JP2015183622A - Internal combustion engine fuel injection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の一時停止時に内燃機関のアイドリングを強制的に停止するいわゆるアイドルストップ機能を有する内燃機関の燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine having a so-called idle stop function for forcibly stopping idling of the internal combustion engine when the vehicle is temporarily stopped.
車両に装備された内燃機関の燃料噴射装置として、筒内に燃料を噴射するための筒内インジェクタと吸気ポート内に燃料を噴射するための吸気通路インジェクタとを備え、運転状態に応じて筒内インジェクタからの燃料噴射と吸気通路インジェクタからの燃料噴射とを制御する多点噴射式燃料噴射装置が知られている。
多点噴射式燃料噴射装置を用いることで、アクセルレスポンスや燃費を向上させ、排ガスの清浄化を可能にしている。この燃料噴射装置は、低負荷低回転領域では、吸気通路に燃料を噴射することで、吸気と燃料の混合特性を良くして着火性を良くし、高負荷高回転領域では、吸気通路インジェクタからの燃料噴射と筒内インジェクタからの燃料噴射とを併用するようにしている。
As a fuel injection device for an internal combustion engine equipped in a vehicle, it is provided with an in-cylinder injector for injecting fuel into a cylinder and an intake passage injector for injecting fuel into an intake port, A multi-point injection type fuel injection device that controls fuel injection from an injector and fuel injection from an intake passage injector is known.
By using a multi-point fuel injection device, accelerator response and fuel efficiency are improved, and exhaust gas can be purified. This fuel injection device injects fuel into the intake passage in the low load and low rotation region, thereby improving the mixing characteristics of the intake air and the fuel and improving the ignitability, and in the high load and high rotation region, from the intake passage injector. The fuel injection and the fuel injection from the in-cylinder injector are used in combination.
また、車両の一時停止時にエンジンのアイドリングを強制的に停止するいわゆるアイドルストップ機能を付与して燃費を向上させる試みがなされている。
車両がエンジンを停止するときは、運転を終了する場合と、再始動を前提とした一時停止の場合とがある。前者は、イグニッションキーがオフとされる。一方、後者は、車速が零となり、ブレーキの踏込みがあり、アクセル操作量が零であり、かつレバーが運転レンジに設定されている等の条件が成立する。アイドルストップ機能を有する車両では、かかる条件が成立したとき、ECUなどに内蔵されたアイドルストップ・スタート部が作動し、エンジンをストップさせる。
Attempts have also been made to improve fuel efficiency by providing a so-called idle stop function that forcibly stops engine idling when the vehicle is temporarily stopped.
When the vehicle stops the engine, there are a case where the driving is ended and a case where the vehicle is temporarily stopped on the assumption of restart. In the former case, the ignition key is turned off. On the other hand, in the latter, conditions such that the vehicle speed is zero, the brake is depressed, the accelerator operation amount is zero, and the lever is set to the driving range are satisfied. In a vehicle having an idle stop function, when such a condition is satisfied, an idle stop / start unit built in the ECU or the like operates to stop the engine.
特許文献1には、筒内インジェクタを有する筒内燃料供給路と、吸気通路インジェクタを有する吸気通路燃料供給路と、アイドルストップ・スタート手段とを有する内燃機関を備えたハイブリッド車が開示されている。このハイブリッド車は、アイドルストップ時に前記筒内燃料供給路のリリーフ弁を閉じて燃圧(燃料圧力)を高く保持する手段が開示されている。こうして、アイドルストップ条件解除後のエンジン再始動時に、前記筒内燃料供給路から気筒内に燃料を噴射することで、円滑な始動特性の確保と、排気清浄の悪化防止とを両立させることを目的としている。 Patent Document 1 discloses a hybrid vehicle including an internal combustion engine having an in-cylinder fuel supply passage having an in-cylinder injector, an intake passage fuel supply passage having an intake passage injector, and idle stop / start means. . This hybrid vehicle discloses means for keeping the fuel pressure (fuel pressure) high by closing the relief valve of the in-cylinder fuel supply path at the time of idling stop. Thus, when restarting the engine after the release of the idle stop condition, the fuel is injected into the cylinder from the in-cylinder fuel supply path, thereby ensuring both smooth start characteristics and prevention of deterioration of exhaust purification. It is said.
多点噴射式燃料噴射装置を備え、アイドルストップ・スタート手段を有する車両においては、アイドルストップ後の迅速な再始動と、排ガス性状や燃費等の面で再始動後の最適化運転を両立させる必要がある。
アイドルストップによるエンジン停止中に、吸気通路の吸気圧は大気圧に変化する。そのため、再始動時の初爆から数回の燃焼サイクルが行われる間は吸入空気量が多くなり、実際の圧縮圧力は高くなる傾向にある。これによって、吸気温度が高い場合やエンジン温度が高い場合、ノッキングが発生しやすくなり、ノッキングの発生によって、始動直後のドライバビリティやNVH(ノイズ・バイブレーション・ハーシュネス)が悪化するという問題がある。
For vehicles equipped with a multi-point injection fuel injection system and having an idle stop / start means, it is necessary to achieve both rapid restart after idle stop and optimized operation after restart in terms of exhaust gas properties, fuel consumption, etc. There is.
While the engine is stopped due to idle stop, the intake pressure in the intake passage changes to atmospheric pressure. Therefore, the intake air amount increases and the actual compression pressure tends to increase during several combustion cycles from the initial explosion at the time of restart. As a result, when the intake air temperature is high or the engine temperature is high, knocking is likely to occur, and there is a problem that drivability and NVH (noise vibration harshness) immediately after start-up deteriorate due to the occurrence of knocking.
また、エンジンが停止中は燃料ポンプが作動しないので、燃料供給路の燃圧が低下しており、そのため、気筒内への燃料噴射が遅れ、エンジンの再始動時迅速始動ができない場合がある。 Further, since the fuel pump does not operate while the engine is stopped, the fuel pressure in the fuel supply path is lowered, and therefore, fuel injection into the cylinder is delayed, and there is a case where the engine cannot be started quickly when the engine is restarted.
特許文献1には、アイドルストップ後の再始動時に、ノッキングの発生を防止する手段は開示されていない。また、アイドルストップ後の再始動時に、筒内燃料供給路の燃圧を計測せずに、気筒内へ燃料を噴射するので、圧力が比較的高い状態の気筒へは燃料を噴射できないおそれがある。そのため、迅速な再始動ができないおそれがある。 Patent Document 1 does not disclose means for preventing the occurrence of knocking at the time of restart after idle stop. In addition, since fuel is injected into the cylinder without measuring the fuel pressure in the in-cylinder fuel supply path at the restart after the idle stop, there is a possibility that the fuel cannot be injected into the cylinder in a relatively high pressure state. Therefore, there is a possibility that quick restart cannot be performed.
本発明は、前記の問題点に鑑みなされたものであり、アイドルストップ後の迅速な再始動と、再始動時にノッキングの発生をなくすことで、再始動直後のドライバビリティやNVHの悪化を防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and prevents deterioration of drivability and NVH immediately after restart by eliminating the occurrence of knocking during quick restart after idle stop and restart. For the purpose.
本発明は、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する第1燃料噴射手段と、内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する第2燃料噴射手段と、内燃機関を自動で再始動する自動再始動手段を有する内燃機関の燃料噴射装置に適用される。
そして、前記目的を達成するため、本発明の燃料噴射装置は、第1燃料噴射手段の燃料圧力を計測する燃圧センサと、該燃圧センサの計測値に応じて第1燃料噴射手段に残留した燃料を噴射可能な筒内圧を有する気筒を選定し、該選定した気筒に第1燃料噴射手段に残留した燃料を噴射させる燃料噴射制御手段とを備えている。
The present invention relates to a first fuel injection means for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine, a second fuel injection means for injecting fuel into an intake passage of the internal combustion engine, and an automatic restart means for automatically restarting the internal combustion engine. The present invention is applied to a fuel injection device for an internal combustion engine.
In order to achieve the above object, the fuel injection device of the present invention includes a fuel pressure sensor for measuring the fuel pressure of the first fuel injection means, and the fuel remaining in the first fuel injection means in accordance with the measured value of the fuel pressure sensor. And a fuel injection control means for selecting a cylinder having an in-cylinder pressure capable of injecting fuel and injecting fuel remaining in the first fuel injection means into the selected cylinder.
前述のように、アイドルストップによるエンジン停止中に、吸気通路の吸気圧は大気圧に変化する。そのため、再始動時の初爆から数回の燃焼サイクルが行われる間は吸入空気量が多くなり、実際の圧縮圧力は高くなる傾向にある。
そのため、本発明では、前記燃料噴射制御手段によって、再始動時に第1燃料噴射手段による気筒内への燃料噴射のみを行う。その際、燃圧センサで第1燃料噴射手段に残留した燃料の燃圧を計測し、第1燃料噴射手段に残留した燃料を噴射可能な筒内圧を有する気筒を選定し、この選定した気筒に第1燃料噴射手段に残留した燃料を噴射させる。
As described above, the intake pressure in the intake passage changes to atmospheric pressure while the engine is stopped due to idle stop. Therefore, the intake air amount increases and the actual compression pressure tends to increase during several combustion cycles from the initial explosion at the time of restart.
Therefore, in the present invention, the fuel injection control means performs only fuel injection into the cylinder by the first fuel injection means at the time of restart. At that time, the fuel pressure of the fuel remaining in the first fuel injection means is measured by the fuel pressure sensor, a cylinder having an in-cylinder pressure capable of injecting the fuel remaining in the first fuel injection means is selected, and the first cylinder is selected as the selected cylinder. The remaining fuel is injected into the fuel injection means.
このように、第1燃料噴射手段に残留している燃料を気筒内に噴射し、気筒に供給される吸気量を抑えつつ、噴射された燃料の冷却作用で気筒内を冷却できる。そのため、気筒内の圧縮圧力の増加をなくし、ノッキングの発生を防止できるので、始動直後のドライバビリティやNVHの悪化、及び排ガス性状の悪化を防止できる。 In this way, the fuel remaining in the first fuel injection means is injected into the cylinder, and the inside of the cylinder can be cooled by the cooling action of the injected fuel while suppressing the amount of intake air supplied to the cylinder. Therefore, the increase in the compression pressure in the cylinder can be eliminated and the occurrence of knocking can be prevented, so that it is possible to prevent drivability immediately after starting, deterioration of NVH, and deterioration of exhaust gas properties.
また、第1燃料噴射手段からの燃料噴射によって空燃比を低く抑えることができるので、着火性能が良くなると共に、燃料ポンプの稼働を待つことなく、気筒への迅速な燃料供給が可能となり、これによって、アイドルストップ後の迅速な再始動が可能となる。
さらに、第1燃料供給路の燃圧を計測すると共に、燃料噴射制御手段によって、第1燃料供給路に残留した燃料を噴射可能な筒内圧を有する気筒を選定し、この選定した気筒に燃料を噴射させることで、気筒内への燃料噴射を確実に行うことができる。
Further, since the air-fuel ratio can be kept low by the fuel injection from the first fuel injection means, the ignition performance is improved and the fuel can be quickly supplied to the cylinder without waiting for the operation of the fuel pump. Thus, a quick restart after an idle stop is possible.
Further, the fuel pressure in the first fuel supply passage is measured, and a cylinder having an in-cylinder pressure capable of injecting fuel remaining in the first fuel supply passage is selected by the fuel injection control means, and fuel is injected into the selected cylinder. By doing so, fuel injection into the cylinder can be reliably performed.
気筒内燃料噴射による再始動後、数回の燃焼サイクルを経て吸気圧が低下し、かつ吸気温が低下したら、ノッキングが発生するおそれがなくなるため、第2燃料供給路から燃料噴射に切り換える。あるいは第1燃料供給路からの燃料噴射と第2燃料供給路からの燃料噴射とを併用してもよい。 After the restart by in-cylinder fuel injection, when the intake pressure decreases through several combustion cycles and the intake air temperature decreases, there is no risk of knocking, so the second fuel supply path is switched to fuel injection. Alternatively, fuel injection from the first fuel supply path and fuel injection from the second fuel supply path may be used in combination.
本発明の一実施態様は、前記燃料噴射制御手段により、スタータによるクランク軸の回転が開始される前に第1燃料噴射手段に残留した燃料を噴射させるものである。
このように、クランク軸の回転開始前(即ち、ピストンの動作開始前)の筒内圧が低い気筒に第1燃料供給路から燃料を噴射できるので、燃料の噴射が容易になる。
In one embodiment of the present invention, the fuel injection control means injects the remaining fuel in the first fuel injection means before the start of rotation of the crankshaft by the starter.
Thus, fuel can be injected from the first fuel supply path into the cylinder having a low in-cylinder pressure before the rotation of the crankshaft is started (that is, before the operation of the piston is started).
本発明の別な一実施態様は、前記燃料噴射制御手段により、第1燃料噴射手段の燃料圧力が第1の閾値以上であるとき、圧縮行程で停止した第1の気筒を選定し、この第1の気筒に第1燃料噴射手段に残留した燃料を噴射させる。
第1燃料噴射手段の燃料圧力が第1の閾値より低圧の第2の閾値以上であるとき、吸気行程(好ましくは、吸気行程後半)又は圧縮行程前半の領域で停止した第2の気筒を選定し、この第2の気筒に第1燃料噴射手段に残留した燃料を噴射させる。
また、第1噴射手段の燃料圧力が第2の閾値未満のとき、吸気行程直前又は吸気行程前半の領域で停止した第3の気筒を選定し、この第3の気筒に第1燃料噴射手段に残留した燃料を噴射させる。
In another embodiment of the present invention, the fuel injection control means selects the first cylinder stopped in the compression stroke when the fuel pressure of the first fuel injection means is equal to or higher than the first threshold value. Fuel remaining in the first fuel injection means is injected into one cylinder.
When the fuel pressure of the first fuel injection means is equal to or higher than the second threshold value lower than the first threshold value, the second cylinder stopped in the region of the intake stroke (preferably, the latter half of the intake stroke) or the first half of the compression stroke is selected. Then, the fuel remaining in the first fuel injection means is injected into the second cylinder.
Further, when the fuel pressure of the first injection means is less than the second threshold value, a third cylinder stopped immediately before the intake stroke or in the first half of the intake stroke is selected, and this third cylinder is used as the first fuel injection means. Inject remaining fuel.
第1の閾値及び第2の閾値は、エンジンの再始動と同時に燃料が噴射される気筒の筒内圧との関係で燃料噴射を可能とする燃圧を目安として設定される。
このように、アイドルストップ時、第1燃料噴射手段に残留した燃料の燃圧が第1の閾値以上のとき、圧縮行程で停止した気筒に燃料を噴射させることで、速やかに燃焼行程に移行でき、迅速な再始動が可能になる。
また、残留燃料の燃圧が第1の閾値に達していないとき、吸気行程(好ましくは吸気行程後半)又は圧縮行程前半の領域で停止した気筒に残留燃料を噴射させることで、気筒内への燃料噴射を確実に行うことができると共に、排気行程で停止した気筒への燃料噴射を避けることができ、排ガス性状の悪化を防止できる。
The first threshold value and the second threshold value are set based on the fuel pressure that enables fuel injection in relation to the in-cylinder pressure of the cylinder into which fuel is injected simultaneously with the restart of the engine.
Thus, at the time of idling stop, when the fuel pressure of the fuel remaining in the first fuel injection means is equal to or higher than the first threshold value, the fuel can be quickly transferred to the combustion stroke by injecting the fuel into the cylinder stopped in the compression stroke, Rapid restart is possible.
Further, when the fuel pressure of the residual fuel does not reach the first threshold value, the residual fuel is injected into the cylinder stopped in the region of the intake stroke (preferably the latter half of the intake stroke) or the first half of the compression stroke, so that the fuel into the cylinder is injected. In addition to reliably performing injection, it is possible to avoid fuel injection into the cylinder stopped in the exhaust stroke, and to prevent deterioration of exhaust gas properties.
本発明のさらに別な一実施態様は、前記燃料噴射制御手段により、第1燃料噴射手段の燃料圧力が第2の閾値未満のときは、少なくとも第2の燃料噴射手段からの噴射を行うものである。
これによって、第1燃料噴射手段の燃圧が低くても気筒への燃料噴射を確実に行うことができ、迅速な再始動が可能になる。
In another embodiment of the present invention, when the fuel pressure of the first fuel injection means is less than the second threshold, the fuel injection control means performs injection from at least the second fuel injection means. is there.
As a result, even if the fuel pressure of the first fuel injection means is low, fuel can be reliably injected into the cylinder, and quick restart is possible.
本発明によれば、アイドルストップ後の再始動時に、第1燃料供給路から燃料を噴射させることで、ノッキングの発生をなくした迅速な再始動が可能になり、始動直後の良好なドライバビリティを可能にすると共に、排ガス性状やNVHの悪化を防止できる。 According to the present invention, at the time of restart after idle stop, fuel can be injected from the first fuel supply path, thereby enabling quick restart without the occurrence of knocking, and good drivability immediately after starting. While making it possible, it is possible to prevent deterioration of exhaust gas properties and NVH.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to that unless otherwise specified.
次に、本発明の一実施形態に係る車両用エンジンの燃料噴射装置を図1〜図5に基づいて説明する。図1及び図2において、車両に搭載されたガソリン駆動エンジン(以下、「エンジン」という。)10は、複数の、即ち4個の気筒12a〜12dを有した直列4気筒エンジンであり、各気筒には夫々吸気マニホールド14及び排気マニホールド16が接続され、吸気マニホールド14はサージタンク22に接続されている。吸気マニホールド14の出口には吸気弁18が設けられ、排気マニホールド16の入口には排気弁20が設けられている。サージタンク22には、吸気の圧力を計測する吸気圧センサ(MAPセンサ)24、及び吸気の温度を計測する吸気温センサ26が設けられている。
Next, a fuel injection device for a vehicle engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, a gasoline-driven engine (hereinafter referred to as “engine”) 10 mounted on a vehicle is an in-line four-cylinder engine having a plurality of, that is, four
各気筒12a〜12dの内部には燃焼室cの燃焼によって往復動するピストン28が設けられ、各気筒12a〜12dの下部には、クランク軸32を収容したクランク室30が設けられている。クランク室30の外側には、エンジン始動時にクランク軸32を回転させるスタータ34、クランク角を計測するクランク角センサ36及びクランク軸32の回転数を計測する回転数センサ37が設けられている。
A
次に、エンジン10の燃料供給系を説明する。燃料タンク38に貯留された燃料は、燃料タンク38に内蔵された低圧燃料ポンプ40によって、低圧燃料供給管42に吐出される。低圧燃料供給管42は、低圧燃料分配管48を介して吸気マニホールド14の個々の吸気通路に接続されている。低圧燃料供給管(低圧デリバリーパイプ)42と吸気マニホールド14の該吸気通路との接続部に夫々吸気通路インジェクタ46が設けられている。
低圧燃料供給管42及び吸気通路インジェクタ46で低圧燃料系統(第2燃料噴射手段)を構成している。
Next, the fuel supply system of the
The low-pressure
低圧燃料供給管42の一方の流路は、高圧燃料ポンプ50を介して高圧燃料供給管53及び高圧燃料分配管54に接続されている。高圧燃料分配管54は各気筒12a〜12dに接続され、各気筒との接続部に筒内インジェクタ44が設けられている。
低圧燃料ポンプ40によって低圧燃料供給管42に吐出された燃料は、高圧燃料ポンプ50に送られると共に、低圧燃料分配管48を介して吸気マニホールド14の各吸気通路に吸気通路インジェクタ46を介して供給される。
One flow path of the low-pressure
The fuel discharged to the low-pressure
カム機構52はクランク軸32と連動して吸気弁18及び排気弁20を開閉駆動する。高圧燃料ポンプ50は、カム機構52と連動して高圧燃料分配管54に燃料を供給すると共に、後述するECU60からの指令によってその燃料供給が制御される。高圧燃料ポンプ50に送られた燃料は、高圧燃料ポンプ50によって高圧となり、高圧燃料供給管53及び高圧燃料分配管(高圧デリバリーパイプ)54を介して各気筒12a〜12dに供給され、筒内インジェクタ44から各気筒の燃焼室cに噴射される。高圧燃料分配管54には、燃料圧力を計測する燃圧センサ56が設けられている。
筒内インジェクタ44、高圧燃料ポンプ50、高圧燃料供給管53及び高圧燃料分配管54で高圧燃料系統(第1燃料噴射手段)を構成している。
The
The in-
エンジン10が搭載された車両には、車載バッテリ58及びエンジン10の駆動を制御するエンジン・コントロール・ユニット(ECU)60が設けられている。運転者がイグニッション・スィッチ62を操作することで、ECU60が作動を開始する。ECU60の指令によって、車載バッテリ58からリレー64を介して低圧燃料ポンプ40に電力が供給され、低圧燃料ポンプ40が稼働する。また、ECU60の指令によって、点火プラグ66、筒内インジェクタ44及び吸気通路インジェクタ46の作動が制御される。
A vehicle on which the
ECU60には、アイドルストップ・スタート部68及び燃料噴射制御部70が内蔵されている。ECU60には、吸気圧センサ24、吸気温センサ26、クランク角センサ36、回転数センサ37及び燃圧センサ56の計測値が入力される。
アイドルストップ・スタート部68は、点火プラグ66及びスタータ34等の作動を制御し、車速が零となり、ブレーキの踏込みがあり、アクセル操作量が零であり、かつレバーが運転レンジに設定されている等のアイドルストップ条件が成立したとき、エンジン10を停止する。また、アイドルストップ条件が解除されたとき、エンジン10を再始動させる。
The
The idle stop /
燃料噴射制御部70は、アイドルストップ条件が成立してエンジン10が停止し、その後、アイドルストップ条件が解除されたとき、再始動時に筒内インジェクタ44、吸気通路インジェクタ46及び点火プラグ66の作動を制御する。
The fuel
次に、図3により、アイドルストップ条件が成立し、アイドルストップ・スタート部68によってエンジン10が停止し、その後、アイドルストップ条件が解除されたとき、燃料噴射制御部70の制御によってエンジン10が再始動する動作手順を説明する。
図3において、まず、クランク角センサ36により、各気筒12a〜12dが停止状態にあるときのクランク角を計測する(S10)。図4に、クランク角と各気筒12a〜12d(直列4気筒)の燃焼サイクル中の行程との相関関係を示す。点火順序は、12a、12c、12d、12bの順で点火される。
Next, according to FIG. 3, when the idle stop condition is satisfied, the
In FIG. 3, first, the crank angle when each
次に、燃料噴射制御部70で、燃圧センサ56で計測された高圧燃料分配管54の燃圧(エンジン再始動時の燃圧)が、予め設定された第1の閾値以上かどうかを判定する(S12)。第1の閾値は、圧縮行程の領域で停止した気筒に高圧燃料分配管54から燃料を噴射できる燃圧を目安に設定する。燃圧センサ56の計測値が第1の閾値以上であれば、圧縮行程でピストン28が停止した第1の気筒を選定し、この第1の気筒に高圧燃料分配管54に残留している燃料をその燃圧を利用して筒内インジェクタ44から噴射させる(S14→S22)。
Next, the fuel
燃圧センサ56の計測値が第1の閾値に達せず、かつ第1の閾値より低圧の第2の閾値以上であれば(S16)、吸気行程後半又は圧縮行程前半の領域でピストン28が停止した第2の気筒を選定する(S18)。この第2の気筒に筒内インジェクタ44から、高圧燃料分配管54に残留している燃料をその燃圧を利用して噴射する(S22)。第2の閾値は、第1の閾値より低い燃圧で、吸気行程後半又は圧縮行程前半の領域で停止した気筒に燃料を噴射可能な燃圧を目安に設定される。
If the measured value of the
燃圧センサ56の計測値が第2の閾値に達していなければ、吸気行程直前又は吸気行程前半の領域で停止した第3の気筒を選定し、第3の気筒の吸気通路に低圧燃料分配管48から吸気通路インジェクタ46を介して燃料を供給する(S20)。
なお、別な制御方法として、高圧燃料分配管54からの第2の気筒への燃料噴射と、低圧燃料分配管48からの第3の気筒の吸気通路への燃料噴射とを併用してもよい。この場合、燃料噴射量の比率は低圧燃料分配管48からの燃料噴射量を高圧燃料分配管54からの燃料噴射量より多くする。例えば、低圧燃料分配管48からの燃料噴射量と高圧燃料分配管54からの燃料噴射量との比率を6:4又は7:3とする。
If the measured value of the
As another control method, fuel injection from the high pressure
次に、ECU60の指令を受けてスタータ34が稼働し、クランク軸32を回転させてクランキングを開始する(S24)。クランキングの開始と連動して、また、ECU60の指令によってリレー64がオンとなり、低圧燃料ポンプ40に車載バッテリ58の電力が供給され、低圧燃料ポンプ40が稼働を開始する。クランキングの開始と同時に、クランク軸32と連動してカム機構52が作動し、カム機構52と連動して吸気弁18及び排気弁20が作動すると共に、高圧燃料ポンプ50が稼働を開始する(S26)。
そして、前記工程とほとんど同時に、ECU60の指令で点火プラグ66が作動し、S22で気筒内に噴射された燃料が点火され、燃焼行程が開始される(S28)。S24からS28までの工程は極めて短時間に行われる。
Next, in response to a command from the
Almost simultaneously with the above process, the
低圧燃料ポンプ40及び高圧燃料ポンプ50が作動した後は、ECU60の指令で、燃料タンク38から供給される燃料が高圧燃料分配管54から筒内インジェクタ44を介して各気筒12a〜12dに噴射される。回転数センサ37によって再始動後の燃焼サイクルの回数が計測され、設定された回数だけ、例えば2〜5回燃焼サイクルが行われる(S30)。そして、吸気圧センサ24の計測値が閾値まで低下したら(S32)、ECU60によって、高圧燃料分配管54からの燃料噴射を止め、低圧燃料分配管48からの燃料噴射に切り換え(S34)、その後、高圧燃料ポンプ50の稼働を停止する(S36)。
なお、高圧燃料分配管54の稼働を続行させ、高圧燃料分配管54からの燃料噴射と低圧燃料分配管48からの燃料噴射とを併用してもよい。
After the low-
The operation of the high-pressure
図5は、再始動時に筒内インジェクタ44から燃料を噴射する気筒の選定方法を具体的に示したものである。エンジン10の再始動時、高圧燃料分配管54の燃圧が第1の閾値以上であり、エンジン停止時の停止クランク角が領域A及びBにあるときは、圧縮行程であっても気筒内に燃料を供給可能であるので、圧縮行程で停止した気筒12dに燃料を噴射し、停止クランク角が領域C及びDにあるときは、気筒12bに燃料を噴射する。
FIG. 5 specifically shows a method of selecting a cylinder that injects fuel from the in-
エンジン10の再始動時、高圧燃料分配管54の燃圧が第1の閾値に達せず、かつ第2の閾値以上であり、エンジン停止時の停止クランク角が領域Aにあるときは、筒内圧が比較的低い圧縮行程前半領域で停止した気筒12dに燃料噴射を行い、停止クランク角が領域B及びCにあるときは、気筒12bに燃料噴射を行い、停止クランク角が領域Dにあるときは、気筒12aに燃料噴射を行う。要は、高圧燃料分配管54に残留した燃圧の燃圧に応じて供給可能な気筒を選定して供給する。
When the
本実施形態によれば、アイドルストップ条件が解除され、エンジン10を再始動させる時、筒内インジェクタ44から高圧燃料分配管54に残留している燃料を噴射し、気筒に供給される吸気量を抑えつつ、噴射される燃料の冷却作用で気筒内を冷却できるので、ノッキングの発生を防止できる。これによって、始動直後のドライバビリティやNVHの悪化を防止できると共に、排ガス性状の悪化を防止できる。
According to this embodiment, when the idle stop condition is canceled and the
また、吸気通路インジェクタ46からの燃料噴射でなく、筒内インジェクタ44からの燃料噴射であるため、自動再始動時の燃料増量を低く抑えることができる。即ち、自動再始動時に吸気通路インジェクタ46の噴射を用いる場合、吸気マニホールド14の圧力が大気圧に近い状態になることで、吸気ポート等に付着する燃料が多くなる。
従って、自動再始動する際に吸気通路インジェクタ46から噴射する場合は筒内に供給する燃料量を確保するため筒内インジェクタ44からの噴射にくらべ多くの燃料量が必要になる。
In addition, since the fuel is injected from the in-
Therefore, when the fuel is injected from the
一方、筒内インジェクタ44の噴射であれば、吸気ポート等に付着する燃料を考慮しなくて良い。そのため、吸気通路インジェクタ46の噴射にくらべより少ない燃料量で自動再始動が可能であり、燃料消費(燃費)を抑えることができる。
さらに、本実施形態では、低圧燃料ポンプ40及び高圧燃料ポンプ50の稼働を待つことなく、選定された気筒に残留燃料を供給できるので、迅速な再始動が可能となる。また、この間低圧燃料ポンプ40及び高圧燃料ポンプ50が稼働されないので、ポンプ駆動フリクションを低減でき、これによって、始動時に必要な燃焼圧を低く抑えることで、燃焼に必要な燃料量を削減でき燃費を抑制できる。
On the other hand, in the case of injection from the in-
Furthermore, in this embodiment, since the residual fuel can be supplied to the selected cylinder without waiting for the operation of the low-
また、エンジン10の再始動時、高圧燃料分配管54に残留した燃料の燃圧を計測し、その燃圧に応じて残留燃料を噴射可能な筒内圧を有する気筒を選定し、選定された気筒に残留燃料を噴射するようにしているので、燃圧が低いときでも気筒内への燃料噴射を確実に行うことができる。さらには、燃圧が高い場合、圧縮行程で停止した気筒に残留燃料を噴射することで、速やかに燃焼行程へ移行でき、迅速な再始動が可能となる。
Further, when the
また、残留燃料を噴射する気筒を選定する際に、燃圧の閾値を2段階に設定し、燃圧に応じて木目細かく気筒を選定するようにしているので、気筒への燃料噴射を一層確実に行うことができる。さらに、第2の閾値に達しない燃圧の場合に、吸気行程直前又は吸気行程前半の領域で停止した気筒に低圧燃料供給管42から燃料を噴射し、クランキングを開始した該気筒の吸引作用を利用して吸気通路に供給した燃料を該気筒内へ燃料を確実に注入できる。
In addition, when selecting a cylinder for injecting residual fuel, the fuel pressure threshold is set in two stages, and the cylinder is selected finely according to the fuel pressure, so that fuel injection into the cylinder is more reliably performed. be able to. Further, when the fuel pressure does not reach the second threshold, fuel is injected from the low-pressure
また、第2の閾値に達しない燃圧の場合に、吸気通路への燃料噴射と共に、吸気行程後半又は圧縮行程前半の領域で停止した気筒への燃料直噴を併用し、少量の燃料を該気筒に噴射させることで、高圧燃料分配管54に残留した燃料の燃圧が低い場合でも気筒内への燃料噴射が可能になる。このように、両燃料供給路から燃料を噴射させることで、燃料の着火を確実に行い、迅速な再始動が可能となる。
さらに、両燃料供給路から噴射される燃料噴射量の比率は、高圧燃料分配管54からの燃料噴射量より低圧燃料供給管42からの燃料噴射量を多くすることで、高圧燃料分配管54からの燃料噴射量を少量にできる。これによって、高圧燃料分配管54の燃圧が低くても、該気筒への燃料噴射を容易かつ確実に行うことができる。
When the fuel pressure does not reach the second threshold value, the fuel injection into the intake passage is used together with the direct fuel injection into the cylinder stopped in the second half of the intake stroke or the first half of the compression stroke, and a small amount of fuel is supplied to the cylinder. By injecting the fuel into the cylinder, the fuel can be injected into the cylinder even when the fuel pressure of the fuel remaining in the high-pressure
Further, the ratio of the fuel injection amount injected from both fuel supply paths is such that the fuel injection amount from the low-pressure
また、回転数センサ37で燃焼サイクルの回数を計測し、燃焼サイクルの回数が設定された回数に達し、かつ吸気圧センサ24でサージタンク22の圧力を計測し、吸気圧センサ24の計測値が閾値以下となったときに、燃料噴射を高圧燃料分配管54から低圧燃料供給管42に切り替えるようにしているので、気筒内で圧縮圧力の増加に起因したノッキングの発生を防止可能な切替えタイミングを最適化できる。
Further, the number of combustion cycles is measured by the
本発明によれば、アイドルストップ後の迅速な再始動が可能になり、また、再始動時にノッキングの発生をなくすことで、始動直後のドライバビリティやNVHの悪化や排ガス性状の悪化を防止できる。 According to the present invention, it is possible to quickly restart after an idle stop, and it is possible to prevent deterioration of drivability, NVH, and exhaust gas properties immediately after starting by eliminating the occurrence of knocking at the time of restart.
10 ガソリン駆動エンジン
12a、12b、12c、12d 気筒
14 吸気マニホールド
16 排気マニホールド
18 吸気弁
20 排気弁
22 サージタンク
24 吸気圧センサ
26 吸気温センサ
28 ピストン
30 クランク室
32 クランク軸
34 スタータ
36 クランク角センサ
37 回転数センサ
38 燃料タンク
40 低圧燃料ポンプ
42 低圧燃料供給管(第2燃料供給系統)
44 筒内インジェクタ
46 吸気通路インジェクタ
48 低圧燃料分配管(第2燃料供給系統)
50 高圧燃料ポンプ
52 カム機構
53 高圧燃料供給管(第1燃料供給系統)
54 高圧燃料分配管(第1燃料供給系統)
56 燃圧センサ
58 車載バッテリ
60 ECU
62 イグニッション・スィッチ
64 リレー
66 点火プラグ
68 アイドルストップ・スタート部(自動再始動手段)
70 燃料噴射制御部
c 燃焼室
DESCRIPTION OF
44 In-
50 High-
54 High-pressure fuel distribution pipe (first fuel supply system)
56
62
70 Fuel Injection Control Unit c Combustion Chamber
Claims (4)
前記内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する第2燃料噴射手段と、
前記内燃機関を自動で再始動する自動再始動手段を
を有する内燃機関の燃料噴射装置において、
前記第1燃料噴射手段の燃料圧力を計測する燃圧センサと、
前記燃圧センサの計測値に応じて前記第1燃料噴射手段に残留した燃料を噴射可能な筒内圧を有する気筒を選定し、該選定した気筒に前記第1燃料噴射手段に残留した燃料を噴射させる燃料噴射制御手段とを備えることを特徴とする内燃機関のの燃料噴射装置。 First fuel injection means for injecting fuel into a cylinder of the internal combustion engine;
Second fuel injection means for injecting fuel into the intake passage of the internal combustion engine;
In the fuel injection device for an internal combustion engine having automatic restart means for automatically restarting the internal combustion engine,
A fuel pressure sensor for measuring the fuel pressure of the first fuel injection means;
A cylinder having an in-cylinder pressure capable of injecting fuel remaining in the first fuel injection means is selected in accordance with a measured value of the fuel pressure sensor, and fuel remaining in the first fuel injection means is injected into the selected cylinder. A fuel injection device for an internal combustion engine, comprising: a fuel injection control means.
スタータによるクランク軸の回転が開始される前に前記第1燃料噴射手段に残留した燃料を噴射させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 The fuel injection control means includes
A fuel injection device for an internal combustion engine, wherein the fuel remaining in the first fuel injection means is injected before rotation of the crankshaft by the starter is started.
前記第1燃料噴射手段の燃料圧力が第1の閾値以上であるとき、圧縮行程で停止した第1の気筒を選定し、
前記第1燃料噴射手段の燃料圧力が前記第1の閾値より低圧の第2の閾値以上であるとき、吸気行程又は圧縮行程前半の領域で停止した第2の気筒を選定し、
前記第1噴射手段の燃料圧力が前記第2の閾値未満のとき、吸気行程直前又は吸気行程前半の領域で停止した第3の気筒を選定することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の燃料噴射装置。 The fuel injection control means includes
When the fuel pressure of the first fuel injection means is equal to or higher than a first threshold, the first cylinder stopped in the compression stroke is selected;
When the fuel pressure of the first fuel injection means is equal to or higher than the second threshold value lower than the first threshold value, the second cylinder stopped in the first half of the intake stroke or the compression stroke is selected;
3. The third cylinder stopped at a region immediately before the intake stroke or in the first half of the intake stroke when the fuel pressure of the first injection means is less than the second threshold value. A fuel injection device for an internal combustion engine.
The fuel injection control means performs injection from at least the second fuel injection means when the fuel pressure of the first fuel injection means is less than the second threshold value. Fuel injection device for internal combustion engine.
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