JP2012112314A - Internal combustion engine control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、車両に搭載される内燃機関の制御を実行するのに好適な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control apparatus, and more particularly to an internal combustion engine control apparatus suitable for executing control of an internal combustion engine mounted on a vehicle.
従来、例えば特許文献1(特開平10−299563号公報)に開示されるように、気筒内に燃料を直接噴射する直噴インジェクタと、気筒内の燃焼圧を検出する筒内圧センサとを備えた内燃機関が知られている。また、特許文献1には、筒内圧センサで検出された燃焼圧力波形に基づいて失火を判定し、次回サイクルにおける燃料噴射量を補正する制御装置が開示されている。
Conventionally, for example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-299563), a direct injection injector that directly injects fuel into a cylinder and an in-cylinder pressure sensor that detects combustion pressure in the cylinder are provided. Internal combustion engines are known.
ところで、所定の条件が成立した場合に内燃機関を自動始動または自動停止するアイドリングストップ機能を備えた車両が知られている。このような車両では、アイドリングストップからの再始動時において、初回噴射の際に適正な燃料噴射量が噴射されない場合がある。理由として、デポジット堆積による直噴インジェクタの噴孔詰まりや、重質燃料使用時の燃料の噴霧悪化等が考えられる。このような場合には、内燃機関の始動性が悪化してしまうという問題がある。 By the way, a vehicle having an idling stop function for automatically starting or stopping an internal combustion engine when a predetermined condition is satisfied is known. In such a vehicle, at the time of restart from the idling stop, an appropriate fuel injection amount may not be injected at the time of the first injection. Possible reasons include clogging of the injection hole of the direct injection due to deposit accumulation and fuel spray deterioration when heavy fuel is used. In such a case, there is a problem that the startability of the internal combustion engine is deteriorated.
この問題に対して、上記特許文献1の制御装置を適用しても、燃料噴射量を補正できるのは次回サイクルであるため、内燃機関の始動性が十分とは言えない。
With respect to this problem, even if the control device of
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、高い始動性を確保することができる内燃機関の制御装置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 an object thereof is to provide a control device for an internal combustion engine that can ensure high startability.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する直噴インジェクタと、
前記気筒内の燃焼圧を取得する筒内圧取得手段と、
前記内燃機関のクランク角を取得するクランク角取得手段と、
前記筒内圧取得手段により取得された点火後火炎伝播中のクランク角(以下、点火後クランク角という)における燃焼圧を、単位クランク角で除算して燃焼速度を算出する燃焼速度算出手段と、
前記燃焼速度が、前記点火後クランク角における正常燃焼時の基準燃焼速度よりも低いか否かを判定する燃焼速度判定手段と、
前記燃焼速度が前記基準燃焼速度よりも低い場合に、前記燃焼速度が算出されたサイクルと同サイクルにおいて、現燃焼気筒に追加燃料量を噴射する現燃焼気筒補正手段と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
A direct injection injector that directly injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine;
In-cylinder pressure acquisition means for acquiring the combustion pressure in the cylinder;
Crank angle acquisition means for acquiring a crank angle of the internal combustion engine;
A combustion speed calculating means for calculating a combustion speed by dividing a combustion pressure at a crank angle during propagation of a flame after ignition acquired by the in-cylinder pressure acquiring means (hereinafter referred to as a crank angle after ignition) by a unit crank angle;
Combustion speed determination means for determining whether or not the combustion speed is lower than a reference combustion speed during normal combustion at the crank angle after ignition;
Current combustion cylinder correction means for injecting an additional amount of fuel into the current combustion cylinder in the same cycle as the cycle in which the combustion speed is calculated when the combustion speed is lower than the reference combustion speed, To do.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記基準燃焼速度と前記燃焼速度との偏差が大きいほど、前記追加燃料量を大きく算出する追加燃料量算出手段、を更に備えることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The apparatus further comprises an additional fuel amount calculating means for calculating the additional fuel amount as the deviation between the reference combustion rate and the combustion rate increases.
また、第3の発明は、第1又は第2の発明において、
前記点火後クランク角が膨張行程における下死点前かつ排気バルブ開弁前であるという条件が成立するか否かを判定する点火後クランク角判定手段と、
前記燃焼速度が前記基準燃焼速度よりも低い場合、かつ、前記条件が成立しない場合に、次燃焼気筒における基本噴射量に所定の燃料量を増量補正する次燃焼気筒補正手段と、を更に備え、
前記現燃焼気筒補正手段は、前記燃焼速度が前記基準燃焼速度よりも低い場合、かつ、前記条件が成立する場合に、前記燃焼速度が算出されたサイクルと同サイクルにおいて、現燃焼気筒に前記追加燃料量を噴射すること、を特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
A post-ignition crank angle determining means for determining whether a condition that the post-ignition crank angle is before bottom dead center and before exhaust valve opening in the expansion stroke is satisfied;
And further comprising a next combustion cylinder correcting means for correcting a predetermined amount of fuel to be increased to a basic injection amount in the next combustion cylinder when the combustion speed is lower than the reference combustion speed and the condition is not satisfied,
The current combustion cylinder correction means adds the current combustion cylinder to the current combustion cylinder in the same cycle as the cycle in which the combustion speed is calculated when the combustion speed is lower than the reference combustion speed and the condition is satisfied. Injecting the amount of fuel.
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明のいずれかにおいて、
前記次燃焼気筒補正手段により増量補正される所定の燃料量は、前記追加燃料量と同量であることを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The predetermined fuel amount that is corrected to be increased by the next combustion cylinder correcting means is the same as the additional fuel amount.
また、第5の発明は、第1の発明において、
正常燃焼時における点火時のクランク角から前記点火後クランク角までの間の燃焼圧の積算値を予め記憶する記憶手段と、
前記筒内圧取得手段により取得される点火時のクランク角から前記点火後クランク角までの間の燃焼圧の積算値を算出する算出手段と、
前記記憶手段に記憶された積算値と、前記算出手段により算出された積算値との偏差が大きいほど前記追加燃料量を大きく算出する手段と、を更に備えることを特徴とする。
The fifth invention is the first invention, wherein
Storage means for storing in advance an integrated value of the combustion pressure from the crank angle at the time of ignition during normal combustion to the crank angle after ignition;
Calculating means for calculating an integrated value of the combustion pressure from the crank angle at the time of ignition acquired by the in-cylinder pressure acquiring means to the crank angle after ignition;
And a means for calculating the additional fuel amount to be larger as the deviation between the integrated value stored in the storage means and the integrated value calculated by the calculating means is larger.
また、第6の発明は、第1乃至第5の発明のいずれかにおいて、
前記筒内圧取得手段は、筒内圧センサであること、を特徴とする。
According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions,
The in-cylinder pressure acquisition means is an in-cylinder pressure sensor.
第1の発明によれば、点火後火炎伝播中のクランク角における燃焼圧を単位クランク角で除算して燃焼速度を算出し、この燃焼速度が正常燃焼時の基準燃焼速度よりも低い場合に、同サイクル中で現燃焼気筒に追加燃料量を噴射する。同サイクル中に2回目の燃料噴射がされることにより、同サイクルで必要なトルクを確保することができる。このため、本発明によれば、高い始動性を確保することができる。また、追加燃料量を噴射することにより失火を回避し、エミッションの向上を図ることができる。 According to the first invention, the combustion pressure at the crank angle during flame propagation after ignition is divided by the unit crank angle to calculate the combustion speed, and when this combustion speed is lower than the reference combustion speed during normal combustion, An additional amount of fuel is injected into the current combustion cylinder during the same cycle. By performing the second fuel injection during the same cycle, it is possible to secure the torque necessary for the same cycle. For this reason, according to the present invention, high startability can be ensured. Further, by injecting the additional fuel amount, misfire can be avoided and emission can be improved.
第2の発明によれば、基準燃焼速度と燃焼速度との偏差が大きいほど、追加燃料量を大きく算出する。そのため、燃焼速度が不足している場合ほど、2回目の燃料噴射量を増量することができる。 According to the second aspect of the invention, the larger the deviation between the reference combustion speed and the combustion speed, the larger the additional fuel amount is calculated. Therefore, the second fuel injection amount can be increased as the combustion speed is insufficient.
第3の発明によれば、燃焼速度が基準燃焼速度よりも低い場合、かつ、点火後クランク角が膨張行程における下死点前かつ排気バルブ開弁前である場合に、同サイクル中で現燃焼気筒に追加燃料量を噴射することができる。そのため、トルクが得られるクランク角期間において、追加燃料量を噴射することができる。
一方で、第3の発明によれば、点火後クランク角が膨張行程における下死点前でない、又は、排気バルブ開弁前でない場合には、現燃焼気筒における追加燃料量の噴射を実施せずに、次燃焼気筒における基本噴射量に所定の燃料量を増量補正することができる。そのため、始動性の悪化を最小限に抑えることができる。
According to the third invention, when the combustion speed is lower than the reference combustion speed, and when the crank angle after ignition is before the bottom dead center in the expansion stroke and before the exhaust valve is opened, the current combustion is performed in the same cycle. An additional amount of fuel can be injected into the cylinder. Therefore, the additional fuel amount can be injected during the crank angle period in which torque is obtained.
On the other hand, according to the third invention, when the crank angle after ignition is not before the bottom dead center in the expansion stroke or before the exhaust valve is opened, the injection of the additional fuel amount in the current combustion cylinder is not performed. In addition, the predetermined fuel amount can be corrected to be increased to the basic injection amount in the next combustion cylinder. As a result, the deterioration of startability can be minimized.
第4の発明によれば、現燃焼気筒補正手段における追加燃料量を、次燃焼気筒補正手段により増量補正される所定の燃料量とすることができる。そのため、計算量の増大を抑制することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the additional fuel amount in the current combustion cylinder correction unit can be set to a predetermined fuel amount that is increased and corrected by the next combustion cylinder correction unit. Therefore, an increase in calculation amount can be suppressed.
第5の発明によれば、正常燃焼時における点火時のクランク角から点火後クランク角までの間の燃焼圧の積算値と、筒内圧取得手段により取得される点火時のクランク角から点火後クランク角までの間の燃焼圧の積算値との偏差が大きいほど追加燃料量を大きく算出する。そのため、トルクが不足している場合ほど、2回目の燃料噴射量を増量することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the post-ignition crank is calculated from the integrated value of the combustion pressure from the crank angle at the time of ignition during normal combustion to the crank angle after ignition and the crank angle at the time of ignition acquired by the in-cylinder pressure acquisition means. The additional fuel amount is calculated to be larger as the deviation from the integrated value of the combustion pressure up to the corner increases. Therefore, the second fuel injection amount can be increased as the torque becomes insufficient.
第6の発明によれば、筒内圧センサを備えることにより、燃焼圧をリアルタイムに検出することが可能となる。 According to the sixth aspect, by providing the in-cylinder pressure sensor, the combustion pressure can be detected in real time.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施の形態.
[システム構成]
図1は、本発明の実施の形態のシステム構成を説明するための概略構成図である。図1に示すシステムは、内燃機関(以下、単にエンジンという。)10を備えている。図1に示すエンジン10は、点火プラグ12を備えた火花点火式の4ストロークエンジンである。エンジン10は、気筒内に燃料を直接噴射する直噴インジェクタ14を備えた筒内直噴エンジンでもある。
Embodiment.
[System configuration]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining a system configuration according to an embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as an engine) 10. An
図1では1つの気筒のみが描かれているが、車両用のエンジン10は、一般的に複数の気筒から構成されている。各気筒の直噴インジェクタ14には、図示省略する共通のデリバリーパイプが接続されている。デリバリーパイプには、図示省略する燃料タンクが接続されている。デリバリーパイプには、燃料タンクから供給される燃料圧力を検出するための燃圧センサ15が設けられている。
Although only one cylinder is depicted in FIG. 1, the
また、各気筒には筒内圧(燃焼圧)を検出するための筒内圧センサ(CPS:Combustion Pressure Sensor)16が取り付けられている。また、エンジン10には、クランク角θに応じて信号CAを出力するクランク角センサ18が取り付けられている。
Each cylinder is provided with a cylinder pressure sensor (CPS: Combustion Pressure Sensor) 16 for detecting the cylinder pressure (combustion pressure). Further, the
エンジン10の吸気系には、各気筒に接続された吸気通路20が設けられている。吸気通路20の入口には、エアクリーナ22が設けられている。エアクリーナ22の下流には、吸気通路20に吸入される空気の流量に応じた信号GAを出力するエアフローメータ24が取り付けられている。エアフローメータ24の下流には、電子制御式のスロットルバルブ26が設けられている。スロットルバルブ26の近傍には、スロットルバルブ26の開度に応じた信号TAを出力するスロットル開度センサ27が取り付けられている。スロットルバルブ26の下流には、サージタンク28が設けられている。サージタンク28の近傍には、吸気圧を測定するための吸気圧センサ30が取り付けられている。
An
エンジン10の排気系には、各気筒に接続された排気通路32が設けられている。排気通路32には触媒34が設けられている。触媒としては、例えば、三元触媒、NOx触媒等が用いられる。
An
エンジン10の制御系には、ECU(Electronic Control Unit)50が設けられている。ECU50の入力部には、上述した筒内圧センサ16、クランク角センサ18、エアフローメータ24、スロットル開度センサ27、吸気圧センサ30等の各種センサが接続されている。また、ECU50の出力部には、上述した点火プラグ12、直噴インジェクタ14、スロットルバルブ26等の各種アクチュエータが接続されている。ECU50は、入力された各種の情報に基づいて、エンジン10の運転状態を制御する。また、ECU50は、クランク角センサ18の信号CAから、エンジン回転数(単位時間当たり回転数)や、ピストンの位置によって決まる筒内容積Vを計算することができる。
An ECU (Electronic Control Unit) 50 is provided in the control system of the
また、ECU50は、所定のエンジン停止条件が成立した場合にエンジン10を自動停止させ、エンジン10の停止中に所定のエンジン始動条件が成立した場合にエンジン10を自動始動させるアイドリングストップ制御装置を備えている。
The
ECU50は、エンジン回転数、負荷、吸入空気量等に基づいて、運転状態に応じた目標空燃比を満たす適正な燃料噴射量を算出し、直噴インジェクタ14に噴射させる。アイドリングストップからの再始動時においても、ECU50は適正な燃料噴射量を算出する。しかしながら、再始動時の初回噴射の際に適正な燃料噴射量が噴射されない場合がある。その理由として、デポジット堆積による直噴インジェクタの噴孔詰まりや、重質燃料使用時の燃料の噴霧悪化等が考えられる。このような場合には、始動性の悪化、及び失火によるエミッションの悪化が懸念される。
The
図2は、所定の運転状態におけるP‐V線図である。図2の線60は、通常の運転において正常燃焼する場合のP‐V線図を表している。線62は、アイドリングストップからの再始動時において正常燃焼する場合のP‐V線図を表している。アイドリングストップからの再始動時に適正な燃料噴射量が噴射され、正常燃焼した場合には、線62に表されるように筒内圧が上昇する。
FIG. 2 is a PV diagram in a predetermined operation state. A
次に、図3、図4を参照して、アイドリングストップからの再始動時において正常燃焼する場合と、正常燃焼しない場合の燃焼速度の違いについて説明する。図3は、図2の領域aを拡大した拡大図である。図4は、図3の領域b(クランク角θ1)における燃焼速度を示す図である。なお、燃焼速度は、筒内圧をP、クランク角をθとして、単位クランク角当たりの筒内圧の圧力変化率dP/dθで表される。 Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, a difference in combustion speed between normal combustion and non-normal combustion at the time of restart from idling stop will be described. FIG. 3 is an enlarged view of a region a in FIG. FIG. 4 is a diagram showing the combustion speed in the region b (crank angle θ1) of FIG. The combustion speed is represented by a pressure change rate dP / dθ of the in-cylinder pressure per unit crank angle, where P is the in-cylinder pressure and θ is the crank angle.
図3、図4に示す燃焼速度αは、アイドリングストップからの再始動時に目標空燃比に応じた適正な燃料噴射量が噴射されて正常燃焼する場合のクランク角θ1における燃焼速度を表している。一方、燃焼速度βは、アイドリングストップからの再始動時に目標空燃比に応じた適正な燃料噴射量が噴射されず、失火の可能性がある場合や燃焼速度が不十分である場合のクランク角θ1における燃焼速度を表している。 The combustion speed α shown in FIGS. 3 and 4 represents the combustion speed at the crank angle θ1 when a proper fuel injection amount corresponding to the target air-fuel ratio is injected and normal combustion is performed at the time of restart from idling stop. On the other hand, when the combustion speed β is restarted from the idling stop, an appropriate fuel injection amount corresponding to the target air-fuel ratio is not injected, and there is a possibility of misfire or a crank angle θ1 when the combustion speed is insufficient. Represents the burning rate.
図3に示すとおり、燃焼速度αでは、線62に示すように筒内圧が変化する。これに対し、燃焼速度αよりも小さい燃焼速度βでは、線64に示すように筒内圧が変化する。このため、燃焼速度βの場合には、P‐V線図の面積で表されるトルク(仕事量)が十分に得られないこととなる。これでは、現サイクルにおいて十分なトルクが得られないため、始動性が悪化することとなる。
As shown in FIG. 3, at the combustion speed α, the in-cylinder pressure changes as indicated by the
そこで、本実施形態のシステムでは、リアルタイムに筒内圧を検出できる筒内圧センサ16を用いて、点火直後の火炎伝播中における燃焼速度を算出し、燃焼速度不足と判断する場合には、クランク角が膨張行程の下死点(BDC:Bottom Dead Center)かつ排気バルブ開弁前の同サイクル中において、2回目の燃料噴射を実施することとした。
Therefore, in the system of the present embodiment, the in-
より具体的な制御の概要について図5、図6を用いて説明する。図5は、現サイクル中に2回目の燃料噴射をする場合のトルク変動について説明するための図である。線66は、アイドリングストップからの再始動時に目標空燃比に応じた適正な燃料噴射量が噴射されず、失火の可能性がある場合や燃焼速度が不十分である場合に、2回目の燃料噴射を実施した場合のP‐V線図である。
A more specific outline of control will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram for explaining torque fluctuation when the second fuel injection is performed during the current cycle.
現サイクルにおいて、必要なトルクを確保するためには、アイドリングストップからの再始動時に正常燃焼する場合(図5の線62)に比して不足している領域Aの面積を補うように、2回目の燃料噴射を実施して線66における領域Bの面積を増やし、領域Aと領域Bとを一致させる必要がある。
In order to ensure the required torque in the current cycle, 2 2 is used to compensate for the area A that is insufficient compared to the case where normal combustion occurs when restarting from the idling stop (
図6は、2回目の燃料噴射を実施した場合の筒内圧の変化、及び燃焼速度とトルクの関係を示す図である。図6(A)に示す燃焼速度α1は、アイドリングストップからの再始動時に目標空燃比に応じた適正な燃料噴射量f1が噴射されず、失火の可能性がある場合や燃焼速度が不十分である場合のクランク角θ1における燃焼速度を表している(図3の燃焼速度βと同様)。図6(A)に示す例では、燃焼速度α1は、線62における燃焼速度α(図3)よりも低いため、必要なトルクを確保すべくクランク角θ2において追加燃料量を噴射している。
FIG. 6 is a diagram showing a change in the in-cylinder pressure when the second fuel injection is performed, and a relationship between the combustion speed and the torque. The combustion speed α1 shown in FIG. 6 (A) is the case where there is a possibility of misfire or the combustion speed is insufficient when the appropriate fuel injection amount f1 corresponding to the target air-fuel ratio is not injected when restarting from the idling stop. The combustion speed at a certain crank angle θ1 is shown (similar to the combustion speed β in FIG. 3). In the example shown in FIG. 6A, since the combustion speed α1 is lower than the combustion speed α (FIG. 3) on the
次に、追加燃料量の算出方法について説明する。燃焼後、冷損が同じならば排気バルブ開弁時期(EVO)までに発生するトルクは燃焼速度(dP/dθ)に比例する(図6(B))。そこで、燃焼速度αと燃焼速度α1との偏差に応じた2回目の燃料噴射量f2を追加燃料量として算出する。具体的には、ECU50は、クランク角θ2において、燃焼速度αと燃焼速度α1との偏差が大きいほど、2回目の燃料噴射量f2が大きくなる関係を有するf2関係マップを予め記憶している。ECU50は、このf2関係マップから偏差に応じた燃料噴射量f2を算出する。
Next, a method for calculating the additional fuel amount will be described. If the cooling loss is the same after combustion, the torque generated up to the exhaust valve opening timing (EVO) is proportional to the combustion speed (dP / dθ) (FIG. 6B). Therefore, the second fuel injection amount f2 corresponding to the deviation between the combustion speed α and the combustion speed α1 is calculated as the additional fuel amount. Specifically, the
このように、本実施形態の制御では、点火直後の火炎伝播中のクランク角θ1における燃焼速度α1を算出し、燃焼速度が不足(α1<α)する場合には、同サイクル中の膨張行程の下死点かつ排気バルブ開弁前のクランク角θ2において、燃焼速度αとα1との偏差に応じた燃料噴射量f2を追加して噴射することとした。 Thus, in the control of this embodiment, the combustion speed α1 at the crank angle θ1 during flame propagation immediately after ignition is calculated, and when the combustion speed is insufficient (α1 <α), the expansion stroke in the same cycle is calculated. The fuel injection amount f2 corresponding to the deviation between the combustion speeds α and α1 is additionally injected at the bottom dead center and the crank angle θ2 before the exhaust valve is opened.
図7は、上述の動作を実現するために、ECU50が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本制御ルーチンは、アイドリングストップからの再始動時における最初の燃焼気筒において実行される。図7に示すルーチンでは、まず、ECU50は、アイドリングストップからの再始動時に目標空燃比に応じた適正な燃料噴射量f1を算出し、直噴インジェクタ14に噴射させる(ステップS100)。
FIG. 7 is a flowchart of a control routine executed by the
ECU50は、燃料噴射量f1を噴射させる制御後、所定クランク角(例えば、MBT:Minimum Advance for Best Torque)において点火プラグ12に燃料を点火させる(ステップS110)。その後、ECU50は、点火直後の火炎伝播中の所定クランク角(クランク角θ1)において、燃焼状態指標としての燃焼速度α1(dP/dθ)を算出する(ステップS120)。
After the control for injecting the fuel injection amount f1, the
現サイクルのクランク角θ1における燃焼速度α1が、アイドリングストップからの再始動時に目標空燃比に応じた適正な燃料噴射量f1が噴射され正常燃焼する場合のクランク角θ1における燃焼速度αよりも大きいか否かが判定される(ステップS130)。ステップS130の判定条件が成立する場合には、その後、本ルーチンの処理は終了される。 Whether the combustion speed α1 at the crank angle θ1 in the current cycle is larger than the combustion speed α at the crank angle θ1 when the proper fuel injection amount f1 corresponding to the target air-fuel ratio is injected and normal combustion is performed at the restart from the idling stop. It is determined whether or not (step S130). If the determination condition in step S130 is satisfied, then the processing of this routine is terminated.
一方、ステップS130の判定条件が成立しない場合には、燃料噴射量f1を満たさない噴射であったと判断できる。そこで、ECU50は、追加燃料量として2回目の燃料噴射量f2を算出する。燃料噴射量f2は、上述したf2関係マップを用いて、燃焼速度αとα1の偏差に基づいて算出される(ステップS140)。
On the other hand, when the determination condition of step S130 is not satisfied, it can be determined that the injection does not satisfy the fuel injection amount f1. Therefore, the
次に、燃圧が設定値以上に上昇しており、クランク角θが膨張行程の下死点かつ排気バルブ開弁前であるか否かが判定される(ステップS150)。設定値として、燃料性状に応じて十分な噴霧圧力を確保できる値が設定されている。また、クランク角θとして、例えば、上述した図6のクランク角θ2に設定されている。ステップS150の判定条件が成立する場合には、同サイクル中の現燃焼気筒において、2回目の燃料噴射として燃料噴射量f2が噴射される(ステップS160)。 Next, it is determined whether or not the fuel pressure has risen above the set value and the crank angle θ is at the bottom dead center of the expansion stroke and before the exhaust valve is opened (step S150). As the set value, a value that can ensure a sufficient spray pressure is set according to the fuel properties. Further, as the crank angle θ, for example, the crank angle θ2 of FIG. 6 described above is set. When the determination condition in step S150 is satisfied, the fuel injection amount f2 is injected as the second fuel injection in the current combustion cylinder in the same cycle (step S160).
一方、ステップS150の判定条件が成立しない場合には、現燃焼気筒では同サイクル中に2回目の燃料噴射を実施できないと判断できる。この場合には、次燃焼気筒の基本噴射量に燃料噴射量f2を増量補正して、次燃焼気筒における燃料噴射量f1とする。なお、次燃焼気筒とは、複数気筒のうち次に燃焼行程が行われる気筒であり、基本噴射量は、次燃焼気筒における目標空燃比に応じた適正な燃料噴射量である。 On the other hand, if the determination condition in step S150 is not satisfied, it can be determined that the second combustion injection cannot be performed in the current combustion cylinder during the same cycle. In this case, the fuel injection amount f2 is corrected to increase to the basic injection amount of the next combustion cylinder to obtain the fuel injection amount f1 in the next combustion cylinder. The next combustion cylinder is a cylinder in which a combustion stroke is performed next among the plurality of cylinders, and the basic injection amount is an appropriate fuel injection amount corresponding to the target air-fuel ratio in the next combustion cylinder.
以上説明したように、図7に示す制御ルーチンによれば、ステップS150の判定条件が成立する場合に、同サイクル中で現燃焼気筒に燃料噴射量f2を噴射することができる。同サイクル中に2回目の燃料噴射がされることにより、同サイクルで必要なトルクを確保し、高い始動性を確保することができる。また、追加燃料量を噴射することにより失火を回避し、エミッションの向上を図ることができる。
また、図7に示すルーチンによれば、ステップS150の判定条件が成立せず、現燃焼気筒で追加燃料を噴射することができない状況であっても、次燃焼気筒の1回目の燃料噴射量を増量補正することができる。そのため、始動性悪化を最小限に抑えることができる。このような制御によれば、アイドリングストップからの再始動に際して、高い始動性と好適なエミッションを実現することができる。
As described above, according to the control routine shown in FIG. 7, when the determination condition of step S150 is satisfied, the fuel injection amount f2 can be injected into the current combustion cylinder in the same cycle. By performing the second fuel injection during the same cycle, it is possible to secure the necessary torque in the same cycle and to ensure high startability. Further, by injecting the additional fuel amount, misfire can be avoided and emission can be improved.
Further, according to the routine shown in FIG. 7, even if the determination condition of step S150 is not satisfied and additional fuel cannot be injected in the current combustion cylinder, the first fuel injection amount of the next combustion cylinder is set. Increase correction can be performed. Therefore, startability deterioration can be minimized. According to such control, it is possible to achieve high startability and suitable emission when restarting from an idling stop.
ところで、上述した実施の形態のシステムにおいては、燃料噴射量f2を、燃焼速度に基づいて算出することとしているが、この燃料噴射量f2の算出方法はこれに限定されるものではない。例えば、筒内圧の積算値に基づいて算出することとしてもよい。具体的には、ECU50は、正常燃焼時における点火時のクランク角から前記点火後クランク角までの間の燃焼圧の積算値を予め記憶する。また、ECU50は、筒内圧センサ16により検出される点火時のクランク角からクランク角θ2までの間の実燃焼圧の積算値を算出する。そして、記憶された正常燃焼時の積算値と、算出された実燃焼圧の積算値との偏差が大きいほど追加燃料量を大きく算出することとしてもよい。
In the system of the above-described embodiment, the fuel injection amount f2 is calculated based on the combustion speed. However, the method for calculating the fuel injection amount f2 is not limited to this. For example, it may be calculated based on the integrated value of the in-cylinder pressure. Specifically, the
尚、上述した実施の形態においては、直噴インジェクタ14が前記第1の発明における「直噴インジェクタ」に、筒内圧センサ16が前記第1の発明における「筒内圧取得手段」に、クランク角センサ18が前記第1の発明における「クランク角取得手段」に、それぞれ相当している。
また、ここでは、ECU50が、上記ステップS120の処理を実行することにより前記第1の発明における「燃焼速度算出手段」が、上記ステップS130の処理を実行することにより前記第1の発明における「燃焼速度判定手段」が、上記ステップS140〜160の処理を実行することにより前記第1の発明における「現燃焼気筒補正手段」が、上記ステップS140の処理を実行することにより前記第2の発明における「追加燃料量算出手段」が、上記ステップS150の処理を実行することにより前記第3の発明における「点火後クランク角判定手段」が、上記ステップS170の処理を実行することにより前記第3の発明における「次燃焼気筒補正手段」が、それぞれ実現されている。
In the above-described embodiment, the
In addition, here, the
P 筒内圧
V 筒内容積
f1、f2 燃料噴射量
α、β、α1、α2 燃焼速度
θ、θ1、θ2 クランク角
10 エンジン
12 点火プラグ
14 直噴インジェクタ
15 燃圧センサ
16 筒内圧センサ
18 クランク角センサ
20 吸気通路
24 エアフローメータ
30 吸気圧センサ
32 排気通路
34 触媒
50 ECU(Electronic Control Unit)
P In-cylinder pressure V In-cylinder volume f1, f2 Fuel injection amount α, β, α1, α2 Combustion speed θ, θ1,
Claims (6)
前記気筒内の燃焼圧を取得する筒内圧取得手段と、
前記内燃機関のクランク角を取得するクランク角取得手段と、
前記筒内圧取得手段により取得された点火後火炎伝播中のクランク角(以下、点火後クランク角という)における燃焼圧を、単位クランク角で除算して燃焼速度を算出する燃焼速度算出手段と、
前記燃焼速度が、前記点火後クランク角における正常燃焼時の基準燃焼速度よりも低いか否かを判定する燃焼速度判定手段と、
前記燃焼速度が前記基準燃焼速度よりも低い場合に、前記燃焼速度が算出されたサイクルと同サイクルにおいて、現燃焼気筒に追加燃料量を噴射する現燃焼気筒補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A direct injection injector that directly injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine;
In-cylinder pressure acquisition means for acquiring the combustion pressure in the cylinder;
Crank angle acquisition means for acquiring a crank angle of the internal combustion engine;
A combustion speed calculating means for calculating a combustion speed by dividing a combustion pressure at a crank angle during propagation of a flame after ignition acquired by the in-cylinder pressure acquiring means (hereinafter referred to as a crank angle after ignition) by a unit crank angle;
Combustion speed determination means for determining whether or not the combustion speed is lower than a reference combustion speed during normal combustion at the crank angle after ignition;
Current combustion cylinder correction means for injecting an additional amount of fuel into the current combustion cylinder in the same cycle as the cycle in which the combustion speed is calculated when the combustion speed is lower than the reference combustion speed;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
を更に備えることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。 An additional fuel amount calculating means for calculating the additional fuel amount to be larger as the deviation between the reference combustion speed and the combustion speed is larger;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising:
前記燃焼速度が前記基準燃焼速度よりも低い場合、かつ、前記条件が成立しない場合に、次燃焼気筒における基本噴射量に所定の燃料量を増量補正する次燃焼気筒補正手段と、を更に備え、
前記現燃焼気筒補正手段は、前記燃焼速度が前記基準燃焼速度よりも低い場合、かつ、前記条件が成立する場合に、前記燃焼速度が算出されたサイクルと同サイクルにおいて、現燃焼気筒に前記追加燃料量を噴射すること、
を特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の制御装置。 A post-ignition crank angle determining means for determining whether a condition that the post-ignition crank angle is before bottom dead center and before exhaust valve opening in the expansion stroke is satisfied;
And further comprising a next combustion cylinder correcting means for correcting a predetermined amount of fuel to be increased to a basic injection amount in the next combustion cylinder when the combustion speed is lower than the reference combustion speed and the condition is not satisfied,
The current combustion cylinder correction means adds the current combustion cylinder to the current combustion cylinder in the same cycle as the cycle in which the combustion speed is calculated when the combustion speed is lower than the reference combustion speed and the condition is satisfied. Injecting fuel quantity,
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized by the above-mentioned.
前記筒内圧取得手段により取得される点火時のクランク角から前記点火後クランク角までの間の燃焼圧の積算値を算出する算出手段と、
前記記憶手段に記憶された積算値と、前記算出手段により算出された積算値との偏差が大きいほど、前記追加燃料量を大きく算出する手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。 Storage means for storing in advance an integrated value of the combustion pressure from the crank angle at the time of ignition during normal combustion to the crank angle after ignition;
Calculating means for calculating an integrated value of the combustion pressure from the crank angle at the time of ignition acquired by the in-cylinder pressure acquiring means to the crank angle after ignition;
Means for calculating the amount of additional fuel larger as the deviation between the integrated value stored in the storage means and the integrated value calculated by the calculating means increases;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising:
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