JP2022062413A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、低圧燃料噴射弁と高圧燃料噴射弁とを有する内燃機関と、燃料ポンプと高圧ポンプとを有する燃料供給装置と、を備える内燃機関装置に用いられる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, and more particularly, is used for an internal combustion engine device including an internal combustion engine having a low-pressure fuel injection valve and a high-pressure fuel injection valve, and a fuel supply device having a fuel pump and a high-pressure pump. Regarding the control device of the internal combustion engine.
従来、この種の内燃機関の制御装置としては、内燃機関と、燃料供給装置と、燃圧センサとを備える内燃機関装置に用いられるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。内燃機関は、V型の多気筒の内燃機関として構成され、低圧燃料噴射弁(ポート噴射弁)と、高圧燃料噴射弁(筒内噴射弁)とを備える。燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料を低圧燃料噴射弁に接続された低圧供給管(低圧燃料配管)に供給する燃料ポンプ(フィードポンプ)と、低圧供給管内の燃料を高圧燃料噴射弁に接続された高圧供給管に圧送する高圧ポンプ(高圧燃料ポンプ)と、を備える。この装置では、高圧ポンプ内にパルセーションダンパを設け、パルセーションダンパで低圧供給管内の燃圧の脈動を抑制している。 Conventionally, as a control device for this type of internal combustion engine, a device used for an internal combustion engine device including an internal combustion engine, a fuel supply device, and a fuel pressure sensor has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The internal combustion engine is configured as a V-type multi-cylinder internal combustion engine, and includes a low-pressure fuel injection valve (port injection valve) and a high-pressure fuel injection valve (in-cylinder injection valve). The fuel supply device connects the fuel pump (feed pump) that supplies the fuel in the fuel tank to the low pressure supply pipe (low pressure fuel pipe) connected to the low pressure fuel injection valve, and the fuel in the low pressure supply pipe to the high pressure fuel injection valve. It is equipped with a high-pressure pump (high-pressure fuel pump) that pumps to the high-pressure supply pipe. In this device, a pulsation damper is provided in the high-pressure pump, and the pulsation of the fuel pressure in the low-pressure supply pipe is suppressed by the pulsation damper.
上述の燃料噴射制御装置では、高圧ポンプ内にパルセーションダンパを設けているが、構成を簡易なものとするために、パルセーションダンパを設けないことが望まれている。しかしながら、パルセーションダンパを設けない場合、低圧供給管内の燃圧の脈動を抑制できない。ところで、低圧燃料噴射弁の制御では、低圧供給管内の燃圧を燃圧センサで検出して、燃圧センサからの検出燃圧と目標燃料噴射量とに基づく燃料噴射時間を用いて低圧燃料噴射弁を制御する。低圧供給管内に燃圧の脈動が発生していると、燃圧センサで検出した燃圧と実際に燃料噴射を実行する際の燃圧とのずれが大きくなることがあり、燃料噴射時間を適正に調整できず、燃料噴射量と目標燃料噴射量とのずれが大きくなってしまう。これにより、空燃比が目標空燃比から大きくずれてしまう。 In the above-mentioned fuel injection control device, a pulsation damper is provided in the high-pressure pump, but it is desired not to provide the pulsation damper in order to simplify the configuration. However, if the pulsation damper is not provided, the pulsation of the fuel pressure in the low pressure supply pipe cannot be suppressed. By the way, in the control of the low pressure fuel injection valve, the fuel pressure in the low pressure supply pipe is detected by the fuel pressure sensor, and the low pressure fuel injection valve is controlled by using the fuel injection time based on the detected fuel pressure from the fuel pressure sensor and the target fuel injection amount. .. If fuel pressure pulsation occurs in the low-pressure supply pipe, the difference between the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor and the fuel pressure when actually performing fuel injection may become large, and the fuel injection time cannot be adjusted properly. , The difference between the fuel injection amount and the target fuel injection amount becomes large. As a result, the air-fuel ratio deviates significantly from the target air-fuel ratio.
本発明の内燃機関の制御装置は、空燃比の目標空燃比からのずれを抑制することを主目的とする。 The main purpose of the control device for an internal combustion engine of the present invention is to suppress deviation of the air-fuel ratio from the target air-fuel ratio.
本発明の内燃機関の制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The control device for the internal combustion engine of the present invention has adopted the following means in order to achieve the above-mentioned main object.
本発明の内燃機関の制御装置は、
低圧燃料噴射弁と高圧燃料噴射弁とを有する多気筒の内燃機関と、
燃料タンク内の燃料を前記低圧燃料噴射弁に接続された低圧供給管に供給する燃料ポンプと、前記低圧供給管内の燃料を加圧して前記高圧燃料噴射弁に接続された高圧供給管に供給し前記内燃機関のクランクシャフトが2回転する期間に気筒数と異なる回数の加圧動作を行なう高圧ポンプと、を有する燃料供給装置と、
を備える内燃機関装置に用いられ、前記内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
各気筒のピストンが排気上死点となるタイミングからのクランク角として設定される各気筒の噴射開始タイミングで前記低圧燃料噴射弁からの燃料噴射を開始し、前記噴射開始タイミングにおける前記低圧供給管内の燃圧と目標燃料噴射量とに基づく燃料噴射時間に亘って前記低圧燃料噴射弁からの燃料噴射が継続されるように前記低圧燃料噴射弁を制御し、
更に、
所定気筒の前記ピストンが前記排気上死点となるタイミングからの前記クランク角として設定される各気筒の前記噴射開始タイミングを用いて、各気筒の前記噴射開始タイミングにおける前記燃圧を推定する
ことを要旨とする。
The control device for an internal combustion engine of the present invention
A multi-cylinder internal combustion engine with a low pressure fuel injection valve and a high pressure fuel injection valve,
The fuel in the fuel tank is supplied to the fuel pump connected to the low pressure fuel injection valve, and the fuel in the low pressure supply pipe is pressurized and supplied to the high pressure supply pipe connected to the high pressure fuel injection valve. A fuel supply device having a high-pressure pump that performs a pressurizing operation a number of times different from the number of cylinders during a period in which the crank shaft of the internal combustion engine makes two rotations.
A control device for an internal combustion engine that is used in an internal combustion engine device and controls the internal combustion engine.
Fuel injection from the low-pressure fuel injection valve is started at the injection start timing of each cylinder set as the crank angle from the timing when the piston of each cylinder becomes the exhaust top dead point, and in the low-pressure supply pipe at the injection start timing. The low-pressure fuel injection valve is controlled so that fuel injection from the low-pressure fuel injection valve is continued for a fuel injection time based on the fuel pressure and the target fuel injection amount.
In addition,
The gist is to estimate the fuel pressure at the injection start timing of each cylinder by using the injection start timing of each cylinder set as the crank angle from the timing when the piston of the predetermined cylinder becomes the exhaust top dead center. And.
この本発明の内燃機関の制御装置では、各気筒のピストンが排気上死点となるタイミングからのクランク角として設定される各気筒の噴射開始タイミングで低圧燃料噴射弁からの燃料噴射を開始し、噴射開始タイミングにおける低圧供給管内の燃圧と目標燃料噴射量とに基づく燃料噴射時間に亘って低圧燃料噴射弁からの燃料噴射が継続されるように低圧燃料噴射弁を制御する。そして、所定気筒のピストンが排気上死点となるタイミングからのクランク角として設定される各気筒の噴射開始タイミングを用いて、各気筒の噴射開始タイミングにおける燃圧を推定する。高圧ポンプは、内燃機関のクランクシャフトが2回転する期間に気筒数と異なる回数の加圧動作を行なう。そのため、気筒によっては、噴射開始タイミングにおける燃圧の脈動の位相が他の気筒の噴射開始タイミングにおける燃圧の脈動の位相と一致せず、噴射開始タイミングにおける燃圧にばらつきが生じてしまう。本発明の内燃機関の制御装置では、所定気筒のピストンが排気上死点となるタイミングからのクランク角として設定される各気筒の噴射開始タイミングを用いて、各気筒の噴射開始タイミングにおける燃圧を推定することにより、ある気筒の噴射開始タイミングにおける燃圧の脈動の位相が他の気筒の噴射開始タイミングにおける燃圧の脈動の位相と一致しない場合でも、全ての気筒の噴射開始タイミングでの低圧供給管の燃圧を精度よく推定できる。これにより、燃料噴射時間を適正に調整できないことによる燃料噴射量と目標燃料噴射量とのずれを抑制する。この結果、空燃比の目標空燃比からのずれを抑制できる。 In the control device of the internal combustion engine of the present invention, fuel injection from the low pressure fuel injection valve is started at the injection start timing of each cylinder set as the crank angle from the timing when the piston of each cylinder becomes the exhaust top dead point. The low-pressure fuel injection valve is controlled so that fuel injection from the low-pressure fuel injection valve is continued for a fuel injection time based on the fuel pressure in the low-pressure supply pipe and the target fuel injection amount at the injection start timing. Then, the fuel pressure at the injection start timing of each cylinder is estimated by using the injection start timing of each cylinder set as the crank angle from the timing when the piston of the predetermined cylinder becomes the exhaust top dead center. The high-pressure pump performs a pressurizing operation a number of times different from the number of cylinders during a period in which the crankshaft of the internal combustion engine makes two rotations. Therefore, depending on the cylinder, the phase of the fuel pressure pulsation at the injection start timing does not match the phase of the fuel pressure pulsation at the injection start timing of the other cylinders, and the fuel pressure at the injection start timing varies. In the control device of the internal combustion engine of the present invention, the fuel pressure at the injection start timing of each cylinder is estimated by using the injection start timing of each cylinder set as the crank angle from the timing when the piston of the predetermined cylinder becomes the exhaust top dead center. By doing so, even if the phase of the fuel pressure pulsation at the injection start timing of one cylinder does not match the phase of the fuel pressure pulsation at the injection start timing of another cylinder, the fuel pressure of the low pressure supply pipe at the injection start timing of all the cylinders. Can be estimated accurately. As a result, the deviation between the fuel injection amount and the target fuel injection amount due to the inability to properly adjust the fuel injection time is suppressed. As a result, deviation of the air-fuel ratio from the target air-fuel ratio can be suppressed.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to examples.
図1は、本発明の一実施例としての内燃機関の制御装置を搭載する車両10の構成の概略を示す構成図である。実施例の車両10は、図示するように、エンジン12と、燃料供給装置50と、エンジン12からの動力を変速して駆動輪DWにデファレンシャルギヤDFを介して連結された駆動軸DSに伝達する変速機TMと、電子制御ユニット70とを備える。なお、車両10は、エンジン12に加えてモータを有するハイブリッド車両として構成されるものとしてもよい。実施例の「内燃機関の制御装置」としては、電子制御ユニット70が相当する。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン12は、例えばガソリンや軽油などの燃料を用いて動力を出力する多気筒(実施例では、6気筒)の内燃機関として構成されている。このエンジン12は、各気筒に、吸気ポート(吸気管23内)に燃料を噴射するポート噴射弁25と、筒内(燃焼室29内)に燃料を噴射する筒内噴射弁26とを備える。ポート噴射弁25、筒内噴射弁26は、図示しないソレノイドを内蔵し、このソレノイドの通電のオンオフで開閉する電磁弁として構成されている。エンジン12は、ポート噴射弁25と筒内噴射弁26とを備えることにより、ポート噴射モードと筒内噴射モードと共用噴射モードとのうちの何れかで運転が可能となっている。なお、実施例では、エンジン12を6気筒としているが、多気筒であればよいから、例えば、8気筒としてもよい。
The
ポート噴射モードでは、エアクリーナ22により清浄された空気を吸気管23に吸入してスロットルバルブ24を通過させると共にポート噴射弁25から燃料を噴射し、空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を吸気バルブ28を介して燃焼室29に吸入し、点火プラグ30による電気火花により爆発燃焼させる。そして、爆発燃焼によるエネルギにより押し下げられるピストン32の往復運動をクランクシャフト14の回転運動に変換する。筒内噴射モードでは、ポート噴射モードと同様に空気を燃焼室29に吸入し、吸気行程の途中あるいは圧縮行程に至ってから筒内噴射弁26から燃料を噴射し、点火プラグ30による電気火花により爆発燃焼させてクランクシャフト14の回転運動を得る。共用噴射モードでは、空気を燃焼室29に吸入する際にポート噴射弁25から燃料を噴射すると共に吸気行程や圧縮行程で筒内噴射弁26から燃料を噴射し、点火プラグ30による電気火花により爆発燃焼させてクランクシャフト14の回転運動を得る。これらの噴射モードは、エンジン12の運転状態に応じて切り替えられる。燃焼室29から排気バルブ31を介して排気管33に排出される排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化触媒(三元触媒)を有する浄化装置34を介して外気に排出される。なお、実施例では、6つの気筒を点火する順番に、1番気筒#1~6番気筒#6と称することもある。
In the port injection mode, the air cleaned by the
図2は、燃料供給装置50の構成の概略を示す構成図である。燃料供給装置50は、図示しない燃料タンク内の燃料をエンジン12のポート噴射弁25や筒内噴射弁26に供給する装置として構成されている。燃料供給装置50は、フィードポンプ(燃料ポンプ)52と、低圧供給管54と、高圧ポンプ56と、高圧供給管58とを備える。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the
フィードポンプ52は、図示しないバッテリからの電力の供給を受けて作動する電動ポンプとして構成されており、燃料タンク内に配置されている。このフィードポンプ52は、燃料タンク内の燃料を低圧供給管54に供給する。
The
低圧供給管54は、低圧デリバリパイプDLを介して各気筒のポート噴射弁25に接続されている。
The low
高圧ポンプ56は、エンジン12からの動力(実施例では、吸気バルブ28を開閉するインテークカムシャフトの回転)により駆動されると共に低圧供給管54の燃料を加圧して高圧供給管58に供給するポンプとして構成されている。高圧ポンプ56は、その吸入口に接続されて燃料を加圧する際に開閉する電磁バルブと、その吐出口に接続されて燃料の逆流を規制すると共に高圧供給管58内の燃圧を保持するチェックバルブと、エンジン12の回転(インテークカムシャフトの回転)により作動する(図1における上下方向に移動する)プランジャとを有する。この高圧ポンプ56は、エンジン12の運転中に、電磁バルブが開弁されたときに、低圧供給管54の燃料を吸入し、電磁バルブが閉弁されたときに、プランジャによって圧縮した燃料をチェックバルブを介して高圧供給管58に断続的に送り込むことにより、高圧供給管58に供給する燃料を加圧する。高圧ポンプ56は、クランクシャフト14が2回転する期間でエンジン12の気筒数(実施例では、6つ)とは異なる回数(実施例では、3回)の加圧動作を行なう。こうした加圧動作により、低圧供給管54内や高圧供給管58内の燃圧(燃料の圧力)には、脈動が発生する。実施例では、高圧ポンプ56は、クランクシャフト14が2回転する期間で3回の加圧動作を行なうことから、燃圧の脈動の時間変化の波形は、クランクシャフト14が2回転する期間に3つの谷、山を持つ波形となる。なお、実施例では、高圧ポンプ56をクランクシャフト14が2回転する期間で3回の加圧動作を行なうものとしているが、高圧ポンプ56は、クランクシャフト14が2回転する期間で気筒数と異なる回数の加圧動作を行なえばよいから、例えば、高圧ポンプ56をクランクシャフト14が2回転する期間で5回の加圧動作を行なうものとしてもよい。
The high-
高圧供給管58は、高圧デリバリパイプDHを介して各気筒の筒内噴射弁26に接続されている。
The high-
電子制御ユニット70は、CPUやROM、RAM、フラッシュメモリ、入出力ポートを有するマイクロコンピュータとして構成されている。
The
電子制御ユニット70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。電子制御ユニット70に入力される信号のうちエンジン12に関連する信号としては、例えば、エンジン12のクランクシャフト14の回転位置を検出するクランクポジションセンサ15からのクランク角θcrや、エンジン12の冷却水の温度を検出する水温センサ40からの水温Twを挙げることができる。吸気バルブ28を開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブ31を開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ44からのカム角θci,θcoも挙げることができる。スロットルバルブ24のポジションを検出するスロットルポジションセンサ24aからのスロットル開度THや、吸気管23に取り付けられたエアフローメータ23aからの吸入空気量Qa、吸気管23に取り付けられた温度センサ23tからの吸気温Taも挙げることができる。排気管33の浄化装置34よりも上流側に取り付けられた空燃比センサ35からの空燃比AFや、排気管33の浄化装置34よりも下流側に取り付けられた酸素センサ36からの酸素信号O2も挙げることができる。
Signals from various sensors are input to the
電子制御ユニット70に入力される信号のうち燃料供給装置50に関連する信号としては、例えば、フィードポンプ52に取り付けられた図示しない状態検出装置からのフィードポンプ52の回転数Nlpや、図示しないバッテリからフィードポンプ52に供給される作動電流Ilpおよび作動電圧Vlpを挙げることができる。また、低圧供給管54のポート噴射弁25付近(例えば、低圧デリバリパイプDL)に取り付けられた燃圧センサ54aからの低圧燃圧(低圧供給管54内の燃料の圧力)Pflo、高圧供給管58の筒内噴射弁26付近(例えば、高圧デリバリパイプDH)に取り付けられた燃圧センサ58aからの高圧燃圧(高圧供給管58内の燃料の圧力)Pfhiも挙げることができる。
Among the signals input to the
電子制御ユニット70に入力される信号のうち上述以外の信号としては、例えば、変速機TMからの信号や、車速センサ82からの車速Vを挙げることができる。何れも図示しないが、イグニッションスイッチからのイグニッション信号IGや、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサからのシフトポジションSP、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサからのアクセル開度Acc、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキポジションセンサからのブレーキポジションBPも挙げることができる。
Among the signals input to the
電子制御ユニット70からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力される。電子制御ユニット70から出力される信号としては、例えば、エンジン12のスロットルバルブ24への制御信号や、ポート噴射弁25への制御信号、筒内噴射弁26への制御信号、点火プラグ30への制御信号を挙げることができる。燃料供給装置50のフィードポンプ52への制御信号や、高圧ポンプ56の電磁バルブへの制御信号も挙げることができる。変速機TMへの制御信号も挙げることができる。
Various control signals are output from the
電子制御ユニット70は、エンジン12の回転数Neや負荷率KL、トルクTeを演算する。エンジン12の回転数Neは、クランクポジションセンサ15からのクランク角θcrに基づいて演算される。エンジン12の負荷率KLは、エンジン12の1サイクル当たりの行程容積に対する1サイクルで実際に吸入される空気の容積の比であり、エアフローメータ23aからの吸入空気量Qaとエンジン12の回転数Neとに基づいて演算される。エンジン12のトルクTeは、スロットルポジションセンサ24aからのスロットル開度THに基づいて演算(推定)される。
The
こうして構成された実施例の車両10では、電子制御ユニット70のCPUは、エンジン12を運転する際には、エンジン12の吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御を行なう。
In the
エンジン12の吸入空気量制御は、例えば、アクセル開度Accおよび車速Vに基づくエンジン12の目標負荷率KL*に基づいて目標吸入空気量Qa*を設定し、吸入空気量Qaが目標吸入空気量Qa*となるように目標スロットル開度TH*を設定し、目標スロットル開度TH*を用いてスロットルバルブ24を制御することにより行なわれる。燃料噴射制御は、エンジン12の回転数Neおよび負荷率KLに基づいてポート噴射モード、筒内噴射モード、共用噴射モードから実行用噴射モードを設定し、吸入空気量Qaおよび実行用噴射モードに基づいて空燃比AFが目標空燃比AF*(例えば、理論空燃比)となるようにポート噴射弁25および筒内噴射弁26の目標燃料噴射量Qfp*,Qfd*を設定し、目標燃料噴射量Qfp*,Qfd*を用いてポート噴射弁25および筒内噴射弁26を制御することにより行なわれる。点火制御は、エンジン12の回転数Neおよび目標負荷率KL*に基づいて目標点火時期Ti*を設定し、設定した目標点火時期Ti*を用いて1番気筒1#から6番気筒6#までこの順で点火が行なわれるように各気筒の点火プラグ30を制御することにより行なわれる。
For the intake air amount control of the
次に、こうして構成された実施例の燃料噴射制御装置を備える車両10の動作、特に、実行用噴射モードとして共用噴射モードが設定されている場合におけるポート噴射弁25に対する燃料噴射制御について説明する。図3は、電子制御ユニット70によって共用噴射モード時に実行されるポート噴射弁25に対する燃料噴射制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、ポート噴射弁25のソレノイドの通電オン指令がなされたとき(ポート噴射弁25から燃料噴射を開始するための噴射開始指令がなされたとき)に、繰り返して実行される。
Next, the operation of the
燃料噴射制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット70のCPUは、エンジン12の回転数(エンジン回転数)Neと、目標燃料噴射量Qfp*、推定開始時燃圧Psest(1)~(6)を入力する処理を実行する(ステップS100)。回転数Neは、クランクポジションセンサ15からのクランク角θcrに基づいて演算したものを入力している。目標燃料噴射量Qfp*は、実行用噴射モードとして共用噴射モードが設定されている場合において、上述の処理で設定されたものを入力している。推定開始時燃圧Psest(1)~(6)は、各気筒のポート噴射弁25から吸気ポートへの燃料噴射を開始するタイミング(ポート噴射弁25のソレノイドの通電を開始するタイミング)における低圧供給管54内の燃圧の推定値として、後述する燃圧推定処理で設定されたものを入力している。燃圧推定処理については、後述する。
When the fuel injection control routine is executed, the CPU of the
次に、推定開始時燃圧Psest(1)~(6)と目標燃料噴射量Qfp*とから各気筒の燃料噴射時間tinj(1)~(6)を設定し(ステップS110)、各気筒の排気上死点TDCのタイミングを基準として、排気上死点TDCとなるクランク角(タイミング)から所定クランク角度θref経過したタイミングで燃料噴射が開始されるように各気筒のポート噴射弁25のソレノイドの通電を開始し、燃料噴射時間tinjの間吸気ポートに燃料が噴射されるように各気筒のポート噴射弁25を制御して(ステップS120)、燃料噴射制御ルーチンを終了する。ステップS130で所定クランク角度θrefは、各気筒の排気上死点TDCから当該気筒の燃料噴射が開始されるまでのクランク角として、予め定めた角度である。実施例では、所定クランク角度θrefは、各気筒で同一の値を用いている。
Next, the fuel injection times tinj (1) to (6) of each cylinder are set from the estimated start fuel pressures Psest (1) to (6) and the target fuel injection amount Qfp * (step S110), and the exhaust of each cylinder is exhausted. With reference to the timing of the top dead point TDC, energization of the solenoid of the
図4は、各気筒の排気上死点#1TDC~#6TDCと、噴射開始タイミングTs(1)~(6)と、低圧供給管54内の燃圧変動(燃圧脈動)と、クランクカウンタと、の関係の一例を示す説明図である。図中、燃圧変動の波形において、噴射開始タイミングTs(1)~(6)での燃圧変動を黒丸で示している。各気筒の噴射開始タイミングTsは、上述したように、当該気筒の排気上死点TDCから所定クランク角度θrefを経過したイミングとして設定されている。例えば、1番気筒(#1)は、1番気筒(#1)の排気上死点#1TDCから所定クランク角度θrefを経過したタイミング(噴射開始タイミングTs(1))で燃料噴射が開始され、2番気筒(#2)は、2番気筒(#2)の排気上死点#2TDCから所定クランク角度θrefを経過したタイミング(噴射開始タイミングTs(2))で燃料噴射が開始される。こうした処理により、各気筒の排気上死点TDCのタイミングと所定クランク角度θrefとを用いて噴射開始タイミングTs(1)~(6)が定まることから、気筒毎に燃料噴射を開始するタイミングを逐次演算するものに比して、演算負荷の増加を抑制できる。
FIG. 4 shows the exhaust top
次に、燃圧推定処理について説明する。図5は、電子制御ユニット70により実行される燃圧推定処理ルーチンの一例を示すフロチャートである。燃圧推定処理ルーチンは、1番気筒1#が圧縮上死点#1TDCに達したときに実行される。
Next, the fuel pressure estimation process will be described. FIG. 5 is a flow chart showing an example of a fuel pressure estimation processing routine executed by the
燃圧推定処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット70のCPUは、低圧燃圧Pfloを入力する処理を実行する(ステップS200)。低圧燃圧Pfloは、燃圧センサ54aにより検出された検出値を入力している。
When the fuel pressure estimation processing routine is executed, the CPU of the
こうして低圧燃圧Pfloを入力すると、入力した低圧燃圧PfloをRAMに保存し(ステップS210)、低圧燃圧Pfloの時間変動の波形の半周期が経過したか否かを判定する(ステップS220)。低圧燃圧Pfloの時間変動の半周期が経過していないときには、経過するまでステップS200~S220を繰り返す。 When the low-pressure fuel pressure Pflo is input in this way, the input low-pressure fuel pressure Pflo is stored in the RAM (step S210), and it is determined whether or not a half cycle of the time-varying waveform of the low-pressure fuel pressure Pflo has elapsed (step S220). When the half cycle of the time fluctuation of the low pressure fuel pressure Pflo has not elapsed, steps S200 to S220 are repeated until it elapses.
ステップS220で低圧燃圧Pfloの時間変動の半周期が経過したときには、RAMに保存されている半周期分の低圧燃圧Pfloの時間変動の波形の振幅Aと半周期の時間Bとを用いて、クランク角θcrと低圧燃圧の変動の推定値(推定燃圧変動)ΔPestとの関係式を次式(1)から導出する(ステップS230)。図6は、低圧燃圧Pfloの変動の波形における振幅Aと半周期の時間Bとを説明するための説明図である。 When the half cycle of the time fluctuation of the low pressure fuel pressure Pflo has elapsed in step S220, the amplitude A of the waveform of the time fluctuation of the low pressure fuel pressure Pflo for the half cycle stored in the RAM and the time B of the half cycle are used to crank. The relational expression between the angle θcr and the estimated value (estimated fuel pressure fluctuation) ΔPest of the fluctuation of the low pressure fuel pressure is derived from the following equation (1) (step S230). FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the amplitude A and the time B of the half cycle in the waveform of the fluctuation of the low pressure fuel pressure Pflo.
ΔPest(θcr)= A・cos2(θcr-B) ・・・(1) ΔPest (θcr) = A ・ cos2 (θcr-B) ・ ・ ・ (1)
クランク角θcrと推定燃圧Pestとの関係式を導出したら、1番気筒1#が圧縮上死点#1TDCに達したときのクランク角θcrを0°(CA)として、上述の式(1)と低圧燃圧Pfloに基づく中心燃圧Pc(例えば、低圧燃圧Pfloの時間平均値)とに基づいて各気筒で燃料の噴射を開始する際の低圧供給管54内の燃圧の推定値としての推定開始時燃圧Psest(1)~(6)を演算して(ステップS240)、本ルーチンを終了する。
After deriving the relational expression between the crank angle θcr and the estimated fuel pressure Pest, the crank angle θcr when the
図7は、各気筒の排気上死点#1TDC~#6TDCと、推定燃圧変動ΔPestと、噴射開始タイミングTs(1)~(6)と、クランクカウンタと、の関係の一例を示す説明図である。図中、燃圧の波形において、噴射開始タイミングTs(1)~(6)での燃圧を黒丸で示している。ところで、高圧ポンプ56が、エンジン12のクランクシャフト14が2回転する期間にエンジン12の気筒数と同一の回数の加圧動作を行なう場合、全ての気筒で噴射開始タイミングにおける燃圧変動の位相が一致する。そのため、1つの気筒(例えば、1番気筒#1)の排気上死点TDCから所定クランク角度θref経過したタイミングでの燃圧と、他の気筒(例えば、2番気筒#2から6番気筒#6)の噴射開始タイミングでの燃圧は同一の値となる。したがって、1つの気筒(例えば、1番気筒#1)の排気上死点TDCから所定クランク角度θref経過したタイミングでの燃圧を演算しさえすれば、それを全ての気筒の噴射開始タイミングにおける燃圧として用いることができる。しかしながら、高圧ポンプ56は、エンジン12のクランクシャフト14が2回転する期間にエンジン12の気筒数と異なる3回の加圧動作を行なう。そのため、図4、図7に示すように、例えば、噴射開始タイミングTs(1)と噴射開始タイミングTs(2)とでは、燃圧脈動の位相が一致しない。そのため、高圧ポンプ56が、エンジン12のクランクシャフト14が2回転する期間にエンジン12の気筒数と同一の回数の加圧動作を行なう場合と同様の手法で、燃圧を推定すると、実際の低圧供給管54内の燃圧と推定した燃圧とのずれが大きくなってしまう。実施例では、実際に検出された低圧燃圧Pfloの時間変動の半周期分のデータを用いて導出されるクランク角θcrと推定燃圧変動ΔPestとの関係式に基づいて、1番気筒1#が圧縮上死点#1TDCに達したときを基準とする(0°とする)推定開始時燃圧Psest(1)~(6)を演算するから、精度よく燃料噴射開始時の燃圧を推定できる。これにより、燃料噴射時間tinjを適正に調整できないことによる実際にポート噴射弁25からの燃料噴射量と目標燃料噴射量Qfp*とのずれを抑制する。この結果、空燃比AFの目標空燃比AF*からずれを抑制できる。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the exhaust top dead center # 1TDC to # 6TDC of each cylinder, the estimated fuel pressure fluctuation ΔPest, the injection start timings Ts (1) to (6), and the crank counter. be. In the figure, in the waveform of the fuel pressure, the fuel pressure at the injection start timings Ts (1) to (6) is indicated by a black circle. By the way, when the high-
また、低圧燃圧Pfloの時間変動の半周期分のデータを用いて導出されるクランク角θcrと推定燃圧変動ΔPestとの関係式に基づいて、1番気筒1#が圧縮上死点#1TDCに達したときを基準とする(0°とする)推定開始時燃圧Psest(1)~(6)を演算するから、噴射開始タイミングTs(1)~(6)の到来が近くなるたびに燃料噴射開始時の燃圧を推定するものに比して、より簡易な手法で、精度よく燃圧を推定できる。したがって、電子制御ユニット70における演算負荷の増加を抑制できる。
Further, the
以上説明した実施例の内燃機関の制御装置を備える車両10によれば、各気筒のピストン32が排気上死点TDCとなるタイミングからのクランク角として設定される各気筒の噴射開始タイミングTs(1)~(6)でポート噴射弁25(低圧燃料噴射弁)からの燃料噴射を開始し、低圧供給管54内の推定開始時燃圧Psest(1)~(6)と目標燃料噴射量Qfp*とに基づく燃料噴射時間tinj(1)~(6)に亘ってポート噴射弁25からの燃料噴射が継続されるようにポート噴射弁25を制御し、更に、1番気筒#1のピストン32が排気上死点TDCとなるタイミングからのクランク角として設定される噴射開始タイミングTs(1)~(6)を用いて、各気筒の噴射開始タイミングにおける低圧供給管54内の燃圧を推定することにより、空燃比AFの目標空燃比AF*からのずれを抑制できる。
According to the
実施例の内燃機関の制御装置を備える車両10では、n個の気筒のうち1番気筒#1のピストン32が排気上死点TDCとなるタイミングを基準として、各気筒の推定開始時燃圧Psest(1)~Psest(6)(噴射開始タイミングTs(1)~(6)における低圧供給管54内の燃圧)を推定している。しかしながら、n個の気筒のうち何れかの気筒のピストン32が排気上死点TDCとなるタイミングを基準とすればよいから、例えば、2番気筒#2のピストン32が排気上死点TDCとなるタイミングを基準として、各気筒の推定開始時燃圧Psest(1)~Psest(6)を推定してもよい。
In the
実施例の内燃機関の制御装置を備える車両10では、エンジン12は、ポート噴射弁25と筒内噴射弁26とを備えている。しかしながら、エンジン12は、圧力が異なる燃料を供給される2種類の燃料噴射弁(低圧燃料噴射弁と高圧燃料噴射弁)を備えていればよい。
In the
実施例では、本発明の内燃機関の制御装置を車両10に適用する場合について例示している。しかしながら、本発明の内燃機関の制御装置は、低圧燃料噴射弁と高圧燃料噴射弁とを有するエンジンと、燃料ポンプと、高圧ポンプと、を有する燃料供給装置と、を備える内燃機関装置に用いるものであれば如何なるものに適用しても構わない。
In the embodiment, a case where the control device of the internal combustion engine of the present invention is applied to the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、電子制御ユニット70が「内燃機関の制御装置」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 As for the correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem, the invention described in the column of means for solving the problems of the examples is carried out. Since it is an example for specifically explaining the form for solving the problem, the elements of the invention described in the column of means for solving the problem are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be performed based on the description in the column, and the examples are the inventions described in the column of means for solving the problem. It is just a concrete example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments and may be in various embodiments within the scope of the gist of the present invention. Of course it can be done.
本発明は、内燃機関の制御装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of a control device for an internal combustion engine and the like.
10 車両、12 エンジン、14 クランクシャフト、15 クランクポジションセンサ、22 エアクリーナ、23 吸気管、23a エアフローメータ、23t 温度センサ、24 スロットルバルブ、24a スロットルポジションセンサ、25 ポート噴射弁、26 筒内噴射弁、28 吸気バルブ、29 燃焼室、30 点火プラグ、31 排気バルブ、32 ピストン、33 排気管、34 浄化装置、35 空燃比センサ、36 酸素センサ、40 水温センサ、44 カムポジションセンサ、50 燃料供給装置、52 フィードポンプ、54 低圧供給管、54a、58a 燃圧センサ、56 高圧ポンプ、58 高圧供給管、70 電子制御ユニット、82 車速センサ、DF デファレンシャルギヤ、DS 駆動軸、DW 駆動輪、TM 変速機。 10 vehicle, 12 engine, 14 crank shaft, 15 crank position sensor, 22 air cleaner, 23 intake pipe, 23a air flow meter, 23t temperature sensor, 24 throttle valve, 24a throttle position sensor, 25 port injection valve, 26 in-cylinder injection valve, 28 intake valve, 29 combustion chamber, 30 ignition plug, 31 exhaust valve, 32 piston, 33 exhaust pipe, 34 purification device, 35 air fuel ratio sensor, 36 oxygen sensor, 40 water temperature sensor, 44 cam position sensor, 50 fuel supply device, 52 feed pump, 54 low pressure supply pipe, 54a, 58a fuel pressure sensor, 56 high pressure pump, 58 high pressure supply pipe, 70 electronic control unit, 82 vehicle speed sensor, DF differential gear, DS drive shaft, DW drive wheel, TM transmission.
Claims (1)
燃料タンク内の燃料を前記低圧燃料噴射弁に接続された低圧供給管に供給する燃料ポンプと、前記低圧供給管内の燃料を加圧して前記高圧燃料噴射弁に接続された高圧供給管に供給し前記内燃機関のクランクシャフトが2回転する期間に気筒数と異なる回数の加圧動作を行なう高圧ポンプと、を有する燃料供給装置と、
を備える内燃機関装置に用いられ、前記内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
各気筒のピストンが排気上死点となるタイミングからのクランク角として設定される各気筒の噴射開始タイミングで前記低圧燃料噴射弁からの燃料噴射を開始し、前記噴射開始タイミングにおける前記低圧供給管内の燃圧と目標燃料噴射量とに基づく燃料噴射時間に亘って前記低圧燃料噴射弁からの燃料噴射が継続されるように前記低圧燃料噴射弁を制御し、
更に、
所定気筒の前記ピストンが前記排気上死点となるタイミングからの前記クランク角として設定される各気筒の前記噴射開始タイミングを用いて、前記噴射開始タイミングにおける前記燃圧を推定する
内燃機関の制御装置。 A multi-cylinder internal combustion engine with a low pressure fuel injection valve and a high pressure fuel injection valve,
The fuel in the fuel tank is supplied to the fuel pump connected to the low pressure fuel injection valve, and the fuel in the low pressure supply pipe is pressurized and supplied to the high pressure supply pipe connected to the high pressure fuel injection valve. A fuel supply device having a high-pressure pump that performs a pressurizing operation a number of times different from the number of cylinders during a period in which the crank shaft of the internal combustion engine makes two rotations.
A control device for an internal combustion engine that is used in an internal combustion engine device and controls the internal combustion engine.
Fuel injection from the low-pressure fuel injection valve is started at the injection start timing of each cylinder set as the crank angle from the timing when the piston of each cylinder becomes the exhaust top dead point, and in the low-pressure supply pipe at the injection start timing. The low-pressure fuel injection valve is controlled so that fuel injection from the low-pressure fuel injection valve is continued for a fuel injection time based on the fuel pressure and the target fuel injection amount.
In addition,
A control device for an internal combustion engine that estimates the fuel pressure at the injection start timing by using the injection start timing of each cylinder set as the crank angle from the timing when the piston of the predetermined cylinder becomes the exhaust top dead center.
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JP2020170414A JP2022062413A (en) | 2020-10-08 | 2020-10-08 | Control device of internal combustion engine |
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