JP2013119827A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2013119827A
JP2013119827A JP2011268883A JP2011268883A JP2013119827A JP 2013119827 A JP2013119827 A JP 2013119827A JP 2011268883 A JP2011268883 A JP 2011268883A JP 2011268883 A JP2011268883 A JP 2011268883A JP 2013119827 A JP2013119827 A JP 2013119827A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
injection
fuel
intake passage
timing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011268883A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Mitani
信一 三谷
Eiji Murase
栄二 村瀬
Takahiro Tsukakoshi
崇博 塚越
Kazuhisa Matsuda
和久 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2011268883A priority Critical patent/JP2013119827A/en
Publication of JP2013119827A publication Critical patent/JP2013119827A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To early start the jetting of fuel by changing the jetting form according to the condition while securing the jetting quantity of the fuel in the start using alcohol fuel.SOLUTION: An ECU 50 basically executes both of intake path jetting and cylinder jetting to secure the fuel jetting quantity when the concentration of alcohol in the fuel is equal to or below the concentration determining value (γ) in the start. Where, when the delay period (empit-edit) which is the difference between an intake path initial jetting timing (empit) and the cylinder initial jetting timing (edit) is larger than the delay determining value α, the intake path jetting is prohibited and only the cylinder jetting is executed at least in the initial one cycle after the cylinder discrimination. As a result, in a case where the start of the engine is delayed when the intake path initial jetting timing (empit) arrives and the fuel jetting is started, the initial fuel jetting (cylinder jetting) in the cylinder jetting timing (edit) is capable of being rapidly started.

Description

本発明は、例えばFFV(Flexible-Fuel Vehicle)等の車両に搭載され、アルコール燃料を使用する内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that is mounted on a vehicle such as an FFV (Flexible-Fuel Vehicle) and uses alcohol fuel.

従来技術として、例えば特許文献1(特開2006−214415号公報)に開示されているように、アルコール燃料を用いて、吸気通路噴射弁から吸気通路(吸気ポート)に燃料を噴射する吸気通路噴射と、筒内噴射弁から燃焼室内(筒内)に燃料を噴射する筒内噴射とを実行することが可能な内燃機関の制御装置が知られている。従来技術では、始動時に筒内噴射のみを実行する構成としている。この構成によれば、吸気通路噴射を行うことで吸気通路の壁面に付着した燃料が遅れて気化することにより、空燃比の過剰な変動(荒れ)が生じるのを抑制することができる。   As a conventional technique, for example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-214415), intake passage injection in which fuel is injected from an intake passage injection valve into an intake passage (intake port) using alcohol fuel. There is known a control device for an internal combustion engine capable of executing in-cylinder injection for injecting fuel from a in-cylinder injection valve into a combustion chamber (in-cylinder). In the prior art, only in-cylinder injection is executed at the time of starting. According to this configuration, the fuel adhering to the wall surface of the intake passage is vaporized with a delay by performing the intake passage injection, so that excessive fluctuation (roughness) of the air-fuel ratio can be suppressed.

特開2006−214415号公報JP 2006-214415 A 特開2009−167838号公報JP 2009-167838 A

上述した従来技術では、燃料中のアルコール濃度が高い場合に、燃料噴射量(燃料噴射期間)が増大して燃圧が低下し、燃焼性が悪化する虞れがある。これに対しては、特許文献2(特開2009−167838号公報)に開示されているように、始動時に吸気通路噴射と筒内噴射の両方を実行することも考えられる。しかし、筒内噴射では、始動時にクランク角が確定されて気筒判別が完了すれば、その時点から吸気上死点(TDC)直前の気筒に対して燃料噴射を順次開始することができるのに対し、吸気通路噴射では、筒内噴射のように即座に噴射を開始できないことがある。   In the prior art described above, when the alcohol concentration in the fuel is high, the fuel injection amount (fuel injection period) increases, the fuel pressure decreases, and the combustibility may deteriorate. In response to this, as disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-167838), it is conceivable to perform both intake passage injection and in-cylinder injection at the time of starting. However, in the in-cylinder injection, if the crank angle is determined at the start and the cylinder discrimination is completed, fuel injection can be sequentially started from that point to the cylinder immediately before the intake top dead center (TDC). In the intake passage injection, the injection may not be started immediately like the in-cylinder injection.

詳しく述べると、例えば始動時に燃料中のアルコール濃度が高い場合には、燃料噴射量が大きく増加するので、吸気通路噴射の噴射タイミングは、筒内噴射と比較して極端に早い時期(一例を挙げると、BTDC500°CA程度)に設定される。この場合には、始動時に気筒判別が完了しても、500°CA程度の長い期間(クランク軸が約1回転半する期間)にわたって吸気通路噴射の噴射タイミングが到来しないことがある。このため、従来技術では、始動時に吸気通路噴射を併用しようとすると、クランキングを開始してから吸気通路噴射が行われるまでの期間が制限(律速条件)となってエンジンの始動が遅れる虞れがあり、始動性が低下するという問題がある。   More specifically, for example, when the alcohol concentration in the fuel is high at the time of start-up, the fuel injection amount greatly increases. Therefore, the injection timing of the intake passage injection is extremely early compared to the in-cylinder injection (an example is given). And about BTDC 500 ° CA). In this case, even when the cylinder discrimination is completed at the time of starting, there is a case where the injection timing of the intake passage injection does not arrive for a long period of about 500 ° CA (a period in which the crankshaft makes about one and a half revolutions). For this reason, in the prior art, if the intake passage injection is used at the time of starting, there is a risk that the period from the start of cranking to the intake passage injection is limited (rate-limiting condition) and the engine start is delayed. There is a problem that startability is reduced.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、アルコール燃料を用いる内燃機関において、始動時の燃料噴射量を確保しつつ、状況に応じて噴射形態を切換えて燃料噴射を早期に開始し、始動性を向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is an internal combustion engine using an alcohol fuel, and an injection mode according to the situation while ensuring a fuel injection amount at the time of starting. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine capable of improving the startability by switching fuel injection at an early stage.

第1の発明は、アルコール燃料を使用する内燃機関の複数気筒に設けられ、吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射弁と、
前記複数気筒に設けられ、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、
燃料中のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得手段と、
内燃機関の始動時に燃料中のアルコール濃度が所定の濃度判定値以上の場合に、前記吸気通路噴射弁から燃料を噴射する吸気通路噴射と前記筒内噴射弁から燃料を噴射する筒内噴射の両方を実行する両弁駆動制御手段と、
前記複数気筒のうちで始動時に吸気通路噴射タイミングが最初に到来する気筒を対象として、クランキングの開始から当該最初の吸気通路噴射タイミングまでの時間に対応する遅延期間を算出する遅延期間算出手段と、
前記両弁駆動制御手段が作動する状態において、前記遅延期間が所定の遅延判定値よりも大きい場合に、始動時の少なくとも最初の1サイクルにおいて前記吸気通路噴射を禁止して前記筒内噴射のみを実行する片弁駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is provided in a plurality of cylinders of an internal combustion engine using alcohol fuel, and an intake passage injection valve for injecting fuel into an intake passage;
An in-cylinder injection valve that is provided in the plurality of cylinders and injects fuel into the cylinder;
Alcohol concentration acquisition means for acquiring the alcohol concentration in the fuel;
When the alcohol concentration in the fuel is equal to or higher than a predetermined concentration determination value at the time of starting the internal combustion engine, both intake passage injection for injecting fuel from the intake passage injection valve and in-cylinder injection for injecting fuel from the in-cylinder injection valve A double-valve drive control means for executing
A delay period calculating means for calculating a delay period corresponding to a time from the start of cranking to the first intake passage injection timing, targeting a cylinder of which the intake passage injection timing first arrives at start-up among the plurality of cylinders; ,
In the state where the both valve drive control means is operated, when the delay period is larger than a predetermined delay judgment value, the intake passage injection is prohibited at least in the first cycle at the start and only the in-cylinder injection is performed. One-valve drive control means to be executed;
It is characterized by providing.

第2の発明は、前記最初の吸気通路噴射タイミングを算出する第1のタイミング算出手段と、
前記複数気筒のうちで始動時に筒内噴射タイミングが最初に到来する気筒を対象として、当該最初の筒内噴射タイミングを算出する第2のタイミング算出手段と、を備え、
前記遅延期間算出手段は、前記最初の吸気通路噴射タイミングと前記最初の筒内噴射タイミングとの差分を前記遅延期間として算出する構成としている。
A second timing calculating means for calculating the first intake passage injection timing;
A second timing calculating means for calculating the first in-cylinder injection timing for the cylinder in which the in-cylinder injection timing first arrives at the start of the plurality of cylinders;
The delay period calculating means calculates a difference between the first intake passage injection timing and the first in-cylinder injection timing as the delay period.

第1の発明によれば、燃料中のアルコール濃度が所定の濃度判定値以上の状態において、吸気通路初噴射タイミングが到来してから燃料噴射を開始すると内燃機関の始動が遅れる場合には、気筒判別後の少なくとも最初の1サイクルでは、筒内初噴射タイミングにおいて最初の燃料噴射(筒内噴射)を開始することができる。これにより、吸気通路初噴射タイミングまで待機しなくても、燃料噴射を早期に開始することができ、内燃機関の始動時期を早めることができる。そして、2サイクル目以降の適切なタイミングにおいて、吸気通路噴射と筒内噴射の併用を開始し、燃料噴射量を確保することができる。一方、吸気通路初噴射タイミングの到来まで待機することが始動の律速条件とならない場合には、気筒判別後の1サイクル目から吸気通路噴射と筒内噴射とを併用し、クランキングの初期から十分な量の燃料を噴射することができる。従って、始動時の状況に応じて噴射形態を適切に切換えることができ、始動性を向上させることができる。   According to the first invention, in the state where the alcohol concentration in the fuel is equal to or higher than the predetermined concentration determination value, when the start of the internal combustion engine is delayed when the fuel injection is started after the intake passage initial injection timing comes, the cylinder is In at least the first cycle after the determination, the first fuel injection (in-cylinder injection) can be started at the in-cylinder initial injection timing. Accordingly, fuel injection can be started early without waiting for the intake passage initial injection timing, and the start timing of the internal combustion engine can be advanced. Then, at an appropriate timing after the second cycle, the combined use of the intake passage injection and the in-cylinder injection can be started to ensure the fuel injection amount. On the other hand, if waiting until the intake passage initial injection timing does not become the rate-limiting condition for starting, the intake passage injection and the in-cylinder injection are used together from the first cycle after cylinder discrimination, and it is sufficient from the initial stage of cranking. A large amount of fuel can be injected. Therefore, the injection mode can be switched appropriately according to the situation at the time of start, and startability can be improved.

第2の発明によれば、クランキングを開始してから吸気通路初噴射タイミングが到来するまでの時間に対応する遅延期間を、筒内初噴射タイミングを基準として算出することができる。これにより、気筒判別後の1サイクル目において、両弁駆動制御手段と片弁駆動制御手段の何れを作動させれば燃料噴射の開始が最速となるかを正確に判定することができる。   According to the second invention, the delay period corresponding to the time from the start of cranking to the arrival of the intake passage initial injection timing can be calculated based on the in-cylinder initial injection timing. As a result, in the first cycle after cylinder discrimination, it is possible to accurately determine which one of the both-valve drive control means and the one-valve drive control means is operated to start the fuel injection most quickly.

本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための全体構成図である。It is a whole block diagram for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される制御のフローチャートである。In Embodiment 1 of this invention, it is a flowchart of the control performed by ECU.

実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
以下、図1及び図2を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、FFV等の車両に搭載される内燃機関として多気筒型のエンジン10を備えている。エンジン10は、例えばメタノール、エタノール等を含むアルコール燃料及びガソリンが使用可能となっている。なお、図1は、エンジン10に搭載された複数気筒のうちの1気筒を例示したものである。エンジン10の各気筒には、ピストン12により燃焼室14が形成されており、ピストン12はクランク軸16に連結されている。また、エンジン10は、各気筒に吸入空気を吸込む吸気通路18を備えており、吸気通路18には、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ20が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system of the present embodiment includes a multi-cylinder engine 10 as an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an FFV. The engine 10 can use alcohol fuel and gasoline including, for example, methanol and ethanol. FIG. 1 exemplifies one cylinder among a plurality of cylinders mounted on the engine 10. Each cylinder of the engine 10 has a combustion chamber 14 formed by a piston 12, and the piston 12 is connected to a crankshaft 16. Further, the engine 10 includes an intake passage 18 that sucks intake air into each cylinder. The intake passage 18 is provided with an electronically controlled throttle valve 20 that adjusts the amount of intake air.

一方、エンジン10は、各気筒の排気ガスを排出する排気通路22を備えており、排気通路22には、排気ガスを浄化する三元触媒等の触媒24が設けられている。また、エンジンの各気筒は、吸気通路18(吸気ポート)に燃料を噴射する吸気通路噴射弁26と、燃焼室14内(筒内)に燃料を噴射する筒内噴射弁28と、混合気に点火する点火プラグ30と、吸気通路18を筒内に対して開閉する吸気バルブ32と、排気通路22を筒内に対して開閉する排気バルブ34とを備えている。   On the other hand, the engine 10 includes an exhaust passage 22 that exhausts exhaust gas of each cylinder, and the exhaust passage 22 is provided with a catalyst 24 such as a three-way catalyst that purifies the exhaust gas. Each cylinder of the engine has an intake passage injection valve 26 for injecting fuel into the intake passage 18 (intake port), an in-cylinder injection valve 28 for injecting fuel into the combustion chamber 14 (in-cylinder), and an air-fuel mixture. An ignition plug 30 for igniting, an intake valve 32 for opening and closing the intake passage 18 with respect to the inside of the cylinder, and an exhaust valve 34 for opening and closing the exhaust passage 22 with respect to the inside of the cylinder are provided.

また、本実施の形態のシステムは、エンジンの制御に必要な各種のセンサを含むセンサ系統と、エンジンの運転状態を制御するECU(Engine Control Unit)50とを備えている。まず、センサ系統について述べると、クランク角センサ40は、クランク軸16の回転に同期した信号を出力するもので、エアフローセンサ42は、エンジンの吸入空気量を検出する。また、水温センサ44は、機関温度の一例として、エンジン冷却水の温度(エンジン水温)を検出する。アルコール濃度センサ46は、燃料中のアルコール濃度を検出するもので、本実施の形態のアルコール濃度取得手段を構成している。センサ系統には、この他にも各種のセンサが含まれており、これらのセンサはECU50の入力側に接続されている。また、ECU50の出力側には、スロットルバルブ20、燃料噴射弁26,28、点火プラグ30等のアクチュエータが接続されている。   The system of the present embodiment includes a sensor system including various sensors necessary for engine control, and an ECU (Engine Control Unit) 50 that controls the operating state of the engine. First, the sensor system will be described. The crank angle sensor 40 outputs a signal synchronized with the rotation of the crankshaft 16, and the air flow sensor 42 detects the intake air amount of the engine. The water temperature sensor 44 detects the temperature of engine cooling water (engine water temperature) as an example of the engine temperature. The alcohol concentration sensor 46 detects the alcohol concentration in the fuel, and constitutes the alcohol concentration acquisition means of the present embodiment. Various other sensors are included in the sensor system, and these sensors are connected to the input side of the ECU 50. In addition, an actuator such as a throttle valve 20, fuel injection valves 26 and 28, and a spark plug 30 is connected to the output side of the ECU 50.

そして、ECU50は、センサ系統により検出したエンジンの運転情報に基いて各アクチュエータを駆動し、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ40の出力に基いて、各気筒の行程(ピストン12の位置)を判別する気筒判別を実行し、また、エンジン回転数(機関回転数)とクランク角とを検出する。なお、気筒判別は始動時にのみ行われる。また、ECU50は、エアフローセンサ42により吸入空気量を検出し、エンジン回転数と吸入空気量とに基いて負荷率(機関負荷)を算出すると共に、吸入空気量、負荷率、燃料中のアルコール濃度等に基いて燃料噴射量を算出する。そして、クランク角に基いて噴射弁26,28の噴射タイミングを決定し、当該噴射タイミングが到来した時点で噴射弁26,28から燃料を噴射する。このとき、ECU50は、エンジンの運転状態や温度状態等に応じて、吸気通路噴射弁26による燃料噴射(吸気通路噴射)と、筒内噴射弁28による燃料噴射(筒内噴射)の何れか一方または両方を実行する。また、エンジンの運転状態等に応じて点火時期を決定し、点火時期が到来した時点で点火プラグ30を駆動する。これにより、各気筒で混合気を燃焼させ、エンジンを運転する。   Then, the ECU 50 drives each actuator based on engine operation information detected by the sensor system, and performs operation control. Specifically, based on the output of the crank angle sensor 40, cylinder discrimination for discriminating the stroke of each cylinder (the position of the piston 12) is executed, and the engine speed (engine speed) and the crank angle are detected. To do. Note that cylinder discrimination is performed only at the start. The ECU 50 detects the intake air amount by the air flow sensor 42, calculates the load factor (engine load) based on the engine speed and the intake air amount, and also calculates the intake air amount, the load factor, and the alcohol concentration in the fuel. The fuel injection amount is calculated based on the above. Then, the injection timing of the injection valves 26 and 28 is determined based on the crank angle, and fuel is injected from the injection valves 26 and 28 when the injection timing arrives. At this time, the ECU 50 selects one of fuel injection by the intake passage injection valve 26 (intake passage injection) and fuel injection by the in-cylinder injection valve 28 (in-cylinder injection) according to the operating state, temperature state, and the like of the engine. Or do both. Further, the ignition timing is determined according to the operating state of the engine, and the spark plug 30 is driven when the ignition timing has arrived. Thus, the air-fuel mixture is combusted in each cylinder and the engine is operated.

[実施の形態1の特徴]
一般に、アルコール燃料を使用するエンジンでは、燃料中のアルコール濃度が高いほど、燃料噴射量(燃料噴射期間)が増加する傾向がある。特に、始動時(低温始動時)にアルコール濃度が高い場合には、燃料噴射量の増加が顕著となる。このような状態で始動時の燃料噴射が実行されると、噴射弁26,28に対する燃料の供給圧力(燃圧)が低下し、燃焼性が悪化する虞れがある。これに対し、始動時に吸気通路噴射と筒内噴射の両方を実行して燃料噴射量を確保しようとすると、吸気通路噴射の開始が遅れることにより始動性が低下する。即ち、燃料噴射量が多い場合には、吸気通路噴射の噴射タイミングが筒内噴射と比較して極端に早い時期に設定される。この結果、クランキングの開始時におけるクランク軸16の初期位置によっては、気筒判別が完了しても、例えば数百°CA程度の長い期間にわたって吸気通路噴射の噴射タイミングが到来せず、その分だけエンジンの始動が遅くなる。このため、本実施の形態では、始動時に燃料中のアルコール濃度が高い場合に、吸気通路噴射の遅れ具合に応じて、以下の制御を実行する構成としている。
[Features of Embodiment 1]
In general, in an engine using an alcohol fuel, the fuel injection amount (fuel injection period) tends to increase as the alcohol concentration in the fuel increases. In particular, when the alcohol concentration is high at the start (during cold start), the increase in the fuel injection amount becomes significant. If fuel injection at the time of start-up is executed in such a state, the fuel supply pressure (fuel pressure) to the injection valves 26 and 28 may decrease, and the combustibility may deteriorate. On the other hand, if both the intake passage injection and the in-cylinder injection are executed at the time of starting to secure the fuel injection amount, the startability is deteriorated due to the delay of the start of the intake passage injection. That is, when the fuel injection amount is large, the injection timing of the intake passage injection is set to an extremely early timing as compared with the in-cylinder injection. As a result, depending on the initial position of the crankshaft 16 at the start of cranking, even if the cylinder discrimination is completed, the injection timing of the intake passage injection does not arrive over a long period of, for example, several hundreds of degrees CA. The engine starts slowly. For this reason, in the present embodiment, when the alcohol concentration in the fuel is high at the start, the following control is executed in accordance with the delay of the intake passage injection.

(両弁駆動制御)
両弁駆動制御は、エンジンの始動時において、燃料中のアルコール濃度が所定の濃度判定値γ以上の場合に、吸気通路噴射と筒内噴射の両方を実行するものである。ここで、濃度判定値γは、例えば筒内噴射に加えて吸気通路噴射を併用しないと燃圧が低下(燃料噴射量が不足)するようなアルコール濃度の下限値として設定される。従って、燃料中のアルコール濃度が高くて燃圧の低下が憂慮される場合には、2つの噴射弁26,28から燃料を噴射することにより所望の燃料噴射量を確保し、始動時の燃焼性を安定させることができる。一方、始動時には、基本的に揮発性が低い多量のアルコール燃料を筒内に直接噴射して燃焼性を向上させたいという要求がある。このため、燃料中のアルコール濃度が濃度判定値γ未満の場合には、吸気通路噴射を実行せず、筒内噴射のみを実行する。
(Double valve drive control)
The double-valve drive control performs both intake passage injection and in-cylinder injection when the alcohol concentration in the fuel is equal to or higher than a predetermined concentration determination value γ at the start of the engine. Here, the concentration determination value γ is set, for example, as a lower limit value of the alcohol concentration such that the fuel pressure decreases (the fuel injection amount is insufficient) unless the intake passage injection is used in addition to the in-cylinder injection. Therefore, when the alcohol concentration in the fuel is high and there is a concern about a decrease in fuel pressure, the fuel is injected from the two injection valves 26 and 28 to ensure a desired fuel injection amount, and the combustibility at the start is improved. It can be stabilized. On the other hand, at the time of start-up, there is a demand to improve the combustibility by injecting a large amount of alcohol fuel, which is basically low in volatility, directly into the cylinder. For this reason, when the alcohol concentration in the fuel is less than the concentration determination value γ, the intake passage injection is not executed, but only the in-cylinder injection is executed.

(遅延算出制御)
上記両弁駆動制御において、始動時にクランキングが開始されると、各気筒に対して吸気通路噴射を開始すべきタイミング(吸気通路噴射タイミング)が順次到来する。吸気通路噴射タイミングは、例えば吸気上死点の近傍または吸気行程の前半で必要量の燃料噴射が完了するように設定され、かつ、噴射された燃料が筒内に到達するのに必要な時間も考慮して設定される。このため、吸気通路噴射タイミングは、燃料噴射量(燃料噴射期間)が増大するほど、吸気上死点に対して早い時期に設定される。また、全気筒のうちで始動時に最初に到来する吸気通路噴射タイミング(以下、吸気通路初噴射タイミングempitと称す)は、クランク軸16の初期位置によって変化する。
(Delay calculation control)
In the above-described double-valve drive control, when cranking is started at the time of starting, the timing at which intake passage injection should be started (intake passage injection timing) sequentially arrives for each cylinder. The intake passage injection timing is set so that a required amount of fuel injection is completed, for example, in the vicinity of the intake top dead center or in the first half of the intake stroke, and the time required for the injected fuel to reach the cylinder is also set. Set in consideration. For this reason, the intake passage injection timing is set earlier with respect to the intake top dead center as the fuel injection amount (fuel injection period) increases. Further, the intake passage injection timing that arrives first at the start of all the cylinders (hereinafter referred to as the intake passage initial injection timing “empit”) varies depending on the initial position of the crankshaft 16.

一方、始動時には、各気筒に対して筒内噴射を開始すべきタイミング(筒内噴射タイミング)も順次到来する。そして、全気筒のうちで始動時に最初に到来する筒内噴射タイミング(以下、筒内初噴射タイミングeditと称す)は、吸気通路初噴射タイミングempitと同様に、クランク軸16の初期位置によって変化する。しかし、筒内噴射は、基本的に各気筒の吸気上死点の直前に開始すればよいので、筒内初噴射タイミングeditの値は、気筒間の位相差等に対応する比較的小さな値となり、その変化の範囲も限定される。従って、始動時には、殆どの場合において、筒内初噴射タイミングeditの方が吸気通路初噴射タイミングempitよりも早く到来する。即ち、吸気通路初噴射タイミングempitは、筒内初噴射タイミングeditよりも遅れたタイミング(遅角側のクランク角)となるので、両弁駆動制御を実行した場合には、吸気通路初噴射タイミングempitが大きいほど、エンジンの始動が遅れることになる。   On the other hand, at the time of starting, the timing (in-cylinder injection timing) at which in-cylinder injection should be started for each cylinder also sequentially arrives. In-cylinder injection timing (hereinafter referred to as in-cylinder initial injection timing edit) that first arrives at start-up among all the cylinders changes in accordance with the initial position of the crankshaft 16 like the intake passage initial injection timing empit. . However, since the in-cylinder injection basically needs to be started immediately before the intake top dead center of each cylinder, the value of the in-cylinder initial injection timing edit is a relatively small value corresponding to the phase difference between the cylinders. The range of change is also limited. Therefore, at the time of starting, in most cases, the in-cylinder initial injection timing edit arrives earlier than the intake passage initial injection timing empit. That is, the intake passage initial injection timing empit is delayed from the in-cylinder initial injection timing edit (a retarded crank angle). Therefore, when the double valve drive control is executed, the intake passage initial injection timing empit The larger the is, the slower the engine start.

このため、遅延算出制御では、始動時にクランク角が確定して気筒判別が完了した時点で、現在のクランク角及び気筒判別の結果に基いて吸気通路初噴射タイミングempitと筒内初噴射タイミングeditとをそれぞれ算出し、両者の差分である遅延期間(empit−edit)を算出する。ここで、遅延時間(empit−edit)は、クランキングの開始から吸気通路初噴射タイミングempitまでの時間(遅れ時間)に対応するもので、この遅れ時間を筒内初噴射タイミングeditを基準として算出したものである。なお、吸気通路初噴射タイミングempit、筒内初噴射タイミングedit及び遅延時間(empit−edit)は、それぞれクランク角として算出される。   Therefore, in the delay calculation control, when the crank angle is determined at the start and the cylinder discrimination is completed, the intake passage initial injection timing “empit” and the in-cylinder initial injection timing “edit” are determined based on the current crank angle and the result of cylinder discrimination. Are calculated, and a delay period (empit-edit) which is a difference between the two is calculated. Here, the delay time (empit-edit) corresponds to the time (delay time) from the start of cranking to the intake passage initial injection timing empit, and this delay time is calculated based on the in-cylinder initial injection timing edit. It is a thing. The intake passage initial injection timing “empit”, the in-cylinder initial injection timing “edit”, and the delay time (empit−edit) are respectively calculated as crank angles.

(片弁駆動制御)
遅延期間(empit−edit)が所定の遅延判定値αよりも大きい場合には、吸気通路初噴射タイミングempitが到来するまで待機してから吸気通路噴射を開始すると、エンジンの始動遅れ(クランキングから自立運転に移行する時期の遅れ)が許容限度を超えるものと判断し、片弁駆動制御を実行する。なお、遅延判定値αは、始動遅れの許容限度に対応して予め設定される。片弁駆動制御では、気筒判別後の少なくとも最初の1サイクルにおいて、吸気通路噴射を禁止し、筒内噴射のみを実行する。2サイクル目以降は、各気筒で吸気通路噴射タイミングが到来したときに吸気通路噴射を実行できるものと判断して、両弁駆動制御に移行してもよい。
(Single valve drive control)
When the delay period (empit-edit) is larger than the predetermined delay determination value α, the engine start delay (from cranking) is started when the intake passage injection is started after waiting until the intake passage initial injection timing empit arrives. It is determined that the delay of the transition to the independent operation) exceeds the allowable limit, and the single valve drive control is executed. The delay determination value α is set in advance corresponding to the allowable limit of the start delay. In the one-valve drive control, the intake passage injection is prohibited and only the in-cylinder injection is executed in at least the first one cycle after cylinder discrimination. In the second and subsequent cycles, it may be determined that the intake passage injection can be executed when the intake passage injection timing has arrived in each cylinder, and the control may shift to the both-valve drive control.

一方、両弁駆動制御の実行条件が成立した状態(燃料中のアルコール濃度が濃度判定値γ以上の状態)において、遅延期間(empit−edit)が遅延判定値α以下の場合には、吸気通路初噴射タイミングempitの到来まで待機することが始動の律速条件とならない(即ち、片弁駆動制御により筒内噴射のみに制限する必要がない)と判断し、気筒判別後の1サイクル目から両弁駆動制御を実行する。   On the other hand, in the state where the execution condition for the double valve drive control is satisfied (the alcohol concentration in the fuel is equal to or higher than the concentration determination value γ), if the delay period (empit-edit) is less than or equal to the delay determination value α, the intake passage It is determined that waiting until the arrival of the initial injection timing “empit” does not become the rate-limiting condition for starting (that is, it is not necessary to limit only to in-cylinder injection by the one-valve drive control), and both valves from the first cycle after cylinder discrimination Execute drive control.

上記制御によれば、吸気通路初噴射タイミングempitが到来してから燃料噴射を開始するとエンジンの始動が遅れる場合に、気筒判別後の少なくとも最初の1サイクルでは、筒内初噴射タイミングeditにおいて最初の燃料噴射(筒内噴射)を開始することができる。即ち、吸気通路初噴射タイミングempitまで待機しなくても、燃料噴射を早期に開始することができ、エンジンの始動時期(自立運転が開始される時期)を早めることができる。そして、2サイクル目以降の適切なタイミングにおいて、両弁駆動制御に移行し、燃料噴射量を確保することができる。   According to the above control, when the engine start is delayed when the fuel injection is started after the intake passage initial injection timing empit arrives, at least in the first cycle after cylinder discrimination, the first in-cylinder initial injection timing edit Fuel injection (in-cylinder injection) can be started. That is, even without waiting until the intake passage initial injection timing “empit”, fuel injection can be started at an early stage, and the start timing of the engine (time when the autonomous operation is started) can be advanced. Then, at an appropriate timing after the second cycle, it is possible to shift to the both-valve drive control and secure the fuel injection amount.

一方、吸気通路初噴射タイミングempitの到来まで待機することが始動の律速条件とならない場合には、気筒判別後の1サイクル目から両弁駆動制御を実行し、クランキングの初期から十分な量の燃料を噴射することができる。従って、始動時の状況(クランク軸16の初期位置)に応じて噴射形態を適切に切換えることができ、始動性を向上させることができる。また、本実施の形態では、クランキングを開始してから吸気通路初噴射タイミングempitが到来するまでの時間に対応する遅延期間(empit−edit)を、筒内初噴射タイミングeditを基準として算出することができる。これにより、気筒判別後の1サイクル目において、両弁駆動制御と片弁駆動制御の何れを実行すれば燃料噴射の開始が最速となるかを正確に判定することができる。   On the other hand, if waiting for the intake passage initial injection timing empit is not the rate-limiting condition for starting, the two-valve drive control is executed from the first cycle after cylinder discrimination, and a sufficient amount from the initial stage of cranking is executed. Fuel can be injected. Therefore, the injection mode can be switched appropriately according to the situation at the time of start (the initial position of the crankshaft 16), and the startability can be improved. In the present embodiment, a delay period (empit-edit) corresponding to the time from the start of cranking to the arrival of the intake passage initial injection timing “empit” is calculated based on the in-cylinder initial injection timing “edit”. be able to. As a result, in the first cycle after cylinder discrimination, it is possible to accurately determine which one of the double-valve drive control and the single-valve drive control is executed to start the fuel injection most quickly.

[実施の形態1を実現するための具体的な処理]
次に、図2を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図2は、本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンでは、まず、ステップ100において、イグニッションスイッチ(IG)がONであるか否かを判定し、ONである場合には、ステップ102に移行する。そして、ステップ102,104,106では、センサ系統の出力に基いて、エンジン水温ethw、外気(環境)温度etha、燃料中のアルコール濃度ealchをそれぞれ算出する。なお、アルコール濃度ealchは、アルコール濃度センサ46を使用せずに、排気空燃比等に基いて推定する構成としてもよい。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 1]
Next, specific processing for realizing the above-described control will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart of control executed by the ECU in the first embodiment of the present invention. In the routine shown in this figure, first, at step 100, it is determined whether or not the ignition switch (IG) is ON. If it is ON, the routine proceeds to step 102. In steps 102, 104, and 106, the engine water temperature ethw, the outside air (environment) temperature etha, and the alcohol concentration ealch in the fuel are calculated based on the output of the sensor system. The alcohol concentration ealch may be estimated based on the exhaust air / fuel ratio without using the alcohol concentration sensor 46.

次に、ステップ108では、スタータスイッチがONであるか否かを判定し、ONである場合には、ステップ110において、エンジン水温ethwが筒内噴射による始動に適した所定の温度範囲(α1<ethw<α2)に収まっているか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップ112において、外気温度ethaが筒内噴射による始動に適した所定の温度範囲(β1<etha<β2)に収まっているか否かを判定する。ここで、α1,β1は、前記各温度範囲の下限値に対応し、α2,β2は各温度範囲の下限値に対応するもので、これらの値は実験等により予め設定されている。   Next, in step 108, it is determined whether or not the starter switch is ON. If it is ON, in step 110, the engine water temperature ethw is a predetermined temperature range suitable for starting by in-cylinder injection (α1 < It is determined whether or not it is within ethw <α2), and if this determination is satisfied, in step 112, the outside air temperature etha is a predetermined temperature range suitable for starting by in-cylinder injection (β1 <etha <β2) It is determined whether or not it is within the range. Here, α1 and β1 correspond to the lower limit values of the respective temperature ranges, and α2 and β2 correspond to the lower limit values of the respective temperature ranges, and these values are set in advance by experiments or the like.

ステップ110,112の判定が何れも成立した場合には、少なくとも筒内噴射により始動を行うため、ステップ114において、燃料中のアルコール濃度ealchが判定値γよりも高いか否かを判定する。そして、この判定が成立した場合には、ステップ116において、スタータモータを駆動してクランキングを実行(開始)する。続いて、ステップ118では、クランク角センサ40の出力に基いてクランク角の検出及び気筒判別を実行し、これらの処理が完了したか否かを判定する。そして、ステップ118の判定が成立した場合には、ステップ120に移行し、同判定が不成立の場合には、気筒判別が完了するまでステップ116の処理を継続する。   If both the determinations in steps 110 and 112 are established, at least the in-cylinder injection is performed, so in step 114, it is determined whether or not the alcohol concentration ealch in the fuel is higher than the determination value γ. If this determination is established, in step 116, the starter motor is driven to execute (start) cranking. Subsequently, in step 118, crank angle detection and cylinder discrimination are executed based on the output of the crank angle sensor 40, and it is determined whether or not these processes are completed. If the determination in step 118 is satisfied, the process proceeds to step 120. If the determination is not satisfied, the process in step 116 is continued until the cylinder determination is completed.

次に、ステップ120では、吸入空気量、機関負荷、エンジン水温、燃料中のアルコール濃度等のパラメータに基いて、公知の方法により吸気通路噴射量の目標値を算出する。具体的に述べると、まず、上記パラメータに基いて吸気通路噴射量と筒内噴射量の総和である総燃料噴射量を算出する。そして、上記パラメータに基いて求めた運転領域に基いて吸気通路噴射量と筒内噴射量との比率(噴射比率)を算出し、この噴射比率と総燃料噴射量とに基いて吸気通路噴射量の目標値を算出する。更に、吸気通路噴射量の目標値に基いて各気筒の吸気通路噴射タイミングをそれぞれ算出し、これらの算出値と現在のクランク角とに基いて、全気筒の吸気通路噴射タイミングのうち最初に到来する吸気通路初噴射タイミングempitを算出する。   Next, in step 120, a target value of the intake passage injection amount is calculated by a known method based on parameters such as the intake air amount, the engine load, the engine water temperature, and the alcohol concentration in the fuel. Specifically, first, a total fuel injection amount that is the sum of the intake passage injection amount and the in-cylinder injection amount is calculated based on the above parameters. Then, a ratio (injection ratio) between the intake passage injection amount and the in-cylinder injection amount is calculated based on the operation region obtained based on the above parameters, and the intake passage injection amount is calculated based on the injection ratio and the total fuel injection amount. The target value of is calculated. Furthermore, the intake passage injection timing of each cylinder is calculated based on the target value of the intake passage injection amount, and the first arrival among the intake passage injection timings of all cylinders based on these calculated values and the current crank angle. The intake passage initial injection timing empit is calculated.

次に、ステップ122では、総燃料噴射量と吸気通路噴射量との差分に基いて筒内噴射量の目標値を算出し、各気筒の筒内噴射タイミングをそれぞれ算出する。そして、これらの算出値と現在のクランク角とに基いて、全気筒の筒内噴射タイミングのうち最初に到来する筒内初噴射タイミングeditを算出する。   Next, in step 122, the target value of the in-cylinder injection amount is calculated based on the difference between the total fuel injection amount and the intake passage injection amount, and the in-cylinder injection timing of each cylinder is calculated. Then, based on these calculated values and the current crank angle, the first in-cylinder injection timing “edit” that comes first among the in-cylinder injection timings for all the cylinders is calculated.

次に、ステップ124では、遅延期間(empit−edit)を算出し、その算出値が遅延判定値αよりも大きいか否か、即ち、「empit>edit+α」が成立するか否かを判定する。そして、この判定が成立した場合には、ステップ126において、気筒判別後の最初の1サイクル(初噴射)のみ筒内噴射を実行し、2サイクル目以降は、筒内噴射と吸気通路噴射とを併用する。一方、ステップ124の判定が不成立の場合には、ステップ128において、気筒判別後の1サイクル目から筒内噴射と吸気通路噴射とを併用する。   Next, in step 124, a delay period (empit-edit) is calculated, and it is determined whether or not the calculated value is larger than the delay determination value α, that is, whether or not “empit> edit + α” is satisfied. If this determination is satisfied, in step 126, in-cylinder injection is executed only for the first cycle (initial injection) after cylinder discrimination, and in-cylinder injection and intake passage injection are performed in the second and subsequent cycles. Combined. On the other hand, if the determination in step 124 is not satisfied, in step 128, in-cylinder injection and intake passage injection are used together from the first cycle after cylinder determination.

また、ステップ114の判定が不成立の場合には、燃料中のアルコール濃度が比較的低いと判断される。この場合には、ステップ130において、クランキングを開始し、クランク角の検出及び気筒判別を実行する。続いて、ステップ132では、全気筒に対して気筒判別後の1サイクル目から筒内噴射を実行する。さらに、ステップ110,112の何れかで判定が不成立の場合には、筒内噴射に適した温度環境ではないと判断される。この場合には、ステップ134において、クランキングを開始し、クランク角の検出及び気筒判別を実行する。続いて、ステップ136では、全気筒に対して気筒判別後の1サイクル目から吸気通路噴射を実行する。   If the determination in step 114 is not established, it is determined that the alcohol concentration in the fuel is relatively low. In this case, cranking is started in step 130, and crank angle detection and cylinder discrimination are executed. Subsequently, in step 132, in-cylinder injection is executed for all cylinders from the first cycle after cylinder discrimination. Further, if the determination is not established in any of steps 110 and 112, it is determined that the temperature environment is not suitable for in-cylinder injection. In this case, cranking is started in step 134, and crank angle detection and cylinder discrimination are executed. Subsequently, in step 136, intake passage injection is executed for all cylinders from the first cycle after cylinder discrimination.

なお、上記ルーチンによる始動時に、筒内噴射を実行した場合、吸気通路噴射を実行した場合及び両者を併用した場合の何れにおいても、クランキングが終了して自立運転に移行した後には、エンジンの運転状態に応じて吸気通路噴射と筒内噴射の何れかを実行するか、または両者を併用して噴射比率を可変に設定する噴き分け制御が実行される。   It should be noted that at the start by the above routine, whether in-cylinder injection is performed, in which intake passage injection is performed, or in which both are used together, after cranking is completed and the operation is shifted to independent operation, Depending on the operating state, either one of the intake passage injection and the in-cylinder injection is executed, or both are used together to execute injection division control in which the injection ratio is variably set.

前記実施の形態1では、図2中のステップ128及び両弁駆動制御が請求項1における両弁駆動制御手段の具体例を示し、ステップ126及び片弁駆動制御が片弁駆動制御手段の具体例を示している。また、ステップ120は、請求項2における第1のタイミング算出手段の具体例を示し、ステップ122は、第2のタイミング算出手段の具体例を示し、ステップ124が請求項1,2における遅延期間算出手段の具体例を示している。   In the first embodiment, step 128 and the double valve drive control in FIG. 2 show a specific example of the double valve drive control means in claim 1, and the step 126 and the single valve drive control show a specific example of the single valve drive control means. Is shown. Further, step 120 shows a specific example of the first timing calculation means in claim 2, step 122 shows a specific example of the second timing calculation means, and step 124 calculates the delay period in claims 1 and 2. A specific example of the means is shown.

10 エンジン
12 ピストン
14 燃焼室
16 クランク軸
18 吸気通路
20 スロットルバルブ
22 排気通路
24 触媒
26,28 燃料噴射弁
30 点火プラグ
32 吸気バルブ
34 排気バルブ
40 クランク角センサ
42 エアフローセンサ
44 水温センサ
46 アルコール濃度センサ(アルコール濃度取得手段)
50 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 12 Piston 14 Combustion chamber 16 Crankshaft 18 Intake passage 20 Throttle valve 22 Exhaust passage 24 Catalyst 26, 28 Fuel injection valve 30 Spark plug 32 Intake valve 34 Exhaust valve 40 Crank angle sensor 42 Air flow sensor 44 Water temperature sensor 46 Alcohol concentration sensor (Alcohol concentration acquisition means)
50 ECU

Claims (2)

アルコール燃料を使用する内燃機関の複数気筒に設けられ、吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射弁と、
前記複数気筒に設けられ、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、
燃料中のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得手段と、
内燃機関の始動時に燃料中のアルコール濃度が所定の濃度判定値以上の場合に、前記吸気通路噴射弁から燃料を噴射する吸気通路噴射と前記筒内噴射弁から燃料を噴射する筒内噴射の両方を実行する両弁駆動制御手段と、
前記複数気筒のうちで始動時に吸気通路噴射タイミングが最初に到来する気筒を対象として、クランキングの開始から当該最初の吸気通路噴射タイミングまでの時間に対応する遅延期間を算出する遅延期間算出手段と、
前記両弁駆動制御手段が作動する状態において、前記遅延期間が所定の遅延判定値よりも大きい場合に、気筒判別後の少なくとも最初の1サイクルにおいて前記吸気通路噴射を禁止して前記筒内噴射のみを実行する片弁駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
An intake passage injection valve that is provided in a plurality of cylinders of an internal combustion engine that uses alcohol fuel and injects fuel into the intake passage;
An in-cylinder injection valve that is provided in the plurality of cylinders and injects fuel into the cylinder;
Alcohol concentration acquisition means for acquiring the alcohol concentration in the fuel;
When the alcohol concentration in the fuel is equal to or higher than a predetermined concentration determination value at the time of starting the internal combustion engine, both intake passage injection for injecting fuel from the intake passage injection valve and in-cylinder injection for injecting fuel from the in-cylinder injection valve A double-valve drive control means for executing
A delay period calculating means for calculating a delay period corresponding to a time from the start of cranking to the first intake passage injection timing, targeting a cylinder of which the intake passage injection timing first arrives at start-up among the plurality of cylinders; ,
In the state where the both valve drive control means is operated, when the delay period is larger than a predetermined delay determination value, the intake passage injection is prohibited at least in the first cycle after cylinder determination, and only the in-cylinder injection is performed. One-valve drive control means for executing
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記最初の吸気通路噴射タイミングを算出する第1のタイミング算出手段と、
前記複数気筒のうちで始動時に筒内噴射タイミングが最初に到来する気筒を対象として、当該最初の筒内噴射タイミングを算出する第2のタイミング算出手段と、を備え、
前記遅延期間算出手段は、前記最初の吸気通路噴射タイミングと前記最初の筒内噴射タイミングとの差分を前記遅延期間として算出する構成としてなる請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
First timing calculating means for calculating the first intake passage injection timing;
A second timing calculating means for calculating the first in-cylinder injection timing for the cylinder in which the in-cylinder injection timing first arrives at the start of the plurality of cylinders;
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the delay period calculation unit calculates a difference between the first intake passage injection timing and the first in-cylinder injection timing as the delay period.
JP2011268883A 2011-12-08 2011-12-08 Control device for internal combustion engine Pending JP2013119827A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011268883A JP2013119827A (en) 2011-12-08 2011-12-08 Control device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011268883A JP2013119827A (en) 2011-12-08 2011-12-08 Control device for internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013119827A true JP2013119827A (en) 2013-06-17

Family

ID=48772590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011268883A Pending JP2013119827A (en) 2011-12-08 2011-12-08 Control device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013119827A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5310733B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5548029B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4848396B2 (en) Ignition timing control device for internal combustion engine
JP4697183B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4244198B2 (en) Fuel injection control method for internal combustion engine
JP2011012610A (en) Control device for variable-cylinder internal combustion engine
JP5514601B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5716842B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2016109014A (en) Control device of engine
JP4736947B2 (en) Start control device and start control method for internal combustion engine
JP2011064109A (en) Control device for internal combustion engine
EP2410159B1 (en) Fuel injection control system for internal combustion engine
JP2011144782A (en) Control device of internal combustion engine equipped with variable valve mechanism
JP2007327399A (en) Control device of internal combustion engine
JP2013130092A (en) Method for discriminating cylinder in start for internal combustion engine
JP5593132B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2017078344A (en) Internal combustion engine control device
WO2011114522A1 (en) Control device for internal combustion engine
JP2017078343A (en) Internal combustion engine control device
JP2016109015A (en) Control device of engine
JP5452430B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2010248948A (en) Control device for internal combustion engine
JP2013119827A (en) Control device for internal combustion engine
JP2007278174A (en) Fuel cut control device of internal combustion engine
JP6264272B2 (en) Engine control device