JP2014227947A - Fuel injection control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。 The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine having an in-cylinder injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber.
一般に、筒内噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置では、同内燃機関の運転状態(出力軸の回転速度や負荷など)に基づいて噴射開始時期や噴射時間が設定される。そして、それら噴射開始時期および噴射時間に基づいて筒内噴射弁が開弁駆動される。これにより、機関運転状態に応じた量の燃料が筒内噴射弁から噴射される。 In general, in a fuel injection control device for an internal combustion engine provided with an in-cylinder injection valve, an injection start timing and an injection time are set based on the operating state (rotation speed of the output shaft, load, etc.) of the internal combustion engine. The in-cylinder injection valve is driven to open based on the injection start timing and the injection time. Thus, an amount of fuel corresponding to the engine operating state is injected from the in-cylinder injection valve.
近年、そうした筒内噴射弁からの燃料噴射を、一回の燃焼サイクルにおいて複数回に分けて燃料噴射を実行する多段噴射によって行う装置が提案されている(特許文献1参照)。この特許文献1の装置では、機関運転状態に基づいて多段噴射における噴射パターンの要求値(噴射段数や各噴射の開始時期)が設定される。 In recent years, an apparatus has been proposed in which fuel injection from such an in-cylinder injection valve is performed by multistage injection in which fuel injection is performed in a plurality of times in one combustion cycle (see Patent Document 1). In the apparatus of Patent Document 1, the required value of the injection pattern in the multistage injection (the number of injection stages and the start timing of each injection) is set based on the engine operating state.
ここで、上述した多段噴射を実行する装置において、機関運転領域毎に一つの要求噴射パターンを用意することに限らず、例えば個々に要求噴射パターンを定めた機関運転領域の設定の都合によりそれら領域の一部が重複する場合など、同一の機関運転領域に複数の要求噴射パターンを設定することが考えられる。この場合、複数の要求噴射パターンの中から適切なパターンを選択しないと、他に適切なパターンがあるのにも関わらず、燃焼状態の悪化を招く要求噴射パターンを選択してしまうおそれがある。 Here, in the above-described apparatus for performing multi-stage injection, it is not limited to preparing one required injection pattern for each engine operating region, for example, those regions for convenience of setting the engine operating region in which the required injection pattern is individually determined. It is conceivable that a plurality of required injection patterns are set in the same engine operation region, for example, when a part of the engine is overlapped. In this case, if an appropriate pattern is not selected from a plurality of required injection patterns, there is a possibility that a required injection pattern that causes deterioration of the combustion state may be selected even though there are other appropriate patterns.
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、適切な要求噴射パターンを選択して良好な燃焼状態での機関運転を実現することのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine that can realize an engine operation in a good combustion state by selecting an appropriate required injection pattern. It is to provide.
上記課題を解決するための内燃機関の燃料噴射制御装置は、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁を備え、機関運転領域に応じた要求噴射パターンに基づく前記筒内噴射弁の作動制御を通じて、複数回に分けて燃料噴射を実行する多段噴射によって一回の燃焼サイクルにおける前記筒内噴射弁からの燃料噴射を行う。この装置は、前記要求噴射パターンが複数設定される特定の機関運転領域では、それら要求噴射パターンのうち、前記多段噴射の最後段噴射の実行時期が圧縮上死点に最も近い時期である要求噴射パターンを優先的に選択して、前記筒内噴射弁の作動制御を実行する。 A fuel injection control device for an internal combustion engine for solving the above-described problem includes an in-cylinder injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber, and controls the operation of the in-cylinder injection valve based on a required injection pattern according to an engine operating region. Then, fuel injection from the in-cylinder injection valve in one combustion cycle is performed by multi-stage injection in which fuel injection is performed in a plurality of times. In the specific engine operation region in which a plurality of the required injection patterns are set, this apparatus is a required injection in which the execution timing of the final stage injection of the multistage injection is the closest to the compression top dead center among the required injection patterns. A pattern is preferentially selected and operation control of the in-cylinder injection valve is executed.
上記課題を解決するための内燃機関の燃料噴射制御装置は、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁を備え、機関運転領域に応じた要求噴射パターンに基づく前記筒内噴射弁の作動制御を通じて、複数回に分けて燃料噴射を実行する多段噴射によって一回の燃焼サイクルにおける前記筒内噴射弁からの燃料噴射を行う。この装置は、前記要求噴射パターンが複数設定される特定の機関運転領域では、それら要求噴射パターンのうち、前記多段噴射の最後段噴射の実行時期が圧縮上死点に最も近い時期である要求噴射パターンを選択して、前記筒内噴射弁の作動制御を実行する。 A fuel injection control device for an internal combustion engine for solving the above-described problem includes an in-cylinder injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber, and controls the operation of the in-cylinder injection valve based on a required injection pattern according to an engine operating region. Then, fuel injection from the in-cylinder injection valve in one combustion cycle is performed by multi-stage injection in which fuel injection is performed in a plurality of times. In the specific engine operation region in which a plurality of the required injection patterns are set, this apparatus is a required injection in which the execution timing of the final stage injection of the multistage injection is the closest to the compression top dead center among the required injection patterns. The pattern is selected and the operation control of the in-cylinder injection valve is executed.
筒内噴射弁を有する内燃機関では、筒内噴射弁による燃料噴射の実行時期が圧縮上死点に近いほど、噴射燃料が燃焼室内で拡散する時間が短くなって燃料濃度の高い部分が形成され易くなるため、燃焼室内において燃料が点火される部分の近辺にその周辺部分と比較して燃料濃度の高い部分を形成し易い。そして、燃料濃度が適度に高い部分において燃料に点火することにより、初期燃焼速度を高くして燃料の燃焼状態を良好にすることができ、ひいては燃費性能を高くすることができる。 In an internal combustion engine having an in-cylinder injection valve, the closer the execution timing of fuel injection by the in-cylinder injection valve is to the compression top dead center, the shorter the time for the injected fuel to diffuse in the combustion chamber and the higher the fuel concentration portion is formed. Therefore, a portion having a higher fuel concentration is easily formed in the vicinity of the portion where the fuel is ignited in the combustion chamber as compared with the surrounding portion. And, by igniting the fuel at a portion where the fuel concentration is moderately high, the initial combustion speed can be increased to improve the combustion state of the fuel, and the fuel efficiency can be improved.
上記装置によれば、機関運転に際して複数の要求噴射パターンが設定されるときに、多段噴射の最後段噴射の実行時期が圧縮上死点に近い時期、すなわち良好な燃焼状態を得るのに適した時期になるように要求噴射パターンを選択することができる。したがって上記装置によれば、機関運転に際して要求噴射パターンが複数設定される場合であっても、適切な噴射パターンを選択して良好な燃焼状態での機関運転を実現することができる。 According to the above apparatus, when a plurality of required injection patterns are set during engine operation, the execution timing of the final stage injection of the multistage injection is close to the compression top dead center, that is, suitable for obtaining a good combustion state. The required injection pattern can be selected so that it is time. Therefore, according to the above apparatus, even when a plurality of required injection patterns are set during engine operation, it is possible to select an appropriate injection pattern and realize engine operation in a good combustion state.
上記装置において、前記特定の機関運転領域に、前記最後段噴射の実行時期が圧縮上死点に最も近い第1の時期である第1の要求噴射パターンと、前記最後段噴射の実行時期が前記第1の時期より前の第2の時期である第2の要求噴射パターンと、を設定することができる。そして前記特定の機関運転領域では、前記第1の要求噴射パターンを選択可能な機関運転状態であるときには同第1の要求噴射パターンを選択し、前記第1の要求噴射パターンを選択できない機関運転状態であるときには前記第2の要求噴射パターンを選択することができる。 In the above apparatus, in the specific engine operation region, the first required injection pattern in which the execution timing of the last stage injection is the first time closest to the compression top dead center, and the execution timing of the last stage injection are the A second required injection pattern that is a second time before the first time can be set. In the specific engine operation region, when the engine is in an engine operation state in which the first request injection pattern can be selected, the first request injection pattern is selected, and the engine operation state in which the first request injection pattern cannot be selected. If so, the second required injection pattern can be selected.
上記装置によれば、良好な燃焼状態を得るのに最も適した第1の要求噴射パターンと二番目に適した第2の要求噴射パターンとが定められた機関運転領域において、通常時には第1の要求噴射パターンを選択し、同パターンを選択できないときには例外的に第2の要求噴射パターンを選択するといったように、それら要求噴射パターンのいずれかを状況に応じて適正に選択することができる。 According to the above apparatus, in the engine operating region in which the first required injection pattern that is most suitable for obtaining a good combustion state and the second required injection pattern that is the second most suitable are defined, Any one of the required injection patterns can be appropriately selected according to the situation, such as selecting the required injection pattern and exceptionally selecting the second required injection pattern when the same pattern cannot be selected.
上記装置において、前記最後段噴射の実行時期が圧縮上死点に最も近い時期になる要求噴射パターンが複数あるときには、それら要求噴射パターンのうち、一回の燃焼サイクルにおける総噴射量に対して前記最後段噴射による噴射量の占める割合が最も多い要求噴射パターンを選択することができる。 In the above apparatus, when there are a plurality of required injection patterns in which the execution timing of the last stage injection is closest to the compression top dead center, the required injection pattern includes the total injection amount in one combustion cycle. It is possible to select the required injection pattern in which the ratio of the injection amount by the last stage injection is the largest.
上記装置によれば、多段噴射における最後段噴射の実行時期が圧縮上死点に最も近い時期になる要求噴射パターンが複数あるときに、良好な燃焼状態を得るのに適した圧縮上死点に近い時期に実行される燃料噴射による噴射量の占める割合が多い要求噴射パターンを選択することができる。このように、多段噴射における最後段噴射の実行時期が同一の要求噴射パターンが複数ある場合であっても、上記総噴射量に対する上記最後段噴射による噴射量の占める割合を考慮することにより、適切な噴射パターンを選択して良好な燃焼状態での機関運転を実現することができる。 According to the above apparatus, when there are a plurality of required injection patterns in which the execution timing of the last stage injection in the multistage injection is closest to the compression top dead center, the compression top dead center suitable for obtaining a good combustion state is obtained. It is possible to select a required injection pattern in which the proportion of the injection amount by fuel injection executed at a near time is large. As described above, even when there are a plurality of required injection patterns with the same execution timing of the last stage injection in the multistage injection, the ratio of the injection quantity by the last stage injection to the total injection quantity is considered appropriately. By selecting a proper injection pattern, it is possible to realize engine operation in a good combustion state.
上記装置において、前記内燃機関の吸気行程および圧縮行程を複数の期間に予め区画し、それら期間における噴射実行の有無の組み合わせを前記要求噴射パターンによって定めることができる。 In the above apparatus, the intake stroke and the compression stroke of the internal combustion engine can be partitioned in advance into a plurality of periods, and a combination of whether or not injection is performed in these periods can be determined by the required injection pattern.
上記装置において、複数の期間を、吸気行程の前半、吸気行程の後半、圧縮行程の前半、および圧縮行程の後半の四つの期間にすることができる。
上記装置において、要求噴射パターン毎にその選択のための優先度を設定し、特定の運転領域では、前記優先度にしたがって、前記多段噴射の最後段噴射の実行時期が圧縮上死点に最も近い時期である要求噴射パターンを優先的に選択することが好ましい。
In the above apparatus, the plurality of periods can be set to four periods of the first half of the intake stroke, the second half of the intake stroke, the first half of the compression stroke, and the second half of the compression stroke.
In the above apparatus, a priority for selection is set for each required injection pattern, and in a specific operation region, the execution timing of the last stage injection of the multistage injection is closest to the compression top dead center according to the priority. It is preferable to preferentially select the required injection pattern that is the time.
上記装置によれば、優先度が最も高い要求噴射パターンを選択したり、同パターンを選択できないときには二番目に優先度が高い要求噴射パターンを例外的に選択したりするなど、要求噴射パターン毎に設定された優先度に基づいて複数の要求噴射パターンのいずれかを適正に選択することができる。 According to the above apparatus, for each requested injection pattern, such as selecting the requested injection pattern with the highest priority, or exceptionally selecting the requested injection pattern with the second highest priority when the same pattern cannot be selected. Any one of the plurality of required injection patterns can be appropriately selected based on the set priority.
以下、内燃機関の燃料噴射制御装置の一実施形態について説明する。
図1に示すように、内燃機関10の吸気通路11にはスロットル機構12が設けられている。このスロットル機構12は、スロットルバルブ13とスロットルモータ14とを備えている。そして、このスロットルモータ14の作動制御を通じてスロットルバルブ13の開度(スロットル開度TA)が調節され、これにより吸気通路11を通じて燃焼室15内に吸入される空気の量(吸入空気量GA)が調節される。
Hereinafter, an embodiment of a fuel injection control device for an internal combustion engine will be described.
As shown in FIG. 1, a throttle mechanism 12 is provided in the intake passage 11 of the internal combustion engine 10. The throttle mechanism 12 includes a throttle valve 13 and a throttle motor 14. Then, the opening degree of the throttle valve 13 (throttle opening degree TA) is adjusted through the operation control of the throttle motor 14, whereby the amount of air (intake air amount GA) taken into the combustion chamber 15 through the intake passage 11 is adjusted. Adjusted.
また、上記吸気通路11には通路噴射弁16が設けられている。この通路噴射弁16は、その開弁駆動に伴って吸気通路11(詳しくは、吸気ポート11a)の内部に燃料を噴射する。内燃機関10には、上記通路噴射弁16以外にも、筒内噴射弁17が設けられている。この筒内噴射弁17は、その開弁駆動に伴って内燃機関10の燃焼室15の内部において燃料を噴射する。 The intake passage 11 is provided with a passage injection valve 16. The passage injection valve 16 injects fuel into the intake passage 11 (specifically, the intake port 11a) as the valve is opened. The internal combustion engine 10 is provided with an in-cylinder injection valve 17 in addition to the passage injection valve 16. The in-cylinder injection valve 17 injects fuel inside the combustion chamber 15 of the internal combustion engine 10 as the valve is opened.
内燃機関10の燃焼室15では、点火プラグ26による点火動作により、吸入空気と噴射燃料とからなる混合気が点火されて燃焼する。この燃焼によってピストン18が往復移動し、クランクシャフト19が回転する。そして、燃焼後の混合気は排気として燃焼室15から排気通路20に送り出される。 In the combustion chamber 15 of the internal combustion engine 10, an air-fuel mixture composed of intake air and injected fuel is ignited and burned by an ignition operation by the spark plug 26. By this combustion, the piston 18 reciprocates and the crankshaft 19 rotates. The air-fuel mixture after combustion is sent out from the combustion chamber 15 to the exhaust passage 20 as exhaust.
内燃機関10には、通路噴射弁16および筒内噴射弁17に燃料を供給するための燃料供給系が設けられている。この燃料供給系は、燃料を貯留する燃料タンク21と、同燃料タンク21内の燃料を低圧燃料通路22に圧送するフィードポンプ23と、低圧燃料通路22内の燃料を高圧燃料通路24に圧送する高圧ポンプ25とを備えている。なお本実施形態では、高圧ポンプ25に内蔵されたリリーフ弁の開閉時期を制御することにより、同高圧ポンプ25から高圧燃料通路24に供給される燃料の圧力、言い換えれば、筒内噴射弁17の噴射圧が調節される。 The internal combustion engine 10 is provided with a fuel supply system for supplying fuel to the passage injection valve 16 and the in-cylinder injection valve 17. The fuel supply system includes a fuel tank 21 that stores fuel, a feed pump 23 that pumps fuel in the fuel tank 21 to the low-pressure fuel passage 22, and pumps fuel in the low-pressure fuel passage 22 to the high-pressure fuel passage 24. And a high-pressure pump 25. In the present embodiment, the pressure of the fuel supplied from the high-pressure pump 25 to the high-pressure fuel passage 24, in other words, the in-cylinder injection valve 17 is controlled by controlling the opening and closing timing of the relief valve built in the high-pressure pump 25. The injection pressure is adjusted.
内燃機関10は、例えばマイクロコンピュータを有して構成される電子制御装置40を備えている。電子制御装置40には、内燃機関10の運転状態を検出するための各種センサの検出信号が取り込まれている。各種センサとしては、クランクシャフト19の回転角(クランク角)および回転速度(機関回転速度NE)を検出するためのクランクセンサや、アクセル操作部材(図示略)の操作量(アクセル操作量ACC)を検出するためのアクセルセンサ、スロットルバルブ13の開度(スロットル開度TA)を検出するためのスロットルセンサが設けられている。その他、吸入空気量GAを検出するためのエアフローメータや、高圧燃料通路24内の燃料の圧力(実噴射圧P)を検出するための圧力センサなども設けられている。 The internal combustion engine 10 includes an electronic control device 40 configured to include a microcomputer, for example. The electronic control device 40 receives detection signals from various sensors for detecting the operating state of the internal combustion engine 10. The various sensors include a crank sensor for detecting the rotation angle (crank angle) and rotation speed (engine rotation speed NE) of the crankshaft 19, and an operation amount (accelerator operation amount ACC) of an accelerator operation member (not shown). An accelerator sensor for detection and a throttle sensor for detecting the opening of the throttle valve 13 (throttle opening TA) are provided. In addition, an air flow meter for detecting the intake air amount GA, a pressure sensor for detecting the pressure of the fuel in the high-pressure fuel passage 24 (actual injection pressure P), and the like are also provided.
電子制御装置40は、各種センサの検出信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に基づいてスロットル制御や、噴射圧制御、燃料噴射制御などといった機関制御を実行する。 The electronic control unit 40 performs various calculations based on detection signals from various sensors, and executes engine control such as throttle control, injection pressure control, and fuel injection control based on the calculation results.
スロットル制御は、次のように実行される。すなわち、アクセル操作量ACCおよび機関回転速度NEに基づいてスロットル開度TAの制御目標値(目標スロットル開度)が設定され、この目標スロットル開度と実際のスロットル開度TAとが一致するようにスロットルモータ14の作動制御が実行される。本実施形態では、こうしたスロットル制御を通じて内燃機関10の燃焼室15内に吸入される空気の量が調節される。 The throttle control is executed as follows. That is, a control target value (target throttle opening) of the throttle opening TA is set based on the accelerator operation amount ACC and the engine speed NE, and the target throttle opening and the actual throttle opening TA coincide with each other. Operation control of the throttle motor 14 is executed. In the present embodiment, the amount of air taken into the combustion chamber 15 of the internal combustion engine 10 is adjusted through such throttle control.
噴射圧制御は、次のように実行される。すなわち、機関負荷KLおよび機関回転速度NEに基づいて高圧燃料通路24内の燃料圧力の制御目標値(目標噴射圧)が算出されるとともに、実噴射圧Pが目標噴射圧になるように上記リリーフ弁の開閉時期が調節される。こうした噴射圧制御を通じて、筒内噴射弁17の噴射圧が機関運転状態に応じた圧力に調節される。なお本実施形態では、機関負荷KLとして、吸入空気量GAを機関回転速度NEによって除算した値(GA/NE)が用いられる。機関負荷KLとしては、吸入空気量GAや燃料噴射量、あるいは燃料噴射量を機関回転速度NEで除算した値などを用いることもできる。 The injection pressure control is executed as follows. That is, the control target value (target injection pressure) of the fuel pressure in the high-pressure fuel passage 24 is calculated based on the engine load KL and the engine speed NE, and the relief is performed so that the actual injection pressure P becomes the target injection pressure. The opening and closing timing of the valve is adjusted. Through such injection pressure control, the injection pressure of the in-cylinder injection valve 17 is adjusted to a pressure corresponding to the engine operating state. In the present embodiment, a value (GA / NE) obtained by dividing the intake air amount GA by the engine rotational speed NE is used as the engine load KL. As the engine load KL, an intake air amount GA, a fuel injection amount, or a value obtained by dividing the fuel injection amount by the engine rotational speed NE can be used.
また燃料噴射制御は、基本的には、以下のように実行される。
先ず、吸入空気量GAに対して燃焼室15内での燃焼に供される混合気の空燃比が所望の比率(例えば、理論空燃比)となる燃料噴射量が制御目標値(要求噴射量Tq)として算出される。また、機関負荷KLおよび機関回転速度NEに基づいて通路噴射弁16からの燃料噴射比率(ポート噴射率Rp[0≦Rp≦1.0])が算出される。
The fuel injection control is basically executed as follows.
First, the fuel injection amount at which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture used for combustion in the combustion chamber 15 with respect to the intake air amount GA becomes a desired ratio (for example, the theoretical air-fuel ratio) is a control target value (requested injection amount Tq). ). Further, the fuel injection ratio (port injection rate Rp [0 ≦ Rp ≦ 1.0]) from the passage injection valve 16 is calculated based on the engine load KL and the engine speed NE.
そして、要求噴射量Tqにポート噴射率Rpを乗算した量(Tq×Rp)が通路噴射弁16からの燃料噴射量の制御目標値(目標ポート噴射量)として算出される。そして、この目標ポート噴射量と同量の燃料が噴射されるように通路噴射弁16が開弁駆動される。具体的には、目標ポート噴射量および機関回転速度NEに基づいて燃料噴射時期の制御目標値(目標ポート噴射時期)や燃料噴射時間の制御目標値(目標ポート噴射時間)が算出される。そして、それら目標ポート噴射時期および目標ポート噴射時間に基づいて通路噴射弁16が開弁駆動される。 Then, an amount (Tq × Rp) obtained by multiplying the required injection amount Tq by the port injection rate Rp is calculated as a control target value (target port injection amount) of the fuel injection amount from the passage injection valve 16. Then, the passage injection valve 16 is driven to open so that the same amount of fuel as the target port injection amount is injected. Specifically, a control target value for fuel injection timing (target port injection timing) and a control target value for fuel injection time (target port injection time) are calculated based on the target port injection amount and the engine speed NE. The passage injection valve 16 is driven to open based on the target port injection timing and the target port injection time.
一方、筒内噴射弁17からの燃料噴射比率(=1.0−Rp)を要求噴射量Tqに乗算した量(Tq×[1.0−Rp])が筒内噴射弁17からの燃料噴射量の制御目標値(目標筒内噴射量Tqc)として算出される。そして、この目標筒内噴射量Tqcと同量の燃料が噴射されるように筒内噴射弁17が開弁駆動される。 On the other hand, an amount (Tq × [1.0−Rp]) obtained by multiplying the required injection amount Tq by the fuel injection ratio (= 1.0−Rp) from the in-cylinder injection valve 17 is the fuel injection from the in-cylinder injection valve 17. The amount is calculated as a control target value (target in-cylinder injection amount Tqc). Then, the in-cylinder injection valve 17 is driven to open so that the same amount of fuel as the target in-cylinder injection amount Tqc is injected.
本実施形態では、一回の燃焼サイクルにおける筒内噴射弁17からの燃料噴射が、複数回に分けて燃料噴射を実行する多段噴射によって行われる。詳しくは、図2に示すように、内燃機関10の吸気行程および圧縮行程が「吸気行程の前半(第4期間)」、「吸気行程の後半(第3期間)」、「圧縮行程の前半(第2期間)」、および「圧縮行程の後半(第1期間)」の四つの期間に予め区画されている。そして、それら期間における燃料噴射の実行の有無を組み合わせた要求噴射パターンが予め設定されている。要求噴射パターンは複数設定されており、各要求噴射パターンは電子制御装置40に記憶されている。なお図2には、第1期間、第3期間、および第4期間において筒内噴射弁17からの燃料噴射が実行される例を示している。 In the present embodiment, fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 in one combustion cycle is performed by multistage injection in which fuel injection is performed in a plurality of times. Specifically, as shown in FIG. 2, the intake stroke and the compression stroke of the internal combustion engine 10 are “the first half of the intake stroke (fourth period)”, “the second half of the intake stroke (third period)”, “the first half of the compression stroke ( (Second period) ”and“ second half of the compression stroke (first period) ”. And the request | requirement injection pattern which combined the presence or absence of execution of the fuel injection in those periods is preset. A plurality of required injection patterns are set, and each required injection pattern is stored in the electronic control unit 40. FIG. 2 shows an example in which fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 is executed in the first period, the third period, and the fourth period.
燃料噴射制御を実行する際には、機関負荷KLおよび機関回転速度NEに基づいて、それら要求噴射パターンのうちの一つが選択される。さらに、機関運転状態(目標筒内噴射量Tqcや機関回転速度NE、実噴射圧P)に基づいて、要求噴射パターンに定められた各噴射についての燃料噴射時期の制御目標値(目標筒内噴射時期)と燃料噴射時間の制御目標値(目標筒内噴射時間)とが算出される。そして、各噴射についてそれぞれ、目標筒内噴射時期および目標筒内噴射時間に基づき筒内噴射弁17の開弁駆動が実行される。 When executing the fuel injection control, one of the required injection patterns is selected based on the engine load KL and the engine rotational speed NE. Further, based on the engine operating state (target in-cylinder injection amount Tqc, engine rotation speed NE, actual injection pressure P), the control target value (target in-cylinder injection) of the fuel injection timing for each injection determined in the required injection pattern. Time) and a control target value (target in-cylinder injection time) of the fuel injection time are calculated. For each injection, the in-cylinder injection valve 17 is driven to open based on the target in-cylinder injection timing and the target in-cylinder injection time.
本実施形態では、吸気行程前半の第1期間における燃料噴射が、ピストン18の頂面に向けて燃料を噴射して同頂面を噴射燃料によって冷却することにより、燃焼室15内の温度を低下させて吸気効率を向上させる機能を有する。また吸気行程後半の第2期間における燃料噴射は、ピストン18の移動速度が低下して燃焼室15内の気流が弱くなるときに、同気流を強める機能を有する。さらに圧縮行程前半の第3期間における燃料噴射は、その実行に際して筒内噴射弁17を通過する燃料によって同筒内噴射弁17を冷却する機能を有する。また圧縮行程後半の第4期間における燃料噴射は、噴射燃料を点火プラグ26周りに集めることにより混合気の着火性を高めて燃焼速度を高める機能を有する。 In the present embodiment, the fuel injection in the first period of the first half of the intake stroke is performed by injecting fuel toward the top surface of the piston 18 and cooling the top surface with the injected fuel, thereby reducing the temperature in the combustion chamber 15. And has the function of improving the intake efficiency. The fuel injection in the second period of the latter half of the intake stroke has a function of strengthening the air flow when the moving speed of the piston 18 decreases and the air flow in the combustion chamber 15 becomes weak. Further, the fuel injection in the third period of the first half of the compression stroke has a function of cooling the in-cylinder injection valve 17 with the fuel that passes through the in-cylinder injection valve 17 during the execution. Further, the fuel injection in the fourth period in the latter half of the compression stroke has a function of increasing the ignitability of the air-fuel mixture and increasing the combustion speed by collecting the injected fuel around the spark plug 26.
こうした燃料噴射制御を通じて、そのときどきの内燃機関10の運転状態に見合う量の燃料が同運転状態に適した噴射パターンで通路噴射弁16および筒内噴射弁17から噴射されて内燃機関10の燃焼室15内に供給されるようになる。 Through such fuel injection control, an amount of fuel commensurate with the operation state of the internal combustion engine 10 at that time is injected from the passage injection valve 16 and the in-cylinder injection valve 17 in an injection pattern suitable for the operation state, and the combustion chamber of the internal combustion engine 10 15 is supplied.
図3に要求噴射パターンが設定される各機関運転領域を示し、図4に各機関運転領域と要求噴射パターンとの関係を示す。
図3または図4に示すように、本実施形態の装置では、機関負荷KLおよび機関回転速度NEにより定まる機関運転領域が「領域A」、「領域B」、「領域C」、「領域D」および「領域E」の五つの噴射領域に区画されており、それら噴射領域毎に異なる要求噴射パターンが設定されている。
FIG. 3 shows each engine operation region where the required injection pattern is set, and FIG. 4 shows the relationship between each engine operation region and the required injection pattern.
As shown in FIG. 3 or FIG. 4, in the apparatus of the present embodiment, the engine operating areas determined by the engine load KL and the engine speed NE are “Area A”, “Area B”, “Area C”, “Area D”. And “area E” is divided into five injection areas, and different required injection patterns are set for the respective injection areas.
領域Aとしては、機関負荷KLが大きく且つ機関回転速度NEが低い機関運転領域が定められている。そして、この領域Aには、第1期間および第4期間における筒内噴射弁17からの燃料噴射の実行を要求する第1の要求噴射パターンが設定されている。この領域Aでは筒内噴射弁17からの二段の燃料噴射が実行される。なお領域Aでは通路噴射弁16からの燃料噴射は実行されない。 As the region A, an engine operation region where the engine load KL is large and the engine speed NE is low is defined. In this region A, a first required injection pattern for requesting execution of fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 in the first period and the fourth period is set. In this region A, two-stage fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 is executed. In the region A, fuel injection from the passage injection valve 16 is not executed.
領域Bとしては、機関負荷KLが大きく且つ機関回転速度NEが低い機関運転領域であって、上記領域Aを含む機関運転領域が定められている。この領域Bには、第3期間および第4期間における筒内噴射弁17からの燃料噴射の実行を要求する第2の要求噴射パターンが設定されている。この領域Bでは、筒内噴射弁17からの二段の燃料噴射が実行される。なお領域Bでは通路噴射弁16からの燃料噴射は実行されない。 The region B is an engine operation region where the engine load KL is large and the engine rotational speed NE is low, and an engine operation region including the region A is defined. In this region B, a second required injection pattern for requesting execution of fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 in the third period and the fourth period is set. In this region B, two-stage fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 is executed. In region B, fuel injection from the passage injection valve 16 is not executed.
領域Cとしては、機関回転速度NEが高い機関運転領域が定められている。この領域Cでは、第4期間においてのみ筒内噴射弁17からの燃料噴射を実行する第3の要求噴射パターンが設定されている。すなわち領域Cでは筒内噴射弁17からの一段の燃料噴射が実行される。なお、この領域Cにおいても通路噴射弁16からの燃料噴射は実行されない。 As the region C, an engine operation region where the engine rotational speed NE is high is defined. In this region C, a third required injection pattern for executing fuel injection from the cylinder injection valve 17 only in the fourth period is set. That is, in the region C, one-stage fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 is executed. In this region C, fuel injection from the passage injection valve 16 is not executed.
領域Dとしては、機関負荷KLが中程度であって且つ機関回転速度NEが低い機関運転領域が定められている。この領域Dには、第4期間においてのみ筒内噴射弁17からの燃料噴射を実行する第4の要求噴射パターンが設定されている。この領域Dでは、領域Cと同様に筒内噴射弁17からの一段の燃料噴射が実行される。ただし、この領域Dでは通路噴射弁16からの燃料噴射が合わせて実行される。 As the region D, an engine operation region in which the engine load KL is medium and the engine rotational speed NE is low is defined. In this region D, a fourth required injection pattern for executing fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 only in the fourth period is set. In this region D, similarly to the region C, one-stage fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 is executed. However, in this region D, fuel injection from the passage injection valve 16 is also performed.
領域Eとしては、機関負荷KLが小さく且つ機関回転速度NEが低い機関運転領域が定められている。この領域Eでは、第1〜第4期間のいずれにおいても筒内噴射弁17からの燃料噴射を実行されず、通路噴射弁16からの燃料噴射のみが実行される。 As the region E, an engine operation region in which the engine load KL is small and the engine rotational speed NE is low is defined. In this region E, fuel injection from the cylinder injection valve 17 is not executed in any of the first to fourth periods, and only fuel injection from the passage injection valve 16 is executed.
図3から明らかなように、本実施形態の装置では、領域Bとして領域Aを含む機関運転領域が定められており、それら領域A,Bそれぞれに要求噴射パターンが定められている。そのため、領域A,Bが重なっている部分(領域Aにあたる部分)では要求噴射パターンが二つ設定される。また領域B,C,D,Eが、隣り合う領域と一部(図中に破線で示す部分)が重複するように設定されている。そうした領域の重複部分では複数の要求噴射パターンが定められる。このように本実施形態の装置では、同一の機関運転領域に複数の要求噴射パターンが設定されることがあるため、それら要求噴射パターンの中から適切なパターンを選択しないと、他に適切なパターンがあるのにも関わらず、燃焼状態の悪化を招く要求噴射パターンを選択してしまうおそれがある。なお本実施形態では、各領域A〜Eのうちの複数が重複している機関運転領域が特定の機関運転領域に相当する。 As is apparent from FIG. 3, in the apparatus of the present embodiment, an engine operation region including the region A is defined as the region B, and a required injection pattern is defined in each of the regions A and B. Therefore, two required injection patterns are set in a portion where regions A and B overlap (portion corresponding to region A). In addition, the regions B, C, D, and E are set so that the adjacent regions partially overlap (portions indicated by broken lines in the drawing). A plurality of required injection patterns are defined in the overlapping portion of such areas. As described above, in the apparatus according to the present embodiment, a plurality of required injection patterns may be set in the same engine operation region. Therefore, if an appropriate pattern is not selected from these required injection patterns, other appropriate patterns In spite of this, there is a risk of selecting a requested injection pattern that causes deterioration of the combustion state. In the present embodiment, an engine operation region in which a plurality of regions A to E overlap each other corresponds to a specific engine operation region.
本実施形態の装置では、同一の機関運転領域に設定される複数の要求噴射パターンのうち、多段噴射の最後段噴射の実行時期を含む期間が圧縮上死点に最も近い期間である要求噴射パターンを優先的に選択して、筒内噴射弁17の作動制御を実行するようにしている。なお要求噴射パターンに一段の燃料噴射が設定されている領域Cや領域Dでは、同燃料噴射が実行される期間(第4期間)が上記多段噴射の最後段噴射の実行時期を含む期間として用いられる。 In the apparatus of the present embodiment, among the plurality of required injection patterns set in the same engine operation region, the required injection pattern in which the period including the execution timing of the final stage injection of the multistage injection is the period closest to the compression top dead center Is preferentially selected, and the operation control of the in-cylinder injection valve 17 is executed. In the region C and region D in which one stage of fuel injection is set in the required injection pattern, the period during which the fuel injection is executed (fourth period) is used as the period including the execution timing of the last stage injection of the multistage injection. It is done.
上記内燃機関10では、筒内噴射弁17による燃料噴射の実行時期が圧縮上死点に近いほど、噴射燃料が燃焼室15内で拡散する時間が短くなって燃料濃度の高い部分が形成され易くなるため、燃焼室15内における点火プラグ26の近辺にその周辺部分と比較して燃料濃度の高い部分を形成し易くなる。そして、周辺の燃料濃度が適度に高い状態で点火プラグ26による点火動作を行うことにより、燃焼室15内における燃料の初期燃焼速度を高くして同燃料の燃焼状態を良好にすることができ、ひいては燃費性能を高くすることが可能になる。 In the internal combustion engine 10, as the execution timing of the fuel injection by the in-cylinder injection valve 17 is closer to the compression top dead center, the time during which the injected fuel diffuses in the combustion chamber 15 is shortened and a portion with a high fuel concentration is easily formed. Therefore, it becomes easier to form a portion having a higher fuel concentration in the combustion chamber 15 in the vicinity of the spark plug 26 than in the peripheral portion. Then, by performing the ignition operation with the spark plug 26 in a state where the surrounding fuel concentration is moderately high, the initial combustion speed of the fuel in the combustion chamber 15 can be increased, and the combustion state of the fuel can be improved. As a result, it becomes possible to improve fuel efficiency.
図4に示すように、本実施形態の装置では、要求噴射パターンを選択する際の優先度が予め定められている。具体的には、最も優先度が高いパターンを第1の要求噴射パターン(領域A)とし、第2の要求噴射パターン(領域B)、第3の要求噴射パターン(領域C)、第4の要求噴射パターン(領域D)、筒内噴射弁17による燃料噴射を実行しない第5の要求噴射パターン(領域E)といった順に優先度が低くなるように、上記優先度が定められている。 As shown in FIG. 4, in the apparatus according to the present embodiment, the priority for selecting the required injection pattern is determined in advance. Specifically, the pattern having the highest priority is the first required injection pattern (region A), the second required injection pattern (region B), the third required injection pattern (region C), and the fourth request. The priorities are determined so that the priorities become lower in the order of the injection pattern (region D) and the fifth required injection pattern (region E) in which fuel injection by the in-cylinder injection valve 17 is not performed.
そして要求噴射パターンが複数設定される機関運転領域では、上記優先度に基づいて、次のように要求噴射パターンが選択される。すなわち、領域B,Cの重複部分や領域B,C,Dの重複部分では領域Bに対応する第2の要求噴射パターンが選択される。また領域C,Dの重複部分や、領域C,D,Eの重複部分、領域C,Eの重複部分では領域Cに対応する第3の要求噴射パターンが選択される。さらに領域D,Eの重複部分では同領域Dに対応する第4の要求噴射パターンが選択される。 In the engine operation region where a plurality of required injection patterns are set, the required injection pattern is selected as follows based on the priority. That is, the second required injection pattern corresponding to the region B is selected in the overlapping portion of the regions B and C and the overlapping portion of the regions B, C, and D. In addition, the third required injection pattern corresponding to the region C is selected in the overlapping portion of the regions C and D, the overlapping portion of the regions C, D, and E, and the overlapping portion of the regions C and E. Furthermore, the fourth required injection pattern corresponding to the region D is selected in the overlapping portion of the regions D and E.
このように、内燃機関10の運転に際して複数の要求噴射パターンが設定されるときに、上記優先度が高い要求噴射パターンを選択することにより、多段噴射の最後段噴射の実行時期が圧縮上死点に最も近い時期、すなわち良好な燃焼状態を得るのに適した時期になるように要求噴射パターンを選択することができる。したがって、内燃機関10の運転に際して要求噴射パターンが複数設定される場合であっても、適切な噴射パターンを選択して良好な燃焼状態での機関運転を実現することができる。 As described above, when a plurality of required injection patterns are set during the operation of the internal combustion engine 10, by selecting the required injection pattern having a high priority, the execution timing of the last stage injection of the multi-stage injection becomes the compression top dead center. The required injection pattern can be selected so as to be the time closest to, that is, the time suitable for obtaining a good combustion state. Therefore, even when a plurality of required injection patterns are set during operation of the internal combustion engine 10, it is possible to select an appropriate injection pattern and realize engine operation in a good combustion state.
本実施形態では、領域Cおよび領域Dにおいて、多段噴射の最後段噴射の実行時期を含む期間が同一の第4期間になる。そのため、領域Cと領域Dとが重複している機関運転領域では、最後段噴射が実行される期間だけでは優先度を定めることができない。本実施形態では、領域C,Dの重複部分において設定される第3および第4の要求噴射パターンのうち、一回の燃焼サイクルにおける総噴射量(要求噴射量Tq)に対して第4期間での燃料噴射による噴射量の占める割合が多いほうの第3の要求噴射パターンを選択するようにしている。 In the present embodiment, in the region C and the region D, the period including the execution timing of the last stage injection of the multistage injection is the same fourth period. Therefore, in the engine operation region where the region C and the region D overlap, it is not possible to determine the priority only in the period in which the last stage injection is executed. In the present embodiment, among the third and fourth required injection patterns set in the overlapping portions of the regions C and D, the fourth injection period is the fourth period with respect to the total injection amount (required injection amount Tq) in one combustion cycle. The third required injection pattern with the larger proportion of the injection amount due to the fuel injection is selected.
本実施形態では、領域Cでは筒内噴射弁17による第4期間における燃料噴射のみが実行されるのに対して、領域Dでは筒内噴射弁17による第4期間における燃料噴射に合わせて通路噴射弁16からの燃料噴射も実行される。そのため、領域C,Dでは最後段噴射が実行される期間が同一の第4期間であるとはいえ、要求噴射量Tqに対する第4期間での燃料噴射による噴射量の占める割合が領域Dと比較して領域Cが多い。この点をふまえて本実施形態では、要求噴射パターンを選択する際の上記領域Cに対応する第3の噴射パターンの優先度が上記領域Dに対応する第4の要求噴射パターンの優先度より高く設定されている。 In the present embodiment, in the region C, only fuel injection in the fourth period by the in-cylinder injection valve 17 is executed, whereas in region D, passage injection is performed in accordance with the fuel injection in the fourth period by the in-cylinder injection valve 17. Fuel injection from the valve 16 is also executed. Therefore, in regions C and D, the proportion of the injection amount by fuel injection in the fourth period to the required injection amount Tq is compared with region D even though the period in which the last stage injection is performed is the same fourth period. Thus, there are many areas C. In view of this point, in the present embodiment, the priority of the third injection pattern corresponding to the region C when selecting the required injection pattern is higher than the priority of the fourth required injection pattern corresponding to the region D. Is set.
これにより、領域Cと領域Dとの重複部分において、第4期間における筒内噴射弁17による燃料噴射のみを行う第3の要求噴射パターン、すなわち圧縮上死点に近い時期に実行される燃料噴射の占める割合が多いために良好な燃焼状態を得るのに適した要求噴射パターンを選択することができる。このように本実施形態の装置によれば、多段噴射における最後段噴射が実行される期間が同一の要求噴射パターンが複数ある場合であっても、要求噴射量Tqに対する最後段噴射による噴射量の占める割合を考慮することにより、適切な噴射パターンを選択して良好な燃焼状態での機関運転を実現することができる。 Thereby, in the overlapping part of the region C and the region D, the third required injection pattern for performing only the fuel injection by the in-cylinder injection valve 17 in the fourth period, that is, the fuel injection that is executed at a time close to the compression top dead center Therefore, the required injection pattern suitable for obtaining a good combustion state can be selected. As described above, according to the apparatus of the present embodiment, even when there are a plurality of required injection patterns having the same period in which the final injection in the multi-stage injection is performed, the injection amount by the final injection with respect to the required injection amount Tq is reduced. By considering the proportion, it is possible to select an appropriate injection pattern and realize engine operation in a good combustion state.
また本実施形態では、領域Bが領域Aを含む機関運転領域に設定されている。そして、領域Aには第1期間の燃料噴射を含む第1の噴射パターンが設定されており、領域Bには第1期間より前の第3期間の燃料噴射と第4期間の燃料噴射とからなる第2の要求噴射パターンが設定されている。そして、領域Aに対応する第1の要求噴射パターンの優先度が領域Bに対応する第2の要求噴射パターンの優先度より高く設定されている。なお本実施形態では、第1の要求噴射パターンの第1期間における燃料噴射の実行時期が第1の時期に相当し、第2の要求噴射パターンの第3期間における燃料噴射の実行時期が第1の時期より前の第2の時期に相当する。 In the present embodiment, the region B is set to the engine operation region including the region A. The first injection pattern including the fuel injection in the first period is set in the region A, and the fuel injection in the third period and the fuel injection in the fourth period before the first period are set in the region B. A second required injection pattern is set. The priority of the first required injection pattern corresponding to the region A is set higher than the priority of the second required injection pattern corresponding to the region B. In the present embodiment, the fuel injection execution time in the first period of the first required injection pattern corresponds to the first time, and the fuel injection execution time in the third period of the second required injection pattern is the first time. This corresponds to the second period before the period.
本実施形態では、機関運転領域が領域Aであるときに、第1の要求噴射パターンでの筒内噴射弁17からの燃料噴射の実行の可否を判断するための実行条件が成立しているか否かが判断される。この実行条件は、実噴射圧Pが所定圧力以上であるときに成立していると判断される一方、実噴射圧Pが所定圧力未満であるときには成立していないと判断される。 In the present embodiment, when the engine operation region is the region A, whether or not an execution condition for determining whether or not to perform fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 in the first required injection pattern is satisfied. Is judged. This execution condition is determined to be satisfied when the actual injection pressure P is equal to or higher than the predetermined pressure, while it is determined not to be satisfied when the actual injection pressure P is less than the predetermined pressure.
そして、機関運転領域が領域Aであるときに上記実行条件が成立している場合には、第1の要求噴射パターンでの機関運転が可能であるとして、第1の要求噴射パターンが選択されて筒内噴射弁17からの燃料噴射が実行される。これにより、良好な燃焼状態での機関運転が見込める噴射パターンを選択して筒内噴射弁17からの燃料噴射を実行することができる。 If the execution condition is satisfied when the engine operation region is the region A, the first request injection pattern is selected as the engine operation in the first request injection pattern is possible. Fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 is executed. Thereby, it is possible to execute the fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 by selecting an injection pattern that can expect an engine operation in a good combustion state.
一方、機関運転領域が領域Aであるときに上記実行条件が成立していない場合には、第1の要求噴射パターンに基づく機関運転を実行することができない状況であるとして、領域Aと重複している領域Bに対応する第2の要求噴射パターンが選択されて、同パターンでの筒内噴射弁17からの燃料噴射が実行される。これにより、最も良好な燃焼状態での機関運転が見込める第1の要求噴射パターンを選択することができなくなったときに、二番目に良好な燃焼状態での機関運転が見込める第2の要求噴射パターンを選択して、筒内噴射弁17からの燃料噴射を実行することができるようになる。 On the other hand, if the execution condition is not satisfied when the engine operation region is the region A, it is assumed that the engine operation based on the first required injection pattern cannot be performed, so that it overlaps with the region A. The second required injection pattern corresponding to the region B is selected, and fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 is executed in the same pattern. Thereby, when it becomes impossible to select the first required injection pattern in which the engine operation in the best combustion state can be expected, the second required injection pattern in which the engine operation in the second best combustion state can be expected. And the fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 can be executed.
このように本実施形態の装置によれば、第1の要求噴射パターンと第2の要求噴射パターンとが定められた領域Aにおいて、通常時には第1の要求噴射パターンを選択し、同パターンを選択できないときには例外的に第2の要求噴射パターンを選択するといったように、それら要求噴射パターンのいずれかを状況に応じて適正に選択することができる。 As described above, according to the apparatus of the present embodiment, in the region A in which the first required injection pattern and the second required injection pattern are defined, the first required injection pattern is normally selected and the same pattern is selected. If the second required injection pattern is exceptionally selected when it is not possible, one of these required injection patterns can be appropriately selected according to the situation.
以下、そのようにして要求噴射パターンを選択する手順について詳しく説明する。
図5に、要求噴射パターンを選択する処理(選択処理)の実行手順を示す。なお同図のフローチャートに示される一連の処理は、燃料噴射制御にかかる処理の一部をなす処理であり、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置40により実行される。
Hereinafter, the procedure for selecting the required injection pattern in this manner will be described in detail.
FIG. 5 shows an execution procedure of processing (selection processing) for selecting a required injection pattern. The series of processes shown in the flowchart of FIG. 11 is a process that forms part of the process related to the fuel injection control, and is executed by the electronic control unit 40 as an interrupt process at predetermined intervals.
図5に示すように、選択処理では先ず、機関負荷KLおよび機関回転速度NEにより定まる機関運転状態が複数の要求噴射パターンが設定される状態(詳しくは、領域Aあるいは図4中に斜線で示す領域に含まれる状態)であるか否かが判断される(ステップS11)。そして、要求噴射パターンが一つのみ設定される機関運転状態である場合には(ステップS11:NO)、以下の処理を実行することなく、本処理は一旦終了される。 As shown in FIG. 5, in the selection process, first, the engine operating state determined by the engine load KL and the engine rotational speed NE is a state where a plurality of required injection patterns are set (in detail, the region A or hatched in FIG. It is determined whether or not the state is included in the region (step S11). When the engine operating state is set with only one required injection pattern (step S11: NO), the present process is temporarily terminated without executing the following process.
複数の要求噴射パターンが設定される機関運転状態であるときには(ステップS11:YES)、同機関運転状態が領域Aに含まれるか否かが判断される(ステップS12)。
そして、このときの機関運転状態が領域Aに含まれる場合には(ステップS12:YES)、前記実行条件が成立しているか否かが判断される(ステップS13)。実行条件が成立しているときには(ステップS13:YES)、領域Aに対応する第1の要求噴射パターンが選択される(ステップS14)。これにより、最も良好な燃焼状態になる第1の要求噴射パターンが選択されて筒内噴射弁17からの燃料噴射が実行されるようになる。
When the engine operating state is set with a plurality of required injection patterns (step S11: YES), it is determined whether or not the engine operating state is included in the region A (step S12).
When the engine operating state at this time is included in the region A (step S12: YES), it is determined whether or not the execution condition is satisfied (step S13). When the execution condition is satisfied (step S13: YES), the first required injection pattern corresponding to the region A is selected (step S14). As a result, the first required injection pattern that provides the best combustion state is selected, and fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 is executed.
一方、実行条件が成立していないときには(ステップS13:NO)、領域Bに対応する第2の要求噴射パターンが選択される(ステップS15)。これにより、良好な燃焼状態を得るうえで二番目に適した第2の要求噴射パターンが選択されて筒内噴射弁17からの燃料噴射が実行されるようになる。 On the other hand, when the execution condition is not satisfied (step S13: NO), the second requested injection pattern corresponding to the region B is selected (step S15). As a result, the second required injection pattern that is the second most suitable for obtaining a good combustion state is selected, and fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 is executed.
複数の要求噴射パターンが設定される機関運転状態であるときに(ステップS11:YES)、同機関運転状態が領域Aに含まれない場合には(ステップS12:NO)、このとき設定されている要求噴射パターンの優先度(図4参照)が各別に算出される。そして、それら優先度を比較することによって優先度の最も高い要求噴射パターンが選択される(ステップS16)。これにより、最も良好な燃焼状態になる要求噴射パターンが選択されて筒内噴射弁17からの燃料噴射が実行されるようになる。なお本実施形態では、各要求噴射パターンとその優先度との関係を定めたマップが電子制御装置40に予め記憶されている。ステップS16の処理では、このマップに基づいて各要求噴射パターンの優先度が算出される。 When the engine operating state is set with a plurality of required injection patterns (step S11: YES), if the engine operating state is not included in the region A (step S12: NO), it is set at this time. The priority of the required injection pattern (see FIG. 4) is calculated separately. Then, the required injection pattern with the highest priority is selected by comparing the priorities (step S16). As a result, the required injection pattern that provides the best combustion state is selected, and fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 is executed. In the present embodiment, a map that defines the relationship between each required injection pattern and its priority is stored in advance in the electronic control unit 40. In the process of step S16, the priority of each requested injection pattern is calculated based on this map.
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
(1)同一の機関運転領域に設定される複数の要求噴射パターンのうち、多段噴射の最後段噴射の実行時期を含む期間が圧縮上死点に最も近い期間である要求噴射パターンを優先的に選択して、筒内噴射弁17の作動制御を実行するようにした。そのため、内燃機関10の運転に際して要求噴射パターンが複数設定される場合であっても、適切な噴射パターンを選択して良好な燃焼状態での機関運転を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Among the plurality of required injection patterns set in the same engine operation region, the required injection pattern whose period including the execution timing of the final stage injection of the multistage injection is the period closest to the compression top dead center is given priority. The control of the cylinder injection valve 17 is selected and executed. Therefore, even when a plurality of required injection patterns are set during operation of the internal combustion engine 10, it is possible to select an appropriate injection pattern and realize engine operation in a good combustion state.
(2)機関運転状態が領域Aに含まれるときに、実行条件が成立するときには第1の要求噴射パターンを選択し、実行条件が成立しないときには同領域Aと重複している領域Bに対応する第2の要求噴射パターンを選択するようにした。そのため領域Aにおいて、通常時には第1の要求噴射パターンを選択し、同パターンを選択できないときには例外的に第2の要求噴射パターンを選択するといったように、それら要求噴射パターンのいずれかを状況に応じて適正に選択することができる。 (2) When the engine operating state is included in the region A, the first required injection pattern is selected when the execution condition is satisfied, and when the execution condition is not satisfied, the region B overlaps with the region A. The second required injection pattern is selected. Therefore, in the region A, the first required injection pattern is selected in the normal state, and when the same pattern cannot be selected, the second required injection pattern is exceptionally selected according to the situation. Can be selected appropriately.
(3)領域Cと領域Dとが重複している機関運転領域において設定される第3および第4の要求噴射パターンのうち、一回の燃焼サイクルにおける総噴射量(要求噴射量Tq)に対して第4期間での燃料噴射による噴射量が占める割合が多いほうの第3の要求噴射パターンを選択するようにした。そのため、多段噴射における最後段噴射が実行される期間が同一の要求噴射パターンが複数あるとはいえ、要求噴射量Tqに対する最後段噴射による噴射量の占める割合を考慮することにより、適切な噴射パターンを選択して良好な燃焼状態での機関運転を実現することができる。 (3) Of the third and fourth required injection patterns set in the engine operation region where region C and region D overlap, the total injection amount (required injection amount Tq) in one combustion cycle Thus, the third required injection pattern with the larger proportion of the fuel injection amount in the fourth period is selected. For this reason, although there are a plurality of required injection patterns in which the last stage injection in the multi-stage injection is performed, an appropriate injection pattern can be obtained by considering the ratio of the injection amount by the last stage injection to the required injection amount Tq. It is possible to realize the engine operation in a good combustion state by selecting.
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・各要求噴射パターンの優先度をマップに基づき算出することに代えて、優先度を算出するための演算式を電子制御装置40に予め記憶しておくとともに同演算式に基づき優先度を算出するようにしてもよい。
The above embodiment may be modified as follows.
Instead of calculating the priority of each required injection pattern based on the map, an arithmetic expression for calculating the priority is stored in advance in the electronic control unit 40 and the priority is calculated based on the arithmetic expression. You may do it.
・領域C,Dの重複部分において、要求噴射量Tqに対して第4期間における燃料噴射量の占める割合が多いほうの要求噴射パターンを選択することに限らず、任意の選択基準で要求噴射パターンを選択することができる。全期間(吸気行程および圧縮行程)において圧縮上死点に近い期間に実行される燃料噴射の占める割合が多くなるほうの要求噴射パターンを選択することにより、上記実施形態に準じた作用効果が得られる。 -In the overlapping part of the regions C and D, the required injection pattern is not limited to selecting the required injection pattern in which the ratio of the fuel injection amount in the fourth period to the required injection amount Tq is larger, but based on any selection criterion Can be selected. By selecting the required injection pattern in which the ratio of the fuel injection executed in the period close to the compression top dead center in the entire period (intake stroke and compression stroke) is selected, the operational effect according to the above embodiment is obtained. It is done.
・領域Aにおける第1の要求噴射パターンでの筒内噴射弁17からの燃料噴射を適正に実行することができるのであれば、同領域Aにおいて、第1および第2の要求噴射パターンのうちの第1の要求噴射パターンを優先的に選択することに代えて、常に第1の要求噴射パターンを選択するようにしてもよい。こうした装置によっても、内燃機関10の運転に際して要求噴射パターンが複数設定される場合に、適切な噴射パターンを選択して良好な燃焼状態での機関運転を実現することができる。 If the fuel injection from the in-cylinder injection valve 17 in the first required injection pattern in the region A can be properly executed, in the same region A, the first and second required injection patterns Instead of preferentially selecting the first required injection pattern, the first required injection pattern may always be selected. Even with such an apparatus, when a plurality of required injection patterns are set during operation of the internal combustion engine 10, it is possible to select an appropriate injection pattern and realize engine operation in a good combustion state.
・多段噴射の各段の燃料噴射を実行する期間として、内燃機関10の吸気行程および圧縮行程に二つの期間を設定したり、三つの期間を設定したり、五つ以上の期間を設定したりすることができる。 -As a period for executing fuel injection at each stage of multi-stage injection, two periods are set for the intake stroke and the compression stroke of the internal combustion engine 10, three periods are set, or five or more periods are set. can do.
・上記実施形態の装置では、内燃機関10の吸気行程および圧縮行程を複数の期間に予め区画するとともにそれら期間における燃料噴射の有無を組み合わせた要求噴射パターンに基づいて多段噴射を実行するようにした。これに限らず、メイン噴射にパイロット噴射やアフター噴射を組み合わせた要求噴射パターンに基づいて多段噴射を実行する装置にも、上記実施形態の装置はその構成を適宜変更したうえで適用することができる。こうした装置では、要求噴射パターンを選択する選択パラメータとして、多段噴射の最後段噴射の実行時期を含む期間を用いることに限らず、多段噴射の最後段噴射の実行時期を用いることもできる。すなわち、要求噴射パターンが複数設定された機関運転領域において、多段噴射の最後段噴射の実行時期が圧縮上死点に最も近い時期である要求噴射パターンを優先的に選択して、筒内噴射弁17の作動制御を実行することができる。なお、多段噴射の最後段噴射の実行時期としては、同最後段噴射の実行開始時期や実行停止時期を採用することができる。 In the apparatus of the above embodiment, the intake stroke and the compression stroke of the internal combustion engine 10 are divided in advance into a plurality of periods, and multistage injection is executed based on a requested injection pattern that combines the presence or absence of fuel injection in those periods. . Not only this but the apparatus of the said embodiment can be applied also to the apparatus which performs multistage injection based on the request | requirement injection pattern which combined pilot injection and after-injection with main injection after changing the structure suitably. . In such an apparatus, as a selection parameter for selecting the required injection pattern, not only the period including the execution timing of the final stage injection of the multistage injection but also the execution timing of the final stage injection of the multistage injection can be used. That is, in the engine operation region in which a plurality of required injection patterns are set, the required injection pattern in which the execution timing of the final injection of the multi-stage injection is closest to the compression top dead center is preferentially selected, and the in-cylinder injection valve 17 operation controls can be executed. As the execution timing of the last stage injection of the multi-stage injection, the execution start timing or the execution stop timing of the last stage injection can be employed.
・上記実施形態の装置は、通路噴射弁16が設けられていない装置にも、構成を適宜変更したうえで適用することができる。 -The apparatus of the said embodiment can be applied to the apparatus in which the channel | path injection valve 16 is not provided, after changing a structure suitably.
10…内燃機関、11…吸気通路、11a…吸気ポート、12…スロットル機構、13…スロットルバルブ、14…スロットルモータ、15…燃焼室、16…通路噴射弁、17…筒内噴射弁、18…ピストン、19…クランクシャフト、20…排気通路、21…燃料タンク、22…低圧燃料通路、23…フィードポンプ、24…高圧燃料通路、25…高圧ポンプ、26…点火プラグ、40…電子制御装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 11 ... Intake passage, 11a ... Intake port, 12 ... Throttle mechanism, 13 ... Throttle valve, 14 ... Throttle motor, 15 ... Combustion chamber, 16 ... Passage injection valve, 17 ... In-cylinder injection valve, 18 ... Piston, 19 ... crankshaft, 20 ... exhaust passage, 21 ... fuel tank, 22 ... low pressure fuel passage, 23 ... feed pump, 24 ... high pressure fuel passage, 25 ... high pressure pump, 26 ... spark plug, 40 ... electronic control device.
Claims (7)
当該装置は、前記要求噴射パターンが複数設定される特定の機関運転領域では、それら要求噴射パターンのうち、前記多段噴射の最後段噴射の実行時期が圧縮上死点に最も近い時期である要求噴射パターンを優先的に選択して、前記筒内噴射弁の作動制御を実行する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 An in-cylinder injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber is provided. In a fuel injection control device for an internal combustion engine that performs fuel injection from the in-cylinder injection valve in a single combustion cycle,
In the specific engine operation region in which a plurality of the required injection patterns are set, the apparatus performs required injection in which the execution timing of the final stage injection of the multistage injection is the closest to the compression top dead center among the required injection patterns. A fuel injection control device for an internal combustion engine, wherein a pattern is preferentially selected and operation control of the in-cylinder injection valve is executed.
当該装置は、前記要求噴射パターンが複数設定される特定の機関運転領域では、それら要求噴射パターンのうち、前記多段噴射の最後段噴射の実行時期が圧縮上死点に最も近い時期である要求噴射パターンを選択して、前記筒内噴射弁の作動制御を実行する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 An in-cylinder injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber is provided. In a fuel injection control device for an internal combustion engine that performs fuel injection from the in-cylinder injection valve in a single combustion cycle,
In the specific engine operation region in which a plurality of the required injection patterns are set, the apparatus performs required injection in which the execution timing of the final stage injection of the multistage injection is the closest to the compression top dead center among the required injection patterns. A fuel injection control device for an internal combustion engine, wherein a pattern is selected and operation control of the in-cylinder injection valve is executed.
当該装置は、
前記特定の機関運転領域に、前記最後段噴射の実行時期が圧縮上死点に最も近い第1の時期である第1の要求噴射パターンと、前記最後段噴射の実行時期が前記第1の時期より前の第2の時期である第2の要求噴射パターンと、が設定され、
前記特定の機関運転領域では、前記第1の要求噴射パターンを選択可能な機関運転状態であるときには同第1の要求噴射パターンを選択し、前記第1の要求噴射パターンを選択できない機関運転状態であるときには前記第2の要求噴射パターンを選択する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 2,
The device is
In the specific engine operation region, a first required injection pattern in which the execution timing of the last stage injection is the first time closest to the compression top dead center, and the execution timing of the last stage injection is the first time. A second required injection pattern that is a second time earlier is set,
In the specific engine operation region, when the engine is in an engine operation state in which the first request injection pattern can be selected, the first request injection pattern is selected, and in the engine operation state in which the first request injection pattern cannot be selected. A fuel injection control device for an internal combustion engine, wherein the second required injection pattern is selected at a certain time.
当該装置は、
前記最後段噴射の実行時期が圧縮上死点に最も近い時期になる要求噴射パターンが複数あるときには、それら要求噴射パターンのうち、一回の燃焼サイクルにおける総噴射量に対して前記最後段噴射による噴射量の占める割合が最も多い要求噴射パターンを選択する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 2 or 3,
The device is
When there are a plurality of required injection patterns in which the execution timing of the final stage injection is closest to the compression top dead center, among the required injection patterns, the final stage injection is performed with respect to the total injection amount in one combustion cycle. 2. A fuel injection control apparatus for an internal combustion engine, wherein a required injection pattern having the largest proportion of injection amount is selected.
前記内燃機関の吸気行程および圧縮行程は複数の期間に予め区画されており、
前記装置は前記複数の期間における噴射実行の有無の組み合わせを前記要求噴射パターンによって定める
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 The fuel injection control device for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 4,
The intake stroke and the compression stroke of the internal combustion engine are preliminarily divided into a plurality of periods,
The said apparatus determines the combination of the presence or absence of injection execution in the said several period by the said request | requirement injection pattern, The fuel injection control apparatus of the internal combustion engine characterized by the above-mentioned.
前記複数の期間は、吸気行程の前半、同吸気行程の後半、圧縮行程の前半、および同圧縮行程の後半の四つの期間からなる
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 5,
The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the plurality of periods include four periods, ie, a first half of an intake stroke, a second half of the intake stroke, a first half of a compression stroke, and a second half of the compression stroke.
当該装置は、
前記要求噴射パターン毎にその選択のための優先度が設定されてなり、
前記特定の運転領域では、前記優先度にしたがって、前記多段噴射の最後段噴射の実行時期が圧縮上死点に最も近い時期である要求噴射パターンを優先的に選択する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 The fuel injection control device for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 6,
The device is
A priority for the selection is set for each required injection pattern,
In the specific operation region, an internal combustion engine that preferentially selects a required injection pattern in which the execution timing of the final injection of the multi-stage injection is closest to the compression top dead center according to the priority. Fuel injection control device.
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JPH07103052A (en) * | 1993-10-06 | 1995-04-18 | Fuji Heavy Ind Ltd | Fuel injection control method for multicylinder engine |
JP2010101312A (en) * | 2008-09-26 | 2010-05-06 | Mazda Motor Corp | Control method of spark ignited internal combustion engine and spark ignited internal combustion engine system |
JP2011017285A (en) * | 2009-07-09 | 2011-01-27 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel injection control device for internal combustion engine |
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- 2013-05-23 JP JP2013109228A patent/JP2014227947A/en active Pending
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