JP2018091187A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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Susumu Suda
享 須田
倫太郎 橘
rintaro Tachibana
倫太郎 橘
井戸側 正直
Masanao Idogawa
正直 井戸側
山崎 貴史
Takashi Yamazaki
貴史 山崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an internal combustion engine which can accurately control a fuel injection amount of a port injection valve even if fuel pressure pulsation is generated in a low-pressure fuel passage resulting from a high-pressure pump.SOLUTION: A control device of an internal combustion engine calculates a start crank angle in the case that a value which is obtained by subtracting a temporary injection amount from a reference crank angle up to the start crank angle being a crank angle corresponding to the start-scheduled timing of the fuel injection of a port injection valve from a temporary injection amount from a reference crank angle corresponding to an initial stage of pulsation up to a finish crank angle is considered to be equal to a required injection amount on the basis of a formula including a formula which is obtained by modeling the finish crank angle and the pulsation when a rotation number of an internal combustion engine belongs to a pulsation increase area, and when the rotation number of the internal combustion engine does not belong to the pulsation increase area, calculates the start crank angle on the basis of the finish crank angle, the required injection amount and a detection value which is obtained immediately before the crank angle which goes back by a crank angle range corresponding to a maximum value of a target electricity-carrying period of the port injection valve from the finish crank angle.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、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.

筒内噴射弁とポート噴射弁とを備えた内燃機関が知られている。このような内燃機関では、低圧ポンプにより吸い上げられた燃料が低圧燃料通路を介してポート噴射弁に供給され、高圧ポンプにより更に加圧された燃料が高圧燃料通路を介して筒内噴射弁に供給される。このような構成においては、ポート噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する燃圧センサの検出値に基づいて、ポート噴射弁の燃料噴射量が制御される。   An internal combustion engine having an in-cylinder injection valve and a port injection valve is known. In such an internal combustion engine, the fuel sucked up by the low pressure pump is supplied to the port injection valve through the low pressure fuel passage, and the fuel further pressurized by the high pressure pump is supplied to the in-cylinder injection valve through the high pressure fuel passage. Is done. In such a configuration, the fuel injection amount of the port injection valve is controlled based on the detection value of the fuel pressure sensor that detects the pressure of the fuel supplied to the port injection valve.

ここで特許文献1では、ポート噴射弁の燃料噴射量を更に精度よく制御するために、上記の燃圧と吸気通路内の圧力との差圧に基づいて、燃料噴射量を補正することが開示されている。   Here, Patent Document 1 discloses that the fuel injection amount is corrected based on the differential pressure between the fuel pressure and the pressure in the intake passage in order to control the fuel injection amount of the port injection valve with higher accuracy. ing.

特開平7−208236号公報JP-A-7-208236

ここで上記構成においては、主に高圧ポンプの駆動に起因して、低圧燃料通路内で燃圧が脈動する場合がある。このような脈動の発生中では、燃圧が短期間で変動するため、燃圧センサの検出値が取得されてから燃料噴射が実行されるまでの間に実際の燃圧が変化し、また噴射中にも実際の燃圧が変化する可能性がある。特許文献1の技術では、このような脈動は考慮せずに燃料噴射量が補正されるため、脈動が生じた場合には、ポート噴射弁の燃料噴射量を精度よく制御できない可能性がある。   Here, in the above configuration, the fuel pressure may pulsate in the low pressure fuel passage mainly due to driving of the high pressure pump. During such pulsation, the fuel pressure fluctuates in a short period of time, so the actual fuel pressure changes from when the detected value of the fuel pressure sensor is acquired until fuel injection is performed, and also during injection. The actual fuel pressure may change. In the technique of Patent Document 1, since the fuel injection amount is corrected without considering such pulsation, there is a possibility that the fuel injection amount of the port injection valve cannot be accurately controlled when pulsation occurs.

そこで本発明は、高圧ポンプに起因して低圧燃料通路に燃圧脈動が生じた場合であっても、ポート噴射弁の燃料噴射量を精度よく制御できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can accurately control the fuel injection amount of a port injection valve even when fuel pressure pulsation occurs in a low-pressure fuel passage due to a high-pressure pump. To do.

上記目的は、内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁と、前記内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁と、燃料を加圧する低圧ポンプと、前記低圧ポンプにより加圧された燃料を複数の前記ポート噴射弁に供給する低圧燃料通路と、前記内燃機関に連動して駆動され、前記低圧燃料通路から供給された燃料を更に加圧し、前記低圧燃料通路内に燃圧の脈動を発生させる高圧ポンプと、前記低圧燃料通路から分岐し、前記高圧ポンプにより加圧された燃料を複数の前記筒内噴射弁に供給する高圧燃料通路と、前記内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサと、前記低圧燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサと、前記燃圧センサの検出値を一定のサンプリング時間間隔で取得する検出値取得部と、前記内燃機関の状態に基づいて、前記ポート噴射弁に要求される要求噴射量を算出する要求噴射量算出部と、前記ポート噴射弁の燃料噴射の終了予定タイミングに対応したクランク角である終了クランク角を取得する取得部と、前記クランク角センサの出力に基づいて算出される前記内燃機関の回転数が、前記内燃機関の他の回転数域よりも前記脈動が増大する脈動増大域内に属するか否かを判定する脈動判定部と、前記脈動をモデル化した式(1)を含み、任意のクランク角範囲で前記ポート噴射弁が仮に燃料噴射した場合での仮噴射量を算出できる式(2)を記憶した記憶部と、
前記脈動判定部で肯定判定がなされた場合には、取得された前記終了クランク角と前記式(2)に基づいて、前記脈動の初期位相に対応した基準クランク角から前記終了クランク角までの仮噴射量から、前記基準クランク角から前記ポート噴射弁の燃料噴射の開始予定タイミングに対応したクランク角である開始クランク角までの仮噴射量を減算した値が、前記要求噴射量に等しいとみなした場合での、前記開始クランク角を算出し、前記脈動判定部で否定判定がなされた場合には、取得された前記終了クランク角と、前記要求噴射量と、前記終了クランク角から前記ポート噴射弁の目標通電期間がとり得る最大値に対応するクランク角範囲だけ遡ったクランク角の直前に取得された前記検出値と、に基づいて、前記開始クランク角を算出する算出部と、前記開始クランク角から前記終了クランク角までのクランク角範囲を目標通電期間に換算する目標通電期間換算部と、前記ポート噴射弁を前記目標通電期間だけ通電することにより燃料噴射を実行する噴射制御部と、を備えた内燃機関の制御装置によって達成できる。

Figure 2018091187
Figure 2018091187
但し、θ[deg]はクランク角、P(θ)[kPa]はクランク角θ[deg]に対応した燃圧値、A[kPa]は前記脈動の振幅、cはクランク角360度当たりの前記高圧ポンプによる燃料の吐出回数、B[deg]は前記脈動の初期位相、P[kPa]は前記脈動の中心燃圧値、Q[mL]は前記仮噴射量、k[mL・min−1・kPa−0.5]は定数、Ne[rpm]は前記内燃機関の回転数である。 The above object is achieved by an in-cylinder injection valve that directly injects fuel into the cylinder of the internal combustion engine, a port injection valve that injects fuel into the intake port of the internal combustion engine, a low-pressure pump that pressurizes the fuel, and the low-pressure pump. A low-pressure fuel passage that supplies pressurized fuel to the plurality of port injection valves, and a fuel that is driven in conjunction with the internal combustion engine, further pressurizes the fuel supplied from the low-pressure fuel passage, and has a fuel pressure in the low-pressure fuel passage. A high-pressure pump that generates pulsation of the fuel, a high-pressure fuel passage that branches from the low-pressure fuel passage and that supplies fuel pressurized by the high-pressure pump to the plurality of in-cylinder injection valves, and a crank angle of the internal combustion engine is detected A crank angle sensor that detects the fuel pressure in the low-pressure fuel passage, a detection value acquisition unit that acquires detection values of the fuel pressure sensor at regular sampling time intervals, and the internal combustion engine Based on the state, a required injection amount calculation unit that calculates a required injection amount required for the port injection valve, and an end crank angle that is a crank angle corresponding to a scheduled end timing of fuel injection of the port injection valve are acquired. It is determined whether the rotational speed of the internal combustion engine calculated based on the acquisition unit and the output of the crank angle sensor belongs to a pulsation increasing range where the pulsation increases compared to other rotational speed ranges of the internal combustion engine. And a formula (2) that can calculate the temporary injection amount when the port injection valve temporarily injects fuel in an arbitrary crank angle range. A storage unit;
If an affirmative determination is made by the pulsation determining unit, based on the acquired end crank angle and the expression (2), a temporary crank angle from the reference crank angle corresponding to the initial phase of the pulsation to the end crank angle is determined. The value obtained by subtracting the temporary injection amount from the reference crank angle to the start crank angle that is the crank angle corresponding to the scheduled fuel injection start timing of the port injector from the injection amount is regarded as equal to the required injection amount. When the start crank angle is calculated and the pulsation determining unit makes a negative determination, the port injection valve is calculated from the acquired end crank angle, the required injection amount, and the end crank angle. The start crank angle is calculated based on the detected value acquired immediately before the crank angle that is back by the crank angle range corresponding to the maximum value that the target energization period can take. A calculation unit, a target energization period conversion unit that converts a crank angle range from the start crank angle to the end crank angle into a target energization period, and fuel injection by energizing the port injection valve for the target energization period And an injection control unit that performs the control.
Figure 2018091187
Figure 2018091187
However, θ [deg] is the crank angle, P (θ) [kPa] is the fuel pressure value corresponding to the crank angle θ [deg], A [kPa] is the amplitude of the pulsation, and c is the high pressure per 360 degrees of the crank angle. The number of fuel discharges by the pump, B [deg] is the initial phase of the pulsation, P c [kPa] is the central fuel pressure value of the pulsation, Q p [mL] is the temporary injection amount, k [mL · min −1 · kPa −0.5 ] is a constant, and Ne [rpm] is the rotational speed of the internal combustion engine.

本発明によれば、高圧ポンプに起因して低圧燃料通路に燃圧脈動が生じた場合であっても、ポート噴射弁の燃料噴射量を精度よく制御できる内燃機関の制御装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is a case where fuel pressure pulsation arises in a low-pressure fuel channel due to a high-pressure pump, it is possible to provide a control device for an internal combustion engine that can accurately control the fuel injection amount of a port injector.

図1は、本実施例の制御装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control device according to the present embodiment. 図2は、燃圧の波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram of fuel pressure. 図3は、燃圧脈動の波形とポート噴射弁による噴射期間の一例を示したグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of the waveform of the fuel pressure pulsation and the injection period by the port injection valve. 図4(A)は、ECUが取得した複数の検出値を示したグラフであり、図4(B)は、モデル化された燃圧脈動を示したグラフである。FIG. 4A is a graph showing a plurality of detected values acquired by the ECU, and FIG. 4B is a graph showing modeled fuel pressure pulsation. 図5は、ポート噴射制御の一例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of port injection control. 図6は、目標通電期間算出処理の一例を示したフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the target energization period calculation process. 図7(A)〜7(C)は、燃圧波形と要求噴射量と仮噴射量とを示したグラフである。7A to 7C are graphs showing the fuel pressure waveform, the required injection amount, and the temporary injection amount.

以下、本発明の好ましい実施例について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施例の制御装置1の概略構成図である。制御装置1は、エンジン10と、エンジン10を制御するECU(Electronic Control Unit)41とを含む。エンジン10は、直列に配置された気筒111〜114を含む気筒群11、筒内噴射弁群37、及びポート噴射弁群27を備えた火花点火式の直列4気筒エンジンである。エンジン10は内燃機関の一例である。制御装置1は内燃機関の制御装置の一例である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control device 1 of the present embodiment. The control device 1 includes an engine 10 and an ECU (Electronic Control Unit) 41 that controls the engine 10. The engine 10 is a spark ignition type in-line four-cylinder engine including a cylinder group 11 including cylinders 111 to 114 arranged in series, an in-cylinder injection valve group 37, and a port injection valve group 27. The engine 10 is an example of an internal combustion engine. The control device 1 is an example of a control device for an internal combustion engine.

筒内噴射弁群37は、気筒111〜114内にそれぞれ燃料を噴射する筒内噴射弁371〜374を含む。ポート噴射弁群27は、気筒111〜114に連通した吸気ポート13内にそれぞれ燃料を噴射するポート噴射弁271〜274を含む。筒内噴射弁群37及びポート噴射弁群27のそれぞれは、所定の通電期間で電磁コイルを通電して弁座から弁体を離隔させることにより燃料噴射量が調整される電磁駆動式の開閉弁である。   The in-cylinder injection valve group 37 includes in-cylinder injection valves 371 to 374 that inject fuel into the cylinders 111 to 114, respectively. The port injection valve group 27 includes port injection valves 271 to 274 for injecting fuel into the intake ports 13 communicating with the cylinders 111 to 114, respectively. Each of the in-cylinder injection valve group 37 and the port injection valve group 27 is an electromagnetically driven on-off valve in which the fuel injection amount is adjusted by energizing the electromagnetic coil in a predetermined energization period to separate the valve body from the valve seat. It is.

エンジン10には、気筒群11のそれぞれ対応する複数の吸気ポート13を有する吸気通路12と、不図示の複数の排気ポートを有する排気通路とが形成されている。気筒群11のそれぞれでは、不図示のピストンが収納されて燃焼室が画定される。燃焼室は、吸気弁及び排気弁により開閉される。更にエンジン10には、図示しない点火プラグを備えている。また、エンジン10は、複数のピストンに連動したクランク軸14と、クランク軸14に連動し吸気弁又は排気弁を駆動するカム軸15とを備えている。また、クランク軸14の回転角を検出するクランク角センサ14aが設けられている。クランク角センサ14aによるクランク角検知の分解能は、例えば1度程度の高分解能であることが好ましいが、これに限定されない。   The engine 10 is formed with an intake passage 12 having a plurality of intake ports 13 corresponding to each of the cylinder groups 11 and an exhaust passage having a plurality of exhaust ports (not shown). In each of the cylinder groups 11, a piston (not shown) is accommodated to define a combustion chamber. The combustion chamber is opened and closed by an intake valve and an exhaust valve. Further, the engine 10 includes a spark plug (not shown). The engine 10 includes a crankshaft 14 that is linked to a plurality of pistons, and a camshaft 15 that is linked to the crankshaft 14 and drives an intake valve or an exhaust valve. Further, a crank angle sensor 14a for detecting the rotation angle of the crankshaft 14 is provided. The resolution of crank angle detection by the crank angle sensor 14a is preferably a high resolution of, for example, about 1 degree, but is not limited thereto.

また、制御装置1は、燃料タンク21、低圧ポンプ22、プレッシャレギュレータ23、低圧燃料配管25、低圧デリバリパイプ26、及び燃圧センサ28を含む。   The control device 1 also includes a fuel tank 21, a low pressure pump 22, a pressure regulator 23, a low pressure fuel pipe 25, a low pressure delivery pipe 26, and a fuel pressure sensor 28.

燃料タンク21には、燃料であるガソリンが貯留されている。低圧ポンプ22は、燃料を加圧して低圧燃料配管25内に吐出する。プレッシャレギュレータ23は、低圧燃料配管25内に吐出される燃料を予め設定された低圧側の供給圧に調圧する。   The fuel tank 21 stores gasoline as fuel. The low pressure pump 22 pressurizes the fuel and discharges it into the low pressure fuel pipe 25. The pressure regulator 23 regulates the fuel discharged into the low-pressure fuel pipe 25 to a preset supply pressure on the low-pressure side.

低圧燃料配管25及び低圧デリバリパイプ26は、低圧ポンプ22から吐出された燃料をポート噴射弁群27に供給する低圧燃料通路の一例である。低圧ポンプ22により所定の圧力レベルまで加圧されプレッシャレギュレータ23により低圧側の供給圧に調圧された燃料は、低圧燃料配管25を介して低圧デリバリパイプ26に導入される。   The low-pressure fuel pipe 25 and the low-pressure delivery pipe 26 are an example of a low-pressure fuel passage that supplies the fuel discharged from the low-pressure pump 22 to the port injection valve group 27. The fuel pressurized to a predetermined pressure level by the low-pressure pump 22 and adjusted to the low-pressure supply pressure by the pressure regulator 23 is introduced into the low-pressure delivery pipe 26 via the low-pressure fuel pipe 25.

ポート噴射弁群27は、低圧デリバリパイプ26に接続されており、気筒群11にそれぞれ対応した吸気ポート13内に燃料を噴射する。燃圧センサ28は、詳しくは後述するが、低圧デリバリパイプ26内の燃圧値を検出する。燃圧センサ28の検出値は、一定のサンプリング時間間隔でECU41に取得される。   The port injection valve group 27 is connected to the low pressure delivery pipe 26 and injects fuel into the intake ports 13 corresponding to the cylinder groups 11 respectively. The fuel pressure sensor 28 detects the fuel pressure value in the low pressure delivery pipe 26, as will be described in detail later. The detected value of the fuel pressure sensor 28 is acquired by the ECU 41 at regular sampling time intervals.

また、制御装置1は、高圧ポンプ31、高圧燃料配管35、高圧デリバリパイプ36、及び燃圧センサ38を含む。   The control device 1 also includes a high pressure pump 31, a high pressure fuel pipe 35, a high pressure delivery pipe 36, and a fuel pressure sensor 38.

高圧ポンプ31は、低圧燃料配管25から分岐した分岐配管25aから燃料を吸入して、低圧ポンプ22からの供給圧レベルより高圧の高圧レベルに加圧する。分岐配管25aには、分岐配管25a内の燃圧脈動を抑制するパルセーションダンパ29が設けられている。   The high pressure pump 31 sucks fuel from the branch pipe 25 a branched from the low pressure fuel pipe 25 and pressurizes the fuel to a high pressure level higher than the supply pressure level from the low pressure pump 22. The branch pipe 25a is provided with a pulsation damper 29 for suppressing fuel pressure pulsation in the branch pipe 25a.

高圧ポンプ31は、具体的には、ポンプハウジング31hと、ポンプハウジング31h内を摺動可能なプランジャ31pと、ポンプハウジング31h及びプランジャ31p間で画定される加圧室31aとを含む。加圧室31aの容積は、プランジャ31pの変位に応じて変化する。加圧室31aには、後述する電磁弁32が開いた状態で、低圧ポンプ22により加圧された燃料が分岐配管25aを介して導入される。加圧室31a内の燃料は、プランジャ31pにより高圧に加圧されて高圧燃料配管35内に吐出される。   Specifically, the high-pressure pump 31 includes a pump housing 31h, a plunger 31p that can slide in the pump housing 31h, and a pressurizing chamber 31a defined between the pump housing 31h and the plunger 31p. The volume of the pressurizing chamber 31a changes according to the displacement of the plunger 31p. Fuel pressurized by the low-pressure pump 22 is introduced into the pressurizing chamber 31a via the branch pipe 25a in a state where an electromagnetic valve 32 described later is opened. The fuel in the pressurizing chamber 31a is pressurized to a high pressure by the plunger 31p and discharged into the high-pressure fuel pipe 35.

エンジン10のカム軸15には、プランジャ31pを駆動するカムCPが装着されている。カムCPの形状は、角が丸められた略正方形である。また、高圧ポンプ31は、カムCPにより昇降されるフォロアリフタ31fと、フォロアリフタ31fをカムCP側に付勢するスプリング31gとを有している。フォロアリフタ31fにプランジャ31pが連動し、フォロアリフタ31fと共にプランジャ31pも昇降する。カム軸15は、チェーン又はベルトを介してクランク軸14に連動している。カム軸15及びカムCPは、クランク軸14の回転速度に対し1/2の回転速度で駆動される。   A cam CP for driving the plunger 31p is mounted on the cam shaft 15 of the engine 10. The shape of the cam CP is a substantially square with rounded corners. The high-pressure pump 31 includes a follower lifter 31f that is moved up and down by the cam CP, and a spring 31g that biases the follower lifter 31f toward the cam CP. The plunger 31p is interlocked with the follower lifter 31f, and the plunger 31p is also moved up and down together with the follower lifter 31f. The camshaft 15 is interlocked with the crankshaft 14 via a chain or a belt. The cam shaft 15 and the cam CP are driven at a rotational speed that is ½ of the rotational speed of the crankshaft 14.

高圧ポンプ31の加圧室31aの燃料導入口部には、電磁弁32が設けられている。電磁弁32は、弁体32vと、弁体32vを駆動するコイル32cと、弁体32vを常に開方向に付勢するスプリング32kとを有している。コイル32cへの通電は、ECU41によりドライバ回路42を介して制御される。コイル32cが通電されると、弁体32vは、スプリング32kの付勢力に抗して低圧燃料配管25の分岐配管25aと加圧室31aとを遮断する。コイル32cが非通電の状態では、弁体32vは、スプリング32kの付勢力により開状態が維持される。   An electromagnetic valve 32 is provided at the fuel inlet of the pressurizing chamber 31a of the high-pressure pump 31. The electromagnetic valve 32 includes a valve body 32v, a coil 32c that drives the valve body 32v, and a spring 32k that always biases the valve body 32v in the opening direction. Energization of the coil 32 c is controlled by the ECU 41 via the driver circuit 42. When the coil 32c is energized, the valve body 32v shuts off the branch pipe 25a and the pressurizing chamber 31a of the low-pressure fuel pipe 25 against the urging force of the spring 32k. In a state where the coil 32c is not energized, the valve body 32v is kept open by the urging force of the spring 32k.

高圧ポンプ31と筒内噴射弁群37との間の高圧燃料配管35には、ばね付の逆止弁34が設けられている。逆止弁34は、高圧ポンプ31内の燃圧が高圧燃料配管35内の燃圧より所定の分だけ高くなったときに開く。   A high pressure fuel pipe 35 between the high pressure pump 31 and the in-cylinder injection valve group 37 is provided with a check valve 34 with a spring. The check valve 34 opens when the fuel pressure in the high-pressure pump 31 is higher than the fuel pressure in the high-pressure fuel pipe 35 by a predetermined amount.

高圧ポンプ31の吸入行程では、電磁弁32が開きプランジャ31pが下降して、燃料が低圧燃料配管25の分岐配管25aから加圧室31aに充填される。加圧行程では、電磁弁32が閉じプランジャ31pの上昇に伴い加圧室31aの容積が減少し、加圧室31a内の燃料が昇圧される。吐出行程では、加圧室31a内の燃圧による力が逆止弁34のばねの付勢力より大きくなったときに逆止弁34が開き、昇圧された燃料が高圧燃料配管35及び高圧デリバリパイプ36へ供給される。上述したようにプランジャ31pの昇降は、カムCPの回転により実現され、カムCPはカム軸15を介してクランク軸14に連動しているため、高圧ポンプ31はクランク軸14に連動して駆動される。   In the suction stroke of the high-pressure pump 31, the solenoid valve 32 is opened and the plunger 31p is lowered, and fuel is charged into the pressurizing chamber 31a from the branch pipe 25a of the low-pressure fuel pipe 25. In the pressurizing stroke, the electromagnetic valve 32 is closed and the volume of the pressurizing chamber 31a is reduced as the plunger 31p is raised, and the fuel in the pressurizing chamber 31a is pressurized. In the discharge stroke, the check valve 34 is opened when the force of the fuel pressure in the pressurizing chamber 31a becomes larger than the biasing force of the spring of the check valve 34, and the pressurized fuel is supplied to the high pressure fuel pipe 35 and the high pressure delivery pipe 36. Supplied to. As described above, the raising / lowering of the plunger 31p is realized by the rotation of the cam CP. Since the cam CP is linked to the crankshaft 14 via the camshaft 15, the high-pressure pump 31 is driven to be linked to the crankshaft 14. The

尚、ここでは電磁弁32は非通電で開いた状態となるが、これに限定されない。例えば電磁弁32は、コイル32c及びスプリング32kの付勢方向をそれぞれ逆向きにして、非通電で閉じた状態となるものであってもよい。この場合、燃料の吸入行程でコイル32cが通電され、加圧及び吐出行程で非通電になる。   In this case, the solenoid valve 32 is opened when not energized, but is not limited thereto. For example, the solenoid valve 32 may be in a closed state with no energization, with the urging directions of the coil 32c and the spring 32k reversed. In this case, the coil 32c is energized during the fuel intake stroke, and is de-energized during the pressurization and discharge strokes.

高圧デリバリパイプ36には、高圧ポンプ31により加圧された高圧の燃料が高圧燃料配管35を介して蓄圧されている。高圧燃料配管35及び高圧デリバリパイプ36は、高圧ポンプ31から筒内噴射弁371〜374に高圧の燃料を供給する高圧燃料通路の一例である。   High pressure fuel pressurized by the high pressure pump 31 is stored in the high pressure delivery pipe 36 via the high pressure fuel pipe 35. The high-pressure fuel pipe 35 and the high-pressure delivery pipe 36 are an example of a high-pressure fuel passage that supplies high-pressure fuel from the high-pressure pump 31 to the cylinder injection valves 371 to 374.

筒内噴射弁群37は、高圧デリバリパイプ36内から気筒111〜114のそれぞれの内部に所定の順序で高圧燃料を直接に噴射する。燃圧センサ38は、高圧デリバリパイプ36内の燃圧を検出し、燃圧センサ38の検出値は、一定のサンプリング時間間隔でECU41により取得される。   The in-cylinder injection valve group 37 directly injects high-pressure fuel from the high-pressure delivery pipe 36 into each of the cylinders 111 to 114 in a predetermined order. The fuel pressure sensor 38 detects the fuel pressure in the high-pressure delivery pipe 36, and the detected value of the fuel pressure sensor 38 is acquired by the ECU 41 at regular sampling time intervals.

ECU41は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、及びRAM(Random Access Memory)を含む。ECU41は、ROM内に予め格納された制御プログラムに従って、センサからの情報や予めROMに格納されている情報等に基づいて、後述するポート噴射制御を実行する。この制御は、CPU、ROM、及びRAMにより機能的に実現される、要求噴射量算出部、取得部、記憶部、算出部、目標通電期間換算部、噴射制御部、検出値取得部、モデル算出部、吐出回数記憶部、脈動判定部、及び噴射開始判定部により実行される。詳しくは後述する。   The ECU 41 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). The ECU 41 executes port injection control, which will be described later, based on information from the sensor, information stored in the ROM in advance, and the like according to a control program stored in the ROM in advance. This control is functionally realized by the CPU, ROM, and RAM. The required injection amount calculation unit, the acquisition unit, the storage unit, the calculation unit, the target energization period conversion unit, the injection control unit, the detection value acquisition unit, and the model calculation This is executed by the discharge unit, the discharge number storage unit, the pulsation determination unit, and the injection start determination unit. Details will be described later.

ECU41は、エンジン10の運転状態に基づいて、ポート噴射弁群27へのそれぞれに要求される燃料の要求噴射量を算出する。更にECU41は、要求噴射量に対応するポート噴射弁群27への各通電期間を算出して、所定のクランク角間隔でポート噴射弁群27のそれぞれが所定の順に、算出された通電期間だけ通電する。これにより、要求噴射量に対応した噴射量でポート噴射が実現される。筒内噴射弁群37も同様である。   The ECU 41 calculates a required fuel injection amount required for each of the port injection valve groups 27 based on the operating state of the engine 10. Further, the ECU 41 calculates each energization period to the port injection valve group 27 corresponding to the requested injection amount, and energizes each of the port injection valve groups 27 in a predetermined order at a predetermined crank angle interval for the calculated energization period. To do. Thereby, port injection is realized with an injection amount corresponding to the required injection amount. The same applies to the in-cylinder injection valve group 37.

これらの各燃料噴射弁の開弁期間は、燃料噴射弁の電磁コイルへの通電期間に比例する。従って、ECU41は、燃圧センサ28の検出値に基づいて、要求噴射量に応じたポート噴射弁群27の各通電期間を算出する。同様に、ECU41は、燃圧センサ38の検出値に基づいて、要求噴射量に応じた筒内噴射弁群37の各通電期間を算出する。ECU41は、算出された通電期間に従って、ドライバ回路42に指令を出す。ドライバ回路42は、ECU41からの指令に従って、ポート噴射弁群27及び筒内噴射弁群37のそれぞれを算出された通電期間だけ通電する。このようにして、各燃料噴射弁の燃料噴射量が制御されている。   The opening period of each fuel injection valve is proportional to the energization period to the electromagnetic coil of the fuel injection valve. Therefore, the ECU 41 calculates each energization period of the port injection valve group 27 according to the required injection amount based on the detection value of the fuel pressure sensor 28. Similarly, the ECU 41 calculates each energization period of the in-cylinder injection valve group 37 according to the required injection amount based on the detection value of the fuel pressure sensor 38. The ECU 41 issues a command to the driver circuit 42 according to the calculated energization period. The driver circuit 42 energizes each of the port injection valve group 27 and the in-cylinder injection valve group 37 for the calculated energization period in accordance with a command from the ECU 41. In this way, the fuel injection amount of each fuel injection valve is controlled.

次に、高圧ポンプ31に起因して発生する燃圧脈動について説明する。図2は、燃圧の波形図である。縦軸は燃圧、横軸はエンジン回転数を示す。図2に示すように、エンジン回転数域には、低圧燃料配管25及び低圧デリバリパイプ26内で燃圧脈動の振幅が他の域よりも増大する脈動増大域が含まれる。脈動増大域は、例えばエンジン回転数が800〜1400rpmまでであるが、これに限定されない。   Next, fuel pressure pulsation caused by the high pressure pump 31 will be described. FIG. 2 is a waveform diagram of fuel pressure. The vertical axis represents the fuel pressure, and the horizontal axis represents the engine speed. As shown in FIG. 2, the engine speed range includes a pulsation increasing region in which the amplitude of the fuel pressure pulsation increases in the low pressure fuel pipe 25 and the low pressure delivery pipe 26 as compared with other regions. The pulsation increasing range is, for example, an engine speed of 800 to 1400 rpm, but is not limited thereto.

このように燃圧脈動の振幅が増大する理由は以下のようなものが考えられる。エンジン回転数の所定の領域では、筒内噴射弁群37は用いられずポート噴射弁群27による燃料噴射が実施される。その間では、筒内噴射弁群37は用いられないため電磁弁32が開状態に維持されつつ、プランジャ31pはエンジン10の動力により昇降を繰り返す。このため、低圧燃料配管25及び加圧室31a間で燃料の吸入及び吐出が繰り返され、これにより脈動の振幅が増大して、低圧デリバリパイプ26にまで伝播するからである。また、このような燃圧脈動の振動数とパルセーションダンパ29の固有振動数とが一致して共振すると、燃圧脈動の振幅が更に増大するからである。   The reason why the amplitude of the fuel pressure pulsation increases as described above can be considered as follows. In a predetermined region of the engine speed, the in-cylinder injection valve group 37 is not used and fuel injection is performed by the port injection valve group 27. In the meantime, the in-cylinder injection valve group 37 is not used, so that the solenoid valve 32 is maintained in the open state, and the plunger 31p repeatedly moves up and down by the power of the engine 10. For this reason, the suction and discharge of fuel are repeated between the low-pressure fuel pipe 25 and the pressurizing chamber 31a, thereby increasing the amplitude of pulsation and propagating to the low-pressure delivery pipe 26. Further, when the frequency of the fuel pressure pulsation and the natural frequency of the pulsation damper 29 coincide with each other and resonate, the amplitude of the fuel pressure pulsation further increases.

図3は、燃圧脈動の波形とポート噴射弁による通電期間の一例を示したグラフである。縦軸は燃圧、横軸は時間を示す。図3は、エンジン回転数が上述した脈動増大域に属した状態での脈動の波形を示している。ここで燃圧値PAは、通電中、即ち、ポート噴射期間中での実際の燃圧値であり、検出値PSは、ECU41が取得した燃圧センサ28の検出値である。一般的に、ポート噴射の開始前に取得された検出値PSに基づいて、ポート噴射の通電期間が算出されてポート噴射量が制御される。この理由は、ECU41は、ポート噴射が開始タイミングに至る前に、取得した燃圧センサ28の検出値に基づいて通電期間の算出を完了しておく必要があるからである。また、ECU41は燃圧センサ28の検出値を一定のサンプリング時間間隔でしか取得できないからである。しかしながら、エンジン回転数が上述した脈動増大域に属している場合には燃圧が短時間で変動し、また噴射中であっても変動するため、図3に示すように検出値PSと燃圧値PAとの差が大きくなる場合がある。このため、検出値PSに基づいて通電期間を算出すると、精度よくポート噴射量を制御できない可能性がある。   FIG. 3 is a graph showing an example of the waveform of the fuel pressure pulsation and the energization period by the port injection valve. The vertical axis represents fuel pressure, and the horizontal axis represents time. FIG. 3 shows a pulsation waveform in a state where the engine speed belongs to the above-described pulsation increasing region. Here, the fuel pressure value PA is an actual fuel pressure value during energization, that is, during the port injection period, and the detection value PS is a detection value of the fuel pressure sensor 28 acquired by the ECU 41. Generally, the energization period of port injection is calculated based on the detection value PS acquired before the start of port injection, and the port injection amount is controlled. This is because the ECU 41 needs to complete the calculation of the energization period based on the acquired detection value of the fuel pressure sensor 28 before the port injection reaches the start timing. Further, the ECU 41 can acquire the detection value of the fuel pressure sensor 28 only at a constant sampling time interval. However, when the engine speed belongs to the above-described pulsation increasing region, the fuel pressure fluctuates in a short time, and even during the injection, so that the detected value PS and the fuel pressure value PA are shown in FIG. And the difference may increase. For this reason, if the energization period is calculated based on the detection value PS, the port injection amount may not be accurately controlled.

本実施例では、ECU41は、後述するモデル式を含む算出式に基づいて、ポート噴射弁の目標通電期間を算出する。これにより、燃圧脈動が発生している場合であっても、ポート噴射弁群27の各噴射量を精度よく制御できる。最初にモデル式について説明する。尚、以下の説明において、特段の断りがない限り、「検出値」は、燃圧センサ28の検出値を意味する。   In the present embodiment, the ECU 41 calculates a target energization period of the port injector based on a calculation formula including a model formula described later. Thereby, even if it is a case where the fuel pressure pulsation has generate | occur | produced, each injection amount of the port injection valve group 27 can be controlled accurately. First, the model formula will be described. In the following description, “detected value” means the detected value of the fuel pressure sensor 28 unless otherwise specified.

上述したように、ECU41は、一定のサンプリング時間間隔で検出値を取得する。図4Aは、ECU41が取得した複数の検出値を示したグラフである。図4Bは、複数の検出値に基づいてモデル化された脈動を示したグラフである。図4A及び図4Bでは、縦軸は燃圧であり横軸はクランク角である。脈動のモデル式は、以下のように表される。

Figure 2018091187
ここで、θ[deg]はクランク角である。P(θ)[kPa]は、クランク角θに対応した燃圧値である。A[kPa]は、脈動の振幅である。B[deg]は、脈動の初期位相である。cは、クランク角360度当たりの高圧ポンプ31の燃料の吐出回数であり、換言すれば、クランク角360度当たりの脈動の振動数である。P[kPa]は、脈動の中心燃圧値である。中心燃圧値Pは、振幅Aの中心値である。初期位相Bは、クランク角θがゼロ度に最も近くて振幅Aが極大値をとる際のクランク角である。尚、クランク角θがゼロ度になる時は、気筒111のピストンが圧縮行程の上死点に位置する時である。 As described above, the ECU 41 acquires detection values at regular sampling time intervals. FIG. 4A is a graph showing a plurality of detection values acquired by the ECU 41. FIG. 4B is a graph showing pulsations modeled based on a plurality of detection values. 4A and 4B, the vertical axis represents the fuel pressure and the horizontal axis represents the crank angle. The model expression of pulsation is expressed as follows.
Figure 2018091187
Here, θ [deg] is a crank angle. P (θ) [kPa] is a fuel pressure value corresponding to the crank angle θ. A [kPa] is the amplitude of pulsation. B [deg] is an initial phase of pulsation. c is the number of times the fuel is discharged from the high-pressure pump 31 per 360 ° crank angle, in other words, the pulsation frequency per 360 ° crank angle. P c [kPa] is the central fuel pressure value of pulsation. The central fuel pressure value Pc is the central value of the amplitude A. The initial phase B is a crank angle when the crank angle θ is closest to zero degrees and the amplitude A takes a maximum value. The crank angle θ is zero degrees when the piston of the cylinder 111 is located at the top dead center of the compression stroke.

このように燃圧脈動を、三角関数を用いた式によりモデル化できる理由は、上述したように脈動は高圧ポンプ31のカムCPの回転に起因して周期的に変化するものだからである。ここで、中心燃圧値P、振幅A、及び初期位相Bについては、詳しくは後述するが、燃圧センサ28の検出値等に基づいてECU41により算出される。 The reason why the fuel pressure pulsation can be modeled by an equation using a trigonometric function is that the pulsation periodically changes due to the rotation of the cam CP of the high-pressure pump 31 as described above. Here, the center fuel pressure value P c , the amplitude A, and the initial phase B are calculated by the ECU 41 based on the detection value of the fuel pressure sensor 28 and the like, as will be described in detail later.

吐出回数cについては、ECU41のROMに予め記憶されている。ここで吐出回数cは、高圧ポンプ31のカムCPの形状により定まる。本実施例の場合、カムCPの形状は角が丸められた略正方形である。このため、クランク角360度当たりにカムCPは180度回転して2回燃料を吐出する。従って本実施例では、吐出回数cは2である。ECU41のROMは、クランク角360度当たりのカムCPによる燃料の吐出回数cが記憶されている吐出回数記憶部の一例である。尚、角が丸められた略正三角形のカムの場合は、クランク角360度当たりにカムは180度回転し、吐出回数cは1.5である。略楕円形のカムの場合は、クランク角360度当たりの吐出回数cは1である。   The number of discharges c is stored in advance in the ROM of the ECU 41. Here, the number of discharges c is determined by the shape of the cam CP of the high-pressure pump 31. In this embodiment, the shape of the cam CP is a substantially square with rounded corners. Therefore, the cam CP rotates 180 degrees per 360 degrees of crank angle and discharges fuel twice. Therefore, in the present embodiment, the number of ejections c is 2. The ROM of the ECU 41 is an example of a discharge number storage unit that stores the number of times of fuel discharge c by the cam CP per crank angle of 360 degrees. In the case of a substantially equilateral triangular cam with rounded corners, the cam rotates 180 degrees per 360 degrees of crank angle, and the number of discharges c is 1.5. In the case of a substantially elliptic cam, the number of discharges c per crank angle of 360 degrees is 1.

次に、ポート噴射制御について説明する。図5は、ポート噴射制御の一例を示すフローチャートである。尚、以降の説明において、「前々回値」、「前回値」、及び「今回値」とは、それぞれ、ECU41が前々回、前回、及び今回それぞれ取得した燃圧センサ28の検出値を意味する。また、「次回値」とは、ECU41が次回に取得予定の燃圧センサ28の検出値を意味する。   Next, port injection control will be described. FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of port injection control. In the following description, “previous value”, “previous value”, and “current value” mean the detected values of the fuel pressure sensor 28 acquired by the ECU 41 the previous time, previous time, and this time, respectively. The “next value” means a detection value of the fuel pressure sensor 28 that the ECU 41 is scheduled to acquire next time.

ECU41は、クランク角センサ14aに基づいて算出したエンジン回転数[rpm]が所定の閾値未満であるか否かを判定する(ステップS1)。ここで閾値は、ポート噴射が要求され得るエンジン回転数の上限に規定されており、上述した脈動増大域でのエンジン回転数よりも大きい値に設定されている。否定判定の場合には、ポート噴射は実行されないとして本制御は終了する。   The ECU 41 determines whether or not the engine speed [rpm] calculated based on the crank angle sensor 14a is less than a predetermined threshold (step S1). Here, the threshold value is defined as the upper limit of the engine speed at which port injection can be required, and is set to a value larger than the engine speed in the above-described pulsation increasing region. If the determination is negative, the port injection is not executed and this control is terminated.

ステップS1で肯定判定の場合、ECU41は所定数の検出値を取得してRAMに記憶させる(ステップS2)。RAMに既に取得された所定数の検出値が記憶されている場合には、新たに取得された検出値から順に更新される。所定数とは、詳しくは後述するが、中心燃圧値Pの算出に必要となる検出値の数である。また、ステップS2の処理は、振幅A及び初期位相Bの算出のためにも実行される。ステップS2で取得されて記憶される検出値には、少なくとも2つの直近の検出値である前回値及び今回値が含まれる。ステップS2の処理は、燃圧センサ28の検出値を一定のサンプリング時間間隔で取得する取得部が実行する処理の一例である。 If the determination in step S1 is affirmative, the ECU 41 acquires a predetermined number of detection values and stores them in the RAM (step S2). When a predetermined number of detection values already acquired are stored in the RAM, the detection values are updated in order from the newly acquired detection values. The predetermined number is the number of detected values necessary for calculating the central fuel pressure value Pc , as will be described in detail later. Further, the process of step S2 is also executed for calculating the amplitude A and the initial phase B. The detection values acquired and stored in step S2 include at least two previous detection values, the previous value and the current value. The process of step S2 is an example of a process executed by an acquisition unit that acquires the detection value of the fuel pressure sensor 28 at a constant sampling time interval.

次に、ECU41は、ステップS2でRAMに記憶された、少なくとも前回値及び今回値に基づいて脈動の中心燃圧値Pを算出する中心燃圧算出処理を実行する(ステップS3)。従って、エンジン回転数が上述した脈動増大域に属さない場合であっても、中心燃圧算出処理が実行される。エンジン回転数が脈動増大域に属した場合に、直ちにモデル式(3)の各項を算出できるようにするためである。ステップS3の処理、及び後述するステップS11及び12の処理は、少なくとも前回及び今回取得された検出値に基づいて、中心燃圧値P、振幅A、及び初期位相Bを算出するモデル算出部が実行する処理の一例である。詳しくは後述する。 Next, the ECU 41 executes a central fuel pressure calculation process for calculating the pulsation central fuel pressure value Pc based on at least the previous value and the current value stored in the RAM in step S2 (step S3). Therefore, even when the engine speed does not belong to the above-described pulsation increase region, the central fuel pressure calculation process is executed. This is because each term of the model formula (3) can be immediately calculated when the engine speed belongs to the pulsation increasing region. The process of step S3 and the processes of steps S11 and S12, which will be described later, are executed by a model calculation unit that calculates the center fuel pressure value P c , the amplitude A, and the initial phase B based on at least the detection values acquired last time and this time. It is an example of the process to perform. Details will be described later.

エンジン10の運転状態、具体的にはエンジン回転数や、吸入空気量、アクセル開度等に基づいてポート噴射弁群27のそれぞれに要求される燃料の要求噴射量Q[mL]を算出する(ステップS4)。ステップS4の処理は、エンジン10の状態に基づいて、ポート噴射弁群27のそれぞれに要求される要求噴射量Qを算出する要求噴射量算出部が実行する処理の一例である。   A required fuel injection amount Q [mL] required for each of the port injection valve groups 27 is calculated based on the operating state of the engine 10, specifically, the engine speed, the intake air amount, the accelerator opening, and the like ( Step S4). The process of step S4 is an example of a process executed by a required injection amount calculation unit that calculates a required injection amount Q required for each of the port injection valve groups 27 based on the state of the engine 10.

次に、次回噴射予定のポート噴射弁の噴射の終了が予定されている終了クランク角θを取得する(ステップS5)。終了クランク角θは、エンジン10の運転状態に応じて設定され、RAMに記憶されている。また、終了クランク角θは、ポート噴射弁271〜274毎に異なっている。 Next, to obtain the finished crank angle theta e the end of the injection port injector next injection schedule is scheduled (step S5). End crank angle theta e is set according to the operating state of the engine 10, it is stored in the RAM. Further, the end crank angle θ e is different for each of the port injection valves 271 to 274.

ECU41は、クランク角センサ14aからの出力値に基づいて、ステップS2で取得された今回値の取得時点でのクランク角をRAMに記憶する(ステップS7)。新たな検出値が取得されるたびに、今回値の取得時点でのクランク角が更新される。次にECU41は、算出された直近のエンジン回転数に基づいて、ROMに予め記憶されているサンプリング時間間隔をクランク角に換算する(ステップS8)。エンジン回転数を考慮する理由は、サンプリング時間間隔は一定であるがエンジン回転数は変動するからである。次にECU41は、今回値の取得時点でのクランク角にサンプリング時間間隔に対応するクランク角を加算して、次回値の取得予定の時点でのクランク角として算出する(ステップS9)。   Based on the output value from the crank angle sensor 14a, the ECU 41 stores the crank angle at the time of acquisition of the current value acquired in step S2 in the RAM (step S7). Each time a new detection value is acquired, the crank angle at the time of acquisition of the current value is updated. Next, the ECU 41 converts the sampling time interval stored in advance in the ROM into a crank angle based on the calculated latest engine speed (step S8). The reason for considering the engine speed is that the sampling speed interval is constant, but the engine speed fluctuates. Next, the ECU 41 adds the crank angle corresponding to the sampling time interval to the crank angle at the time of acquisition of the current value, and calculates the crank angle at the time of acquisition of the next value (step S9).

次にECU41は、次回値の取得予定の時点でのクランク角に基づいて、ステップS5で取得した終了クランク角θから、算出され得る通電期間の最大値に対応するクランク角範囲だけ遡ったクランク角を、仮開始クランク角θspとし、仮開始クランク角θspが次回値の取得予定時点でのクランク角前にあるか否かを判定する(ステップS10)。仮開始クランク角θspとは、終了クランク角θから仮に通電期間が最大となる場合でのポート噴射弁の仮の噴射の開始予定タイミングに対応したクランク角である。ステップS7〜S9の処理は、ステップS10の判定処理を実行するために必要な処理である。ステップS10で否定判定の場合には、再度ステップS1以降の処理が実行されて、中心燃圧算出処理が継続される。 Then ECU41, based on the crank angle at the time of acquisition schedule the next value, crank from the end crank angle theta e obtained in step S5, predated by crank angle range corresponding to the maximum value of the energization period may be calculated The angle is set as the temporary start crank angle θsp, and it is determined whether or not the temporary start crank angle θsp is before the crank angle at the time when the next value is scheduled to be acquired (step S10). The temporary start crank angle θ sp is a crank angle corresponding to a scheduled start timing of temporary injection of the port injection valve when the energization period is temporarily maximized from the end crank angle θ e . The processes in steps S7 to S9 are necessary for executing the determination process in step S10. If a negative determination is made in step S10, the processes after step S1 are executed again, and the central fuel pressure calculation process is continued.

次にECU41は、エンジン回転数が上述した脈動増大域に属するか否かを判定する(ステップS10a)。脈動増大域は、予め実験により算出されROMに記憶されている。ステップS10aの処理は、クランク角センサ14aの出力に基づいて算出されるエンジン回転数が、他の回転数域よりも脈動が増大する脈動増大域内に属するか否かを判定する脈動判定部が実行する処理の一例である。   Next, the ECU 41 determines whether or not the engine speed belongs to the above-described pulsation increasing region (step S10a). The pulsation increasing region is calculated in advance by experiments and stored in the ROM. The processing in step S10a is executed by a pulsation determining unit that determines whether or not the engine speed calculated based on the output of the crank angle sensor 14a belongs to a pulsation increasing region where pulsation increases compared to other rotational speed regions. It is an example of the process to perform.

ステップS10aで否定判定の場合には、燃圧は大きくは変動しないとして、ECU41は、上述したモデル式(3)は用いずに、式(4)に基づいて、ポート噴射弁の目標通電期間τを算出する目標通電期間算出処理を実行する(ステップS10b)。

Figure 2018091187
ここで、Q[mL]は、ステップS4で算出された要求噴射量である。P[kPa]は、燃料噴射の制御の対象となるポート噴射弁の噴射開始の直前に取得された燃圧センサ28の検出値である。具体的には、ステップS10で肯定判定された場合での、今回取得された検出値である。更に詳細には、終了クランク角θから、算出され得る通電期間の最大値に対応するクランク角範囲だけ遡ったクランク角である仮開始クランク角θspの直前に取得された検出値である。τ[ms]は、ポート噴射弁の目標通電期間である。k[mL・min−1・kPa−0.5]は定数であり、k=QINJ/√Pが成立する。ここで、QINJ[mL・min−1]はポート噴射弁の公称流量であり、P[kPa]は公称流量に対応した検査圧力である。定数kは、予め実験により算出されて、ポート噴射弁群27のそれぞれに対応付けされてROMに記憶されている。尚、式(4)の右辺では60及び1000が乗算されており、これにより式(4)の右辺の値は目標通電期間τと同じ単位であるミリ秒に換算されている。また本処理では、算出された目標通電期間τに基づいて、開始クランク角θが算出される。開始クランク角θとは、次回噴射予定のポート噴射弁の噴射の開始が予定されているタイミングに対応したクランク角である。開始クランク角θは、終了クランク角θから、算出された目標通電期間τに対応するクランク角範囲だけ遡ったクランク角である。その後に、ステップS14及びS15の処理が実行される。ステップS14及びS15については後述する。 If a negative determination is made in step S10a, the ECU 41 determines that the target energization period τ of the port injector is not based on the above-described model equation (3) but based on the equation (4), assuming that the fuel pressure does not vary greatly. A target energization period calculation process to be calculated is executed (step S10b).
Figure 2018091187
Here, Q [mL] is the required injection amount calculated in step S4. P [kPa] is a detection value of the fuel pressure sensor 28 acquired immediately before the start of injection of the port injection valve that is the target of fuel injection control. Specifically, it is the detection value acquired this time when an affirmative determination is made in step S10. More particularly, from the end crank angle theta e, which is the detection value obtained immediately before the provisional start crank angle theta sp is a crank angle back by crank angle range corresponding to the maximum value of the energization period may be calculated. τ [ms] is a target energization period of the port injection valve. k [mL · min −1 · kPa −0.5 ] is a constant, and k = Q INJ / √P 0 is established. Here, Q INJ [mL · min −1 ] is a nominal flow rate of the port injection valve, and P 0 [kPa] is an inspection pressure corresponding to the nominal flow rate. The constant k is calculated in advance through experiments and is stored in the ROM in association with each of the port injection valve groups 27. Incidentally, 60 and 1000 are multiplied on the right side of the equation (4), whereby the value on the right side of the equation (4) is converted to milliseconds, which is the same unit as the target energization period τ. In this process, the start crank angle θ s is calculated based on the calculated target energization period τ. The start crank angle θ s is a crank angle corresponding to the timing at which the start of the injection of the port injection valve scheduled for the next injection is scheduled. The start crank angle θ s is a crank angle that goes back from the end crank angle θ e by a crank angle range corresponding to the calculated target energization period τ. Thereafter, the processes of steps S14 and S15 are executed. Steps S14 and S15 will be described later.

脈動の振幅が比較的小さい場合には、噴射開始直前の検出値とポート噴射中での燃圧値との差も小さいため、上述したモデル式(3)を用いなくても、適切な目標通電期間を算出できる。また、モデル式(3)を用いないため、処理負荷の増大が抑制される。   When the amplitude of the pulsation is relatively small, the difference between the detected value immediately before the start of injection and the fuel pressure value during port injection is also small, so an appropriate target energization period can be obtained without using the above-described model equation (3). Can be calculated. Moreover, since the model formula (3) is not used, an increase in processing load is suppressed.

ステップS10aで肯定判定の場合には、ECU41は、ステップS2でRAMに記憶された、少なくとも前回値及び今回値に基づいて、脈動の振幅Aを算出する振幅算出処理を実行する(ステップS11)。次に、ECU41は、ステップS2でRAMに記憶された、少なくとも前回値及び今回値の一方に基づいて、初期位相Bを算出する位相算出処理を実行する(ステップS12)。振幅算出処理及び位相算出処理については詳しくは後述する。以上のように、ステップS3、S11、及びS12の処理に基づいて、モデル式(3)の各項が算出される。   If the determination in step S10a is affirmative, the ECU 41 executes an amplitude calculation process for calculating the amplitude A of the pulsation based on at least the previous value and the current value stored in the RAM in step S2 (step S11). Next, the ECU 41 executes a phase calculation process for calculating the initial phase B based on at least one of the previous value and the current value stored in the RAM in step S2 (step S12). The details of the amplitude calculation process and the phase calculation process will be described later. As described above, each term of the model formula (3) is calculated based on the processes of steps S3, S11, and S12.

次にECU41は、後述する算出式に基づいて、ポート噴射弁の目標通電期間τを算出する目標通電期間算出処理を実行する(ステップS13)。ステップS13での処理では、上述した式(4)は用いずに、モデル式(3)を含む算出式に基づいて目標通電期間τが算出される。詳しくは後述する。   Next, the ECU 41 executes a target energization period calculation process for calculating a target energization period τ of the port injection valve based on a calculation formula described later (step S13). In the processing in step S13, the target energization period τ is calculated based on the calculation formula including the model formula (3) without using the above-described formula (4). Details will be described later.

次にECU41は、クランク角センサ14aの検出値に基づいて、現時点でのクランク角が開始クランク角θに到達したか否かを判定する(ステップS14)。ステップS14で否定判定の場合には、再度ステップS14の処理が実行される。ステップS14で肯定判定の場合には、ECU41は、噴射予定のポート噴射弁をステップS13で算出された目標通電期間τだけ通電してポート噴射を実行する(ステップS15)。ステップS15の処理は、ポート噴射弁を目標通電期間τだけ通電することにより燃料噴射を実行する噴射制御部が実行する処理の一例である。このようにしてポート噴射制御が実行される。 Then ECU41 determines, based on the value detected by the crank angle sensor 14a, whether the crank angle at the present time has reached the start crank angle theta s (step S14). If a negative determination is made in step S14, the process of step S14 is executed again. If the determination in step S14 is affirmative, the ECU 41 conducts port injection by energizing the port injection valve scheduled for injection for the target energization period τ calculated in step S13 (step S15). The process of step S15 is an example of a process executed by an injection control unit that performs fuel injection by energizing the port injection valve for the target energization period τ. In this way, port injection control is executed.

次に、ステップS13での目標通電期間算出処理について説明する。本制御では、モデル式(3)を含む以下の算出式(5)に基づいて、任意のクランク角範囲でポート噴射弁が仮に燃料を噴射した場合での仮噴射量Q[mL]が算出される。

Figure 2018091187
ここで、Ne[rpm]はエンジン回転数である。単位分当たりの回転数を示すエンジン回転数Neに360を乗算することにより、単位分当たりでのクランク軸14の回転角度[deg]に換算されている。k[mL・min−1・kPa−0.5]は上述した定数である。P(θ)[kPa]は、上述したモデル式(3)である。 Next, the target energization period calculation process in step S13 will be described. In this control, based on the following calculation formula (5) including the model formula (3), a temporary injection amount Q p [mL] when the port injection valve temporarily injects fuel in an arbitrary crank angle range is calculated. Is done.
Figure 2018091187
Here, Ne [rpm] is the engine speed. The rotation speed [deg] of the crankshaft 14 per unit minute is converted by multiplying 360 by the engine speed Ne indicating the rotation speed per unit minute. k [mL · min −1 · kPa −0.5 ] is the constant described above. P (θ) [kPa] is the model equation (3) described above.

尚、算出式(5)は、以下のようにして導かれる。上述した式(4)により、単位分当たりの噴射量は、k√Pと表すことができる。上述したモデル式(3)とエンジン回転数Neとを用いると、単位クランク角当たりの噴射量は、{k/(360・Ne)}×√P(θ)と表すことができる。ここで、(360・Ne)は、単位分当たりのクランク軸14の回転角度[deg]を意味する。従って、単位クランク角当たりの噴射量を示す式を任意のクランク角範囲で積分することにより、そのクランク角範囲での噴射量を算出できる。算出式(5)は、ECU41のROMに記憶されている。従ってECU41のROMは、任意のクランク角範囲でポート噴射弁が仮に燃料噴射した場合での仮噴射量を算出でき、脈動をモデル化した式(1)を含む式(2)を記憶した記憶部の一例である。   The calculation formula (5) is derived as follows. According to the above-described equation (4), the injection amount per unit can be expressed as k√P. Using the above-described model equation (3) and the engine speed Ne, the injection amount per unit crank angle can be expressed as {k / (360 · Ne)} × √P (θ). Here, (360 · Ne) means the rotation angle [deg] of the crankshaft 14 per unit. Therefore, by integrating the expression indicating the injection amount per unit crank angle in an arbitrary crank angle range, the injection amount in the crank angle range can be calculated. The calculation formula (5) is stored in the ROM of the ECU 41. Accordingly, the ROM of the ECU 41 can calculate a temporary injection amount when the port injection valve temporarily injects fuel in an arbitrary crank angle range, and stores a formula (2) including the formula (1) modeling the pulsation. It is an example.

ここで、ポート噴射弁への要求噴射量Qに対応する目標通電期間τを算出するためには、算出式(5)により算出される仮噴射量が要求噴射量Qとなる場合での開始クランク角θ及び終了クランク角θがわかればよい。本実施例ではステップS5で終了クランク角θは取得済みであるため、開始クランク角θが算出できればよい。従って、以下の式が成立する場合での開始クランク角θを算出することが考えられる。

Figure 2018091187
しかしながら、式(6)に基づいて開始クランク角θを算出しようとすると、計算が複雑になりECU41の処理負荷が増大する可能性がある。従って、本実施例では以下のようにして開始クランク角θが算出されて目標通電期間τが算出される。 Here, in order to calculate the target energization period τ corresponding to the required injection amount Q to the port injection valve, the start crank when the temporary injection amount calculated by the calculation formula (5) becomes the required injection amount Q. It is only necessary to know the angle θ s and the end crank angle θ e . In the present embodiment an end crank angle theta e is already acquired in step S5, the start crank angle theta s may if calculated. Therefore, it is conceivable to calculate the starting crank angle θ s when the following expression is satisfied.
Figure 2018091187
However, if the start crank angle θ s is calculated based on the equation (6), the calculation becomes complicated and the processing load on the ECU 41 may increase. Therefore, in this embodiment, the start crank angle θ s is calculated as follows, and the target energization period τ is calculated.

図6は、目標通電期間算出処理の一例を示したフローチャートである。ECU41は、上述の算出式(5)に基づいて、基準クランク角θから、ステップS5で取得された終了クランク角θまでのクランク角範囲で、次回噴射予定のポート噴射弁が仮に燃料を噴射した場合での仮噴射量Qを算出する(ステップS21)。仮噴射量Qは以下の積分の式で表すことができる。

Figure 2018091187
ここで、基準クランク角θは、初期位相Bに対応したクランク角であり、(θ−B)=0となる。このため、式(7)での三角関数の積分値の算出が容易となり、仮噴射量Qを算出することによるECU41への処理負荷の増大は抑制されている。 FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the target energization period calculation process. Based on the above calculation formula (5), the ECU 41 supposes that the port injection valve scheduled for the next injection temporarily supplies fuel in the crank angle range from the reference crank angle θ B to the end crank angle θ e acquired in step S5. calculating a tentative injection amount Q e in case of injection (step S21). The temporary injection amount Q e can be expressed by the following integral formula.
Figure 2018091187
Here, the reference crank angle θ B is a crank angle corresponding to the initial phase B, and (θ B −B) = 0. Therefore, the calculation of the integral value of the trigonometric function in equation (7) is facilitated, increase in the processing load of the ECU41 by calculating the tentative injection amount Q e is suppressed.

次に、ECU41は、基準クランク角θから終了クランク角θまでの仮噴射量Qから、仮噴射量Qを減算した値が、ステップS4で算出された要求噴射量Qと等しくなる場合での開始クランク角θを算出する(ステップS22)。即ち、以下の式が成立する場合での開始クランク角θが算出される。

Figure 2018091187
ここで仮噴射量Qは以下の積分の式で表すことができる。
Figure 2018091187
上述したように(θ−B)=0であるため、式(9)の三角関数の積分値の算出が容易となり、開始クランク角θを算出することによるECU41への処理負荷の増大は抑制されている。ステップS21及びS22は、取得された終了クランク角θと式(2)に基づいて、脈動の初期位相Bに対応した基準クランク角θから終了クランク角θまでの仮噴射量Qから、基準クランク角θから開始クランク角θまでの仮噴射量Qを減算した値が、要求噴射量Qに等しいとみなした場合での、開始クランク角θを算出する算出部が実行する処理の一例である。 Next, the ECU 41 subtracts the temporary injection amount Q s from the temporary injection amount Q e from the reference crank angle θ B to the end crank angle θ e to be equal to the required injection amount Q calculated in step S4. In this case, the starting crank angle θ s is calculated (step S22). That is, the start crank angle θ s is calculated when the following equation is satisfied.
Figure 2018091187
Here, the temporary injection amount Q s can be expressed by the following integral formula.
Figure 2018091187
As described above, since (θ B −B) = 0, it is easy to calculate the integral value of the trigonometric function of Equation (9), and an increase in the processing load on the ECU 41 by calculating the start crank angle θ s It is suppressed. Steps S21 and S22, based on the obtained finished crank angle theta e and Equation (2), from the temporary injection amount Q e from the reference crank angle theta B corresponding to the initial phase B of the pulsation to the end crank angle theta e When the value obtained by subtracting the temporary injection amount Q s from the reference crank angle θ B to the start crank angle θ s is considered to be equal to the required injection amount Q, a calculation unit that calculates the start crank angle θ s is executed. It is an example of the process to perform.

図7(A)〜7(C)は、燃圧波形と要求噴射量Qと仮噴射量Q及びQとを示したグラフである。図7(A)〜7(C)は、これらの関係の理解を容易にするためのグラフである。図7(A)〜7(C)の横軸はクランク角であり、図7(A)の縦軸は燃圧、図7(B)及び7(C)の縦軸は噴射量[mL]である。図7(B)では仮噴射量Qを、図7(C)では仮噴射量Q及び要求噴射量Qを、それぞれ面積で示している。図7(B)及び7(C)に示した噴射量は、単位クランク角毎の噴射量をクランク角範囲で積算した総噴射量を示している。図7(B)及び図7(C)に示すように、上記の式(7)が成立する場合での終了クランク角θは、ポート噴射弁が要求噴射量Qだけ噴射する場合での終了クランク角である。尚、図7(A)では、仮噴射量Q及びQの算出に用いられる、開始クランク角θに最も近いエンジン回転数Neが算出されるタイミングを例示している。 FIGS. 7A to 7C are graphs showing the fuel pressure waveform, the required injection amount Q, and the temporary injection amounts Q s and Q e . 7A to 7C are graphs for facilitating understanding of these relationships. The horizontal axis in FIGS. 7A to 7C is the crank angle, the vertical axis in FIG. 7A is the fuel pressure, and the vertical axis in FIGS. 7B and 7C is the injection amount [mL]. is there. Figure 7 (B) the provisional injection amount Q e, FIG. 7 (C) in the temporary injection amount Q s and the required injection amount Q, are shown in the area, respectively. The injection amounts shown in FIGS. 7B and 7C indicate the total injection amount obtained by integrating the injection amount for each unit crank angle in the crank angle range. As shown in FIG. 7 (B) and FIG. 7 (C), the ends crank angle theta e in the case where the above equation (7) is satisfied, it ends in the case where the port injection valve to inject only the required injection amount Q It is a crank angle. FIG. 7A illustrates the timing at which the engine speed Ne closest to the start crank angle θ s used for calculating the temporary injection amounts Q s and Q e is calculated.

次にECU41は、終了クランク角θから算出された開始クランク角θまでのクランク角範囲を、目標通電期間τ[ms]に換算する(ステップS23)。具体的には、以下の式に基づいて目標通電期間τが算出される。

Figure 2018091187
上述したように、エンジン回転数Ne[rpm]に360を乗算することにより、エンジン回転数をクランク軸14の回転角度[deg]に換算できる。またエンジン回転数Ne[rpm]を60で除算し更に1000で除算することにより、単位分当たりのエンジン回転数を単位ミリ秒当たりのエンジン回転数に換算できる。これにより、開始クランク角θから終了クランク角θまでのクランク角範囲に対応した目標通電期間τ[ms]を算出できる。尚、ポート噴射は、一般的には、各気筒の吸気行程中に開始して終了するため、開始クランク角θから終了クランク角θまでのクランク角範囲に、クランク角がゼロ度である上死点が含まれることはない。このため、上記(θ−θ)は正の値[deg]をとる。ステップS23の処理は、開始クランク角θから終了クランク角θまでのクランク角範囲を目標通電期間τに換算する目標通電期間換算部が実行する処理の一例である。 Then ECU41 is a crank angle range up to the start crank angle theta s calculated from the end crank angle theta e, converted into target energization period τ [ms] (step S23). Specifically, the target energization period τ is calculated based on the following formula.
Figure 2018091187
As described above, by multiplying the engine speed Ne [rpm] by 360, the engine speed can be converted into the rotation angle [deg] of the crankshaft 14. Further, by dividing the engine speed Ne [rpm] by 60 and further by 1000, the engine speed per unit minute can be converted into the engine speed per unit millisecond. Accordingly, the target energization period τ [ms] corresponding to the crank angle range from the start crank angle θ s to the end crank angle θ e can be calculated. Note that port injection is generally for beginning and ending during the intake stroke of each cylinder, a crank angle range from the start crank angle theta s until the end crank angle theta e, crank angle is zero degrees Top dead center is not included. Therefore, the above (θ e −θ s ) takes a positive value [deg]. The process of step S23 is an example of a process executed by the target energization period conversion unit that converts the crank angle range from the start crank angle θ s to the end crank angle θ e into the target energization period τ.

このように、燃圧の脈動を考慮したモデル式(3)を含む算出式(5)に基づいて、要求噴射量Qに対応する目標通電期間τが算出される。このため、エンジン回転数が脈動増大域内に属する場合であっても、目標通電期間τを精度よく算出でき、これによりポート噴射量を精度よく制御することができる。従って、空燃比を精度よく制御することができる。   In this way, the target energization period τ corresponding to the required injection amount Q is calculated based on the calculation formula (5) including the model formula (3) considering the pulsation of the fuel pressure. For this reason, even when the engine speed belongs to the pulsation increasing region, the target energization period τ can be calculated with high accuracy, and thereby the port injection amount can be controlled with high accuracy. Therefore, the air-fuel ratio can be controlled with high accuracy.

また、基準クランク角θを用いて表すことができる2つの仮噴射量Q及びQに基づいて終了クランク角θが算出されるため、ECU41の処理負荷の増大が抑制されている。 Further, since the end crank angle θ e is calculated based on the two temporary injection amounts Q s and Q e that can be expressed using the reference crank angle θ B , an increase in the processing load of the ECU 41 is suppressed.

また、上述したように、ステップS6及びS10で肯定判定の場合にのみモデル式(3)の各項が算出されて、算出式(5)に基づいて目標通電期間が算出される。このため、必要な場合にのみ算出式(5)に基づいて目標通電期間が算出され、ECU41の処理負荷の増大が抑制されている。   Further, as described above, each term of the model formula (3) is calculated only in the case of an affirmative determination in steps S6 and S10, and the target energization period is calculated based on the calculation formula (5). For this reason, the target energization period is calculated based on the calculation formula (5) only when necessary, and an increase in the processing load on the ECU 41 is suppressed.

次に、中心燃圧算出処理について説明する。ECU41は、ステップS2で取得された前々回値、前回値、及び今回値と、サンプリング時間間隔に対応するクランク角とに基づいて、中心燃圧値Pを算出する。ここで、サンプリング時間間隔に対応するクランク角t[deg]とし、係数aとすると、前々回値P[kPa]、前回値P[kPa]、及び今回値P[kPa]のそれぞれは以下の式で表される。
=Asin(a)+P
=Asin(a+t)+P
=Asin(a+2t)+P
上記の3つの式により、係数aを前々回値P、前回値P、及び今回値P、及びクランク角tにより表し、算出された係数aを上記の3つの式の何れかに代入することにより、中心燃圧値Pを算出できる。尚、サンプリング時間間隔に対応するクランク角tは、上述したステップS8の手法により算出される。
Next, the center fuel pressure calculation process will be described. The ECU 41 calculates the center fuel pressure value Pc based on the last time value, the previous value, and the current value acquired in step S2 and the crank angle corresponding to the sampling time interval. Here, assuming that the crank angle t [deg] corresponding to the sampling time interval is a coefficient a, the previous value P 1 [kPa], the previous value P 2 [kPa], and the current value P 3 [kPa] are as follows: It is expressed by the following formula.
P 1 = Asin (a) + P c
P 2 = Asin (a + t) + P c
P 3 = Asin (a + 2t) + P c
The coefficient a is represented by the previous value P 1 , the previous value P 2 , the current value P 3 , and the crank angle t by the above three expressions, and the calculated coefficient a is substituted into any of the above three expressions. Thus, the central fuel pressure value Pc can be calculated. Note that the crank angle t corresponding to the sampling time interval is calculated by the method of step S8 described above.

また、検出値のなまし値を中心燃圧値Pとして算出してもよい。なまし値は、今回値と、前回算出されたなまし値と、なまし係数とにより算出される。前回算出されたなまし値は、前回値に基づいて算出される。このため、今回算出されるなまし値は、今回値及び前回値に基づいて算出される。また、今回初めてなまし値が算出され、前回算出されたなまし値が存在しない場合には、前回算出されたなまし値として前回値を用いる。従って、検出値のなまし値を中心燃圧値Pcとして算出する場合には、ステップS2の所定数は2以上であればよい。 Further, the smoothed value of the detected value may be calculated as the central fuel pressure value Pc . The annealing value is calculated from the current value, the previously calculated annealing value, and the annealing coefficient. The previously calculated annealing value is calculated based on the previous value. For this reason, the annealing value calculated this time is calculated based on the current value and the previous value. In addition, when the annealing value is calculated for the first time this time and there is no previously calculated annealing value, the previous value is used as the previously calculated annealing value. Therefore, when the smoothed value of the detected value is calculated as the central fuel pressure value Pc, the predetermined number in step S2 may be two or more.

また、取得した検出値の平均値を中心燃圧値Pとして算出してもよい。例えば、算出に用いられる検出値のサンプル数は、脈動の略1周期分の期間に取得される検出値の数に対応するように、エンジン回転数が増大するにつれてサンプル数が減少するマップに基づいて設定してもよい。この場合、ステップS2の所定数は少なくとも2以上である。 Moreover, you may calculate the average value of the acquired detected value as the center fuel pressure value Pc . For example, the number of samples of detection values used for calculation is based on a map in which the number of samples decreases as the engine speed increases so as to correspond to the number of detection values acquired during a period of approximately one cycle of pulsation. May be set. In this case, the predetermined number in step S2 is at least two.

次に、振幅算出処理について説明する。今回値P及び前回値Pn−1が取得された時点でのそれぞれのクランク角をθ及びθn−1とすると、以下の式で表すことができる。

Figure 2018091187
Figure 2018091187
式(11)及び(12)が中心燃圧値Pを含んでいない理由は、中心燃圧値Pをゼロとみなしても振幅Aや初期位相Bの算出結果には影響がないからである。 Next, the amplitude calculation process will be described. Assuming that the respective crank angles at the time when the current value P n and the previous value P n−1 are acquired are θ n and θ n−1 , they can be expressed by the following equations.
Figure 2018091187
Figure 2018091187
Why the formula (11) and (12) does not contain a central fuel pressure value P c is also regarded a central fuel pressure value P c is zero because there is no effect on the calculation result of the amplitude A and the initial phase B.

ここで、サンプリング時間間隔に対応するクランク角θAD[deg]に関して、θAD=θ−θn−1と表すことができる。従って、式(11)及び(12)に基づいて、振幅Aは以下のように表すことができる。

Figure 2018091187
このように振幅Aは、中心燃圧値Pを用いずに算出できるため、ECU41の処理負荷の増大が抑制されている。従って、ECU41は、前回値Pn−1及び今回値Pと、サンプリング時間間隔に対応するクランク角θADとに基づいて、振幅Aを算出する。 Here, the crank angle θ AD [deg] corresponding to the sampling time interval can be expressed as θ AD = θ n −θ n−1 . Therefore, the amplitude A can be expressed as follows based on the equations (11) and (12).
Figure 2018091187
Thus, since the amplitude A can be calculated without using the central fuel pressure value Pc , an increase in the processing load of the ECU 41 is suppressed. Therefore, the ECU 41 calculates the amplitude A based on the previous value P n−1 and the current value P n and the crank angle θ AD corresponding to the sampling time interval.

次に、位相算出処理について説明する。ECU41は、式(13)と式(11)とに基づいて算出される以下の式(14)に基づいて、初期位相Bの2つの候補B及びBを算出する。

Figure 2018091187
ここで、B=θ+{cos−1(P/A)×(1/c)}、B=θ−{cos−1(P/A)×(1/c)}とする。尚、式(14)において、クランク角θ及び今回値Pの代わりに、クランク角θn−1及び前回値Pn−1を用いてもよい。この場合も、理論上は初期位相Bの値は同じ値になる。 Next, the phase calculation process will be described. The ECU 41 calculates two candidates B + and B for the initial phase B based on the following equation (14) calculated based on the equations (13) and (11).
Figure 2018091187
Here, B + = θ n + {cos −1 (P n / A) × (1 / c)}, B = θ n − {cos −1 (P n / A) × (1 / c)} And In the equation (14), the crank angle θ n−1 and the previous value P n−1 may be used instead of the crank angle θ n and the current value P n . Also in this case, the value of the initial phase B is theoretically the same value.

ここで、初期位相Bの真の解は、式(15)に基づいて判定される。

Figure 2018091187
式(15)の左辺にある、Acos{c(θn−1−B)}+Pは、上述した候補Bに基づいて算出された仮燃圧値を意味する。所定値ε[kPa]は、初期位相Bの真の解が候補Bである場合における、仮燃圧値と前回値Pn−1との取り得る最大の誤差よりも若干大きい値であり、予め実験により算出されROMに記憶されている。式(15)が成立する場合には、ECU41は候補Bが初期位相Bとして特定され、不成立の場合には候補Bが初期位相Bとして特定される。以上のように、簡易な不等号の式(15)に基づいて最終的な初期位相Bを算出できるため、ECU41の処理負荷の増大が抑制されている。 Here, the true solution of the initial phase B is determined based on Expression (15).
Figure 2018091187
A cos {c (θ n−1 −B + )} + P c on the left side of the equation (15) means a temporary fuel pressure value calculated based on the above-described candidate B + . The predetermined value ε [kPa] is a value that is slightly larger than the maximum possible error between the temporary fuel pressure value and the previous value P n−1 when the true solution of the initial phase B is the candidate B +. It is calculated by experiment and stored in the ROM. If equation (15) is satisfied, ECU 41 candidate B + is identified as the initial phase B, and if not satisfied candidate B - is identified as the initial phase B. As described above, since the final initial phase B can be calculated based on the simple inequality expression (15), an increase in the processing load of the ECU 41 is suppressed.

尚、式(15)において、不等号の向きを逆にしてもよい。この場合、式(15)が成立する場合には候補Bが、不成立の場合には候補Bが初期位相Bとして特定される。また、式(15)において、候補Bの代わりに候補Bを用いてもよく、この場合も、式(15)が成立する場合には候補Bが、不成立の場合には候補Bが初期位相Bとして特定される。また、式(15)においては、前回値Pn−1及びクランク角θn−1の代わりに、今回値P及びクランク角θを用いてもよい。従って、ECU41は、前回値Pn−1及び今回値Pの一方と、一方が取得された時点でのクランク角と、吐出回数cと、算出された振幅Aと、算出された中心燃圧値Pとに基づいて、初期位相Bを算出する。 In equation (15), the direction of the inequality sign may be reversed. In this case, the candidate if the expression (15) is satisfied B - is, in the case of not satisfied candidate B + is identified as the initial phase B. In the equation (15), the candidate B may be used instead of the candidate B + . In this case, the candidate B is satisfied when the equation (15) is satisfied, and the candidate B + is satisfied when the equation (15) is not satisfied. Is identified as the initial phase B. In the formula (15), in place of the previous value P n-1 and the crank angle theta n-1, may be used current value P n and the crank angle theta n. Therefore, the ECU 41 determines one of the previous value P n−1 and the current value P n , the crank angle at the time when one is acquired, the number of discharges c, the calculated amplitude A, and the calculated center fuel pressure value. Based on P c , the initial phase B is calculated.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

1 制御装置(内燃機関の制御装置)
10 エンジン(内燃機関)
11 気筒群
111〜114 気筒
14 クランク軸
14a クランク角センサ
15 カム軸
22 低圧ポンプ
25 低圧燃料配管(低圧燃料通路)
26 低圧デリバリパイプ(低圧燃料通路)
27 ポート噴射弁群
271〜274 ポート噴射弁
28 燃圧センサ
31 高圧ポンプ
35 高圧燃料配管(高圧燃料通路)
36 高圧デリバリパイプ(高圧燃料通路)
37 筒内噴射弁群
41 ECU(要求噴射量算出部、取得部、記憶部、算出部、目標通電期間換算部、噴射制御部、検出値取得部、脈動判定部)
CP カム
1 Control device (control device for internal combustion engine)
10 Engine (Internal combustion engine)
11 Cylinder Group 111-114 Cylinder 14 Crankshaft 14a Crank Angle Sensor 15 Camshaft 22 Low Pressure Pump 25 Low Pressure Fuel Pipe (Low Pressure Fuel Path)
26 Low pressure delivery pipe (low pressure fuel passage)
27 Port injection valve group 271 to 274 Port injection valve 28 Fuel pressure sensor 31 High pressure pump 35 High pressure fuel pipe (high pressure fuel passage)
36 High pressure delivery pipe (high pressure fuel passage)
37 In-cylinder injection valve group 41 ECU (required injection amount calculation unit, acquisition unit, storage unit, calculation unit, target energization period conversion unit, injection control unit, detection value acquisition unit, pulsation determination unit)
CP cam

Claims (1)

内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁と、
前記内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁と、
燃料を加圧する低圧ポンプと、
前記低圧ポンプにより加圧された燃料を複数の前記ポート噴射弁に供給する低圧燃料通路と、
前記内燃機関に連動して駆動され、前記低圧燃料通路から供給された燃料を更に加圧し、前記低圧燃料通路内に燃圧の脈動を発生させる高圧ポンプと、
前記低圧燃料通路から分岐し、前記高圧ポンプにより加圧された燃料を複数の前記筒内噴射弁に供給する高圧燃料通路と、
前記内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサと、
前記低圧燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサと、
前記燃圧センサの検出値を一定のサンプリング時間間隔で取得する検出値取得部と、
前記内燃機関の状態に基づいて、前記ポート噴射弁に要求される要求噴射量を算出する要求噴射量算出部と、
前記ポート噴射弁の燃料噴射の終了予定タイミングに対応したクランク角である終了クランク角を取得する取得部と、
前記クランク角センサの出力に基づいて算出される前記内燃機関の回転数が、前記内燃機関の他の回転数域よりも前記脈動が増大する脈動増大域内に属するか否かを判定する脈動判定部と、
前記脈動をモデル化した式(1)を含み、任意のクランク角範囲で前記ポート噴射弁が仮に燃料噴射した場合での仮噴射量を算出できる式(2)を記憶した記憶部と、
前記脈動判定部で肯定判定がなされた場合には、取得された前記終了クランク角と前記式(2)に基づいて、前記脈動の初期位相に対応した基準クランク角から前記終了クランク角までの仮噴射量から、前記基準クランク角から前記ポート噴射弁の燃料噴射の開始予定タイミングに対応したクランク角である開始クランク角までの仮噴射量を減算した値が、前記要求噴射量に等しいとみなした場合での、前記開始クランク角を算出し、前記脈動判定部で否定判定がなされた場合には、取得された前記終了クランク角と、前記要求噴射量と、前記終了クランク角から前記ポート噴射弁の目標通電期間がとり得る最大値に対応するクランク角範囲だけ遡ったクランク角の直前に取得された前記検出値と、に基づいて、前記開始クランク角を算出する算出部と、
前記開始クランク角から前記終了クランク角までのクランク角範囲を目標通電期間に換算する目標通電期間換算部と、
前記ポート噴射弁を前記目標通電期間だけ通電することにより燃料噴射を実行する噴射制御部と、を備えた内燃機関の制御装置。
Figure 2018091187
Figure 2018091187
但し、θ[deg]はクランク角、P(θ)[kPa]はクランク角θ[deg]に対応した燃圧値、A[kPa]は前記脈動の振幅、cはクランク角360度当たりの前記高圧ポンプによる燃料の吐出回数、B[deg]は前記脈動の初期位相、P[kPa]は前記脈動の中心燃圧値、Q[mL]は前記仮噴射量、k[mL・min−1・kPa−0.5]は定数、Ne[rpm]は前記内燃機関の回転数である。
An in-cylinder injection valve that directly injects fuel into the cylinder of the internal combustion engine;
A port injection valve for injecting fuel into the intake port of the internal combustion engine;
A low pressure pump for pressurizing the fuel;
A low pressure fuel passage for supplying fuel pressurized by the low pressure pump to the plurality of port injection valves;
A high-pressure pump that is driven in conjunction with the internal combustion engine, further pressurizes the fuel supplied from the low-pressure fuel passage, and generates a pulsation of fuel pressure in the low-pressure fuel passage;
A high-pressure fuel passage branched from the low-pressure fuel passage and supplying fuel pressurized by the high-pressure pump to the plurality of in-cylinder injection valves;
A crank angle sensor for detecting a crank angle of the internal combustion engine;
A fuel pressure sensor for detecting a fuel pressure in the low pressure fuel passage;
A detection value acquisition unit for acquiring the detection value of the fuel pressure sensor at a constant sampling time interval;
A required injection amount calculation unit that calculates a required injection amount required for the port injection valve based on the state of the internal combustion engine;
An acquisition unit that acquires an end crank angle that is a crank angle corresponding to a scheduled end timing of fuel injection of the port injection valve;
A pulsation determining unit that determines whether or not the rotational speed of the internal combustion engine calculated based on the output of the crank angle sensor belongs to a pulsation increasing region where the pulsation increases compared to other rotational speed regions of the internal combustion engine. When,
A storage unit that stores an equation (2) that includes an equation (1) that models the pulsation, and that can calculate a provisional injection amount when the port injector temporarily injects fuel in an arbitrary crank angle range;
If an affirmative determination is made by the pulsation determining unit, based on the acquired end crank angle and the expression (2), a temporary crank angle from the reference crank angle corresponding to the initial phase of the pulsation to the end crank angle is determined. The value obtained by subtracting the temporary injection amount from the reference crank angle to the start crank angle that is the crank angle corresponding to the scheduled fuel injection start timing of the port injector from the injection amount is regarded as equal to the required injection amount. When the start crank angle is calculated and the pulsation determining unit makes a negative determination, the port injection valve is calculated from the acquired end crank angle, the required injection amount, and the end crank angle. The start crank angle is calculated based on the detected value acquired immediately before the crank angle that is back by the crank angle range corresponding to the maximum value that the target energization period can take. A calculation unit,
A target energization period conversion unit that converts a crank angle range from the start crank angle to the end crank angle into a target energization period;
An internal combustion engine control apparatus comprising: an injection control unit that performs fuel injection by energizing the port injection valve for the target energization period.
Figure 2018091187
Figure 2018091187
However, θ [deg] is the crank angle, P (θ) [kPa] is the fuel pressure value corresponding to the crank angle θ [deg], A [kPa] is the amplitude of the pulsation, and c is the high pressure per 360 degrees of the crank angle. The number of fuel discharges by the pump, B [deg] is the initial phase of the pulsation, P c [kPa] is the central fuel pressure value of the pulsation, Q p [mL] is the temporary injection amount, k [mL · min −1 · kPa −0.5 ] is a constant, and Ne [rpm] is the rotational speed of the internal combustion engine.
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