JP4868168B2 - Combustion control device for in-cylinder internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、筒内噴射型内燃機関に関し、特に始動時における吹き上がりを抑制する技術に関する。 The present invention relates to an in-cylinder injection internal combustion engine, and more particularly, to a technique for suppressing blow-up during start-up.
筒内噴射型内燃機関(以下、エンジンという)において、吸気行程に燃料噴射する吸気行程噴射と圧縮行程に燃料噴射する圧縮行程噴射とを切り換え可能な燃焼制御装置が知られている。
吸気行程噴射では、燃料噴射終了から点火までの間に燃料が十分に拡散されて筒内で空燃比が均一化するので、筒内への燃料噴射量を多くすることができ、エンジントルクを大きく確保することができる。一方、圧縮行程噴射では、点火時に筒内での燃料の拡散が比較的少なく成層燃焼が可能となるので、筒内全体の空燃比を抑えて燃費の低減を図ることができる。したがって、一般的には、高回転あるいは高負荷時には吸気行程噴射が、低負荷低回転時には圧縮行程噴射が選択される。
2. Description of the Related Art In a cylinder injection type internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine), there is known a combustion control device capable of switching between intake stroke injection for injecting fuel in an intake stroke and compression stroke injection for injecting fuel in a compression stroke.
In the intake stroke injection, the fuel is sufficiently diffused from the end of fuel injection to ignition to make the air-fuel ratio uniform in the cylinder, so that the amount of fuel injection into the cylinder can be increased and the engine torque can be increased. Can be secured. On the other hand, in the compression stroke injection, the diffusion of fuel in the cylinder is relatively small at the time of ignition, and stratified combustion is possible. Therefore, the air-fuel ratio in the entire cylinder can be suppressed and the fuel consumption can be reduced. Therefore, in general, intake stroke injection is selected at high rotation or high load, and compression stroke injection is selected at low load and low rotation.
ところで、エンジン始動時には、エンジンの吸気系の容量によるマニホールド圧の低下遅れにより、体積効率が増加して、機関回転速度が一時的に過大に上昇する吹き上がりが発生する。このような始動時における吹き上がりが大きいと、ドライバに違和感を与えたりHC(未燃燃料)の排出が増加したりするといった問題点がある。
そこで、始動時に機関回転速度の過大な上昇に応じて点火時期をリタードさせることで、吹き上がりを抑制する技術が開発されている(特許文献1)。
In view of this, a technique has been developed that suppresses the blow-up by retarding the ignition timing in response to an excessive increase in the engine speed at the start (Patent Document 1).
しかしながら、始動時に吸気行程噴射を行うエンジンでは、吹き上がりを抑制するために点火時期をリタードしても燃焼安定性がある程度は確保されるものの、上記のように圧縮行程噴射が可能な内燃機関において始動時に圧縮行程噴射を行う場合には、点火時期をリタードすると燃焼が不安定化する虞がある。これは、圧縮行程噴射では、成層燃焼にするために燃料噴射時期と点火時期とのタイミングを正確に制御する必要があり、点火時期をリタードすると点火プラグの電極付近に十分な濃度の混合気が存在せずに失火する虞があるためである。 However, in an engine that performs intake stroke injection at the time of start-up, although combustion stability is secured to some extent even if the ignition timing is retarded in order to suppress blow-up, in an internal combustion engine that can perform compression stroke injection as described above When performing the compression stroke injection at the start, if the ignition timing is retarded, the combustion may become unstable. This is because in the compression stroke injection, it is necessary to accurately control the timing of the fuel injection timing and the ignition timing in order to achieve stratified combustion, and when the ignition timing is retarded, a mixture with a sufficient concentration is formed near the electrode of the spark plug. This is because there is a risk of misfire without being present.
また、始動時には、燃料ポンプの回転速度が十分に上昇しておらず燃料噴射圧が十分に確保されない虞があり、これも燃焼の不安定化の要因になっている。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、始動時に圧縮行程噴射を行う筒内噴射型内燃機関において、燃焼安定性を確保した上で始動時における吹き上がりを十分に抑制可能にする燃焼制御装置を提供することにある。
Further, at the time of start-up, there is a possibility that the rotational speed of the fuel pump is not sufficiently increased and the fuel injection pressure is not sufficiently ensured, which is also a factor of unstable combustion.
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a cylinder injection type internal combustion engine that performs compression stroke injection at the time of start-up, while ensuring combustion stability and at the time of start-up. An object of the present invention is to provide a combustion control device that can sufficiently suppress blow-up.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、圧縮行程で燃料噴射して始動する圧縮噴射始動が可能な筒内噴射型内燃機関の燃焼制御装置において、機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、始動時に吹き上がる機関回転速度が所定回転速度に収束するように、回転速度検出手段により検出された機関回転速度と所定回転速度との差に応じて点火時期をリタードさせる吹き上がり抑制手段と、圧縮噴射始動時に、点火時期が筒内への燃料噴射時期及び筒内への燃料噴射圧に基づいて設定されたリタード限界を超えてリタードしないように、吹き上がり抑制手段によるリタード量を制限するリタード制限手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a combustion control device for a cylinder injection type internal combustion engine capable of starting a compression injection that starts by injecting fuel in a compression stroke. Blow-up that retards the ignition timing according to the difference between the engine speed detected by the rotation speed detection means and the predetermined rotation speed so that the engine rotation speed that blows up at the start time converges to the predetermined rotation speed. The retard amount by the blow-up restraining means and the retarding means so that the ignition timing does not exceed the retard limit set based on the fuel injection timing into the cylinder and the fuel injection pressure into the cylinder at the start of the compression injection. And a retard limiting means for limiting the above.
また、請求項2の発明では、請求項1において、吹き上がり抑制手段は、更に筒内への燃料噴射量を低減させて、始動時に吹き上がる機関回転速度を所定回転速度に収束させることを特徴とする。
Further, in the invention of
また、請求項3の発明では、請求項2において、吹き上がり抑制手段は、筒内への燃料噴射圧に基づいて筒内への燃料噴射量の低減量を変更することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the blow-up suppressing means changes a reduction amount of the fuel injection amount into the cylinder based on the fuel injection pressure into the cylinder.
本発明の請求項1の筒内噴射型内燃機関の燃焼制御装置によれば、圧縮噴射始動時には、吹き上がりを抑制するためのリタード量がリタード限界を超えないように制限されるので、過大なリタードが防止され、圧縮噴射始動時における燃焼安定性を確保することができる。特に、このリタード限界は筒内への燃料噴射時期に基づいて設定されるので、燃焼安定性を確保した上でリタード量を大きくして吹き上がりを十分に抑制することができる。
According to the combustion control apparatus for a direct injection internal combustion engine according to
更に、リタード限界を燃料噴射圧にも基づいて設定するので、燃料噴射圧の変動による燃焼性の変化を考慮したリタード限界の設定が可能となる。したがって、始動時に例えば燃料ポンプの加圧能力が未だ十分に発揮されない時点でも、燃料噴射圧に見合ったリタード限界が設定されて燃焼安定性を確保することができる。 Furthermore, since the retard limit is set based also on the fuel injection pressure, the retard limit can be set in consideration of changes in combustibility due to fluctuations in the fuel injection pressure. Therefore, at the time of starting, for example, even when the pressurizing capacity of the fuel pump is not yet fully exhibited, the retard limit corresponding to the fuel injection pressure is set and the combustion stability can be ensured.
本発明の請求項2の筒内噴射型内燃機関の燃焼制御装置によれば、始動時の吹き上がりをリタードだけではなく燃料噴射量を低減させることにより収束させるので、リタードだけでは吹き上がりが抑制できない場合でも吹き上がりをより十分に抑制することができる。
本発明の請求項3の筒内噴射型内燃機関の燃焼制御装置によれば、燃料噴射量の低減量を燃料噴射圧に基づいて変更するので、燃料噴射圧の変動による燃焼性の変化を考慮した燃料噴射量の設定が可能となり、燃焼安定性を十分に確保することができる。
According to the combustion control apparatus for a cylinder injection type internal combustion engine according to
According to the combustion control apparatus for a cylinder injection internal combustion engine according to claim 3 of the present invention, the reduction amount of the fuel injection amount is changed based on the fuel injection pressure, so that the change in combustibility due to the fluctuation of the fuel injection pressure is taken into consideration. The fuel injection amount thus set can be set, and the combustion stability can be sufficiently ensured.
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図1は、本発明に係るエンジン(筒内噴射型内燃機関)1の概略構成図である。
図1に示すように、エンジン1のシリンダヘッド2には、気筒毎に点火プラグ4とともに電磁式の燃料噴射弁6が取り付けられており、これにより、燃焼室8内に燃料を直接噴射可能とされている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine (cylinder injection type internal combustion engine) 1 according to the present invention.
As shown in FIG. 1, an electromagnetic
燃料噴射弁6には、燃料パイプを介して燃料タンクを備えた燃料供給装置(図示せず)が接続されている。詳しくは、燃料供給装置は、燃料ポンプを備えており、この燃料ポンプにより、燃料タンク内の燃料を加圧して燃料噴射弁6に供給する。
シリンダヘッド2には、各気筒毎に略直立方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連通するようにして吸気マニホールド10の一端がそれぞれ接続されている。そして、吸気マニホールド10の他端にはスロットル弁11が接続されており、該スロットル弁11にはスロットル開度を検出するスロットルセンサ11aが設けられている。
A fuel supply device (not shown) having a fuel tank is connected to the
An intake port is formed in the
また、シリンダヘッド2には、気筒毎に略水平方向に排気ポートが形成されており、各排気ポートと連通するようにして排気マニホールド12の一端がそれぞれ接続されている。排気マニホールド12の他端には、排気管20が接続されており、この排気管20には排気浄化触媒30を介してマフラー(図示せず)が接続されている。
排気浄化触媒30は、排ガス中のNOxをHC存在下で選択的に浄化する選択還元型NOx触媒(以下、NOx触媒という)30aと三元触媒30bとの2つの触媒を備えて構成されており、三元触媒30bがNOx触媒30aよりも下流側に配設されている。
The
The
エンジン1には、クランク角を検出するとともに、このクランク角の推移からエンジン回転速度Neを検出するクランク角センサ(回転速度検出手段)13、エンジン冷却水の水温を検出する水温センサ14及び燃料噴射弁6へ供給される燃料の圧力(燃圧)PFLを検出する燃圧センサ16が設けられている。
ECU(電子コントロールユニット)40は、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタ等を含んで構成されている。タイマカウンタは、特にエンジン始動後の運転時間を計測する機能を有している。
The
The ECU (Electronic Control Unit) 40 includes an input / output device, a storage device (ROM, RAM, nonvolatile RAM, etc.), a central processing unit (CPU), a timer counter, and the like. The timer counter particularly has a function of measuring an operation time after the engine is started.
ECU40の入力側には、上述したスロットルセンサ11a、クランク角センサ13、水温センサ14及び燃圧センサ16の他に、図示しない空燃比センサ等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。
一方、ECU40の出力側には、燃料噴射弁6や点火コイル9を介して点火プラグ4等の各種出力デバイスが接続されている。ECU40は、各種センサ類からの検出情報に基づき、理論空燃比やリーン空燃比といった目標空燃比を実現するための燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等を例えばマップから読み出すことで演算して、各種出力デバイスを制御する。
In addition to the throttle sensor 11a, the
On the other hand, various output devices such as a
また、ECU40は、燃料噴射時期を制御することで、燃料噴射モードとして、吸気行程で燃料噴射を行う吸気行程噴射モードと圧縮行程で燃料噴射を行う圧縮行程噴射モードとを選択的に実施可能となっている。
吸気行程噴射モードでは、燃料噴射終了から点火までの時間が比較的長く、均一予混合燃焼が可能となるので、筒内全体での空燃比を高くしてエンジントルクを大きく確保することができる。一方、圧縮行程噴射モードでは、燃料噴射終了から点火までの時間が比較的短く、成層燃焼が可能となるので、筒内全体での空燃比を抑制して燃費を低減することができる。ECU40は、低回転低負荷時には圧縮行程噴射モードを、高回転または高負荷時には吸気行程噴射モードを選択する。また、ECU40は、始動時に機関温度として水温センサ14から冷却水温を入力して、冷態状態であるか否かを判別し、冷態状態、即ち冷態始動時には、排気浄化触媒30の浄化効率が低下していることからHCが過剰に供給されないように圧縮行程噴射モードを選択して、圧縮噴射始動を実行させる。
Further, by controlling the fuel injection timing, the
In the intake stroke injection mode, the time from the end of fuel injection to ignition is relatively long, and uniform premixed combustion is possible. Therefore, the air-fuel ratio in the entire cylinder can be increased to ensure a large engine torque. On the other hand, in the compression stroke injection mode, since the time from the end of fuel injection to ignition is relatively short and stratified combustion is possible, the air-fuel ratio in the entire cylinder can be suppressed and fuel consumption can be reduced. The ECU 40 selects the compression stroke injection mode at the time of low rotation and low load, and the intake stroke injection mode at the time of high rotation or high load. Further, the
本実施形態では、更にECU40は、始動時に、上記各種センサからの検出情報に基づいて演算された点火時期(基本点火時期)をリタードするとともに空燃比(基本A/F)をリーン化するよう燃料噴射量を制御して、回転速度Neの吹き上がりを抑制する(吹き上がり抑制手段)。
図2は、本発明の実施形態に係るECU40における点火時期及び空燃比の制御要領を示すフローチャートである。
In the present embodiment, the
FIG. 2 is a flowchart showing the control procedure of the ignition timing and the air-fuel ratio in the
本フローチャートは、エンジン運転時に繰り返し実行される。
先ずステップS10では、タイマカウンタにより計測した始動後の運転時間が所定時間(始動後所定時間)内であるか否かを判別する。この始動後所定時間は、エンジン始動後にエンジン回転速度Neの吹き上がりが確実に所定回転速度Ne1(例えばアイドリング設定速度)に収束する時間に設定すればよい。始動後所定時間内である場合は、ステップS20に進む。
This flowchart is repeatedly executed during engine operation.
First, in step S10, it is determined whether or not the operation time after startup measured by the timer counter is within a predetermined time (predetermined time after startup). The predetermined time after the start may be set to a time at which the rising of the engine rotational speed Ne surely converges to the predetermined rotational speed Ne1 (for example, the idling set speed) after the engine is started. If it is within the predetermined time after startup, the process proceeds to step S20.
ステップS20では、クランク角センサ13から入力したエンジン回転速度Neが所定回転速度Ne1より大きいか否かを判別する。エンジン回転速度Neが所定回転速度Ne1より大きい場合はステップS30に進む。
ステップS30では、吹き上がり回転速度ΔNeを求める。具体的には、ΔNe=Ne−Ne1を演算する。そして、ステップS40に進む。
In step S20, it is determined whether or not the engine rotational speed Ne input from the
In step S30, the blow-up rotational speed ΔNe is obtained. Specifically, ΔNe = Ne−Ne1 is calculated. Then, the process proceeds to step S40.
ステップS40では、圧縮噴射始動であるか否か、即ち、現在のエンジン始動時において圧縮行程噴射モードに設定されているか否かを判別する。圧縮噴射始動である場合には、ステップS50に進む。
ステップS50では、制御点火時期TESITが後述するリタード下限点火時期TRDKAGENITであるか否かを判別する。具体的には、現在設定されている点火時期が、燃焼が成立する範囲内で最大にリタードした点火時期(リタード限界)に達しているか否かを判別する。制御点火時期TESITがリタード下限点火時期TRDKAGENITでない(達していない)場合には、ステップS60に進む。
In step S40, it is determined whether or not it is a compression injection start, that is, whether or not the compression stroke injection mode is set at the current engine start. If it is the compression injection start, the process proceeds to step S50.
In step S50, it is determined whether or not the control ignition timing TESIT is a retard lower limit ignition timing TRDKAGENIT described later. Specifically, it is determined whether or not the currently set ignition timing has reached the ignition timing (retard limit) retarded to the maximum within a range where combustion is established. When the control ignition timing TESIT is not (has not reached) the retard lower limit ignition timing TRDKAGENIT, the process proceeds to step S60.
ステップS60では、燃料噴射圧に関連する情報として燃圧センサ16から燃圧PFLを入力するとともに、燃料噴射終了時期TFL(燃料噴射時期)を入力し、リタード下限点火時期TRDKAGENITを演算する。リタード下限点火時期TRDKAGENITは、例えば図3を用いて演算する。図3は、燃焼が成立する燃料噴射終了時期TFL及び点火時期の範囲(燃焼成立範囲)を示すグラフであり、(A)は燃圧PFLが規定燃圧PFL1以上である場合、(B)は燃圧PFLが規定燃圧PFL1より低い場合を示している。なお、本図では、一例として燃料噴射終了時期TFLがaである場合のリタード下限点火時期TRDKAGENIT、及びリタード前の基本点火時期を参考として示している。本ステップでは、燃圧PFLに応じて図3の(A)または(B)を選択し、選択した図中から燃料噴射終了時期TFLに応じた燃焼成立範囲内の点火時期の下限値(最遅角時期)をリタード下限点火時期TRDKAGENITとして読み出す。そして、ステップS70に進む。
In step S60, the fuel pressure PFL is input from the
ステップS70では、ステップS30において演算された吹き上がり回転速度ΔNeに基づいてΔNeリタード量TRDΔNeを演算する。ΔNeリタード量TRDΔNeは、吹き上がり回転速度ΔNeが所定回転速度Ne1に収束するようなリタード量をあらかじめ確認して設定しておいたマップから読み出すことにより得ればよい。そして、ステップS80に進む。
ステップS80では、制御点火時期TESITを演算する。制御点火時期TESITは、上述したスロットルセンサ11a等の各種センサから入力した検出情報に基づいて演算されたリタード前の点火時期である基本点火時期TBSITから、ステップS70において演算されたΔNeリタード量TRDΔNeを減算して求める。そして、ステップS90に進む。
In step S70, the ΔNe retard amount TRDΔNe is calculated based on the blow-up rotational speed ΔNe calculated in step S30. The ΔNe retard amount TRDΔNe may be obtained by reading from a map that has been confirmed and set in advance so that the blowing rotational speed ΔNe converges to the predetermined rotational speed Ne1. Then, the process proceeds to step S80.
In step S80, the control ignition timing TESIT is calculated. The control ignition timing TESIT is obtained by calculating the ΔNe retard amount TRDΔNe calculated in step S70 from the basic ignition timing TBSIT which is the ignition timing before retarding calculated based on the detection information input from various sensors such as the throttle sensor 11a. Find by subtraction. Then, the process proceeds to step S90.
ステップS90では、ステップS80において演算された制御点火時期TESITが、ステップS60において演算されたリタード下限点火時期TRDKAGENIT未満(遅角側)であるか否かを判別する。制御点火時期TESITがリタード下限点火時期TRDKAGENIT未満であると判定した場合は、ステップS100に進む。制御点火時期TESITがリタード下限点火時期TRDKAGENIT以上(進角側)であると判定した場合は、本ルーチンをリターンする。 In step S90, it is determined whether or not the control ignition timing TESIT calculated in step S80 is less than the retard lower limit ignition timing TRDKAGENIT (retarded side) calculated in step S60. If it is determined that the control ignition timing TESIT is less than the retard lower limit ignition timing TRDKAGENIT, the process proceeds to step S100. If it is determined that the control ignition timing TESIT is equal to or greater than the retard lower limit ignition timing TRDKAGENIT (advance side), this routine is returned.
ステップS100では、制御点火時期TESITを、ステップS60において演算されたリタード下限点火時期TRDKAGENITに書き換える(リタード制限手段)。そして、本ルーチンをリターンする。
一方、ステップS50において制御点火時期TESITがリタード下限点火時期TRDKAGENITであると判定された場合は、ステップS110に進む。
In step S100, the control ignition timing TESIT is rewritten to the retard lower limit ignition timing TRDKAGENIT calculated in step S60 (retard limiting means). Then, this routine is returned.
On the other hand, if it is determined in step S50 that the control ignition timing TESIT is the retard lower limit ignition timing TRDKAGENIT, the process proceeds to step S110.
ステップS110では、ステップS30において演算された吹き上がり回転速度ΔNeに基づいてΔNe空燃比リーン化量A/FLEANΔNeを演算する。ΔNe空燃比リーン化量A/FLEANΔNeは、吹き上がり回転速度ΔNeが所定回転速度Ne1に収束するような空燃比のリーン化量をあらかじめ確認して設定しておいたマップから読み出すことにより得ればよい。そして、ステップS120に進む。 In step S110, ΔNe air-fuel ratio leaning amount A / FLEANΔNe is calculated based on the blow-up rotational speed ΔNe calculated in step S30. The ΔNe air-fuel ratio leaning amount A / FLEANΔNe can be obtained by reading from a map that has been confirmed in advance and set the leaning amount of the air-fuel ratio such that the blow-up rotational speed ΔNe converges to the predetermined rotational speed Ne1. Good. Then, the process proceeds to step S120.
ステップS120では、制御空燃比A/FESを演算する。制御空燃比A/FESは、上述したスロットルセンサ11a等の各種センサから入力した検出情報に基づいて演算された目標空燃比である基本空燃比A/FBSに、ステップS110において演算されたΔNe空燃比リーン化量A/FLEANΔNeを加算して求める。そして、ステップS130に進む。
ステップS130では、燃圧センサ16から燃圧PFLを入力し、この燃圧PFLに応じてリーン化限界値A/FLEANGENを演算する。具体的には、燃圧PFLが規定燃圧PFL1以上であるか否かを判別し、規定燃圧PFL1以上である場合はリーン化限界値A/FLEANGENとしてリーン化限界値A/FLEANGEN1を選択する一方、規定燃圧PFL1より低い場合はリーン化限界値A/FLEANGEN2を選択する。そして、ステップS140に進む。なお、リーン化限界値A/FLEANGEN1及びリーン化限界値A/FLEANGEN2は、あらかじめ確認の上得られた数値であって、以下に図4を用いてこれらの数値について説明する。図4は空燃比A/Fとエンジントルクとの関係を示すグラフであり、(A)は燃圧PFLが規定燃圧PFL1以上である場合、(B)は燃圧PFLが規定燃圧PFL1より低い場合を示す。燃圧PFLが規定燃圧PFL1以上である場合は、同図(A)においてエンジンが安定して運転可能なエンジントルクの最低値となる空燃比がリーン化限界値A/FLEANGEN1に相当する。一方、燃圧PFLが規定燃圧PFL1より低い場合は、同図(B)においてエンジントルクの最低値となる空燃比がリーン化限界値AFLEANGEN2に相当する。
In step S120, the control air-fuel ratio A / FES is calculated. The control air-fuel ratio A / FES is calculated from the basic air-fuel ratio A / FBS, which is the target air-fuel ratio calculated based on detection information input from various sensors such as the throttle sensor 11a described above, to the ΔNe air-fuel ratio calculated in step S110. Calculate by adding the leaning amount A / FLEANΔNe. Then, the process proceeds to step S130.
In step S130, the fuel pressure PFL is input from the
ステップS140では、ステップS120において演算された制御空燃比A/FESが、ステップS130において設定されたリーン化限界値AFLEANGENより大きいか否かを判別する。リーン化限界値AFLEANGENより大きい場合は、ステップS150に進む。
ステップS150では、制御空燃比A/FESを、ステップS130において設定されたリーン化限界値AFLEANGENに書き換える。そして、本ルーチンを終了する。
In step S140, it is determined whether or not the control air-fuel ratio A / FES calculated in step S120 is larger than the leaning limit value AFLEANGEN set in step S130. If it is larger than the lean limit value AFLEANGEN, the process proceeds to step S150.
In step S150, the control air-fuel ratio A / FES is rewritten to the lean limit value AFLEANGEN set in step S130. Then, this routine ends.
ステップS140において制御空燃比A/FESがリーン化限界値AFLEANGEN以下であると判定された場合、またはステップS10において始動後所定時間以上経過したと判定された場合、またはステップS20においてエンジン回転速度Neが所定回転速度Ne1以下であると判定された場合は本ルーチンをリターンする。
一方、ステップS40において圧縮噴射始動でないと判定された場合には、ステップS160に進む。
If it is determined in step S140 that the control air-fuel ratio A / FES is equal to or less than the lean limit value AFLEANGEN, or if it is determined in step S10 that a predetermined time or more has elapsed after starting, or in step S20, the engine speed Ne is When it is determined that the rotation speed is equal to or lower than the predetermined rotation speed Ne1, this routine is returned.
On the other hand, if it is determined in step S40 that the compression injection start has not occurred, the process proceeds to step S160.
ステップS160では、ステップS30において演算された吹き上がり回転速度ΔNeに基づいてΔNeリタード量TRDΔNeを演算する。そして、ステップS170に進む。
ステップS170では、制御点火時期TESITを演算する。制御点火時期TESITは、基本点火時期TBSITからステップS160において演算されたΔNeリタード量TRDΔNeを減算して求める。そして、本ルーチンを終了する。
In step S160, a ΔNe retard amount TRDΔNe is calculated based on the blow-up rotational speed ΔNe calculated in step S30. Then, the process proceeds to step S170.
In step S170, the control ignition timing TESIT is calculated. The control ignition timing TESIT is obtained by subtracting the ΔNe retard amount TRDΔNe calculated in step S160 from the basic ignition timing TBSIT. Then, this routine ends.
以上の構成により、本実施形態では、圧縮噴射始動時においてエンジン回転速度Neが所定回転速度Ne1以上となった時点で点火時期のリタードが開始されるが、その際にリタード下限点火時期TRDKAGENITを、燃料噴射時期TFLに応じて変化する燃焼成立範囲内での下限値に設定する。このように燃料噴射時期TFLに応じてリタード限界を設定するので、リタード量を大きく設定することができる。したがって、圧縮噴射始動時に、燃焼安定性を確保した上で、吹き上がりが十分に抑制され、排気中のHC量を十分に低減させることができる。 With the above configuration, in the present embodiment, retarding of the ignition timing is started when the engine rotational speed Ne becomes equal to or higher than the predetermined rotational speed Ne1 at the start of compression injection. At that time, the retard lower limit ignition timing TRDKAGENIT is set to The lower limit is set within the combustion establishment range that changes according to the fuel injection timing TFL. Thus, the retard limit is set according to the fuel injection timing TFL, so that the retard amount can be set large. Therefore, at the start of compression injection, while ensuring combustion stability, the blow-up is sufficiently suppressed, and the amount of HC in the exhaust can be sufficiently reduced.
更に、本実施形態では、すでに制御点火時期TESITがリタード下限点火時期TRDKAGENITに達している場合には、燃料噴射量を低減させるので、更に吹き上がりを抑制することができる。
また、本実施形態では、リタード下限点火時期TRDKAGENIT及びリーン化限界値AFLEANGENを燃圧PFLに応じて変更するので、例えばエンジン始動時に燃圧PFLが低下しているときでも確実に燃焼を成立させた上でリタード量や燃料噴射量の低減量を大きく確保することができる。
Further, in the present embodiment, when the control ignition timing TESIT has already reached the retard lower limit ignition timing TRDKAGENIT, the fuel injection amount is reduced, so that the blow-up can be further suppressed.
Further, in the present embodiment, the retard lower limit ignition timing TRDKAGENIT and the leaning limit value AFLEANGEN are changed according to the fuel pressure PFL. Therefore, for example, after the fuel pressure PFL is reduced at the time of starting the engine, the combustion is reliably established. A large reduction amount of the retard amount and the fuel injection amount can be secured.
図5は、本実施形態における圧縮噴射始動時でのエンジン回転速度Ne、制御点火時期TESIT、制御空燃比A/FES及びHC排出量の推移を示すタイムチャートである。図中、実線が本実施形態の燃焼制御装置によるリタード及びリーン化制御を実施した場合、点線が本リタード及びリーン化制御を実施しない場合を示す。
図5に示すように、本実施形態では、圧縮噴射始動時における吹き上がりによりエンジン回転速度Neが所定回転速度Ne1以上となった時点で点火時期のリタードが開始され、これに伴いエンジン回転速度Neの上昇が抑制される。そしてこのリタードだけでは十分でなくエンジン回転速度Neが上昇し続けた場合には、リーン化制御も行われることにより、更なるエンジン回転速度Neの上昇が抑制され、圧縮噴射始動時の吹き上がりがより抑えられる。
FIG. 5 is a time chart showing changes in the engine rotational speed Ne, the control ignition timing TESIT, the control air-fuel ratio A / FES, and the HC emission amount at the start of the compression injection in the present embodiment. In the figure, the solid line indicates the case where the retard and lean control is performed by the combustion control apparatus of the present embodiment, and the dotted line indicates the case where the retard and lean control is not performed.
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, retarding of the ignition timing is started when the engine rotational speed Ne becomes equal to or higher than the predetermined rotational speed Ne1 due to the blow-up at the start of the compression injection, and accordingly, the engine rotational speed Ne is started. Rise is suppressed. When the engine speed Ne continues to increase as the retard alone is not sufficient, lean control is also performed, so that further increase in the engine speed Ne is suppressed, and the blow-up at the start of compression injection is suppressed. More suppressed.
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の形態はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、燃圧PFLが規定燃圧PFL1以上であるか否かによって、リタード下限点火時期TRDKAGENITやリーン化限界値AFLEANGENを2段階に変更しているが、これらを燃圧PFLに応じて連続的に変更してもよい。このようにすれば、リタード下限点火時期TRDKAGENITやリーン化限界値AFLEANGENをより正確に設定することができ、吹き上がりをより十分に抑制することができる。 This is the end of the description of the embodiment. However, the embodiment of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in this embodiment, the retard lower limit ignition timing TRDKAGENIT and the leaning limit value AFLEANGEN are changed in two stages depending on whether or not the fuel pressure PFL is equal to or higher than the specified fuel pressure PFL1, but these are continuously changed according to the fuel pressure PFL. May be changed. In this way, the retard lower limit ignition timing TRDKAGENIT and the leaning limit value AFLEANGEN can be set more accurately, and the blow-up can be more sufficiently suppressed.
また、本発明では、燃圧PFLに応じてリタード下限点火時期TRDKAGENITやリーン化限界値AFLEANGENのいずれか1つを変更させなくとも良く、少なくとも燃料噴射時期TFL及び燃圧PFLに応じてリタード下限点火時期TRDKAGENITを設定してリタード量を制限すれば、燃焼安定性を確保した上で、吹き上がりを抑制することができる。 In the present invention, it is not necessary to change any one of the retard lower limit ignition timing TRDKAGENIT and the leaning limit value AFLEANGEN according to the fuel pressure PFL , and at least the retard lower limit ignition timing TRDKAGENIT according to the fuel injection timing TFL and the fuel pressure PFL. If the retard amount is set by limiting the combustion amount, it is possible to suppress the blow-up while ensuring the combustion stability.
1 エンジン
4 点火プラグ
6 燃料噴射弁
13 クランク角センサ
16 燃圧センサ
40 ECU
1
Claims (3)
機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、
始動時に吹き上がる機関回転速度が所定回転速度に収束するように、前記回転速度検出手段により検出された機関回転速度と前記所定回転速度との差に応じて点火時期をリタードさせる吹き上がり抑制手段と、
前記圧縮噴射始動時に、点火時期が筒内への燃料噴射時期及び筒内への燃料噴射圧に基づいて設定されたリタード限界を超えてリタードしないように、前記吹き上がり抑制手段によるリタード量を制限するリタード制限手段と、
を備えたことを特徴とする筒内噴射型内燃機関の燃焼制御装置。 In a combustion control device for a direct injection internal combustion engine capable of starting compression injection by injecting fuel in a compression stroke,
A rotational speed detecting means for detecting the engine rotational speed;
Blow-up suppression means for retarding the ignition timing according to the difference between the engine rotation speed detected by the rotation speed detection means and the predetermined rotation speed so that the engine rotation speed blowing up at the start time converges to the predetermined rotation speed; ,
At the start of the compression injection, the retard amount by the blow-up suppressing means is limited so that the ignition timing does not exceed the retard limit set based on the fuel injection timing into the cylinder and the fuel injection pressure into the cylinder. Retard retard means to
A combustion control apparatus for a cylinder injection internal combustion engine, comprising:
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