JP2019190289A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃料噴射制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019190289A JP2019190289A JP2018080572A JP2018080572A JP2019190289A JP 2019190289 A JP2019190289 A JP 2019190289A JP 2018080572 A JP2018080572 A JP 2018080572A JP 2018080572 A JP2018080572 A JP 2018080572A JP 2019190289 A JP2019190289 A JP 2019190289A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel injection
- fuel
- valve
- injection
- period
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 576
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 426
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 426
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 81
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 33
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims description 4
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 18
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 27
- 230000008859 change Effects 0.000 description 19
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 12
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 10
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 9
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 7
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
- F02D41/182—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow for the control of a fuel injection device
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/06—Cutting-out cylinders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/10—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
- F02D41/107—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration and deceleration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
- F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0404—Throttle position
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
- F02D2200/0602—Fuel pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
- F02D2200/101—Engine speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/60—Input parameters for engine control said parameters being related to the driver demands or status
- F02D2200/602—Pedal position
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
一方、バルブオーバーラップ期間の後に燃料を噴射させる場合は、燃料噴霧を吸気流動に乗せて筒内に直接入れることができ、吸気ポートの内壁への燃料付着を抑制できる。
そして、吸気流速が低いときは燃料と空気との混合が進まないため、バルブオーバーラップ期間後の燃料噴射において噴射終了時期が遅くなると、筒内における混合気の均質度が悪化して燃費を悪化させることになる。
図1は、本発明に係る燃料噴射制御装置を適用する、車両用の内燃機関11の一態様を示すシステム構成図である。
内燃機関11の吸気は、空気流量計12、電制スロットル弁13、吸気コレクタ14の順に通過し、その後、各気筒に備わる吸気ポート15及び吸気バルブ16を経て燃焼室17に流入する。
燃料噴射弁21は、吸気ポート15、つまり、吸気バルブ16上流の吸気管内に燃料を噴射する。
燃料の微粒化を促進する手段は、例えば、特開2017−210907号公報などが開示する燃料に旋回力を付与する手段や、特開2008−286163号公報などが開示する燃料噴霧に空気(アシストエア)を衝突させる手段などである。
燃料噴射弁21は、その先端部に、弁体201、ノズル本体202、ノズルプレート203を備える。
ノズル本体202は、球状の弁体201が着座する弁座面202aを備える。
弁座面202a下流のノズル本体202に配設したノズルプレート203は、複数の旋回燃料噴射通路204を備える。
旋回燃料噴射通路204は、ノズルプレート203の中央部から半径方向外側に向けて延びる旋回室導入通路204aと、旋回室導入通路204aの下流に設けた旋回室204bと、旋回室204bに設けた噴孔204cとを有する。
旋回室204bは、燃料の流れ方向に円弧状をなす側面204b−1と、燃料が旋回する旋回通路204b−2を備える。
旋回室204bは、旋回室導入通路204aを経て流れ込んだ燃料に旋回力を与えて、中央部に開口する噴孔204cから外部に噴射する。
ここで、燃料噴射弁21が噴射した燃料噴霧を吸気流動に乗せることで、燃費改善の効果を十分に発揮させることができる。そこで、後で詳細に説明するように、燃料噴射弁21による燃料噴射は、吸気行程で燃料噴射を行わせる吸気同期噴射とする。
燃料ポンプモジュール61は、燃料タンク62内の燃料を目標燃圧に昇圧して燃料噴射弁21に供給する。そして、燃料噴射弁21は、開弁時間(噴射パルス幅)に比例する量の燃料を噴射する。
燃料ポンプモジュール61は、電動式燃料ポンプ601、燃料フィルタ602、プレッシャレギュレータ603、オリフィス604、燃料供給配管605、燃料リターン配管606を有する。
電動式燃料ポンプ601は、吐出圧が上限圧を超えたときに開弁して電動式燃料ポンプ601が吐出した燃料を燃料タンク62内にリリーフするリリーフバルブ601a、燃料が電動式燃料ポンプ601の吐出口に向けて逆流するのを阻止するチェックバルブ601b(一方向弁)を有する。
燃料リターン配管606の基端は、燃料タンク62内の燃料供給配管605に接続し、燃料リターン配管606の先端は、燃料タンク62内に開放する。
プレッシャレギュレータ603は、燃料供給配管605内の燃料圧力が設定圧(開弁圧)を超えたときに開弁して、電動式燃料ポンプ601が吐出した燃料を燃料タンク62内に戻し、燃料圧力の上昇を抑制する。
ここで、オリフィス604が燃料タンク62に戻る燃料の流量を制限するので、電動式燃料ポンプ601の吐出量の調整によって燃料供給配管605内の燃料圧力をプレッシャレギュレータ603の開弁圧以上に昇圧することが可能になっている。
燃圧センサ63は、燃料供給配管605内の圧力を、燃料ポンプモジュール61が燃料噴射弁21に供給する燃料の圧力(以下、燃圧PFと称する。)として検出する。
FCM(Fuel Control Module)64は、電動式燃料ポンプ601を駆動制御する。
FCM64は、プロセッサ及びメモリを有するマイクロコンピュータや、電動式燃料ポンプ601のモータ駆動回路などを備えた電子制御装置であって、燃圧センサ63が検出する燃圧PFが目標燃圧PFTに近づくように電動式燃料ポンプ601の吐出量(駆動電圧)を調整する、燃圧フィードバック制御を実施する。
そして、燃焼室17内の混合気は、点火プラグ23による火花点火により着火燃焼し、燃焼により燃焼室17内に生じた排気ガスは、各気筒に備わる排気バルブ25及び排気ポート26を介して排気系に流出する。
第1触媒装置31及び第2触媒装置33は、三元触媒を備える。
また、内燃機関11は、吸気バルブ16の可変バルブタイミング機構と排気バルブ25の可変バルブタイミング機構との少なくとも一方を備えることができる。
この場合、可変バルブタイミング機構は、少なくとも一部の運転領域(例えば、所定の高負荷高回転領域)でバルブオーバーラップが生じるバルブタイミングに調整する。
また、内燃機関11は、排気ポート26とコレクタ14とを連通させる排気還流管41と、排気還流管41の開口面積、換言すれば、排気還流量を調整する排気還流制御弁42とを有する排気還流装置43を備える。
なお、ECM51は、燃料噴射弁21(燃料噴射装置)による燃料噴射を制御する噴射期間制御部としての機能をソフトウェアとして備えた燃料噴射制御装置である。
そして、ECM51は、決定した各種操作量を燃料噴射弁21などに出力し、また、目標燃圧PFTのデータをFCM64に送信する。
ECM51は、燃料噴射弁21による燃料噴射の制御において、吸気バルブ16の開期間と排気バルブ25の開期間とがオーバーラップするときに、排気バルブ25の閉弁後から、吸気流速の減速度が極大になるタイミングまでの燃料噴射期間で燃料噴射弁21による燃料噴射を行わせる。
吸気バルブ16の開弁前に燃料噴射弁21が燃料を噴射すると、燃料は吸気バルブ16の上流の吸気ポート15内に滞留することになり、係る滞留燃料は、吸気バルブ16が開弁したときの吸気の吹き返しで吸気ポート15の内壁に付着することがある。
また、バルブオーバーラップ期間中に燃料噴射弁21が燃料を噴射すると、燃料が排気通路に吹き抜けることがある。しかし、ECM51は、バルブオーバーラップ期間中に燃料噴射弁21による燃料噴射を行わせないので、燃料が排気通路に吹き抜けることを抑止できる。
そこで、ECM51は、燃料と空気との混合を十分に促進させることができるときに燃料噴射弁21による燃料噴射を終了させるため、噴射終了時期を、吸気流速の減速度が極大になるタイミングに基づいて設定する。これにより、燃料と空気との混合が促進して、筒内での空燃比のばらつきが小さくなり、燃費性能が改善する。
また、燃料噴射弁21は燃料を微粒化して噴射するので、燃料噴霧を吸気流動に乗せて直接筒内に入れることができ、かつ、燃料噴霧がシリンダボアなどに付着することを抑制できる。
なお、図5において、EVOは排気バルブ25の開弁時期、EVCは排気バルブ25の閉弁時期、IVOは吸気バルブ16の開弁時期、IVCは吸気バルブ16の閉弁時期を示す。
ここで、ECM51は、排気バルブ25の閉弁時期EVCを燃料噴射弁21の噴射開始時期ISTに定め、また、閉弁時期EVC後の吸気バルブ16の開期間において吸気流速の減速度が極大になるタイミングを機関運転状態から判断して噴射終了時期IETに定める。
そして、ECM51は、噴射開始時期ISTから噴射終了時期IETまでの燃料噴射期間FIPに相当する噴射パルス幅(ms)の噴射パルス信号を燃料噴射期間FIPにタイミングを合わせて燃料噴射弁21に出力し、噴射開始時期ISTから噴射終了時期IETまでの燃料噴射期間FIPで燃料噴射弁21を開弁させて燃料噴射を行わせる。
つまり、ECM51は、噴射開始時期ISTから噴射終了時期IETまでの燃料噴射期間FIPに相当する時間だけ燃料噴射弁21を開弁させることで、燃料噴射弁21が要求噴射量を噴射するように、燃料噴射弁21が単位時間当たりに噴射する燃料量を燃圧PFの調整によって制御する。
ECM51は、燃料噴射弁21による噴射終了時期IETを、吸気流速が極大になった後であって吸気流速の減速度が極大になるタイミングに設定する。
吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置は、主に機関回転速度NEに依存して変化し、機関回転速度NEが高くなるほど吸気上死点(吸気TDC)からより遅れたクランク角位置になる。
図6に示すように、燃料噴射弁21の噴射終了時期が吸気流速の減速度が極大になるタイミングよりも遅れるほど、吸気流速の低下によって筒内に直接入る燃料の割合(筒内直入率)が減って混合気の均質度が低下することになる。つまり、吸気流速の減速度が極大になるタイミングは、吸気流速が極大になった後で所定流速を超えるタイミングの遅角限界であり、所定流速を超える吸気流速のときに燃料噴射が終了することで、高い筒内直入率を維持できる。
つまり、筒内での吸気流速の減速度が極大になるタイミングから噴射終了時期IETが離れるほど混合気の均質度は低下し、筒内での吸気流速の減速度が極大になるタイミングを噴射終了時期IETとしたときに、均質度が可及的に高くなって燃費性能を改善できる。
また、ECM51は、噴射開始時期ISTを排気バルブ25の閉弁時期EVCに設定することで、燃料噴霧の吹き抜けを抑止しつつ、吸気流動の発生状態で可及的に長く燃料を噴射させることができ、均質度の向上に寄与できる。
例えば、ECM51は、吸気流速の減速度が極大になるタイミングから所定クランク角度だけ進角又は遅角した位置を噴射終了時期IETとして定めることができる。
このようにして、ECM51は、排気バルブ25の閉弁後から、筒内での吸気流速の減速度が極大になるタイミングまでの燃料噴射期間で燃料噴射弁21による燃料噴射を行わせ、このとき、燃圧PFを調整することで燃料噴射期間において燃料噴射弁21が噴射する燃料量を、要求噴射量に制御する。
この図7に示すように、吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置は、機関回転速度NEが高くなるほど吸気上死点(吸気TDC)からより遅れたクランク角位置になり、図7に示した例では、ATDC80deg程度からATDC140程度までの範囲で変化する。
しかし、燃料ポンプモジュール61は、燃料噴射弁21からの燃料噴射、及び、オリフィス604を経た燃料のリリーフによって燃圧が低下するシステムであるため、燃圧PFを上昇させる応答よりも燃圧PFを減少させる応答の速さが遅くなる。
そして、単位時間当たりの噴射量が目標よりも多いと、燃料噴射期間で燃料噴射弁21が噴射する燃料量が要求噴射量も多くなり、空燃比がリッチ化する。
つまり、ECM51は、単位時間当たりの噴射量が目標よりも多い分だけ、噴射パルス幅を短くすることで、燃料噴射弁21が噴射する燃料量を要求噴射量に近づける。
図8(A)は、内燃機関11が高負荷高回転域で定常運転している状態での燃料噴射を示す。
このとき、ECM51は、排気バルブ25の閉弁時期EVCを噴射開始時期ISTとし、吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置を噴射終了時期IETとする燃料噴射期間の全域で燃料噴射を行わせる。
このとき、ECM51は、目標燃圧PFTを低く変更したものの、実際の燃圧PFが高負荷高回転域での目標燃圧PFTに一致していた状態から新たな目標燃圧PFTに追いつくには遅れが生じる。
つまり、実際の燃圧PFと、内燃機関11の減速運転に伴ってECM51が低く変更した目標燃圧PFTとの差によって、燃料噴射弁21は、図8に斜線で示す分の燃料を余分に噴射することになる。
そこで、ECM51は、内燃機関11の減速運転によって単位時間当たりの噴射量が過渡的に目標よりも多くなるときに、噴射開始時期ISTを排気バルブ25の閉弁時期EVCから遅らせることで燃料噴射期間を短く補正し、燃料噴射弁21が噴射する燃料量を要求噴射量に近づける。
このとき、ECM51は、目標燃圧PFTを図8の(B)の場合よりも更に低く変更するが、実際の燃圧PFは減速前の高負荷高回転域での目標燃圧PFT付近を維持するため、変更後の目標燃圧PFTと実際の燃圧PFとの差は図8(B)の場合よりも拡大し、単位時間当たりの噴射量がより過剰になる。
そこで、ECM51は、目標燃圧PFTの減少速度に応じて燃料噴射期間の短縮補正量を設定する。
図9において、横軸の目標燃圧PFTの減少速度とは、単位時間当たりにおける目標燃圧PFTの減少変化量であり、目標燃圧PFTの減少速度が大きいときほど燃圧PFの応答遅れが大きくなる。
なお、ECM51は、目標燃圧PFTの減少速度に相関する状態量であるアクセル開度ACCの変化量やスロットル開度TVOの変化量に基づいて、燃料噴射期間の短縮補正量を設定することができる。
しかし、過渡的に燃圧PFが目標燃圧PFTよりも低い状態(燃圧不足状態)になることで、排気バルブ25の閉弁時期EVCから吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置までの燃料噴射期間の全域で燃料噴射を行わせても燃料噴射量が要求噴射量に達せず、噴射量不足になる可能性がある。
そこで、ECM51は、内燃機関11の加速に伴って目標燃圧PFTを増加させるときに、実際の燃圧PFが略追従できる過渡応答で目標燃圧PFTが変化するように、内燃機関11の吸入空気量(出力トルク)の応答速度を制御する。
図10に示すように、車両の運転者がアクセルペダルを踏み込んで、内燃機関11が加速するときに、アクセル開度ACCの増加に連動させてスロットル開度TVOを増やすと、目標燃圧PFTの増大変化に実際の燃圧PFが追従せず、目標燃圧PFTより燃圧PFが低い状態で燃料噴射が行われる可能性がある。
つまり、ECM51は、アクセル開度ACCの増大変化にスロットル開度TVOが遅れて追従するように、電制スロットル弁13を制御する。
これにより、ECM51は、内燃機関11の加速状態であって目標燃圧PFTが増加するときに、目標燃圧PFTより燃圧PFが低い状態で燃料噴射が行われることを抑止して、燃料の計量精度(空燃比制御精度)が低下することを抑制する。
図11において、横軸の目標燃圧PFTの増加速度とは、単位時間当たりにおける目標燃圧PFTの増加変化量であり、目標燃圧PFTの増加速度が大きいときほど、燃圧PFの応答遅れが大きくなる。
つまり、ECM51は、目標燃圧PFTの増加速度が大きくなり、実際の燃圧PFと目標燃圧PFTとの乖離が進む状況になると、アクセル開度ACCの増大変化に対するスロットル開度TVOの増大変化を遅らせることで、目標燃圧PFTの増加速度が過剰に大きくなることを抑止する。
また、機関回転速度NEが高いほど燃料噴射の間隔が短くなって、次に燃料噴射を開始するまでの間における燃圧PFの増加代が小さくなり、燃圧PF増加の応答が遅れるので、図11に示す特性では、スロットル開度TVOの応答時定数は、機関回転速度NEが高いほど長い時間、つまり、スロットル開度TVOの増大変化の応答速度を遅くする値に設定する。
なお、ECM51は、目標燃圧PFTの増加速度に相関する状態量であるアクセル開度ACCの変化量やスロットル開度TVOの変化量に基づいて、スロットル開度TVOの応答時定数を設定することができる。
ECM51は、まず、ステップS801において、燃料噴射弁21の噴射開始時期ISTを、バルブオーバーラップ期間の終わりである排気バルブ25の閉弁時期EVCに設定する。
吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置は、内燃機関11の運転条件、特に機関回転速度NEに依存して変化するので、ECM51は、機関回転速度NE毎に噴射終了時期IET(吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置)を記憶するマップを備え、前記マップから現時点の運転条件に適用する噴射終了時期IETを検索する。
そして、内燃機関11が目標燃圧PFTを減少させる減速状態である場合、ECM51は、ステップS804に進んで、排気バルブ25の閉弁時期EVCから吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置までの期間よりも燃料噴射期間を短く補正するための補正量を設定し、当該補正量によって燃料噴射期間を短縮補正する。
つまり、内燃機関11の減速状態において、ECM51は、目標燃圧PFTの減少速度が高いほど、排気バルブ25の閉弁時期EVCから吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置までの期間よりも燃料噴射期間を短く補正することで、目標燃圧PFTよりも高い燃圧PFで燃料噴射することで燃料噴射量が過剰になって空燃比がリッチ化することを抑制する。
また、ECM51は、噴射開始時期ISTを排気バルブ25の閉弁時期EVCとし、噴射終了時期IETを吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置よりも進角させて、燃料噴射期間を短くすることができる。
つまり、ECM51は、内燃機関11の減速状態で燃料噴射期間を短く補正するときに、排気バルブ25の閉弁時期EVCから吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置までの期間内で、噴射タイミングを適宜設定できる。
そして、内燃機関11が目標燃圧PFTを増加させる加速状態である場合、ECM51は、ステップS806に進んで、加速状態でのスロットル開度TVO(吸入空気量変化、トルク変化)の応答時定数を設定し、当該応答時定数にしたがってスロットル開度TVOを変化させる。
換言すれば、ECM51は、内燃機関11の加速状態で、目標燃圧PFTの増加速度が高いほどスロットル開度TVOの過渡応答を遅くし、また、機関回転速度NEが高いほどスロットル開度TVOの過渡応答を遅くする。
図13は、ツインインジェクタシステムにおける燃料噴射弁21の配置の一態様を示す。
そして、第1吸気バルブ16aは第1吸気ポート15aを開閉し、第2吸気バルブ16bは第2吸気ポート15bを開閉する。
また、第1吸気ポート15aは第1燃料噴射弁21aを備え、第1燃料噴射弁21aは、第1吸気ポート15aの内部に燃料を噴射する。また、第2吸気ポート15bは第2燃料噴射弁21bを備え、第2燃料噴射弁21bは、第2吸気ポート15bの内部に燃料を噴射する。
そして、燃焼室17内の混合気は、点火プラグ23による火花点火により着火燃焼し、燃焼により燃焼室17内に生じた排気ガスは、各気筒に備わる2つの排気バルブ25a,25b、及び、2つの排気ポート26a,26bを介して排気系に流出する。
ここで、ECM51は、内燃機関11の減速状態で燃料噴射期間を短縮する補正を実施するときに、第1燃料噴射弁21aによる燃料噴射期間の位相と、第2燃料噴射弁21bによる燃料噴射期間の位相とをずらすことができる。
これにより、ECM51は、内燃機関11の減速状態で燃料噴射期間を短縮して過剰な燃料噴射を抑止しつつ、吸気行程中に新気のみが燃焼室17に流入する期間を短くして混合気の均質性を向上させることができる。
図15のフローチャートは、ステップS905の噴射期間の位相制御を追加した点が図12のフローチャートとは異なり、ステップS905以外の各ステップ(ステップS901−ステップS904、ステップS906−ステップS907)は、図12のフローチャートのステップS801−ステップS806と同様な演算処理を実施する。
したがって、ステップS905での処理(減速時の噴射制御)を中心に以下で説明し、他のステップの処理については詳細な説明を省略する。
更に、ECM51は、内燃機関11が減速状態であって燃料噴射期間を短く補正するときに、ステップS905に進む。
例えば、ECM51は、第1燃料噴射弁21aの噴射開始時期ISTを排気バルブ25の閉弁時期EVCとし、第1燃料噴射弁21aの噴射終了時期IETを吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置よりも進角して、第1燃料噴射弁21aの燃料噴射期間を短縮する。
また、ECM51は、第2燃料噴射弁21bの噴射終了時期IETを吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置とし、第2燃料噴射弁21bの噴射開始時期ISTを排気バルブ25の閉弁時期EVCよりも遅角して、第2燃料噴射弁21bの燃料噴射期間を短縮する。
また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
例えば、弁体の最大リフト量が可変である燃料噴射装置(燃料噴射弁)を内燃機関が備える場合、燃料噴射制御装置は、燃料噴射装置の最大リフト量を制御することで、単位時間当たりの燃料噴射量を制御することができる。
更に、燃料噴射制御装置は、燃圧PFの調整、弁体の最大リフト量の変更、複数の燃料噴射装置の中からの選択のうちの複数を組み合わせて実施することで、単位時間当たりの燃料噴射量を制御することができる。
また、内燃機関11は、燃料噴射装置として、2つの吸気ポートそれぞれに向けて燃料を噴射する2方向燃料噴射弁を備えることができ、更に、係る2方向燃料噴射弁を1気筒に複数備えることができる。
更に、燃料噴射制御装置は、噴射終了時期を吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置よりも進角させるときの進角限界を、例えば、吸気流速が最大になるタイミングなどに設定し、係る進角限界まで噴射終了時期を進角させても燃料噴射期間の短縮要求を満たさないときに、噴射開始時期を排気バルブの閉弁時期後に遅角することができる。
また、燃料噴射制御装置は、内燃機関の過渡状態及び定常状態との双方で、第1燃料噴射弁の噴射開始時期を排気バルブの閉弁時期EVCに設定し、第1燃料噴射弁の噴射終了時期を吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置よりも前のクランク角領域で変更することで、第1燃料噴射弁の燃料噴射量を制御する一方、第2燃料噴射弁の噴射終了時期を吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置に設定し、第2燃料噴射弁の噴射開始時期を排気バルブの閉弁時期EVCよりも後のクランク角領域で変更することで、第2燃料噴射弁の燃料噴射量を制御することができる。
Claims (8)
- 燃料噴射装置を吸気バルブ上流の吸気管に配置した内燃機関に適用され、前記燃料噴射装置による燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記吸気バルブの開期間と排気バルブの開期間とがオーバーラップするときに、前記排気バルブの閉弁後から、吸気流速の減速度が極大になるタイミングまでの燃料噴射期間で前記燃料噴射装置による燃料噴射を行わせる噴射期間制御部を備えた、
内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記噴射期間制御部は、
前記燃料噴射装置に供給する燃料の圧力を調整して、前記燃料噴射期間において前記燃料噴射装置が噴射する燃料量を制御し、
燃料の圧力を低下させるときに、前記燃料噴射期間を、燃料の圧力の応答遅れが大きくなるときほど短く変更する、
請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記吸気管は、1気筒に第1吸気ポート及び第2吸気ポートを備え、
前記燃料噴射装置は、前記第1吸気ポートに配置した第1燃料噴射弁と、前記第2吸気ポートに配置した第2燃料噴射弁と、を含み、
前記噴射期間制御部は、
前記第1燃料噴射弁の燃料噴射期間及び前記第2燃料噴射弁の燃料噴射期間を短く変更するときに、前記第1燃料噴射弁の燃料噴射期間の位相と前記第2燃料噴射弁の燃料噴射期間の位相とをずらす、
請求項2記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記吸気管は、1気筒に第1吸気ポート及び第2吸気ポートを備え、
前記燃料噴射装置は、前記第1吸気ポートに配置した第1燃料噴射弁と、前記第2吸気ポートに配置した第2燃料噴射弁と、を含み、
前記噴射期間制御部は、
前記第1燃料噴射弁の噴射開始時期を前記排気バルブの閉弁時期に設定し、前記第1燃料噴射弁の噴射終了時期を吸気流速の減速度が極大になるタイミングよりも前に設定し、
前記第2燃料噴射弁の噴射終了時期を吸気流速の減速度が極大になるタイミングに設定し、前記第2燃料噴射弁の噴射開始時期を前記排気バルブの閉弁時期よりも後に設定する、
請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記噴射期間制御部は、
前記燃料噴射装置に供給する燃料の圧力を調整して、前記燃料噴射期間において前記燃料噴射装置が噴射する燃料量を制御し、
燃料の圧力を増加させるときに、前記内燃機関の吸入空気量の応答速度を、燃料の圧力の応答遅れが大きくなるときほど遅くする、
請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 燃料噴射装置を吸気バルブ上流の吸気管に配置した内燃機関に適用され、前記燃料噴射装置による燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記吸気バルブの開期間と排気バルブの開期間とがオーバーラップするときに、前記燃料噴射装置による燃料噴射を、前記排気バルブの閉弁後に開始させ、吸気流速が極大になった後の所定流速を超える状態で終了するように制御する噴射期間制御部を備えた、
内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 燃料噴射装置を吸気バルブ上流の吸気管に配置した内燃機関に適用され、前記燃料噴射装置による燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記吸気バルブの開期間と排気バルブの開期間とがオーバーラップするときに、前記排気バルブの閉弁時期を噴射開始時期に設定し、吸気流速の減速度が極大になるタイミングを噴射終了時期に設定し、前記噴射開始時期から前記噴射終了時期までの燃料噴射期間で前記燃料噴射装置による燃料噴射を行わせ、
前記燃料噴射装置に供給する燃料の圧力を調整して、前記燃料噴射期間において前記燃料噴射装置が噴射する燃料量を制御する噴射期間制御部を備えた、
内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記燃料噴射装置は、燃料の微粒化を促進する手段を備える、
請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018080572A JP6960370B2 (ja) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
PCT/JP2019/010069 WO2019202883A1 (ja) | 2018-04-19 | 2019-03-12 | 内燃機関の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法 |
US17/048,499 US11078861B2 (en) | 2018-04-19 | 2019-03-12 | Fuel injection control device and fuel injection control method for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018080572A JP6960370B2 (ja) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019190289A true JP2019190289A (ja) | 2019-10-31 |
JP6960370B2 JP6960370B2 (ja) | 2021-11-05 |
Family
ID=68240222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018080572A Active JP6960370B2 (ja) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11078861B2 (ja) |
JP (1) | JP6960370B2 (ja) |
WO (1) | WO2019202883A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021075521A1 (ja) | 2019-10-17 | 2021-04-22 | 株式会社Nttドコモ | 端末及び無線通信方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7283634B2 (ja) * | 2020-04-28 | 2023-05-30 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の燃料噴射制御方法及び装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003254072A (ja) * | 2002-02-27 | 2003-09-10 | Suzuki Motor Corp | 過給機付筒内噴射エンジンの過給圧制御装置 |
JP2013060863A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の制御装置 |
JP2016183649A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社デンソー | 内燃機関の制御装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2829891B2 (ja) * | 1992-06-18 | 1998-12-02 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関の燃料噴射タイミング制御装置 |
JP3961446B2 (ja) * | 2003-04-22 | 2007-08-22 | 株式会社ケーヒン | 内燃機関の制御装置 |
US7448369B2 (en) * | 2006-10-12 | 2008-11-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for controlling a fuel injector |
JP2008286163A (ja) | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Toyota Motor Corp | アシストエア供給装置 |
JP4863980B2 (ja) * | 2007-12-07 | 2012-01-25 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 火花点火式内燃機関の制御装置 |
JP4930726B2 (ja) | 2008-03-04 | 2012-05-16 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の燃料噴射装置 |
DE102009028798A1 (de) * | 2009-08-21 | 2011-02-24 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Durchführen einer Saugrohreinspritzung |
JP5968771B2 (ja) | 2012-12-07 | 2016-08-10 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
JP6227946B2 (ja) | 2013-09-18 | 2017-11-08 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP6808356B2 (ja) | 2016-05-25 | 2021-01-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 燃料噴射弁 |
-
2018
- 2018-04-19 JP JP2018080572A patent/JP6960370B2/ja active Active
-
2019
- 2019-03-12 US US17/048,499 patent/US11078861B2/en active Active
- 2019-03-12 WO PCT/JP2019/010069 patent/WO2019202883A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003254072A (ja) * | 2002-02-27 | 2003-09-10 | Suzuki Motor Corp | 過給機付筒内噴射エンジンの過給圧制御装置 |
JP2013060863A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の制御装置 |
JP2016183649A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社デンソー | 内燃機関の制御装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021075521A1 (ja) | 2019-10-17 | 2021-04-22 | 株式会社Nttドコモ | 端末及び無線通信方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11078861B2 (en) | 2021-08-03 |
US20210040910A1 (en) | 2021-02-11 |
JP6960370B2 (ja) | 2021-11-05 |
WO2019202883A1 (ja) | 2019-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11208968B2 (en) | Engine system | |
US7168409B2 (en) | Controller for direct injection internal combustion engine | |
EP2239447B1 (en) | Internal combustion engine, method for auto-ignition operation and computer readable storage device | |
US6668792B2 (en) | Control system for in-cylinder direct injection engine | |
US8316819B2 (en) | Control of spark ignited internal combustion engine | |
JP2002339789A (ja) | 火花点火式直噴エンジンの制御装置および燃料噴射時期設定方法 | |
US9014949B2 (en) | Apparatus for and method of controlling internal combustion engine | |
US10385791B2 (en) | Engine control device | |
JP4085900B2 (ja) | 筒内直接噴射式火花点火エンジンの燃料噴射制御装置 | |
JP2009174345A (ja) | 筒内噴射型内燃機関の制御装置 | |
JP4787867B2 (ja) | 燃料噴射弁、内燃機関の燃料噴射装置及び内燃機関の制御装置 | |
WO2019202883A1 (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法 | |
US7063056B2 (en) | Valve timing control apparatus for engine | |
US8904993B2 (en) | Systems and methods for stabilizing torque during mode transition in direct injection engines | |
JP2004251157A (ja) | エンジンのバルブタイミング制御装置 | |
JP2016217286A (ja) | エンジンシステムの制御装置 | |
JP2002242713A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2010007584A (ja) | 燃料噴射制御装置 | |
JP2006177179A (ja) | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置 | |
JPH07293304A (ja) | 燃料噴射式エンジンのタンブル制御装置 | |
JP2021161972A (ja) | 燃料噴射制御装置 | |
JP2007239582A (ja) | 内燃機関の燃焼制御装置 | |
JP2020133593A (ja) | 内燃機関 | |
US11391236B2 (en) | Control method of internal combustion engine and internal combustion engine | |
JP2003254067A (ja) | 火花点火式直噴エンジンの燃焼室構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200910 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210608 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210720 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210914 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211011 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6960370 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |