JP3967712B2 - Fuel injection control device for in-cylinder internal combustion engine - Google Patents

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Description

この発明は、筒内噴射方式の内燃機関において、燃焼室内に噴射する燃料の量を制御する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for controlling the amount of fuel injected into a combustion chamber in an in-cylinder injection internal combustion engine.

燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射式の内燃機関(以下、エンジンと呼ぶ)が知られている。筒内噴射式のエンジンでは、通常、燃料を高圧ポンプで昇圧させ、該昇圧させた燃料を燃焼室内に噴射する。高圧ポンプは、典型的に、エンジンの回転に同期して駆動される。エンジンが始動した時はエンジン回転数が低いので、燃料を昇圧させることが困難な場合があり、燃料の供給不足を招くおそれがある。これは、エンジンの始動性を悪化させるおそれがある。   2. Description of the Related Art An in-cylinder injection type internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) that injects fuel directly into a combustion chamber is known. In an in-cylinder injection type engine, fuel is normally boosted with a high-pressure pump, and the boosted fuel is injected into a combustion chamber. The high pressure pump is typically driven in synchronism with engine rotation. Since the engine speed is low when the engine is started, it may be difficult to boost the fuel, which may lead to insufficient fuel supply. This may deteriorate the startability of the engine.

このような始動時の問題を改善する手法として、下記の特許文献1には、エンジンのクランキング中に始動用燃料を全気筒に予め供給し、その後に点火を開始する手法が記載されている。   As a technique for improving such a start-up problem, Patent Document 1 described below describes a technique in which start-up fuel is supplied in advance to all cylinders during engine cranking and ignition is then started. .

一方、噴射した燃料の一部が、燃焼室内に付着することが知られている。付着した燃料に基づいて、燃料噴射量を補正する手法が提案されている(たとえば、特許文献2を参照)。
特開平10−18951号公報 特開平7−127496号公報
On the other hand, it is known that part of the injected fuel adheres to the combustion chamber. A method of correcting the fuel injection amount based on the attached fuel has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-18951 Japanese Patent Laid-Open No. 7-127296

エンジンが始動した時に始動用燃料を全気筒に予め供給し、その後に点火を開始することにより、燃料供給不足が解消され、エンジンの始動性を改善することができる。しかしながら、点火を行うことなく供給された始動用燃料の一部は、燃焼室やピストンに付着するおそれがある。この付着した燃料を考慮することなく、以降の燃焼サイクルにおいて噴射すべき燃料の量を算出すると、所望の空燃比を実現することができないおそれがある。これは、エミッションを悪化させるだけでなく、始動性の悪化を招くおそれがある。   By supplying the starting fuel to all the cylinders in advance when the engine is started, and then starting ignition, the shortage of fuel supply can be solved and the engine startability can be improved. However, part of the starting fuel supplied without ignition may adhere to the combustion chamber or the piston. If the amount of fuel to be injected in the subsequent combustion cycle is calculated without considering this adhered fuel, there is a possibility that a desired air-fuel ratio cannot be realized. This not only deteriorates emissions but also may cause deterioration of startability.

したがって、点火を停止した状態で実施された燃料噴射に起因して付着する燃料を考慮し、以降の燃焼についての燃料噴射量を適切に算出することができる制御装置が必要とされている。   Accordingly, there is a need for a control device that can appropriately calculate the fuel injection amount for the subsequent combustion in consideration of the fuel adhering due to the fuel injection performed with ignition stopped.

この発明の一つの側面によると、筒内噴射式の内燃機関のための、燃焼室に噴射する燃料の量を制御する装置は、内燃機関の現在の運転状態に基づいて、該内燃機関に供給すべき燃料の量を要求燃料量として算出する。該制御装置は、点火を停止した状態で燃焼室内に燃料を噴射し、該燃料を該燃焼室内に溜めるようにする。点火停止時における燃料噴射によって燃焼室内に付着した燃料の量を、付着燃料量として算出する。要求燃料を該付着燃料量によって補正し、次回の燃焼において燃料噴射弁を介して噴射すべき燃料の量を算出する。   According to one aspect of the present invention, an apparatus for controlling the amount of fuel injected into a combustion chamber for a direct injection internal combustion engine is supplied to the internal combustion engine based on the current operating state of the internal combustion engine. The amount of fuel to be calculated is calculated as the required fuel amount. The control device injects fuel into the combustion chamber with ignition stopped, and accumulates the fuel in the combustion chamber. The amount of fuel adhering to the combustion chamber due to fuel injection when ignition is stopped is calculated as the amount of adhering fuel. The required fuel is corrected by the amount of adhered fuel, and the amount of fuel to be injected through the fuel injection valve in the next combustion is calculated.

この発明によれば、点火を停止した状態で実施された燃料噴射に起因して付着する燃料を考慮して、以降の燃焼サイクルについての燃料噴射量を算出するので、空燃比が所望の値に収束させることができる。   According to the present invention, the fuel injection amount for the subsequent combustion cycle is calculated in consideration of the fuel adhering to the fuel injection performed with the ignition stopped, so that the air-fuel ratio becomes a desired value. It can be converged.

この発明の一実施形態によると、内燃機関の始動時に、点火を停止した状態で燃料を噴射する場合には、さらに、該内燃機関の始動時に検出された燃料圧に応じて、該始動時における点火停止状態での燃料噴射に先立って燃焼室に付着している燃料量を、残存付着燃料量として算出する。上記の付着燃料量に、該残存付着燃料量を加算して、総付着燃料量を算出する。該総付着燃料量によって要求燃料量を補正することにより、次回の燃焼において燃料噴射弁を介して噴射すべき燃料の量を算出する。   According to one embodiment of the present invention, when fuel is injected in a state where ignition is stopped at the time of starting the internal combustion engine, further, according to the fuel pressure detected at the time of starting the internal combustion engine, The amount of fuel adhering to the combustion chamber prior to fuel injection in the ignition stop state is calculated as the remaining adhering fuel amount. The total amount of adhering fuel is calculated by adding the amount of adhering fuel to the amount of adhering fuel. The amount of fuel to be injected through the fuel injection valve in the next combustion is calculated by correcting the required fuel amount by the total adhered fuel amount.

前回の運転サイクルにおいてエンジンが暖機状態に至る前に停止され、その後、十分な時間放置(ソーク)せずにエンジン始動が行われると、該前回の運転サイクルのエンジン始動時に噴射された燃料の一部が、燃焼室内に残存していることがある。この発明によれば、このような残存している付着燃料を考慮して、以降の燃焼サイクルについての燃料噴射量を算出するので、空燃比が所望の値に対してリッチになるのを防ぐことができる。   If the engine is stopped before the engine reaches the warm-up state in the previous operation cycle and then the engine is started without being left for a sufficient time (soak), the fuel injected at the time of engine start in the previous operation cycle Some may remain in the combustion chamber. According to the present invention, the fuel injection amount for the subsequent combustion cycle is calculated in consideration of such remaining attached fuel, so that the air-fuel ratio is prevented from becoming rich with respect to a desired value. Can do.

次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図1は、この発明の一実施形態に従う、内燃機関およびその制御装置の構成図である。   Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an internal combustion engine and its control device according to one embodiment of the present invention.

電子制御ユニット(以下、「ECU」)という)1は、車両の各部から送られてくるデータを受け入れる入力インターフェース1a、車両の各部の制御を行うための演算を実行するCPU1b、読み取り専用メモリ(ROM)およびランダムアクセスメモリ(RAM)を有するメモリ1c、および車両の各部に制御信号を送る出力インターフェース1dを備える。メモリ1cのROMには、車両の各部の制御を行うためのプログラムおよび各種のデータが格納されている。この発明に従う燃料噴射制御を実現するためのプログラム、および該プログラムの実行の際に用いるデータおよびテーブルは、このROMに格納されている。ROMは、EPROMのような書き換え可能なROMでもよい。RAMには、CPU1bによる演算のための作業領域が設けられる。車両の各部から送られてくるデータおよび車両の各部に送り出す制御信号は、RAMに一時的に記憶される。   An electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 1 includes an input interface 1a that receives data sent from each part of the vehicle, a CPU 1b that executes calculations for controlling each part of the vehicle, and a read-only memory (ROM) ) And a random access memory (RAM) 1c and an output interface 1d for sending control signals to various parts of the vehicle. The ROM of the memory 1c stores a program for controlling each part of the vehicle and various data. A program for realizing the fuel injection control according to the present invention, and data and tables used when executing the program are stored in this ROM. The ROM may be a rewritable ROM such as an EPROM. The RAM is provided with a work area for calculation by the CPU 1b. Data sent from each part of the vehicle and control signals sent to each part of the vehicle are temporarily stored in the RAM.

内燃機関(以下、「エンジン」という)2は、筒内噴射式のガソリンエンジンである。エンジン2はたとえば4気筒を備えることができ、そのうちの1つの気筒のみが示されている。気筒のピストン3とシリンダヘッド4との間に燃焼室5が形成されている。ピストン3の上面の中央部には凹形状のキャビティ6が形成されている。   The internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 2 is a direct injection gasoline engine. The engine 2 can comprise, for example, four cylinders, only one of which is shown. A combustion chamber 5 is formed between the piston 3 of the cylinder and the cylinder head 4. A concave cavity 6 is formed at the center of the upper surface of the piston 3.

シリンダヘッド4には、燃焼室5に臨むように燃料噴射弁7および点火プラグ8が取り付けられている。燃料噴射弁7の開弁時間は、ECU1によって制御される。燃料は、燃料噴射弁7からピストン3のキャビティ6に向かって噴射されると共に、キャビティ6を含むピストン3の上面に衝突して燃料噴流を形成する。点火プラグ8は、ECU1からの制御信号に従って火花を飛ばし、燃焼室5内の混合気を燃焼させる。   A fuel injection valve 7 and a spark plug 8 are attached to the cylinder head 4 so as to face the combustion chamber 5. The valve opening time of the fuel injection valve 7 is controlled by the ECU 1. The fuel is injected from the fuel injection valve 7 toward the cavity 6 of the piston 3 and collides with the upper surface of the piston 3 including the cavity 6 to form a fuel jet. The spark plug 8 ignites a spark in accordance with a control signal from the ECU 1 and burns the air-fuel mixture in the combustion chamber 5.

エンジン2には、吸気弁12を介して吸気管13が連結されている。吸気管13の上流側にはスロットル弁14が設けられている。スロットル弁14の開度は、ECU1によって制御される。スロットル弁14に連結されたスロットル弁開度センサ(θTH)15は、スロットル弁14の開度を検出し、これをECU1に供給する。   An intake pipe 13 is connected to the engine 2 via an intake valve 12. A throttle valve 14 is provided on the upstream side of the intake pipe 13. The opening degree of the throttle valve 14 is controlled by the ECU 1. A throttle valve opening sensor (θTH) 15 connected to the throttle valve 14 detects the opening of the throttle valve 14 and supplies it to the ECU 1.

吸気管圧力(Pb)センサ16および吸気温(Ta)センサ17は、吸気管13のスロットル弁14の下流側に設けられており、吸気管圧力Pbおよび吸気温TAをそれぞれ検出し、それをECU1に送る。   An intake pipe pressure (Pb) sensor 16 and an intake air temperature (Ta) sensor 17 are provided on the downstream side of the throttle valve 14 of the intake pipe 13 and detect the intake pipe pressure Pb and the intake air temperature TA, respectively, and detect them as an ECU 1. Send to.

エンジン水温(TW)センサ18は、エンジン2のシリンダブロックの、冷却水が充満した気筒周壁(図示せず)に取り付けられ、エンジン冷却水の温度TWを検出し、それをECU1に送る。   The engine water temperature (TW) sensor 18 is attached to a cylinder peripheral wall (not shown) filled with cooling water in the cylinder block of the engine 2, detects the temperature TW of engine cooling water, and sends it to the ECU 1.

エンジン2には、クランク角(CRK)センサ19が設けられている。クランク角センサ19は、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるCRK信号およびTDC信号をECU1に出力する。CRK信号は、所定のクランク角(たとえば、30度)で出力されるパルス信号である。ECU1は、該CRK信号に応じ、エンジン2の回転数NEを算出する。TDC信号は、ピストンのTDC位置に関連したクランク角度で出力されるパルス信号である。   The engine 2 is provided with a crank angle (CRK) sensor 19. The crank angle sensor 19 outputs a CRK signal and a TDC signal, which are pulse signals, to the ECU 1 as the crankshaft rotates. The CRK signal is a pulse signal output at a predetermined crank angle (for example, 30 degrees). The ECU 1 calculates the rotational speed NE of the engine 2 according to the CRK signal. The TDC signal is a pulse signal output at a crank angle related to the TDC position of the piston.

エンジン2の下流側には、排気弁21を介して排気管22が連結されている。排気管22には、排ガスの空燃比を検出するリニア空燃比センサ(LAF)23が設けられている。リニア空燃比センサ23は、リーンからリッチにわたる広範囲の空燃比を検出する。検出された空燃比は、ECU1に送られる。リニア空燃比センサの下流には、理論空燃比の運転状態の時にHC、COおよびNOxについて最大の浄化作用を実現する三元触媒24が設けられている。   An exhaust pipe 22 is connected to the downstream side of the engine 2 via an exhaust valve 21. The exhaust pipe 22 is provided with a linear air-fuel ratio sensor (LAF) 23 that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas. The linear air-fuel ratio sensor 23 detects a wide range of air-fuel ratios ranging from lean to rich. The detected air-fuel ratio is sent to the ECU 1. Downstream of the linear air-fuel ratio sensor, a three-way catalyst 24 is provided that realizes the maximum purification action for HC, CO, and NOx when the stoichiometric air-fuel ratio is operating.

三元触媒24の下流には、Oセンサ25が設けられている。Oセンサ25は、2値型の排気ガス濃度センサである。Oセンサ25は、空燃比が理論空燃比よりもリッチであるとき高レベルの信号を出力し、空燃比が理論空燃比よりもリーンであるとき低レベルの信号を出力する。出力された電気信号は、ECU1に送られる。Oセンサ25の下流には、吸着型NOx触媒26が設けられている。吸着型NOx触媒26は、酸化雰囲気においてはNOxを吸着し、還元雰囲気中においてはNOxを還元する。 An O 2 sensor 25 is provided downstream of the three-way catalyst 24. The O 2 sensor 25 is a binary exhaust gas concentration sensor. The O 2 sensor 25 outputs a high-level signal when the air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and outputs a low-level signal when the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. The output electrical signal is sent to the ECU 1. An adsorption NOx catalyst 26 is provided downstream of the O 2 sensor 25. The adsorption NOx catalyst 26 adsorbs NOx in an oxidizing atmosphere and reduces NOx in a reducing atmosphere.

ECU1に向けて送られた信号は入力インターフェース1aに渡される。入力インターフェース1aは、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する。CPU1bは、変換されたデジタル信号を処理し、メモリ1cに格納されているプログラムに従って演算を実行し、車両の各部のアクチュエータに送る制御信号を作り出す。出力インターフェース1dは、これらの制御信号を、燃料噴射弁7、点火プラグ8、スロットル弁14、およびその他のアクチュエータに送る。   A signal sent to the ECU 1 is passed to the input interface 1a. The input interface 1a converts an analog signal value into a digital signal value. The CPU 1b processes the converted digital signal, performs an operation according to a program stored in the memory 1c, and generates a control signal to be sent to the actuator of each part of the vehicle. The output interface 1d sends these control signals to the fuel injection valve 7, the spark plug 8, the throttle valve 14, and other actuators.

図2は、本願発明の一実施形態に従う、燃料タンクから燃料噴射弁に至る高圧燃料系のブロック図である。燃料タンク31から燃料噴射弁7に至る通路は2つあり、一方は、燃料タンク31から、高圧ポンプ34を介して燃料を供給する第1の通路37であり、他方は、高圧ポンプ34をバイパスする通路39である。バイパス通路39には電磁弁38が設けられており、該電磁弁38の開閉はECU1により制御される。燃料圧(PF)センサ40が圧力室36に設けられており、噴射される燃料の圧力(燃料圧)を検出し、それをECU1に送る。   FIG. 2 is a block diagram of a high-pressure fuel system from the fuel tank to the fuel injection valve according to an embodiment of the present invention. There are two passages from the fuel tank 31 to the fuel injection valve 7, one is a first passage 37 for supplying fuel from the fuel tank 31 via a high-pressure pump 34, and the other bypasses the high-pressure pump 34. It is the passage 39 to do. An electromagnetic valve 38 is provided in the bypass passage 39, and the opening and closing of the electromagnetic valve 38 is controlled by the ECU 1. A fuel pressure (PF) sensor 40 is provided in the pressure chamber 36, detects the pressure of the injected fuel (fuel pressure), and sends it to the ECU 1.

燃料ポンプ32は、イグニションスイッチがオンされたことに応じて起動する。圧力レギュレータ33により所定の圧力(たとえば、0.35MPa)に調圧された燃料が、高圧ポンプ34および電磁弁38に供給される。高圧ポンプ34は、エンジン2のカム軸に接続されており、エンジン2の回転に同期して動作する。圧力レギュレータ35は、高圧ポンプ34から出力される燃料の圧力が所定の高圧値(たとえば、8MPa)に達するまでは、高圧ポンプ34の出力圧が圧力室36に供給されるよう動作する。高圧ポンプ34から出力される燃料の圧力が該所定の高圧値近傍にあるときは、燃料圧を該高圧値に維持するよう動作する。   The fuel pump 32 is activated in response to the ignition switch being turned on. The fuel adjusted to a predetermined pressure (for example, 0.35 MPa) by the pressure regulator 33 is supplied to the high-pressure pump 34 and the electromagnetic valve 38. The high-pressure pump 34 is connected to the cam shaft of the engine 2 and operates in synchronization with the rotation of the engine 2. The pressure regulator 35 operates so that the output pressure of the high pressure pump 34 is supplied to the pressure chamber 36 until the fuel pressure output from the high pressure pump 34 reaches a predetermined high pressure value (for example, 8 MPa). When the pressure of the fuel output from the high pressure pump 34 is in the vicinity of the predetermined high pressure value, the fuel pressure is operated to be maintained at the high pressure value.

電磁弁38が開いているとき、圧力レギュレータ33の出力圧が圧力室36に供給されるので、燃料圧PFは低圧となる。一方、電磁弁38が閉じているとき、高圧ポンプ34からの出力圧が圧力室36に供給されるので、燃料圧PFは高圧になる。こうして、燃料圧PFを、低圧と高圧とに制御することができる。   When the electromagnetic valve 38 is open, the output pressure of the pressure regulator 33 is supplied to the pressure chamber 36, so the fuel pressure PF is low. On the other hand, when the solenoid valve 38 is closed, the output pressure from the high-pressure pump 34 is supplied to the pressure chamber 36, so the fuel pressure PF becomes high. Thus, the fuel pressure PF can be controlled to a low pressure and a high pressure.

エンジン2が始動モードにない時は、電磁弁38を閉じて燃料圧PFを高圧側に制御する。エンジン2が始動モードにある時は、エンジン回転数が低いために高圧ポンプ34により燃料圧を上昇させることができない場合がある。したがって、エンジン2が始動モードにある時は、電磁弁38を開いて燃料圧PFを低圧側に制御する。   When the engine 2 is not in the start mode, the solenoid valve 38 is closed to control the fuel pressure PF to the high pressure side. When the engine 2 is in the start mode, the fuel pressure may not be increased by the high pressure pump 34 because the engine speed is low. Therefore, when the engine 2 is in the start mode, the solenoid valve 38 is opened to control the fuel pressure PF to the low pressure side.

図3は、本願発明の一実施形態に従う、エンジン2が始動モードにある時の燃料供給形態を概念的に示す図である。エンジン2のイグニションがオンされると、クランキングが開始される。クランキング中、状態(a)に示されるように、全気筒の燃焼室に、始動用燃料を供給する。この始動用燃料に対しては、点火は行われない。   FIG. 3 is a diagram conceptually showing a fuel supply mode when the engine 2 is in the start mode according to one embodiment of the present invention. When the ignition of the engine 2 is turned on, cranking is started. During cranking, as shown in the state (a), the starting fuel is supplied to the combustion chambers of all the cylinders. This starting fuel is not ignited.

全気筒の燃焼室への始動用燃料の供給を終えた後、吸気、圧縮、膨張および排気行程からなる通常の燃焼サイクルが開始される。該燃焼サイクルが開始された時、状態(b)に示されるように、始動用燃料は、典型的には、ピストン3のキャビティ6に溜まっている。この状態で、所望の空燃比を実現させるための燃料が燃焼室に噴射され、点火が実施される。   After supplying the starting fuel to the combustion chambers of all the cylinders, a normal combustion cycle including intake, compression, expansion, and exhaust stroke is started. When the combustion cycle is started, the starting fuel typically accumulates in the cavity 6 of the piston 3 as shown in state (b). In this state, fuel for realizing a desired air-fuel ratio is injected into the combustion chamber, and ignition is performed.

エンジンを始動させた時、エンジン回転数が低いので、燃料を昇圧させることができず、燃料の供給不足を招くおそれがある。特に、外気が極低温のとき、エンジンを良好に始動させるには、多量の燃料を必要とする。この発明によれば、始動用燃料が追加された状態で点火が開始されるので、エンジン始動時における燃料不足を回避することができ、よってエンジンの良好な始動性を実現することができる。   When the engine is started, the engine speed is low, so the pressure of the fuel cannot be increased and there is a risk of insufficient fuel supply. In particular, when the outside air is extremely cold, a large amount of fuel is required to start the engine well. According to the present invention, since ignition is started in a state where the starting fuel is added, it is possible to avoid fuel shortage at the time of starting the engine, and thus it is possible to realize a good startability of the engine.

図4を参照して、付着燃料による燃料噴射量の補正について説明する。今回の燃焼サイクルにおいて、燃料噴射弁7から燃焼室内にTout(n)の燃料が噴射されたと仮定する。ここで、nは燃焼サイクルを識別する識別子である。   With reference to FIG. 4, correction of the fuel injection amount by the attached fuel will be described. Assume that Tout (n) of fuel is injected from the fuel injection valve 7 into the combustion chamber in the current combustion cycle. Here, n is an identifier for identifying the combustion cycle.

この燃料噴射量Tout(n)のうち、(A×Tout(n))に相当する量が、直接燃焼に寄与する。残りの量(1−A)×Tout(n)は、すでに燃焼室内に付着している燃料Twp(n-1)中に、増分Fwinとして取り込まれる(式(1))。ここで、Aは直接率と呼ばれ、今回の燃焼サイクルにおいて噴射された燃料のうち、該今回の燃料サイクルにおける燃焼に直接使用される燃料の割合を示し、0<A<1で与えられる。   Of this fuel injection amount Tout (n), an amount corresponding to (A × Tout (n)) directly contributes to combustion. The remaining amount (1-A) × Tout (n) is taken as an incremental Fwin in the fuel Twp (n−1) already attached in the combustion chamber (formula (1)). Here, A is called a direct rate, and indicates a ratio of fuel directly used for combustion in the current fuel cycle out of the fuel injected in the current combustion cycle, and is given by 0 <A <1.

Fwin(n)=(1−A)×Tout(n) (1)
付着燃料量Twp(n-1)のうち、B×Twp(n-1)に相当する量が燃焼に寄与する(式(2))。ここで、Bは持ち去り率と呼ばれ、付着燃料量Twp(n-1)のうち、今回の燃焼サイクルにおける燃焼に使用される燃料の割合を示し、0<B<1で与えられる。
Fwin (n) = (1-A) × Tout (n) (1)
Of the adhered fuel amount Twp (n−1), an amount corresponding to B × Twp (n−1) contributes to combustion (formula (2)). Here, B is referred to as a carry-off rate, and indicates a ratio of fuel used for combustion in the current combustion cycle in the attached fuel amount Twp (n−1), and is given by 0 <B <1.

Fwout(n)=B×Twp(n-1) (2)
結果として、(A×Tout(n))と、Fwout(n)とを加えた値が、実際に、今回の燃焼サイクルで燃焼に使用される燃料の量である。
Fwout (n) = B × Twp (n-1) (2)
As a result, the value obtained by adding (A × Tout (n)) and Fwout (n) is actually the amount of fuel used for combustion in the current combustion cycle.

一方、所望のエンジン出力を得るため、今回の燃焼サイクルでエンジンに供給すべき燃料の量(要求燃料量と呼ぶ)Tcyl(n)が決定される。上記の燃料噴射量Tout(n)は、要求燃料量Tcyl(n)が、(A×Tout(n))+Fwout(n)に一致するように算出される(式(3)および(4))。   On the other hand, in order to obtain a desired engine output, an amount of fuel to be supplied to the engine in this combustion cycle (referred to as a required fuel amount) Tcyl (n) is determined. The fuel injection amount Tout (n) is calculated so that the required fuel amount Tcyl (n) matches (A × Tout (n)) + Fwout (n) (Equations (3) and (4)). .

Tcyl(n)=A・Tout(n)+Fwout(n) (3)
Tout(n)=(Tcyl(n)−Fwout(n))/A
=(Tcyl(n)−B×Twp(n-1))/A (4)
燃料噴射量Tout(n)が噴射されることに応じて、付着燃料は、式(5)に示すように更新される。
Tcyl (n) = A · Tout (n) + Fwout (n) (3)
Tout (n) = (Tcyl (n) −Fwout (n)) / A
= (Tcyl (n) -B * Twp (n-1)) / A (4)
In response to the injection of the fuel injection amount Tout (n), the attached fuel is updated as shown in Expression (5).

Twp(n)=(1−B)×Twp(n-1)+Fwin(n) (5)
この実施例では、直接率Aおよび持ち去り率Bは、エンジンの現在の運転状態(典型的には、エンジン回転数NEおよび吸気管圧力PB)に基づいて決定される。
Twp (n) = (1-B) × Twp (n-1) + Fwin (n) (5)
In this embodiment, the direct rate A and the carry-off rate B are determined based on the current operating state of the engine (typically, the engine speed NE and the intake pipe pressure PB).

図5は、本願発明の一実施形態に従う、燃料制御装置のブロック図である。各機能ブロックは、典型的には、メモリ1cに格納されるソフトウェアプログラムにより実現される。   FIG. 5 is a block diagram of a fuel control device according to an embodiment of the present invention. Each functional block is typically realized by a software program stored in the memory 1c.

要求燃料算出部51は、式(6)に従い、エンジンの現在の運転状態に基づいて、要求燃料量Tcyl(n)を算出する。   The required fuel calculation unit 51 calculates the required fuel amount Tcyl (n) based on the current operating state of the engine according to the equation (6).

Tcyl(n)=Ti(n)×Ktotal(n) (6)
Tiは基本燃料であり、検出されたエンジン回転数NEおよび吸気管圧力PBに基づいて決定される。Ktotalは、補正係数を示す。Ktotalは、たとえば、エンジン水温TWに応じて決定される補正係数Ktw、エンジン始動時の時に考慮されるKAST、エンジンの負荷状態に応じて決定される補正係数KWOT、吸気温度に応じて決定されるKTA、空燃比補正係数KO2等を乗算することにより算出される。
Tcyl (n) = Ti (n) × Ktotal (n) (6)
Ti is a basic fuel, and is determined based on the detected engine speed NE and the intake pipe pressure PB. Ktotal indicates a correction coefficient. Ktotal is determined according to, for example, a correction coefficient Ktw determined according to the engine coolant temperature TW, KAST considered when the engine is started, a correction coefficient KWOT determined according to the engine load state, and the intake air temperature. Calculated by multiplying by KTA, air-fuel ratio correction coefficient KO2, etc.

燃料噴射量算出部52は、付着燃料算出部55から、現在の付着燃料Twp(n-1)を受け取る。燃料噴射量算出部52は、上記の式(4)に従い、今回の燃焼サイクルにおいて噴射すべき燃料の量Tout(n)を算出する。こうして、要求燃料量Tcyl(n)を付着燃料量Twp(n-1)によって補正することにより、燃料噴射量Tout(n)が得られる。   The fuel injection amount calculation unit 52 receives the current attached fuel Twp (n−1) from the attached fuel calculation unit 55. The fuel injection amount calculation unit 52 calculates the amount Tout (n) of fuel to be injected in the current combustion cycle according to the above equation (4). In this way, the fuel injection amount Tout (n) is obtained by correcting the required fuel amount Tcyl (n) by the adhered fuel amount Twp (n-1).

モード選択部53は、イグニションスイッチがオンされたことに応答して、値ゼロが設定されたモード信号Modeを生成する。モード信号Modeは、噴射弁駆動部54に送られる。   In response to the ignition switch being turned on, the mode selection unit 53 generates a mode signal Mode in which a value of zero is set. The mode signal Mode is sent to the injection valve driving unit 54.

また、クランキング後の各燃焼サイクルにおいて、モード選択部53は、エンジンの現在の運転状態に基づいて、吸入行程噴射および圧縮行程噴射のうちのいずれかを選択する。吸入行程噴射では、燃焼室内に空気を吸入するため吸入行程の前半に、燃料が噴射される。吸入行程噴射は、混合気を、燃焼室内に均一に分散させながら、成層燃焼よりもリッチな状態で均一燃焼させる。吸入行程噴射は、エンジンの負荷が比較的大きい時(たとえば、加速時)に実施される。   Further, in each combustion cycle after cranking, the mode selection unit 53 selects one of the intake stroke injection and the compression stroke injection based on the current operating state of the engine. In the intake stroke injection, fuel is injected in the first half of the intake stroke in order to draw air into the combustion chamber. In the intake stroke injection, the air-fuel mixture is uniformly dispersed in the combustion chamber while being uniformly burned in a richer state than stratified combustion. The intake stroke injection is performed when the engine load is relatively large (for example, during acceleration).

圧縮行程噴射では、吸入した空気を圧縮するための圧縮行程の後半に、燃料が噴射される。圧縮行程噴射は、混合気を、点火プラグ付近に偏らせながら、極めてリーンな状態(たとえば、空燃比が24以上)で成層燃焼させる。圧縮行程噴射は、エンジンの負荷が比較的小さい時(たとえば、アイドル運転)に実施される。   In the compression stroke injection, fuel is injected in the latter half of the compression stroke for compressing the intake air. In the compression stroke injection, stratified combustion is performed in an extremely lean state (for example, the air-fuel ratio is 24 or more) while the air-fuel mixture is biased near the spark plug. The compression stroke injection is performed when the engine load is relatively small (for example, idling operation).

モード選択部53は、吸入行程噴射を選択したならば、値1を持つモード信号Modeを生成し、圧縮行程噴射を選択したならば、値2を持つモード信号Modeを生成する。モード信号は、噴射弁駆動部54に渡される。   The mode selection unit 53 generates a mode signal Mode having a value of 1 if the intake stroke injection is selected, and generates a mode signal Mode of 2 if the compression stroke injection is selected. The mode signal is passed to the injection valve driving unit 54.

噴射弁駆動部54は、受け取ったモード信号Modeの値がゼロならば、クランキング中に、所定の始動用燃料Tcyl_startが噴射されるよう燃料噴射弁7を駆動する。始動用燃料Tcyl_startは、エンジンの現在の運転状態(エンジン水温や吸気温など)に基づいて定めることができる。   If the value of the received mode signal Mode is zero, the injection valve drive unit 54 drives the fuel injection valve 7 so that a predetermined starting fuel Tcyl_start is injected during cranking. The starting fuel Tcyl_start can be determined based on the current operating state of the engine (engine water temperature, intake air temperature, etc.).

受け取ったモード信号Modeの値が1ならば、吸入行程噴射を実現するため、吸入行程が到来したことに応じて、燃料噴射量Toutが噴射されるよう燃料噴射弁7を駆動する。   If the value of the received mode signal Mode is 1, in order to realize the intake stroke injection, the fuel injection valve 7 is driven so that the fuel injection amount Tout is injected in response to the arrival of the intake stroke.

受け取ったモード信号Modeの値が2ならば、圧縮行程噴射を実現するため、圧縮行程が到来したことに応じて、燃料噴射量Toutが噴射されるよう燃料噴射弁7を駆動する。   If the value of the received mode signal Mode is 2, in order to realize the compression stroke injection, the fuel injection valve 7 is driven so that the fuel injection amount Tout is injected in response to the arrival of the compression stroke.

点火カット部56は、噴射された燃料に対して点火を行わないと判断した時、点火プラグ8への制御信号の送出を禁止する。この実施例では、点火カットは、エンジンのイグニションスイッチがオンされた時に実施される。点火カット部56は、値がゼロのモード信号Modeを受け取ったならば、点火カットを実施するため、点火プラグ8への制御信号の送出を禁止する。これにより、噴射された始動用燃料は、点火が実施されることなく燃焼室内に溜められる。   When the ignition cut unit 56 determines that the injected fuel is not ignited, the ignition cut unit 56 prohibits transmission of a control signal to the spark plug 8. In this embodiment, the ignition cut is performed when the ignition switch of the engine is turned on. When the ignition cut unit 56 receives the mode signal Mode having a value of zero, the ignition cut unit 56 prohibits the transmission of the control signal to the spark plug 8 in order to perform the ignition cut. Thereby, the injected starting fuel is stored in the combustion chamber without ignition.

付着燃料算出部55は、モード信号Modeを受け取る。受け取ったモード信号Modeの値がゼロならば、点火カット状態で始動用燃料が噴射されたことに起因して付着した燃料の量Twp_igoffを算出する。   The attached fuel calculation unit 55 receives the mode signal Mode. If the value of the received mode signal Mode is zero, the amount Twp_igoff of the fuel adhering to the start-up fuel being injected in the ignition cut state is calculated.

付着燃料算出部55は、さらに、値ゼロのモード信号Modeを受け取ったならば、イグニションスイッチがオンされた時に既に燃焼室に残存している付着燃料量Twp_remainを算出する。   Further, if the attached fuel calculation unit 55 receives the mode signal Mode having a value of zero, the attached fuel calculation unit 55 calculates the amount of attached fuel Twp_remain already remaining in the combustion chamber when the ignition switch is turned on.

前回の運転サイクルにおいてエンジンが暖機状態に至る前に停止され、その後、十分な時間放置(ソーク)されることなくエンジン始動が行われたとき、該前回の運転サイクルにおけるエンジン始動時に噴射された燃料の一部が、燃焼室内に残存していることがある。付着燃料算出部55は、このような残存している付着燃料Twp_remainを算出する。   When the engine was started before the engine was warmed up in the previous operation cycle, and then the engine was started without being allowed to stand (soak) for a sufficient period of time, it was injected when the engine was started in the previous operation cycle. Part of the fuel may remain in the combustion chamber. The attached fuel calculation unit 55 calculates such remaining attached fuel Twp_remain.

付着燃料算出部55は、始動用燃料の噴射に起因する付着燃料Twp_igoffと、残存付着燃料Twp_remainとを加算し、付着燃料の今回値Twp(n)を算出する。この付着燃料の今回値Twp(n)は、燃料噴射量算出部52が次回の燃焼のために燃料噴射量Tout(n+1)を算出するのに用いられる。   The adhering fuel calculation unit 55 adds the adhering fuel Twp_igoff resulting from the injection of the starting fuel and the remaining adhering fuel Twp_remain to calculate the present value Twp (n) of the adhering fuel. The current value Twp (n) of the adhered fuel is used by the fuel injection amount calculation unit 52 to calculate the fuel injection amount Tout (n + 1) for the next combustion.

付着燃料算出部55は、受け取ったモード信号Modeの値が1ならば、吸入行程噴射が完了したことに応じて、付着燃料を算出する演算を開始する。付着燃料算出部55は、吸入行程中に噴射された燃料Tout(n)に基づき、式(1)に従って付着燃料の増分Fwin(n)を算出する。   If the value of the received mode signal Mode is 1, the attached fuel calculation unit 55 starts calculation for calculating the attached fuel in response to the completion of the intake stroke injection. The adhering fuel calculation unit 55 calculates the increment Fwin (n) of the adhering fuel according to the equation (1) based on the fuel Tout (n) injected during the intake stroke.

付着燃料算出部55は、受け取ったモード信号Modeの値が2ならば、圧縮行程噴射が完了したことに応じて、付着燃料を算出する演算を開始する。付着燃料算出部55は、圧縮行程中に噴射された燃料Tout(n)に基づき、式(1)に従って付着燃料の増分Fwin(n)を算出する。   If the value of the received mode signal Mode is 2, the attached fuel calculation unit 55 starts calculation for calculating the attached fuel in response to the completion of the compression stroke injection. The attached fuel calculation unit 55 calculates an increment Fwin (n) of the attached fuel according to the equation (1) based on the fuel Tout (n) injected during the compression stroke.

付着燃料算出部55は、こうして算出された増分Fwin(n)を、現在の付着燃料の量“(1−B)×Twp(n-1)”に加算することにより、付着燃料の今回値Twp(n)を算出する(式(5)参照)。この付着燃料の今回値Twp(n)は、燃料噴射量算出部52が次回の燃焼のために燃料噴射量Tout(n+1)を算出するのに用いられる。   The adhered fuel calculation unit 55 adds the increment Fwin (n) calculated in this way to the current amount of adhered fuel “(1−B) × Twp (n−1)”, thereby obtaining the current value Twp of the adhered fuel. (n) is calculated (see equation (5)). The current value Twp (n) of the adhered fuel is used by the fuel injection amount calculation unit 52 to calculate the fuel injection amount Tout (n + 1) for the next combustion.

こうして、点火カット状態で燃料を噴射した時には、該燃料の噴射に起因して付着する燃料を考慮して、以降の燃焼のための燃料噴射量が算出される。したがって、点火カット時に付着した燃料に起因して所望の空燃比を実現することができないことを回避することができる。さらに、イグニションスイッチをオンした時に燃焼室に残存している付着燃料を考慮して、以降の燃焼のための燃料噴射量を算出するので、エンジン始動時に残存している付着燃料に起因して空燃比がリッチになることを回避することができる。   In this way, when the fuel is injected in the ignition cut state, the fuel injection amount for subsequent combustion is calculated in consideration of the fuel adhering to the fuel injection. Therefore, it is possible to avoid that the desired air-fuel ratio cannot be realized due to the fuel adhered at the time of ignition cut. Further, since the fuel injection amount for subsequent combustion is calculated in consideration of the adhered fuel remaining in the combustion chamber when the ignition switch is turned on, the fuel injection amount remaining at the start of the engine is empty. It can be avoided that the fuel ratio becomes rich.

この実施例では、点火カットをエンジンの始動時に実施する。代替的に、この発明は、エンジンの始動時以外に点火カットする場合にも適用可能である。この場合、付着燃料算出部55は、点火カット時の付着燃料量Twp_igoffのみを算出し、これを付着燃料Twpとして燃料噴射量算出部52に渡せばよい。上記の残存付着量Twp_remainの算出は必要とされない。   In this embodiment, the ignition cut is performed when the engine is started. Alternatively, the present invention can be applied to a case where the ignition is cut at a time other than when the engine is started. In this case, the attached fuel calculation unit 55 calculates only the attached fuel amount Twp_igoff at the time of ignition cut, and passes this to the fuel injection amount calculation unit 52 as the attached fuel Twp. The calculation of the residual adhesion amount Twp_remain is not required.

この実施例では、吸入行程噴射または圧縮行程噴射のいずれかを実施する。代替的に、他の噴射モードを設定してもよい。たとえば、エンジン負荷が「中」程度であると判断した時、1つの燃焼サイクル中に吸入行程噴射と圧縮行程噴射の両方を実施する分割噴射を設定してもよい。このような分割噴射を設定することにより、吸入行程噴射と圧縮行程噴射の間のエンジン出力の段差を緩和することができる。   In this embodiment, either the suction stroke injection or the compression stroke injection is performed. Alternatively, other injection modes may be set. For example, when it is determined that the engine load is about “medium”, split injection that performs both the intake stroke injection and the compression stroke injection during one combustion cycle may be set. By setting such split injection, the step difference in engine output between the intake stroke injection and the compression stroke injection can be reduced.

図6は、燃料噴射量を算出するプロセスのフローチャートを示す。このプロセスは、燃焼サイクルにつき1回実施される。この実施例では、所与の燃焼サイクル”n”が開始するに先立って該プロセスを実施する。   FIG. 6 shows a flowchart of a process for calculating the fuel injection amount. This process is performed once per combustion cycle. In this example, the process is performed prior to the start of a given combustion cycle “n”.

ステップS1において、上記の式(6)に従い、要求燃料量Tcyl(n)を算出する。ステップS2において、検出されたエンジン回転数NEおよび吸気管圧力Pbに基づいて所定のマップを参照し、直接率Aおよび持ち去り率Bを求める。ステップS3において、式(2)に従い、前回の燃焼サイクルで算出された付着燃料量Twp(n-1)のうち、今回の燃焼サイクルで燃焼に寄与する付着燃料Fwout(n)を算出する。   In step S1, the required fuel amount Tcyl (n) is calculated according to the above equation (6). In step S2, a direct map A and a carry-off rate B are obtained by referring to a predetermined map based on the detected engine speed NE and intake pipe pressure Pb. In step S3, the adhered fuel Fwout (n) that contributes to combustion in the current combustion cycle is calculated from the adhered fuel amount Twp (n-1) calculated in the previous combustion cycle according to the equation (2).

ステップS4において、今回の燃焼サイクルにおいて燃料カットを実施するかどうかを判断する。燃料カットは、エンジンへの燃料の供給を停止する動作である。今回の燃焼サイクルにおいて燃料カットを行うならば、ステップS5に進み、吸入および圧縮行程用の燃料噴射量Tout_int(n)およびTout_cmp(n)にゼロを設定し、燃料の供給を停止する。   In step S4, it is determined whether or not to perform fuel cut in the current combustion cycle. The fuel cut is an operation for stopping the supply of fuel to the engine. If the fuel cut is to be performed in the current combustion cycle, the process proceeds to step S5, where the fuel injection amounts Tout_int (n) and Tout_cmp (n) for intake and compression strokes are set to zero, and the fuel supply is stopped.

ステップS6において、上記の式(4)に従って、今回の燃焼サイクルにおける燃焼のための燃料噴射量Tout(n)を算出する。   In step S6, the fuel injection amount Tout (n) for combustion in the current combustion cycle is calculated according to the above equation (4).

ステップS7において、モード信号Modeの値を調べる。モード信号Modeの値がゼロならば、所定の始動用燃料Tcyl_startを、始動用の燃料噴射量Tout_startに設定する(S8)。   In step S7, the value of the mode signal Mode is checked. If the value of the mode signal Mode is zero, the predetermined starting fuel Tcyl_start is set to the starting fuel injection amount Tout_start (S8).

ステップS9において、モード信号Modeの値が1ならば、吸入行程噴射を実施することを示す。ステップS6で算出された燃料噴射量Toutを、吸入行程用の燃料噴射量Tout_intに設定し、圧縮行程用の燃料噴射量Tout_cmpには、ゼロを設定する(S10)。   In step S9, if the value of the mode signal Mode is 1, it indicates that the intake stroke injection is performed. The fuel injection amount Tout calculated in step S6 is set to the fuel injection amount Tout_int for the intake stroke, and zero is set to the fuel injection amount Tout_cmp for the compression stroke (S10).

ステップS11において、モード信号Modeの値が2ならば、圧縮行程噴射を実施することを示す。ステップS6で算出された燃料噴射量Toutを、圧縮行程用の燃料噴射量Tout_cmpに設定し、吸入行程用の燃料噴射量Tout_intには、ゼロを設定する(S12)。   In step S11, if the value of the mode signal Mode is 2, it indicates that the compression stroke injection is performed. The fuel injection amount Tout calculated in step S6 is set to the fuel injection amount Tout_cmp for the compression stroke, and zero is set to the fuel injection amount Tout_int for the suction stroke (S12).

図7は、付着燃料を算出するプロセスを示すフローチャートである。このプロセスは、図6のプロセスにおいて算出された燃料噴射量に従う燃料噴射が完了したことに応じて実施される。   FIG. 7 is a flowchart showing a process for calculating the adhered fuel. This process is performed in response to the completion of fuel injection according to the fuel injection amount calculated in the process of FIG.

ステップS21において、モード信号Modeの値を調べる。モード信号Modeの値がゼロならば、点火カットが行われた状態で始動用燃料が噴射されたことを示す。この場合には、ステップS22において、点火カット用の付着燃料算出ルーチン(図8)を実行する。   In step S21, the value of the mode signal Mode is checked. If the value of the mode signal Mode is zero, it indicates that the starting fuel has been injected with the ignition cut being performed. In this case, an attached fuel calculation routine for ignition cut (FIG. 8) is executed in step S22.

ステップS23において、モード信号Modeの値が1ならば、今回の燃焼サイクルにおいて吸入行程噴射が行われたことを示す。ステップS24に進み、吸入行程で噴射された燃料の量Tout_int(n)を、一時変数tnetftempに代入する。   In step S23, if the value of the mode signal Mode is 1, it indicates that the intake stroke injection has been performed in the current combustion cycle. Proceeding to step S24, the amount Tout_int (n) of fuel injected in the intake stroke is substituted into a temporary variable tnetftemp.

吸入行程噴射でなければ、ステップS25に進み、モード信号Modeの値が2かどうかを調べる。モード信号Modeの値が2ならば、今回の燃焼サイクルにおいて圧縮行程噴射が行われたことを示し、ステップS26に進む。ステップS26において、圧縮行程で噴射された燃料の量Tout_cmp(n)を、一時変数tnetftempに代入する。   If it is not the intake stroke injection, the process proceeds to step S25 to check whether the value of the mode signal Mode is 2. If the value of the mode signal Mode is 2, it indicates that the compression stroke injection has been performed in the current combustion cycle, and the process proceeds to step S26. In step S26, the amount Tout_cmp (n) of fuel injected in the compression stroke is substituted into the temporary variable tnetftemp.

ステップS27では、上記の式(1)に従い、今回の燃焼サイクルの噴射によって付着した燃料、すなわち増分Fwin(n)を算出する。直接率Aは、図6のステップS2で求められている。   In step S27, the fuel attached by the injection of the current combustion cycle, that is, the increment Fwin (n) is calculated according to the above equation (1). The direct rate A is obtained in step S2 in FIG.

ステップS28に進み、式(5)に従って、付着燃料量を更新し、付着燃料の今回値Twp(n)を算出する。この今回値Twp(n)は、次回の燃焼サイクルのために図6のプロセスが実行された時に、ステップS3の演算を実行するのに用いられる。   Proceeding to step S28, the attached fuel amount is updated according to the equation (5), and the current value Twp (n) of the attached fuel is calculated. This current value Twp (n) is used to execute the calculation of step S3 when the process of FIG. 6 is executed for the next combustion cycle.

図8は、図7のステップS22で実施される、点火カットが行われた場合の付着燃料を算出するプロセスのフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart of a process for calculating the attached fuel when the ignition cut is performed, which is performed in step S22 of FIG.

ステップS41において、イグニションスイッチをオンした時に燃料圧センサ40(図2)により検出された初期燃料圧PF_INIが、所定値より大きいかどうかを判断する。   In step S41, it is determined whether the initial fuel pressure PF_INI detected by the fuel pressure sensor 40 (FIG. 2) when the ignition switch is turned on is greater than a predetermined value.

図2に示される高圧燃料系はシールされている。したがって、エンジンが停止した後、燃料圧の低下レートは緩やかである。燃料圧を調べることにより、エンジンが停止してからの経過時間を推定することができる。ステップS41において、初期燃料圧PF_INIが所定値より大きければ、エンジンが暖機状態に至る前に停止してからエンジンの再始動までの時間が短いことを示す。このような状態においては、燃焼室内に、付着燃料が残存している可能性がある。   The high pressure fuel system shown in FIG. 2 is sealed. Therefore, after the engine stops, the rate of decrease in fuel pressure is moderate. By checking the fuel pressure, it is possible to estimate the elapsed time since the engine stopped. In step S41, if the initial fuel pressure PF_INI is greater than a predetermined value, it indicates that the time from when the engine is stopped before the engine is warmed up to when the engine is restarted is short. In such a state, the attached fuel may remain in the combustion chamber.

ステップS42において、イグニションスイッチをオンした時に燃料圧センサ40(図2)およびエンジン水温センサ18(図1)により検出された初期燃料圧PF_INIおよび初期エンジン水温TW_INIに基づいて、残存付着燃料Twp_remainを求める。   In step S42, the remaining attached fuel Twp_remain is obtained based on the initial fuel pressure PF_INI and the initial engine water temperature TW_INI detected by the fuel pressure sensor 40 (FIG. 2) and the engine water temperature sensor 18 (FIG. 1) when the ignition switch is turned on. .

残存付着燃料Twp_remainの量は、エンジン水温に依存する。エンジン水温が低いほど、噴射する燃料の量に対し、付着する燃料の割合が高い。一方、前述したように、燃料圧は、エンジンを停止してからの経過時間を示す。経過時間が長いほど、付着した燃料の蒸発が進み、よって付着燃料の量は減る。したがって、エンジン始動時の初期燃料圧PF_INIおよび初期エンジン水温TW_INIに基づいて、残存付着燃料Twp_remainの量を推定することができる。   The amount of the remaining adhered fuel Twp_remain depends on the engine water temperature. The lower the engine water temperature, the higher the ratio of fuel adhering to the amount of fuel injected. On the other hand, as described above, the fuel pressure indicates an elapsed time since the engine was stopped. The longer the elapsed time, the more the attached fuel evaporates, and thus the amount of attached fuel decreases. Therefore, the amount of the remaining adhered fuel Twp_remain can be estimated based on the initial fuel pressure PF_INI at the time of starting the engine and the initial engine water temperature TW_INI.

燃料圧およびエンジン水温に対応する残存付着燃料の量を予め推定し、マップとしてメモリ1c(図1)に記憶してもよい。初期燃料圧PF_INIおよび初期エンジン水温TW_INIに基づいて該マップを参照することにより、残存付着燃料Twp_remainを求めることができる。   The amount of remaining adhered fuel corresponding to the fuel pressure and the engine water temperature may be estimated in advance and stored in the memory 1c (FIG. 1) as a map. By referring to the map based on the initial fuel pressure PF_INI and the initial engine water temperature TW_INI, the remaining adhered fuel Twp_remain can be obtained.

ステップS41において、初期燃料圧PF_INIが所定値以下ならば、エンジンが十分放置された状態にあり、付着燃料は蒸発してしまっていると判断することができる。したがって、ステップS43では、残存付着燃料Twp_remainにゼロを設定する。   In step S41, if the initial fuel pressure PF_INI is equal to or less than a predetermined value, it can be determined that the engine is sufficiently left and the attached fuel has evaporated. Therefore, in step S43, zero is set to the remaining adhered fuel Twp_remain.

ステップS44において、エンジン水温センサにより今回検出されたエンジン水温TWに基づいて、始動用燃料の噴射に起因して付着した燃料の量Twp_igoffを求める。   In step S44, based on the engine water temperature TW detected this time by the engine water temperature sensor, the amount Twp_igoff of the fuel adhering due to the injection of the starting fuel is obtained.

どのくらいの量の燃料が付着するかは、どのくらいの量の燃料が気化するかに基づいて推定することができる。燃料が気化する度合いは、エンジン水温に依存する。したがって、エンジン水温に基づいて、始動用燃料の噴射に起因して付着した燃料の量Twp_igoffを推定することができる。   How much fuel is deposited can be estimated based on how much fuel is vaporized. The degree of fuel vaporization depends on the engine water temperature. Therefore, the amount Twp_igoff of the fuel adhering due to the injection of the starting fuel can be estimated based on the engine water temperature.

エンジン水温に対応する、始動用燃料の噴射により付着する燃料の量を予め推定し、マップとしてメモリ1cに記憶しておいてもよい。エンジン水温TWに基づいて該マップを参照することにより、該付着燃料Twp_igoffを求めることができる。   The amount of fuel attached by injection of the starting fuel corresponding to the engine water temperature may be estimated in advance and stored in the memory 1c as a map. The attached fuel Twp_igoff can be obtained by referring to the map based on the engine coolant temperature TW.

ステップS45において、ステップS42またはS43で算出された残存付着燃料の量Twp_remainと、始動用燃料の噴射に起因して付着した燃料の量Twp_igoffとを加算し、付着燃料の今回値Twp(n)を算出する。この今回値Twp(n)は、次回の燃焼サイクルのために図6のプロセスが実行された時に、ステップS3の演算を実行するのに用いられる。   In step S45, the amount Twp_main of the remaining attached fuel calculated in step S42 or S43 and the amount Twp_igoff of the fuel attached due to the injection of the starting fuel are added, and the current value Twp (n) of the attached fuel is added. calculate. This current value Twp (n) is used to execute the calculation of step S3 when the process of FIG. 6 is executed for the next combustion cycle.

このように、本発明によれば、点火カットの状態で噴射された燃料に起因して付着した燃料の量に基づいて、以降の燃焼サイクルのための燃料噴射量を算出するので、空燃比が所望の値よりリッチになるのを防ぐことができる。また、エンジンの始動時に燃焼室に残存している付着燃料を考慮して、以降の燃焼サイクルのための燃料噴射量を算出するので、エンジンの始動性を良好に維持しつつ、所望の空燃比を実現することができる。   As described above, according to the present invention, the fuel injection amount for the subsequent combustion cycle is calculated based on the amount of fuel adhering to the fuel injected in the ignition cut state. It can prevent becoming richer than a desired value. In addition, since the fuel injection amount for the subsequent combustion cycle is calculated in consideration of the adhered fuel remaining in the combustion chamber when the engine is started, the desired air-fuel ratio is maintained while maintaining good engine startability. Can be realized.

本発明は、他の内燃機関(たとえば、船外機)などにも適用が可能である。   The present invention can also be applied to other internal combustion engines (for example, outboard motors).

この発明の一実施例に従う、内燃機関および制御装置を概略的に示す図。1 schematically shows an internal combustion engine and a control device according to one embodiment of the present invention. FIG. この発明の一実施例に従う、燃料タンクから燃料噴射弁に至る機構を示す図。The figure which shows the mechanism from a fuel tank to a fuel injection valve according to one Example of this invention. この発明の一実施例に従う、始動モード時の燃料供給形態を示す図。The figure which shows the fuel supply form at the time of the start mode according to one Example of this invention. この発明の一実施例に従う、付着燃料量による補正の概念を示す図。The figure which shows the concept of the correction | amendment by the amount of adhesion fuel according to one Example of this invention. この発明の一実施例に従う、燃料噴射制御装置の機能ブロック図。The functional block diagram of the fuel-injection control apparatus according to one Example of this invention. この発明の一実施例に従う、燃料噴射量を算出するプロセスのフローチャート。The flowchart of the process which calculates the fuel injection quantity according to one Example of this invention. この発明の一実施例に従う、付着燃料を算出するプロセスのフローチャート。5 is a flowchart of a process for calculating attached fuel according to an embodiment of the present invention. この発明の一実施例に従う、点火カット時の付着燃料を算出するプロセスのフローチャート。The flowchart of the process which calculates the adhesion fuel at the time of ignition cut according to one Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ECU
2 エンジン
3 ピストン
5 燃焼室
7 燃料噴射弁
40 燃料圧センサ
1 ECU
2 Engine 3 Piston 5 Combustion chamber 7 Fuel injection valve 40 Fuel pressure sensor

Claims (1)

筒内噴射式の内燃機関のための、燃焼室に噴射する燃料の量を制御する装置であって、
内燃機関の運転状態に基づいて、該内燃機関に供給すべき燃料の量を要求燃料量として算出する算出手段と、
前記内燃機関の始動時において、点火を停止した状態で前記燃焼室内に燃料を噴射し、該燃料を該燃焼室内に溜めるようにする点火停止時噴射手段と、
前記内燃機関の始動時に検出された燃料圧に応じて、前記点火停止時噴射手段による燃料噴射に先立って前記燃焼室に付着している付着燃料量を、残存付着燃料量として算出する手段と、
前記点火停止時噴射手段による燃料噴射により前記燃焼室内に付着した燃料の量を、付着燃料量として算出する付着燃料算出手段と、
前記付着燃料算出手段によって算出された付着燃料量に、前記残存付着燃料量を加算して、総付着燃料量を算出する手段と、
前記要求燃料量を前記総付着燃料量によって補正して、次回の燃焼において燃料噴射弁を介して噴射すべき燃料の量を算出する燃料噴射量算出手段と、
を備える、内燃機関の燃料噴射制御装置。
An apparatus for controlling the amount of fuel injected into a combustion chamber for an in-cylinder internal combustion engine,
Calculation means for calculating the amount of fuel to be supplied to the internal combustion engine as a required fuel amount based on the operating state of the internal combustion engine;
An ignition stop injection means for injecting fuel into the combustion chamber in a state where ignition is stopped at the time of starting the internal combustion engine and storing the fuel in the combustion chamber;
Means for calculating an amount of attached fuel adhering to the combustion chamber prior to fuel injection by the ignition stop time injection means as a residual attached fuel amount in accordance with a fuel pressure detected at the time of starting the internal combustion engine;
Adhered fuel calculating means for calculating the amount of fuel adhering to the combustion chamber as a result of fuel injection by the ignition stop time injection means,
Means for adding the remaining attached fuel amount to the attached fuel amount calculated by the attached fuel calculating means to calculate a total attached fuel amount;
A fuel injection amount calculating means for correcting the required fuel amount by the total adhered fuel amount and calculating an amount of fuel to be injected through a fuel injection valve in the next combustion;
A fuel injection control device for an internal combustion engine, comprising:
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