JP2019190289A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】吸気ポート内壁への燃料の付着及び燃料の排気通路への吹き抜けを抑制しつつ、筒内における混合気の均質度の悪化を抑制できる、燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】本発明の燃料噴射制御装置は、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おいて、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、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燃料噴射装置による燃料噴射を行わせる。【選択図】図6

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、詳しくは、燃料噴射装置による燃料噴射期間を制御する技術に関する。
特許文献1の燃料噴射制御装置は、ポート噴射式内燃機関において、ターボチャージャによる過給時のような高負荷時に、バルブオーバーラップ期間の前後に分割して燃料を噴射するように燃料噴射時期を設定することで、バルブオーバーラップ期間で燃料が排気通路に吹き抜けることを抑制する。
特開2009−209769号公報
ところで、バルブオーバーラップ期間の前後に分割して燃料を噴射させる場合、バルブオーバーラップ期間の前に噴射させた燃料は、吸気バルブが開いたときの吸気の吹き返しによって吸気ポートの内壁に付着する。そして、燃料噴霧が吸気ポートの内壁に付着すると、筒内に直接入る燃料噴霧が減ることで、燃料の気化による燃焼室内温度の低下が少なくなり、ノッキングが発生し易くなる。
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。
しかし、吸気流速は、吸気下死点(BDC)に近くなるほど低下するため、噴射終了時期が遅くなると、燃料噴射装置は吸気流速の低い条件下で燃料を噴射することになる。
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。
本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気ポート内壁への燃料の付着及び燃料の排気通路への吹き抜けを抑制しつつ、筒内における混合気の均質度の悪化を抑制できる、内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
本発明によれば、その1つの態様において、燃料噴射制御装置は、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燃料噴射装置による燃料噴射を行わせる。
上記発明によると、吸気ポート内壁への燃料の付着及び燃料の排気通路への吹き抜けを抑制しつつ、筒内における混合気の均質度の悪化を抑制できる。
内燃機関のシステム構成を示す図である。 燃料噴射弁の先端の断面図である。 燃料噴射弁において燃料に旋回力を付与する手段を示す図である。 燃料ポンプモジュールの構成を示す図である。 燃料噴射弁の燃料噴射期間とバルブリフト量との相関を示す図である。 燃料噴射弁の噴射終了時期と吸気流速との相関を示す図である。 機関負荷、機関回転速度と燃圧、噴射終了時期との相関を示す図である。 減速状態における燃料噴射期間の短縮補正を説明するための図である。 機関負荷、機関回転速度と噴射期間補正量との相関を示す図である。 加速状態におけるスロットル開度のなまし処理を説明するためのタイムチャートである。 機関負荷、機関回転速度とスロットル開度の応答時定数との相関を示す図である。 噴射期間制御の手順を示すフローチャートである。 ツインインジェクタシステムを示す図である。 ツインインジェクタシステムにおける燃料噴射期間の位相を示す図である。 ツインインジェクタシステムにおける噴射期間制御の手順を示すフローチャートである。
以下に本発明の実施の形態を説明する。
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。
図1において、内燃機関11は、多気筒のガソリンエンジンである。
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。
内燃機関11は、各気筒それぞれに燃料噴射装置である電磁式の燃料噴射弁21を備える。
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。
ここで、燃料噴射弁21は、燃料の微粒化を促進する手段を備える。
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。
図2−図3は、燃料噴射弁21において燃料に旋回力を付与する手段の一態様を示す図であり、図2は、燃料噴射弁21の先端を拡大した断面図、図3は、図2に示したノズルプレートの上面の部分拡大図(図2のA−A断面での拡大図)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。
図3は、複数の旋回燃料噴射通路204のうち1つを拡大して示す。
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。
そして、弁体201が弁座面202aからリフトして弁体201とノズル本体202とに隙間が生じると、燃料は前記隙間からノズル本体202の開口部202bに流れ出し、燃料導入口205を経て旋回室導入通路204aに流れ込む。
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。
燃料噴射弁21は、旋回燃料噴射通路204によって燃料に旋回力を付与することで燃料噴霧を微粒化し、貫通力の弱い燃料噴霧(低ペネトレーション噴霧)を形成できる。このため、燃料噴霧が吸気ポート15の内壁やシリンダボアなどに付着することを抑制でき、燃費改善の効果を得ることができる。
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。
燃料タンク62は、燃料供給装置である燃料ポンプモジュール61を内蔵する。
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。
図4は、燃料ポンプモジュール61の構成を示す。
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。
燃料フィルタ602は、電動式燃料ポンプ601が吐出した燃料をろ過して燃料噴射弁21に供給する。
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、燃料リターン配管606を開閉するバルブである。
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。
また、オリフィス604は、プレッシャレギュレータ603が開弁したときに燃料タンク62に戻る燃料の流量調整を行う。
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。
図1に戻って説明を続ける。
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。
また、内燃機関11は、点火コイル22、点火プラグ23を有する点火装置24を各気筒にそれぞれ備える。
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。
内燃機関11の排気系は、各気筒の排気ポート26が集合する集合部直下に配置した第1触媒装置31と、第1触媒装置31の下流の排気ダクト(排気管)32に配置した第2触媒装置33とを備える。
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。
なお、内燃機関11において、吸気バルブ16及び排気バルブ25は、吸気バルブ16の開期間と排気バルブ25の開期間とが一部で重なるバルブオーバーラップが発生するバルブタイミングで開閉動作する。
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、空燃比検出器である空燃比センサ34を、第1触媒装置31の上流に備える。空燃比センサ34は、第1触媒装置31上流における排気空燃比RABFを検出する。
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。
ECM(Engine Control Module)51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を備えた電子制御装置であって、電制スロットル弁13、燃料噴射弁21、点火装置24、排気還流装置43などを、内燃機関11の運転状態に基づいて制御する。
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。
ECM51は、内燃機関11の運転状態を検出する各種センサが出力する信号を読み込み、読み込んだ各種信号(各種測定データ)を制御プログラムにしたがって演算処理することで、燃料噴射弁21の噴射パルス幅などの各種操作量を決定するとともに目標燃圧PFTを決定する。
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、空燃比センサ34が出力する排気空燃比RABFの検出信号、空気流量計12が出力する内燃機関11の吸入空気流量QAの検出信号、クランク角センサ52が出力するクランクシャフト53の回転角位置POSの検出信号、水温センサ54が出力する内燃機関11の冷却水温度TWの検出信号、アクセル開度センサ55が出力するアクセルペダル56の踏み込み量(アクセル開度ACC)の検出信号などを受信する。
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。
ECM51は、排気バルブ25の閉弁後に燃料噴射弁21による燃料噴射を開始させることで、吸気バルブ16が開弁する前での燃料噴射及びバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射を避ける。
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。
しかし、ECM51は、吸気バルブ16が開弁する前は燃料噴射弁21による燃料噴射を行わせないので、吸気バルブ16の開弁時における吸気吹き返しによって燃料が吸気ポート15の内壁に付着することを抑止できる。
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。
更に、吸気流速は、吸気バルブ16が開いた後に増加し、極大になった後に減少するため、吸気流速が極大になった後から噴射終了時期までの期間が長くなると、噴射終了時期間際の吸気流速が遅いとき(吸気流動が弱いとき)に燃料噴射弁21が噴射した燃料と空気との混合が進まず、筒内における混合気の均質度が低下して燃費が悪化する。
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。
図5は、ECM51が設定する燃料噴射期間を説明するための図であって、吸気バルブ16及び排気バルブ25のバルブリフト量と、燃料噴射弁21による燃料噴射期間FIPとの相関を示す。
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。
図5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し、吸気バルブ16の開弁時期IVO後に排気バルブ25の閉弁時期EVCになる。
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。
また、ECM51は、目標空燃比の混合気を形成するのに必要な燃料量(以下、要求噴射量ともいう)を燃料噴射弁21が前記燃料噴射期間FIPで噴射するように目標燃圧PFTを求め、係る目標燃圧PFTのデータをFCM64に送信する。
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。
図6は、噴射終了時期IETによる混合気形成の違いを説明するための図であって、クランク角と吸気流速、吸気流速減速度との相関を示すとともに、噴射終了時期IETによる筒内直入率の変化、噴射終了時期IETによる筒内均質度の変化を示す。
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。
ここで、吸気流速の減速度とは、吸気流速の減少変化の速度、換言すれば、単位時間当たりの吸気流速の減少量であり、減少速度(減少量)が増加から減少に転じるタイミングが、減速度が極大になるタイミングである。
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。
そこで、ECM51は、機関回転速度毎に噴射終了時期IET(吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置)を定めたテーブルを不揮発性メモリに記憶し、係るテーブルから現時点の機関回転速度NEに対応する噴射終了時期を検索する。
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。
また、燃料噴射弁21の噴射終了時期IETが筒内での吸気流速の減速度が極大になるタイミングよりも進角すると、比較的高い吸気流速を維持しているときに燃料噴射弁21が燃料を噴射せずに流速の速い空気のみが筒内に流れ込むことになって、やはり、混合気の均質度が低下する。
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。
したがって、ECM51は、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に定めることで、筒内における混合気の均質度が十分に高くなる燃料噴射期間を設定できる。
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。
なお、ECM51は、筒内での吸気流速の減速度が極大になるタイミングの近傍であって、所定流速を超える吸気流速になると推定できる範囲内に噴射終了時期IETを設定できる。
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。
図7は、機関負荷及び機関回転速度NEと、吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置(噴射終了時期IET)との相関、更に、機関負荷及び機関回転速度NEと目標燃圧PFTとの相関を示す。
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。
また、ECM51は、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に、排気バルブ25の閉弁時期EVCを噴射開始時期ISTに設定するときに、目標空燃比の混合気を形成するのに必要な量の燃料を燃料噴射弁21から噴射させるため、機関負荷が高くなるほど燃圧PFをより高く調整し、また、機関回転速度NEが高くなるほど燃圧PFをより高く調整することになる。
ここで、燃料カットを行わない内燃機関11の減速運転状態において、ECM51は、機関負荷及び/又は機関回転速度NEの低下に応じて目標燃圧PFTを低下させることになる。
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。
このため、目標燃圧PFTが低下する減速運転状態で、実際の燃圧PFが目標燃圧PFTに追いつくまでに遅れが発生し、燃料噴射弁21は、実際の燃圧PFが目標燃圧PFTよりも高い状態、つまり、単位時間当たりの噴射量が設定よりも多い状態で燃料を噴射することになる。
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。
そこで、ECM51は、燃圧PFの応答遅れによって単位時間当たりの噴射量が目標より多くなる減速運転時に、燃圧PFの応答遅れが大きくなるときほど噴射パルス幅を燃料噴射期間よりも短く補正して、空燃比のリッチ化を抑制する。
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は、内燃機関11の減速運転状態における噴射パルス幅の補正処理を説明するための図である。
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。
一方、図8(B)は、内燃機関11が高負荷高回転域((A)の状態)から減速してECM51が目標燃圧PFTをより低く変更した状態での燃料噴射を示す。
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。
したがって、燃料噴射弁21は、実燃圧PFが目標燃圧PFTよりも高く、単位時間当たりの噴射量が過剰な状態で燃料を噴射することになる。
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。
図8(C)は、内燃機関11が高負荷高回転域((A)の状態)から減速した状態を示すが、図8(B)よりも内燃機関11が急減速した状態での燃料噴射を示す。
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。
つまり、内燃機関11の減速が急で目標燃圧PFTの減少変化が大きいほど、燃圧PF変化の応答遅れが大きくなって過渡的に目標燃圧PFTと実燃圧PFとの乖離が大きくなり、より大きく燃料噴射期間を短縮する必要がある。
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は、燃料噴射期間の短縮補正量と、目標燃圧PFTの減少速度及び機関回転速度NEとの相関を示す。
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。
そして、図9に示す特性では、燃料噴射期間の短縮補正量は、目標燃圧PFTの減少速度が大きいほど大きな値、つまり、燃料噴射期間をより短く補正する値に設定する。係る特性は、目標燃圧PFTの減少速度が大きいほど、目標燃圧PFTと実際の燃圧PFとの乖離が過渡的に大きくなり、単位時間当たりの噴射量がより過剰な状態で燃料噴射が行われることになるためである。
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、次の燃料噴射を開始するまでの間における燃圧PFの低下代が小さくなり、燃圧PF低下の応答が遅れる。そこで、図9に示す特性では、燃料噴射期間の短縮補正量は、機関回転速度NEが高いほど大きな値、つまり、燃料噴射期間をより短く補正する値に設定する。
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。
一方、ECM51は、内燃機関11の加速状態においては目標燃圧PFTを増大変化させる。そして、目標燃圧PFTが増大変化するときは、目標燃圧PFTが減少変化するときに比べて、実際の燃圧PFの応答遅れは小さい。
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のタイムチャートは、内燃機関11の加速状態におけるアクセル開度ACC、スロットル開度TVO、燃圧PF、目標燃圧PFTの変化を例示する。
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。
そこで、ECM51は、スロットル開度TVOの応答速度を遅くする処理として、例えば、電制スロットル弁13の開度制御に用いる目標スロットル開度のなまし処理を実施する。
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。
ECM51は、スロットル開度TVOの応答速度を抑えることで、目標燃圧PFTの増加速度を抑え、目標燃圧PFTと実際の燃圧PFとが大きく乖離しない状態で推移して、目標燃圧PFT付近の燃圧PFで燃料噴射が行われるようにする。
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は、スロットル開度TVOの応答速度を遅くする処理において目標とする応答時定数と、目標燃圧PFTの増加速度及び機関回転速度NEとの相関を示す。
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。
そして、図11に示す特性では、スロットル開度TVOの応答時定数は、目標燃圧PFTの増加速度が大きいほど長い時間、つまり、アクセル開度の増大変化に対するスロットル開度TVOの増大変化の応答速度をより遅くする値に設定する。
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。
係るスロットル開度TVOの過渡応答の制御によって、ECM51は、実際の燃圧PFが目標燃圧PFTを下回る状態で燃料噴射弁21が燃料噴射することが抑止して、燃料噴射量の不足によって空燃比がリーン化することが抑止する。
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。
図12のフローチャートは、ECM51が実施する噴射制御の手順を示す。
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。
次いで、ECM51は、ステップS802において、燃料噴射弁21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。
ECM51は、噴射開始時期IST及び噴射終了時期IETを決定すると、係る噴射開始時期ISTから噴射終了時期IETまでの燃料噴射期間での燃料噴射によって目標空燃比の混合気を形成するのに必要な量の燃料(要求噴射量)を噴射するように目標燃圧PFTを演算し、演算した目標燃圧PFTのデータをFCM64に送信する。
次いで、ECM51は、ステップS803で、内燃機関11の減速状態であるか否かを判断する。
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。
ここで、ECM51は、図9に示すように、目標燃圧PFT(アクセル開度、スロットル開度)の減少速度が高いほど燃料噴射期間をより短く補正し、また、機関回転速度NEが高いほど燃料噴射期間をより短く補正する。
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。
なお、ECM51は、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ときに、噴射終了時期IETが吸気流速の減速度が極大になるクランク角位置になるように、噴射開始時期ISTを排気バルブ25の閉弁時期EVCよりも遅くすることができる。
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。
一方、内燃機関11が減速運転状態でない場合、ECM51は、ステップS803からステップS805に進んで、内燃機関11が加速状態であるか否かを判断する。
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。
ここで、ECM51は、図11に示すように、目標燃圧PFT(アクセル開度、スロットル開度)の増加速度が高いほどスロットル開度TVOの応答時定数をより長く設定し、また、機関回転速度NEが高いほどスロットル開度の応答時定数をより長く設定する。
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。
つまり、ECM51は、内燃機関11の加速状態でスロットル開度TVOの過渡応答を調整して、目標燃圧PFTよりも実際の燃圧PFが低くなることを抑止し、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における燃料噴射で、目標空燃比の混合気を形成するのに必要な量の燃料(要求噴射量)を噴射する。
ところで、内燃機関11は、燃料噴射装置としての燃料噴射弁21を1気筒に1本備えたシングルインジェクタシステムとすることができ、また、1気筒に燃料噴射弁21を2本備えたツインインジェクタシステムとすることができる。
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。
図13の内燃機関11は、各気筒に2つの吸気ポート15a,15bを備える。
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。
なお、燃料噴射弁21a,21bは、例えば、燃料に旋回力を付与する手段を備え(図2−図3参照)、噴射後の燃料の微粒化を効果的に促進することができる燃料噴射弁である。
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。
係るツインインジェクタシステムにおいても、ECM51は、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で、各燃料噴射弁21a,21bによる燃料噴射を行わせる。
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。
例えば、ECM51は、図14に示すように、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の噴射開始時期ISTを排気バルブ25の閉弁時期EVCとして、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する一方、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て、第2燃料噴射弁21bの噴射開始時期ISTを遅角する。
つまり、ECM51は、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の全域で第1燃料噴射弁21aと第2燃料噴射弁21bとの少なくとも一方で燃料噴射が行われるようにする。
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、ツインインジェクタシステムにおけるECM51の噴射制御の手順を示す。
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。
ECM51は、内燃機関11が減速状態であるときに、ステップS904に進んで、ステップS804と同様に、目標燃圧PFTの減少速度や機関回転速度NEに基づき、燃料噴射期間を、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短く補正する。
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。
ECM51は、ステップS905で、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で、個々の燃料噴射弁21a,21bの燃料噴射期間よりも長い期間にわたって燃料噴射を行わせる。
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。
なお、本発明は、上記した実施形態に限定するものではなく、様々な変形例を含む。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定しない。
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。
上記実施形態において、燃料噴射制御装置としてのECM51は、燃料噴射装置の単位時間当たりの燃料噴射量を燃圧PFの変更によって制御するが、単位時間当たりの燃料噴射量を変更する手段を燃圧PFの調整に限定するものではない。
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。
また、内燃機関が、単位時間当たりの燃料噴射量が異なる複数種の燃料噴射装置(燃料噴射弁)を1気筒に備える場合、燃料噴射制御装置は、燃料噴射を実施する1本の燃料噴射弁の選択、若しくは、燃料噴射を行わせる複数の燃料噴射弁の組み合わせによって、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、燃料噴射制御装置は、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の燃料噴射装置による燃料噴射を、例えば、内燃機関の負荷が設定値を超える高負荷域において実施し、内燃機関の負荷が前記設定値以下である低負荷域においては、高負荷域とは異なる噴射タイミングで燃料噴射を行わせることができる。
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。
また、燃料噴射制御装置は、内燃機関の減速状態で燃料噴射期間を短く補正するときに、噴射開始時期を排気バルブの閉弁時期よりも遅らせる代わりに、噴射開始時期を排気バルブの閉弁時期に保持しつつ、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、内燃機関の減速状態で燃料噴射装置による燃料噴射期間を短く補正するときに、短く補正した燃料噴射期間を複数に分けて燃料噴射装置による燃料噴射を複数回実施することで、トータルで補正後の燃料噴射期間とすることができる。
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。
11…内燃機関、15…吸気ポート(吸気管)、16…吸気バルブ、25…排気バルブ、51…ECM(燃料噴射制御装置)

Claims (8)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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