進することができる。また、当該領域αを過ぎた後に燃料の噴射を開始するので、気筒2の内壁面への燃料の飛散を低減することができる。これにより、HCの排出量を低減することができる。   According to the first mode, since the flow rate of the intake air flowing into the cylinder from the opening to the closing of the intake valve 5 is substantially increased, the formation of the air-fuel mixture can be promoted. Further, since the fuel injection is started after the region α has passed, the scattering of the fuel to the inner wall surface of the cylinder 2 can be reduced. Thereby, the discharge amount of HC can be reduced.

(第2の形態)
次に、図5を参照して本発明の第2の形態を説明する。図5は第2の形態に係る燃料噴射時期制御のフローチャートを示している。図4のフローチャートと共通する制御(S1〜S4)については、図5に同一の参照符号(S1〜S4)を付して説明を省略する。また、この形態の全体構成については、図1が参照される。
(Second form)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a flowchart of fuel injection timing control according to the second embodiment. Controls (S1 to S4) common to the flowchart of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals (S1 to S4) in FIG. Moreover, FIG. 1 is referred about the whole structure of this form.

図5のフローチャートについて説明する。図5のステップS1〜ステップS4については、図4のステップS1〜S4と共通するので、ECU10により図4と同一の制御がされる。そのため、ステップS4において、IVOが、TDCより前の場合は、図5のフローチャートの制御を実行しない。   The flowchart of FIG. 5 will be described. Since steps S1 to S4 in FIG. 5 are common to steps S1 to S4 in FIG. 4, the ECU 10 performs the same control as in FIG. Therefore, in step S4, when IVO is before TDC, the control of the flowchart of FIG. 5 is not executed.

一方、IVOが、TDC以降の場合はステップS10に進む。まず、ECU10は、燃料噴射終了時期Yを算出する。燃料噴射終了時期Yは、IVO、吸気弁5の開弁時に筒内に流入する吸気の流速が所定の閾値を超えて増大する領域をα、燃料噴射期間をβとしたときに、下式(2)で算出される。   On the other hand, if IVO is after TDC, the process proceeds to step S10. First, the ECU 10 calculates the fuel injection end timing Y. The fuel injection end timing Y is expressed by the following formula (IVO), where α is a region where the flow velocity of the intake air flowing into the cylinder when the intake valve 5 is opened exceeds a predetermined threshold value, and β is the fuel injection period. 2).

Y=IVO+α+β ・・・(2)   Y = IVO + α + β (2)

次に、ECU10は、燃料噴射終了時期Yが燃料噴射禁止期間に入るか否かを算出する。燃料噴射の終了時期が吸気行程の終盤に設定される燃料噴射禁止期間を、図6において説明する。図6には、図3で示した実線L1と実線L4を示し、クランク角度とHCの排出量との関係を実線L7にて示している。図6に示すように、HCの排出量は領域A2において急激に増加する。また、所定のクランク角度θとBDCとの間のHC排出量は、当該領域αのとき(図6のHC1)よりも、増加している。このクランク角度θからBDCまでが、燃料噴射禁止期間γである。   Next, the ECU 10 calculates whether or not the fuel injection end timing Y enters the fuel injection prohibition period. A fuel injection prohibition period in which the end timing of fuel injection is set at the end of the intake stroke will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the solid line L1 and the solid line L4 shown in FIG. 3 are shown, and the relationship between the crank angle and the HC discharge amount is shown by the solid line L7. As shown in FIG. 6, the amount of HC emission increases rapidly in the region A2. Further, the HC discharge amount between the predetermined crank angle θ and the BDC is larger than that in the region α (HC1 in FIG. 6). The crank angle θ to BDC is the fuel injection prohibition period γ.

図5に戻り、フローチャートの説明を続ける。ECU10は、燃料噴射終了時期Yが燃料噴射禁止期間γに入るか否かを算出する。これは、上式(2)で算出により求まった燃料噴射終了時期Yが、BDC、燃料噴射禁止期間をγとしたときに、下式(3)を満たすか否かで判断される。   Returning to FIG. 5, the description of the flowchart will be continued. The ECU 10 calculates whether or not the fuel injection end timing Y enters the fuel injection prohibition period γ. This is determined by whether or not the fuel injection end timing Y calculated by the above equation (2) satisfies the following equation (3) when the BDC and the fuel injection inhibition period are γ.

Y≦BDC−γ ・・・(3)   Y ≦ BDC−γ (3)

この上式(3)を満たす場合にはステップS11に進み、満たさない場合にはステップS12に進む。先にステップS11に進んだ場合を説明する。ECU10は燃料噴射開始時期X2を算出し、その算出により求まった燃料噴射開始時期X2を設定する。燃料噴射開始時期X2は、上式(1)と同様に、IVO、吸気弁5の開弁時に筒内に流入する吸気の流速が所定の閾値を超えて増大する領域をαとしたときに、下式(4)で算出される。   If the above equation (3) is satisfied, the process proceeds to step S11, and if not, the process proceeds to step S12. The case where it progresses to step S11 previously is demonstrated. The ECU 10 calculates the fuel injection start timing X2, and sets the fuel injection start timing X2 obtained by the calculation. As in the above equation (1), when the fuel injection start timing X2 is α, a region in which the flow rate of the intake air flowing into the cylinder when the IVO and the intake valve 5 are opened exceeds a predetermined threshold value is α. It is calculated by the following formula (4).

X2=IVO+α ・・・(4)   X2 = IVO + α (4)

次に、ステップS11においてECU10は、算出により求まった燃料噴射開始時期X2を設定する。そして、このフローチャートの制御を終了する。   Next, in step S11, the ECU 10 sets the fuel injection start timing X2 obtained by calculation. Then, the control of this flowchart ends.

続いて、上式(3)を満たさない場合にはステップS12に進む。即ち、燃料噴射終了時期Yが燃料噴射禁止期間γに入っている場合である。ECU10は、燃料噴射開始時期X3を算出し、その算出により求まった燃料噴射開始時期X3を設定する。燃料噴射開始時期X3は、BDC、燃料噴射期間をβ、燃料噴射禁止期間をγとしたときに、下式(5)で算出される。   Subsequently, when the above equation (3) is not satisfied, the process proceeds to step S12. That is, the fuel injection end timing Y is in the fuel injection prohibition period γ. The ECU 10 calculates the fuel injection start timing X3 and sets the fuel injection start timing X3 obtained by the calculation. The fuel injection start timing X3 is calculated by the following equation (5), where BDC, the fuel injection period is β, and the fuel injection prohibition period is γ.

X3=BDC−β−γ ・・・(5)   X3 = BDC−β−γ (5)

次に、ステップS12においてECU10は、算出により求まった燃料噴射開始時期X3を設定する。つまり、燃料噴射終了時期Yが燃料噴射禁止期間γに入らないように、燃料噴射終了時期Yが、ECU10により制限される。そして、このフローチャートの制御を終了する。   Next, in step S12, the ECU 10 sets the fuel injection start timing X3 obtained by calculation. That is, the ECU 10 limits the fuel injection end timing Y so that the fuel injection end timing Y does not enter the fuel injection prohibition period γ. Then, the control of this flowchart ends.

以上の制御を行った後、ECU10は、その燃料噴射開始時期X2、X3から燃料噴射期間β、燃料を噴射する。図5のフローチャートの制御を実行しない場合は、吸気非同期噴射により燃料を噴射する。このように、ECU10は、本発明の燃料噴射時期制御手段として機能する。   After performing the above control, the ECU 10 injects fuel from the fuel injection start timings X2 and X3 during the fuel injection period β. When the control of the flowchart of FIG. 5 is not executed, fuel is injected by intake asynchronous injection. Thus, the ECU 10 functions as the fuel injection timing control means of the present invention.

第2の形態によれば、ECU10により、燃料噴射禁止期間γに入らないように、燃料噴射終了時期Yを制限することができる。そのため、筒内に流入する吸気の流速により混合気の形成をすることができる。これにより、HCの排出量を低減することができる。   According to the second mode, the ECU 10 can limit the fuel injection end timing Y so as not to enter the fuel injection prohibition period γ. Therefore, the air-fuel mixture can be formed by the flow rate of the intake air flowing into the cylinder. Thereby, the discharge amount of HC can be reduced.

本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。図7は、吸気弁の開弁時期と燃料噴射開始時期との関係を示している。図7に示すように、燃料噴射期間β1のとき、燃料噴射開始時期X4から燃料を噴射しても燃料噴射終了時期Yが燃料噴射禁止期間γに入ることはない。しかし、燃料噴射の圧力を低下させた場合又はエタノール等の燃料を使用した場合等により、燃料噴射期間β1が増加することがある。例えば、図7に示すように、上記の理由により燃料噴射期間β2となったとき、燃料噴射開始時期X4から燃料を噴射すると燃料噴射終了時期Yが燃料噴射禁止期間γに入ってしまう。このような場合には、燃料噴射終了時期Yが燃料噴射禁止期間γに入らないように、燃料噴射期間βに応じて燃料噴射開始時期X4を遅角させ、燃料噴射開始時期X5から燃料を噴射してもよい。つまり、燃料噴射禁止期間γに入らないように、燃料噴射期間β2に応じて、燃料噴射の開始時期に関する遅角量の最大値をECU10により制限してもよい。ECU10は、燃料噴射時期制御手段として機能する。この態様によれば、燃料噴射期間β1が増加した場合でも、燃料噴射終了時期Yが燃料噴射禁止期間γに入ることはない。そのため、筒内に流入する吸気の流速により混合気の形成をすることができる。これにより、HCの排出量を低減することができる。   This invention is not limited to each form mentioned above, It can implement with a various form. FIG. 7 shows the relationship between the valve opening timing of the intake valve and the fuel injection start timing. As shown in FIG. 7, during the fuel injection period β1, the fuel injection end timing Y does not enter the fuel injection prohibition period γ even if fuel is injected from the fuel injection start timing X4. However, the fuel injection period β1 may increase due to a decrease in fuel injection pressure or the use of fuel such as ethanol. For example, as shown in FIG. 7, when the fuel injection period β2 is reached for the above reason, if fuel is injected from the fuel injection start timing X4, the fuel injection end timing Y enters the fuel injection prohibition period γ. In such a case, the fuel injection start timing X4 is retarded according to the fuel injection period β so that the fuel injection end timing Y does not enter the fuel injection prohibition period γ, and fuel is injected from the fuel injection start timing X5. May be. That is, the maximum value of the retard amount related to the fuel injection start timing may be limited by the ECU 10 in accordance with the fuel injection period β2 so as not to enter the fuel injection prohibition period γ. The ECU 10 functions as fuel injection timing control means. According to this aspect, even when the fuel injection period β1 increases, the fuel injection end timing Y does not enter the fuel injection prohibition period γ. Therefore, the air-fuel mixture can be formed by the flow rate of the intake air flowing into the cylinder. Thereby, the discharge amount of HC can be reduced.

図8は、運転状態に応じて、吸気弁のリフト量と燃料噴射開始時期との変更時期の関係を示している。例えば、冷間始動時においても車両の運転者による急加速等の要求があった場合、高負荷(吸気弁5のリフト量を大リフトにし、吸気量を増やす)に移行しなければならず、かつ、この場合には運転の応答性及び円滑性が要求される。そのため、吸気弁5のリフト量(吸気量)及び燃料噴射開始時期(吸気同期噴射と吸気非同期噴射との切り替えの時期)による空燃比の荒れ、特に吸気弁5のリフト量と燃料噴射開始時期との同時変更を抑制する必要がある。   FIG. 8 shows the relationship between the change amount of the lift amount of the intake valve and the fuel injection start time according to the operating state. For example, if there is a request for rapid acceleration by the driver of the vehicle even during cold start, the load must be shifted to a high load (the lift amount of the intake valve 5 is increased to increase the intake amount) In this case, driving responsiveness and smoothness are required. Therefore, the air-fuel ratio is deteriorated due to the lift amount (intake amount) of the intake valve 5 and the fuel injection start timing (the timing of switching between intake-synchronous injection and intake-asynchronous injection), particularly the lift amount of the intake valve 5 and the fuel injection start timing. It is necessary to suppress simultaneous changes.

運転者の要求が、低負荷時から高負荷時への切り替えの場合は、図8の左側(低負荷→高負荷切替時)のように制御してもよい。この場合の吸気弁5のリフト量と燃料噴射開始時期との変更時期について、以下に説明する。低負荷から高負荷に切り替わるまでのt1からt2までは、吸気弁5のリフト量を小リフトとし、吸気同期噴射を行う。次に、t2からt3までの一定期間においては、吸気弁5のリフト量をt2時の小リフトからt3時の大リフトにする。そのため、リフト量が徐々に大きくなるように、吸気弁5を可変動弁機構6により駆動させる。続いて、吸気弁5のリフト量が大リフトになったt3時から、吸気同期噴射から吸気非同期噴射に、ECU10により変更する。そして、t4の高負荷時には、吸気弁5のリフト量が大リフトであって、かつ、吸気非同期噴射が行われる。以上の制御によれば、空燃比の荒れを抑制することができる。これにより、HCの排出量を抑制できる。   When the driver's request is switching from a low load to a high load, control may be performed as shown on the left side of FIG. 8 (low load → high load switching). The timing for changing the lift amount of the intake valve 5 and the fuel injection start timing in this case will be described below. From t1 to t2 until the load is switched from the low load to the high load, the lift amount of the intake valve 5 is set to a small lift, and the intake synchronous injection is performed. Next, during a certain period from t2 to t3, the lift amount of the intake valve 5 is changed from a small lift at t2 to a large lift at t3. Therefore, the intake valve 5 is driven by the variable valve mechanism 6 so that the lift amount gradually increases. Subsequently, from t3 when the lift amount of the intake valve 5 becomes a large lift, the ECU 10 changes from intake synchronous injection to intake asynchronous injection. When the load is high at t4, the lift amount of the intake valve 5 is a large lift and the intake asynchronous injection is performed. According to the above control, it is possible to suppress the rough air-fuel ratio. Thereby, the discharge amount of HC can be suppressed.

また、運転者の要求が、高負荷時から低負荷時への切り替えの場合は、図8の右側(高負荷→低負荷切替時)のように制御してもよい。この場合の吸気弁5のリフト量と燃料噴射開始時期との変更時期について、以下に説明する。高負荷から低負荷に切り替わるまでのt6からt7までは、吸気弁5のリフト量を大リフトとし、吸気非同期噴射を行う。次に、t7からt8までの一定期間においては、吸気非同期噴射から吸気同期噴射に、ECU10により変更する。続いて、吸気弁5のリフト量をt8時の大リフトから小リフトになるようにする。そのため、リフト量が徐々に小さくなるように、吸気弁5を可変動弁機構6により駆動させる。そして、t9の低負荷時には、吸気弁5のリフト量が小リフトであって、かつ、吸気同期噴射が行われる。なお、高負荷時から低負荷時への切り替えの場合に、吸気弁5のリフト量を所定の量よりも小さくしてから、吸気同期噴射に切り替えてしまうと、空燃比の荒れが発生する。以上の制御によれば、空燃比の荒れを抑制することができる。これにより、HCの排出量を抑制できる。   Further, when the driver's request is switching from a high load to a low load, the control may be performed as shown on the right side of FIG. 8 (from high load to low load). The timing for changing the lift amount of the intake valve 5 and the fuel injection start timing in this case will be described below. From t6 to t7 until the load is switched from the high load to the low load, the lift amount of the intake valve 5 is set to a large lift and the intake asynchronous injection is performed. Next, in a certain period from t7 to t8, the ECU 10 changes from intake asynchronous injection to intake synchronous injection. Subsequently, the lift amount of the intake valve 5 is changed from a large lift at t8 to a small lift. Therefore, the intake valve 5 is driven by the variable valve mechanism 6 so that the lift amount gradually decreases. When the load is low at t9, the lift amount of the intake valve 5 is a small lift and intake synchronous injection is performed. In the case of switching from a high load to a low load, if the lift amount of the intake valve 5 is made smaller than a predetermined amount and then switched to intake synchronous injection, the air-fuel ratio becomes rough. According to the above control, it is possible to suppress the rough air-fuel ratio. Thereby, the discharge amount of HC can be suppressed.

2 気筒
4 吸気ポート
5 吸気弁
6 可変動弁機構
7 燃料噴射弁
10 エンジンコントロールバルブ(ECU、動弁特性判別手段、燃料噴射時期制御手段)
2 cylinder 4 intake port 5 intake valve 6 variable valve mechanism 7 fuel injection valve 10 engine control valve (ECU, valve characteristic discriminating means, fuel injection timing control means)

Claims (2)

吸気弁の位相角及びリフト量を含む動弁特性が変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関に適用される燃料噴射制御装置であって、
前記吸気弁の開弁時に筒内に流入する吸気の流速が所定の閾値を超えて増大する領域に前記吸気弁の動弁特性が設定されたか否かを判別する動弁特性判別手段と、
前記動弁特性が前記領域に設定されたと判断された場合、燃料噴射の開始時期を前記吸気弁の開弁時期よりも前記動弁特性の設定状態に応じて遅角させる燃料噴射時期制御手段と、
を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置。
A fuel injection control device applied to an internal combustion engine having a variable valve mechanism capable of changing valve characteristics including a phase angle and a lift amount of an intake valve,
A valve characteristic discriminating means for discriminating whether or not the valve valve characteristic of the intake valve is set in a region where the flow velocity of the intake air flowing into the cylinder when the intake valve is opened exceeds a predetermined threshold; and
Fuel injection timing control means for retarding the start timing of fuel injection from the valve opening timing of the intake valve according to the set state of the valve timing when it is determined that the valve timing characteristic is set in the region; ,
A fuel injection control device for an internal combustion engine.
前記燃料噴射時期制御手段は、燃料噴射の終了時期が吸気行程の終盤に設定される燃料噴射禁止期間に入らないように、前記燃料噴射の終了時期を制限する請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。   2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injection timing control means limits the end timing of the fuel injection so that the end timing of the fuel injection does not enter a fuel injection prohibition period set at the end of the intake stroke. Fuel injection control device.
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