JP5625544B2 - Control unit for direct injection gasoline engine - Google Patents

Control unit for direct injection gasoline engine Download PDF

Info

Publication number
JP5625544B2
JP5625544B2 JP2010147522A JP2010147522A JP5625544B2 JP 5625544 B2 JP5625544 B2 JP 5625544B2 JP 2010147522 A JP2010147522 A JP 2010147522A JP 2010147522 A JP2010147522 A JP 2010147522A JP 5625544 B2 JP5625544 B2 JP 5625544B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
temperature
fuel
fuel injection
timing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010147522A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012012946A (en
Inventor
貴志 俊成
貴志 俊成
田賀 淳一
淳一 田賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP2010147522A priority Critical patent/JP5625544B2/en
Publication of JP2012012946A publication Critical patent/JP2012012946A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5625544B2 publication Critical patent/JP5625544B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

ここに開示する技術は、気筒内に燃料を直接噴射する直噴ガソリンエンジンの制御装置に関する。   The technology disclosed herein relates to a control device for a direct injection gasoline engine that directly injects fuel into a cylinder.

燃料噴射弁を通じて、気筒内に直接、ガソリンを含有する燃料を噴射する直噴ガソリンエンジンにおいては、ピストンが上死点付近に位置しているような吸気行程の比較的初期のタイミングで燃料を噴射した場合は、ピストン頂面に付着する燃料が増大して、燃料の燃え残りによるスモークが発生し易くなる一方、ピストンがストロークの中間乃至それ以降に位置しているような吸気行程の中期から後期のタイミングで燃料を噴射した場合は、燃料噴射弁に対向する気筒内壁面に付着する燃料が増大することで、オイルパンに入る燃料量が増えてオイル希釈が生じ易くなる。このように、燃料噴射時期が早いときにはスモークが増大する傾向にあり、燃料噴射時期が遅いときにはオイル希釈が増大する傾向にある。   In a direct injection gasoline engine that injects fuel containing gasoline directly into the cylinder through the fuel injection valve, the fuel is injected at a relatively early timing of the intake stroke such that the piston is located near the top dead center. In this case, the fuel adhering to the top surface of the piston increases, and smoke due to unburned fuel tends to occur, while the intake stroke in which the piston is located in the middle or later of the stroke When the fuel is injected at this timing, the amount of fuel adhering to the cylinder inner wall facing the fuel injection valve increases, so that the amount of fuel entering the oil pan increases and oil dilution is likely to occur. Thus, when the fuel injection timing is early, smoke tends to increase, and when the fuel injection timing is late, oil dilution tends to increase.

これに対し例えば特許文献1には、燃料を分割噴射することによってピストン頂面や気筒内壁面に付着する燃料を低減させ、オイル希釈及びスモークの低減を図る構成が記載されている。この文献にはまた、エンジンの冷間時に、分割噴射のタイミングを、温間時における分割噴射タイミングよりも進角させることで、燃費の悪化やスモークの発生を抑制することも記載されている。   On the other hand, for example, Patent Document 1 describes a configuration in which fuel adhering to a piston top surface or a cylinder inner wall surface is reduced by split injection of fuel to reduce oil dilution and smoke. This document also describes that the deterioration of fuel consumption and the occurrence of smoke are suppressed by advancing the timing of divided injection when the engine is cold compared to the divided injection timing during warm.

特開2009−121416号公報JP 2009-121416 A

ところが、前述したように、オイル希釈とスモークの発生とは、燃料噴射時期の遅早に対して逆の特性を有しているため、特許文献1に記載されているように、エンジンが暖機するまでの間、燃料噴射時期を早めるだけでは、オイル希釈及びスモーク発生のそれぞれを許容できる範囲に収めているに過ぎない。   However, as described above, since the oil dilution and the generation of smoke have opposite characteristics with respect to the delay of the fuel injection timing, the engine is warmed up as described in Patent Document 1. In the meantime, if the fuel injection timing is only advanced, the oil dilution and the generation of smoke are only within an allowable range.

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの暖機が完了する前において、オイル希釈に起因するエンジンへの悪影響を回避しつつ、スモークの発生をさらに抑制することにある。   The technology disclosed herein has been made in view of the above points, and the purpose of the technology is to avoid the adverse effects on the engine caused by oil dilution before the engine warm-up is completed. It is to further suppress the occurrence of.

エンジンの完全暖機後は、オイルの温度が比較的高いため、そこに混入している燃料は蒸発し得る。このため、エンジンの完全暖機後は、オイル希釈に起因するエンジンへの悪影響は解消し得る。オイル希釈が最も問題となり得るのは、エンジンが完全暖機をする前に停止されて、オイルに混入した燃料が次第に蓄積されることである。   After the engine is completely warmed up, the temperature of the oil is relatively high, so that the fuel mixed therein can evaporate. For this reason, after the engine is completely warmed up, adverse effects on the engine due to oil dilution can be eliminated. Oil dilution can be most problematic when the engine is shut down before it is completely warmed up and fuel that is mixed into the oil gradually accumulates.

そこで、ここに開示する技術は、オイル希釈が問題にならない乃至ほとんど問題にならない状況下、具体的には前回にエンジンを停止したときに、そのエンジンが完全暖機をしている場合には、今回のエンジン始動時には、オイル内には燃料が混入していないか又は、ほとんど混入しておらず、エンジンが未暖機状態において、多少の燃料がオイルに混入することは許容し得るとの観点から、オイル希釈よりもスモークの抑制を優先した制御を行うことによって、オイル希釈に起因するエンジンへの悪影響を回避しつつ、スモークの発生を可及的に抑制することにした。   Therefore, the technology disclosed here is a situation in which oil dilution does not become a problem or hardly becomes a problem. Specifically, when the engine is completely warmed up when the engine was stopped last time, At the time of starting the engine this time, there is no or little fuel in the oil, and it is acceptable that some fuel is allowed to enter the oil when the engine is not warmed up Therefore, by performing control giving priority to smoke suppression over oil dilution, it was decided to suppress the occurrence of smoke as much as possible while avoiding adverse effects on the engine due to oil dilution.

具体的に、ここに開示する直噴ガソリンエンジンの制御装置は、ガソリンを含有する燃料が供給されるエンジン本体と、前記エンジン本体においてピストンが嵌挿された気筒内に前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁の制御を通じて、前記気筒内への燃料供給を制御する制御手段と、を備える。 Specifically, a control device for a direct injection gasoline engine disclosed herein includes an engine main body to which fuel containing gasoline is supplied, and fuel injection for injecting the fuel into a cylinder in which a piston is inserted in the engine main body. a valve, through control of the fuel injection valve, and control means for controlling the fuel supply to the cylinder.

そして、前記燃料噴射弁は、前記気筒内での燃料噴射方向が、前記気筒内壁面乃至上死点付近での前記ピストンの頂面に指向するように設定され、前記制御手段は、前記エンジン本体の暖機が完了する前の未暖機状態において、前記エンジン本体の前回のキーオフによる停止時に検出したエンジン本体の温度に基づいて、当該前回停止時温度が前記エンジン本体の完全暖機温度以上のときは吸気行程時における前記燃料噴射時期を遅角側の所定時期に設定する一方、前記前回停止時温度が前記エンジン本体の完全暖機温度よりも低いときには、吸気行程時における前記燃料噴射時期を前記所定時期よりも進角側に設定する。 The fuel injection valve is set so that the fuel injection direction in the cylinder is directed to the inner wall surface of the cylinder or the top surface of the piston in the vicinity of top dead center, and the control means includes the engine body Based on the temperature of the engine main body detected when the engine main body was stopped by the previous key-off in the unwarmed state before the warm-up of the engine is completed, the temperature at the previous stop is equal to or higher than the complete warm-up temperature of the engine main body. When the fuel injection timing during the intake stroke is set to a predetermined timing on the retard side, when the previous stop temperature is lower than the complete warm-up temperature of the engine body, the fuel injection timing during the intake stroke is set. The advance angle is set with respect to the predetermined time.

ここで、「燃料噴射弁は、前記気筒内での燃料噴射方向が、前記気筒内壁面乃至上死点付近での前記ピストンの頂面に指向する」ことは、より具体的には、吸気行程における相対的に早い時期であって、ピストンが上死点付近に位置しているときに、燃料噴射弁から燃料が噴射されたときには、そのピストンの頂面に燃料が付着し易くなる一方、吸気行程における相対的に遅い時期であって、ピストンがストロークの中間乃至それ以降に位置しているときに燃料が噴射されたときには、気筒内壁面に燃料が付着し易くなることを意味する。これは、燃料噴射弁が、例えばシリンダヘッドの一側でかつ、吸気ポートの下側に配置されるような場合を含み得る。   Here, more specifically, the fuel injection valve indicates that the fuel injection direction in the cylinder is directed to the inner surface of the cylinder or the top surface of the piston in the vicinity of the top dead center. When the fuel is injected from the fuel injection valve when the piston is located near the top dead center at a relatively early time, the fuel tends to adhere to the top surface of the piston, while the intake air This means that when fuel is injected when the piston is located at the middle or after the stroke at a relatively late time in the stroke, the fuel tends to adhere to the inner wall surface of the cylinder. This may include the case where the fuel injection valve is located, for example, on one side of the cylinder head and below the intake port.

また、「エンジン本体の暖機が完了する前の未暖機状態」とは、エンジンの温度、つまり、エンジン水温又はオイル温度が、予め設定された完全暖機温度に到達する前の状態と定義することが可能である。   In addition, “an unwarmed state before the engine warm-up is completed” is defined as a state before the engine temperature, that is, the engine water temperature or the oil temperature reaches a preset warm-up temperature. Is possible.

「前回停止時温度が前記エンジン本体の完全暖機温度以上のときは吸気行程時における前記燃料噴射時期を遅角側の所定時期に設定する」ことは、前回停止時温度が完全暖機温度以上であることで、今回の始動時にはオイル内に燃料が混入していない、又は、ほとんど混入していないことが推定されることから、オイル希釈については多少不利であっても、スモークを十分に抑制するように燃料噴射時期を遅角側の所定時期に設定することを意味する。これによって、オイル希釈に起因するエンジンへの悪影響は回避しつつ、スモークの発生を十分に低減する。
“When the previous stop temperature is equal to or higher than the complete warm-up temperature of the engine body, the fuel injection timing during the intake stroke is set to a predetermined timing on the retard side” means that the previous stop temperature is equal to or higher than the complete warm-up temperature. As a result, it is assumed that no or little fuel is mixed in the oil at the start of this time, so smoke is sufficiently suppressed even if it is somewhat disadvantageous for oil dilution. This means that the fuel injection timing is set to a predetermined timing on the retard side. As a result, the occurrence of smoke is sufficiently reduced while avoiding adverse effects on the engine due to oil dilution.

これに対し、「前回停止時温度が前記エンジン本体の完全暖機温度よりも低いときには、吸気行程時における前記燃料噴射時期を前記所定時期よりも進角側に設定する」ことは、前回停止時温度が完全暖機温度よりも低いため、今回の始動時にはオイル内に燃料が混入している可能性があることから、オイル希釈を十分に抑制しつつ、スモークも抑制するように、前述した所定時期での噴射時期と比較して、オイル希釈について有利になる一方、スモークについては不利になるような噴射時期(但し、オイル希釈とスモークの発生との双方を可及的に低減し得る噴射時期)と定義することが可能である。 In contrast, "when the previous stop temperature is lower than the full warm-up temperature of the engine body, the fuel injection timing during the intake stroke is set to the advance side than the predetermined time" means that, at the last stop Since the temperature is lower than the complete warm-up temperature, there is a possibility that fuel is mixed in the oil at the time of starting this time, so that the predetermined dilution described above is performed so that the oil dilution is sufficiently suppressed and the smoke is also suppressed. Compared to the injection timing at the timing, the injection timing is advantageous for oil dilution but disadvantageous for smoke (however, the injection timing that can reduce both oil dilution and the occurrence of smoke as much as possible) ) Can be defined.

前記の構成によると、エンジン本体の未暖機状態においては、前回の停止時におけるエンジン本体の温度に応じて、燃料噴射時期を変更する制御を実行する。つまり、前回の停止時におけるエンジン本体の温度が完全暖機温度よりも低いときには、オイルに混入した燃料が十分に蒸発せず、エンジンの始動時にオイル内に燃料が混入している可能性が高いと推定されるため、オイル希釈の発生を十分に抑制すると共に、スモークの発生も低減する目的で、燃料噴射時期を、相対的に進角側に設定する。これによって、前述したように、オイル希釈とスモークとの双方を可及的に低減させ得るため、オイル内に燃料が蓄積してしまうことを確実に回避して、オイル希釈に起因するエンジンへの悪影響を回避しつつ、スモークを可及的に抑制し得る。   According to the above configuration, when the engine body is not warmed up, the control for changing the fuel injection timing is executed according to the temperature of the engine body at the previous stop. In other words, when the temperature of the engine body at the time of the previous stop is lower than the complete warm-up temperature, the fuel mixed in the oil does not evaporate sufficiently, and there is a high possibility that the fuel is mixed in the oil when the engine is started. Therefore, in order to sufficiently suppress the occurrence of oil dilution and reduce the occurrence of smoke, the fuel injection timing is set relatively on the advance side. As a result, as described above, both oil dilution and smoke can be reduced as much as possible. Therefore, it is possible to reliably avoid the accumulation of fuel in the oil and to prevent the engine due to oil dilution. Smoke can be suppressed as much as possible while avoiding adverse effects.

一方、前回の停止時におけるエンジン本体の温度が、完全暖機温度以上のときには、オイルに燃料が混入していたとしても蒸発しており、今回のエンジンの始動時にはオイルに燃料が混入していないか又は、ほとんど混入していないと推定し得る。このため、オイル内に多少の燃料が混入してしまっても、大きな問題にはならずに許容し得ることから、燃料噴射時期を、相対的に遅角側の所定時期に設定する。これによって、スモークの発生については、前記燃料噴射時期を進角側に設定する場合よりも低減させ得る。従って、この場合は、オイル希釈に起因するエンジンへの悪影響を回避しつつ、スモークの発生をより一層低減し得る。   On the other hand, when the temperature of the engine body at the time of the previous stop is equal to or higher than the complete warm-up temperature, even if the fuel is mixed in the oil, it is evaporated, and the fuel is not mixed in the oil when the engine is started this time Or it can be estimated that there is almost no contamination. For this reason, even if some amount of fuel is mixed in the oil, it can be allowed without causing a serious problem. Therefore, the fuel injection timing is set to a predetermined timing on the relatively retarded side. Thereby, the generation of smoke can be reduced as compared with the case where the fuel injection timing is set to the advance side. Therefore, in this case, the generation of smoke can be further reduced while avoiding adverse effects on the engine due to oil dilution.

前記制御手段は、前回停止時温度が、前記エンジン本体の完全暖機温度以上のときには、前記燃料噴射の開始時期を、前記吸気行程を前期、中期及び後期に区分したときの中期に設定する、としてもよい。こうすることで、スモークを最も低減させることが可能になり、前述したように、オイル希釈に起因するエンジンへの悪影響を回避しつつ、スモークの発生をより一層低減し得る。   The control means sets the start timing of the fuel injection to the middle period when the intake stroke is divided into the first period, the middle period, and the second period when the previous stop temperature is equal to or higher than the complete warm-up temperature of the engine body. It is good. By doing so, it is possible to reduce smoke most, and as described above, it is possible to further reduce the occurrence of smoke while avoiding adverse effects on the engine due to oil dilution.

前記制御手段は、前回停止時温度が前記エンジン本体の完全暖機温度よりも低いときには、前記エンジン本体の今回の始動時に検出したエンジン本体の温度に基づいて、当該始動時温度が所定温度よりも低いときには、吸気行程時における前記燃料噴射時期を進角側の第2所定時期に設定する一方、前記始動時温度が前記所定温度以上のときは吸気行程時における前記燃料噴射時期を前記第2所定時期よりも遅角側に設定する、としてもよい。   When the temperature at the previous stop is lower than the complete warm-up temperature of the engine body, the control means determines that the start-up temperature is lower than a predetermined temperature based on the temperature of the engine body detected at the current start-up of the engine body. When the temperature is low, the fuel injection timing at the intake stroke is set to a second predetermined timing on the advance side, and when the starting temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the fuel injection timing at the intake stroke is set to the second predetermined timing. It is good also as setting to the retard side rather than time.

この構成によると、前回停止時温度がエンジン本体の完全暖機温度よりも低いとき、換言すれば、エンジンの始動時にオイル内に燃料が混入していることが推定されることから、オイル希釈を十分に抑制すべきときには、今回の始動時に検出したエンジン本体の温度に応じて、燃料噴射時期を変更する制御を実行する。つまり、始動時温度が所定温度よりも低いときは、始動時温度とエンジン本体の完全暖機温度との温度差が大きいため、エンジン本体が完全暖機に至るまで比較的長時間を要し、その間に、比較的多量の燃料がオイルに混入してしまい、オイル内に燃料が蓄積される虞がある。このことから、始動時温度が所定温度よりも低いときは、オイルに燃料が混入することを確実に抑制すべく、燃料噴射時期を進角側の第2所定時期に設定する。これによって、オイル希釈を十分に抑制しつつ、スモークも抑制する。   According to this configuration, when the temperature at the previous stop is lower than the complete warm-up temperature of the engine body, in other words, it is estimated that fuel is mixed in the oil when the engine is started. When it should be sufficiently suppressed, control for changing the fuel injection timing is executed in accordance with the temperature of the engine body detected at the time of the current start. That is, when the starting temperature is lower than the predetermined temperature, the temperature difference between the starting temperature and the complete warm-up temperature of the engine body is large, so it takes a relatively long time for the engine body to reach full warm-up, In the meantime, a relatively large amount of fuel is mixed in the oil, and there is a possibility that the fuel accumulates in the oil. Therefore, when the starting temperature is lower than the predetermined temperature, the fuel injection timing is set to the second predetermined timing on the advance side in order to surely prevent the fuel from being mixed into the oil. Thereby, smoke is also suppressed while sufficiently suppressing oil dilution.

一方、始動時温度が所定温度以上のときは、始動時温度とエンジン本体の完全暖機温度との温度差が小さいため、エンジン本体が完全暖機に至るまでの時間が短く、その間にオイルに混入する燃料は少なくなる。このため、エンジン本体が完全暖機に至るまで間に、多少の燃料がオイルに混入することを許容しても、エンジン本体が完全暖機に至った後にオイル内に混入した燃料の全て乃至ほとんどが蒸発し得る。つまり、オイル内に燃料が蓄積せず、エンジンへの悪影響を回避し得る。そこで、前記の構成では、始動時温度が所定温度以上のときには、オイルへの燃料の混入を多少許容しつつも、スモークの発生はより一層抑制すべく、燃料噴射時期を第2所定時期よりも遅角側に設定する。その結果、オイル希釈に起因するエンジンへの悪影響を回避しつつ、スモークの発生を可及的に抑制し得る。   On the other hand, when the starting temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the temperature difference between the starting temperature and the complete warm-up temperature of the engine body is small. Less fuel is mixed. For this reason, even if some fuel is allowed to be mixed in the oil until the engine main body is completely warmed up, all or almost all of the fuel mixed in the oil after the engine main body is fully warmed up Can evaporate. That is, fuel does not accumulate in the oil, and adverse effects on the engine can be avoided. Therefore, in the above configuration, when the starting temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the fuel injection timing is set to be higher than the second predetermined timing in order to further suppress the generation of smoke while allowing the fuel to be mixed into the oil somewhat. Set to the retard side. As a result, the generation of smoke can be suppressed as much as possible while avoiding adverse effects on the engine due to oil dilution.

以上説明したように、前記直噴ガソリンエンジンの制御装置は、前回の停止時におけるエンジン本体の温度に応じて、今回のエンジン本体の始動時にオイル内に混入している燃料の量を推定し、それに応じて燃料噴射時期をオイル希釈とスモーク発生との双方を考慮した相対的に進角側の時期と、スモークをより重視した相対的に遅角側の時期とに変更することで、オイル内に燃料が蓄積してエンジンへ悪影響が及ぶことを確実に回避しつつ、スモークの発生を可及的に低減し得る。   As described above, the control device for the direct injection gasoline engine estimates the amount of fuel mixed in the oil at the start of the current engine body according to the temperature of the engine body at the previous stop, Accordingly, the fuel injection timing is changed into a relatively advanced timing that takes into account both oil dilution and smoke generation, and a relatively retarded timing that emphasizes smoke. Thus, it is possible to reduce the occurrence of smoke as much as possible while reliably avoiding an adverse effect on the engine due to fuel accumulation.

直噴ガソリンエンジン及びその制御装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a direct injection gasoline engine and its control apparatus. 燃料噴射時期に対する、スモーク発生及びオイル希釈の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between smoke generation and oil dilution with respect to fuel injection timing. 噴射時期に対する気筒内壁面及びピストン頂面への燃料の付着状況の違いを説明する図であり、(a)噴射時期が相対的に遅い場合、(b)噴射時期が相対的に早い場合である。It is a figure explaining the difference in the adhesion state of the fuel to a cylinder inner wall surface and a piston top surface with respect to injection time, (a) When injection time is relatively late, (b) When injection time is relatively early . エンジン制御器が実行する燃料噴射時期の制御に係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on control of the fuel injection timing which an engine controller performs. 始動時エンジン水温に対する燃料噴射時期のマップの一例である。It is an example of the map of the fuel injection timing with respect to the engine water temperature at the time of starting.

以下、直噴ガソリンエンジンの制御装置を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。図1に示されるように、エンジン・システムは、エンジン(エンジン本体)1、エンジン1に付随する様々なアクチュエーター、様々なセンサ、及びセンサからの信号に基づきアクチュエーターを制御するエンジン制御器100を有する。   Hereinafter, a control device for a direct injection gasoline engine will be described with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiment is merely exemplary in nature. As shown in FIG. 1, the engine system includes an engine (engine body) 1, various actuators associated with the engine 1, various sensors, and an engine controller 100 that controls the actuators based on signals from the sensors. .

エンジン1は、火花点火式内燃機関であって、図示は省略するが、第1〜第4の4つの気筒11,11,…を有する。エンジン1は、自動車等の車両に搭載され、その出力軸は、図示しないが、変速機を介して駆動輪に連結されている。エンジン1の出力が駆動輪に伝達されることによって、車両が推進する。エンジン1は、シリンダブロック12と、その上に載置されるシリンダヘッド13とを備えており、ブロック12の内部に気筒11,11,…が形成されている。周知のように、シリンダブロック12には、ジャーナル、ベアリングなどによりクランクシャフト14が回転自在に支持されており、このクランクシャフト14が、コネクティングロッド16を介してピストン15に連結されている。   The engine 1 is a spark ignition type internal combustion engine, and has first to fourth four cylinders 11, 11,. The engine 1 is mounted on a vehicle such as an automobile, and its output shaft is connected to drive wheels via a transmission, although not shown. The vehicle is propelled by the output of the engine 1 being transmitted to the drive wheels. The engine 1 includes a cylinder block 12 and a cylinder head 13 mounted thereon, and cylinders 11, 11,... Are formed inside the block 12. As is well known, a crankshaft 14 is rotatably supported on the cylinder block 12 by a journal, a bearing or the like, and this crankshaft 14 is connected to a piston 15 via a connecting rod 16.

前記ピストン15は、各気筒11内に摺動自在に嵌挿されており、気筒11及びシリンダヘッド13と共に燃焼室17を区画している。図1には1つのみ示すが、気筒11毎に2つの吸気ポート18がシリンダヘッド13に形成され、それぞれが燃焼室17に連通している。同様に、気筒11毎に2つの排気ポート19がシリンダヘッド13に形成され、それぞれが燃焼室17に連通している。図に示すように、吸気弁21及び排気弁22はそれぞれ、吸気ポート18及び排気ポート19を燃焼室17から遮断(閉)することができるように配設されている。吸気弁21は吸気弁駆動機構30により、排気弁22は排気弁駆動機構40により、それぞれ駆動され、それによって所定のタイミングで往復動して、吸気ポート18及び排気ポート19を開閉する。   The piston 15 is slidably inserted into each cylinder 11, and defines a combustion chamber 17 together with the cylinder 11 and the cylinder head 13. Although only one is shown in FIG. 1, two intake ports 18 are formed in the cylinder head 13 for each cylinder 11, and each communicates with the combustion chamber 17. Similarly, two exhaust ports 19 are formed in the cylinder head 13 for each cylinder 11, and each communicates with the combustion chamber 17. As shown in the figure, the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are arranged so that the intake port 18 and the exhaust port 19 can be shut off (closed) from the combustion chamber 17, respectively. The intake valve 21 is driven by the intake valve drive mechanism 30 and the exhaust valve 22 is driven by the exhaust valve drive mechanism 40, thereby reciprocating at a predetermined timing to open and close the intake port 18 and the exhaust port 19.

吸気弁駆動機構30及び排気弁駆動機構40は、それぞれ吸気カムシャフト31及び排気カムシャフト41を有する。カムシャフト31,41は、周知のチェーン/スプロケット機構等の動力伝達機構を介してクランクシャフト14に連結される。動力伝達機構は、周知のように、クランクシャフト14が二回転する間に、カムシャフト31,41を一回転させる。   The intake valve drive mechanism 30 and the exhaust valve drive mechanism 40 have an intake camshaft 31 and an exhaust camshaft 41, respectively. The camshafts 31 and 41 are connected to the crankshaft 14 via a power transmission mechanism such as a known chain / sprocket mechanism. As is well known, the power transmission mechanism rotates the camshafts 31 and 41 once while the crankshaft 14 rotates twice.

吸気弁駆動機構30は、吸気カムシャフト31の位相を所定の角度範囲内で連続的に変更可能な、液圧式又は機械式の位相可変機構(Variable Valve Timing:VVT)32を含んで構成されている。VVT32は、図示は省略するが、吸気カムシャフト31における、エンジン1の前端部に取り付けられる。吸気カムシャフト31の位相角は、カム位相センサ35により検出され、その出力信号がエンジン制御器100に入力される。   The intake valve drive mechanism 30 includes a hydraulic or mechanical phase variable mechanism (VVT) 32 that can continuously change the phase of the intake camshaft 31 within a predetermined angle range. Yes. Although not shown, the VVT 32 is attached to the front end portion of the engine 1 in the intake camshaft 31. The phase angle of intake camshaft 31 is detected by cam phase sensor 35, and the output signal is input to engine controller 100.

点火プラグ51は、例えばねじ等の周知の構造によって、シリンダヘッド13に取り付けられている。点火プラグ51の電極は燃焼室17の天井部に臨んでいる。点火システム52は、エンジン制御器100からの制御信号を受けて、点火プラグ51が所望の点火タイミングで火花を発生するよう、それに通電する。   The spark plug 51 is attached to the cylinder head 13 by a known structure such as a screw. The electrode of the spark plug 51 faces the ceiling of the combustion chamber 17. The ignition system 52 receives a control signal from the engine controller 100 and energizes the spark plug 51 so that a spark is generated at a desired ignition timing.

燃料噴射弁53は、例えばブラケットを使用する等の周知の構造で、この実施形態ではシリンダヘッド13の一側(図例では吸気側)に取り付けられている。燃料噴射弁53の先端は、上下方向については2つの吸気ポート18の下方に、また、水平方向については2つの吸気ポート18の中間に位置して、燃焼室17内に臨んでいる。燃料噴射弁53の配置はこれに限定されるものではない。燃料噴射弁53は、例えば多噴口型の燃料噴射弁であるが、これに限定されるものではない。   The fuel injection valve 53 has a known structure, for example, using a bracket. In this embodiment, the fuel injection valve 53 is attached to one side (the intake side in the illustrated example) of the cylinder head 13. The tip of the fuel injection valve 53 faces the combustion chamber 17 so as to be positioned below the two intake ports 18 in the vertical direction and in the middle of the two intake ports 18 in the horizontal direction. The arrangement of the fuel injection valve 53 is not limited to this. The fuel injection valve 53 is, for example, a multi-injection type fuel injection valve, but is not limited thereto.

燃料供給システム54は、燃料噴射弁53に燃料を昇圧して供給する高圧ポンプ(燃料噴射ポンプ)と、この高圧ポンプに対して燃料タンクからの燃料を送る配管やホース等と、燃料噴射弁53を駆動する電気回路と、を備えている。前述したように、前記燃料噴射弁53が多噴口型である場合は、微小な噴口から燃料を噴射するために、燃料噴射圧力は比較的高く設定される。電気回路は、エンジン制御器100からの制御信号を受けて燃料噴射弁53を作動させ、所定のタイミングで所望量の燃料を、燃焼室17内に噴射させる。このエンジン1は、いわゆる直噴エンジンである。   The fuel supply system 54 includes a high-pressure pump (fuel injection pump) that boosts and supplies fuel to the fuel injection valve 53, piping and hoses that supply fuel from a fuel tank to the high-pressure pump, and the fuel injection valve 53. And an electric circuit for driving. As described above, when the fuel injection valve 53 is a multi-injection type, the fuel injection pressure is set to be relatively high in order to inject fuel from the minute injection port. The electric circuit receives a control signal from the engine controller 100 and operates the fuel injection valve 53 to inject a desired amount of fuel into the combustion chamber 17 at a predetermined timing. The engine 1 is a so-called direct injection engine.

吸気ポート18は、吸気マニホルド55内の吸気経路55bによってサージタンク55aに連通している。図示しないエアクリーナからの吸気流は、スロットルボデー56を通過してサージタンク55aに供給される。スロットルボデー56にはスロットル弁57が配置されており、このスロットル弁57は、周知のようにサージタンク55aに向かう吸気流を絞って、その流量を調整する。スロットル・アクチュエーター58が、エンジン制御器100からの制御信号を受けて、スロットル弁57の開度を調整する。   The intake port 18 communicates with the surge tank 55 a through an intake path 55 b in the intake manifold 55. An intake air flow from an air cleaner (not shown) passes through the throttle body 56 and is supplied to the surge tank 55a. A throttle valve 57 is disposed on the throttle body 56. The throttle valve 57 throttles the intake air flow toward the surge tank 55a and adjusts the flow rate as is well known. The throttle actuator 58 receives the control signal from the engine controller 100 and adjusts the opening degree of the throttle valve 57.

排気ポート19は、排気マニホルド60内の排気経路によって周知のように排気管内の通路に連通している。排気マニホルド60よりも下流の排気通路には、1つ以上の触媒コンバータ61を有する排気ガス浄化システムが配置される。触媒コンバータ61は、周知の三元触媒、リーンNOx触媒、酸化触媒等とすることができ、それ以外にも、特定の燃料制御手法による排気ガス浄化の目的にかなうものであれば、いかなるタイプの触媒としてもよい。   The exhaust port 19 communicates with a passage in the exhaust pipe as is well known by an exhaust path in the exhaust manifold 60. An exhaust gas purification system having one or more catalytic converters 61 is disposed in the exhaust passage downstream of the exhaust manifold 60. The catalytic converter 61 can be a well-known three-way catalyst, lean NOx catalyst, oxidation catalyst, or the like, and any other type that can meet the purpose of exhaust gas purification by a specific fuel control method. It may be a catalyst.

また、排気ガスの一部を吸気系に循環させる(以下、EGRともいう)ために、吸気マニホルド55(スロットル弁57よりも下流側)と排気マニホルド60との間がEGRパイプ62によって接続されている。排気側の圧力は吸入側よりも高いので、排気ガスの一部は吸気マニホルド55に流れ込むようになり(EGRガスと呼ぶ)、この吸気マニホルド55から燃焼室17に吸入される新気と混ざることになる。EGRパイプ62にはEGRバルブ63が配設され、このバルブ63によってEGRガスの流量を調整する。EGRバルブ・アクチュエーター64は、エンジン制御器100からの制御信号を受けて、EGRバルブ63の開度を調整する。   Further, in order to circulate a part of the exhaust gas to the intake system (hereinafter also referred to as EGR), the intake manifold 55 (downstream from the throttle valve 57) and the exhaust manifold 60 are connected by an EGR pipe 62. Yes. Since the pressure on the exhaust side is higher than that on the intake side, a part of the exhaust gas flows into the intake manifold 55 (referred to as EGR gas), and is mixed with fresh air drawn from the intake manifold 55 into the combustion chamber 17. become. An EGR valve 63 is disposed in the EGR pipe 62, and the flow rate of EGR gas is adjusted by the valve 63. The EGR valve actuator 64 receives a control signal from the engine controller 100 and adjusts the opening degree of the EGR valve 63.

エンジン制御器100は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置(CPU)と、例えばRAMやROMにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力(I/O)バスと、を備えている。   The engine controller 100 is a controller based on a well-known microcomputer, and includes a central processing unit (CPU) that executes a program, a memory that is configured by, for example, RAM and ROM, and stores a program and data, And an input / output (I / O) bus for inputting and outputting signals.

エンジン制御器100は、エアフローセンサ71からの吸気流量、吸気圧センサ72からの吸気マニホルド圧、クランク角センサ73からのクランク角パルス信号、水温センサ78からのエンジン水温、というように、種々の入力を受ける。エンジン制御器100は、例えばクランク角パルス信号に基づいて、エンジン回転数を計算する。また、エンジン制御器100は、酸素濃度センサ74からの排気ガスの酸素濃度の入力も受ける。さらに、エンジン制御器100は、アクセル・ペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ75からのアクセル開度信号を受ける。またエンジン制御器100には、変速機の出力軸の回転速度を検出する車速センサ76からの車速信号が入力される。さらに、シリンダブロック12には、当該シリンダブロック12の振動を電圧信号に変換して出力する加速度センサからなるノックセンサ77が取り付けられており、その出力信号もエンジン制御器100に入力される。   The engine controller 100 has various inputs such as an intake air flow rate from the air flow sensor 71, an intake manifold pressure from the intake pressure sensor 72, a crank angle pulse signal from the crank angle sensor 73, and an engine water temperature from the water temperature sensor 78. Receive. The engine controller 100 calculates the engine speed based on, for example, a crank angle pulse signal. The engine controller 100 also receives an input of the oxygen concentration of the exhaust gas from the oxygen concentration sensor 74. Further, the engine controller 100 receives an accelerator opening signal from an accelerator opening sensor 75 that detects the amount of depression of the accelerator pedal. The engine controller 100 also receives a vehicle speed signal from a vehicle speed sensor 76 that detects the rotational speed of the output shaft of the transmission. Further, a knock sensor 77 including an acceleration sensor that converts the vibration of the cylinder block 12 into a voltage signal and outputs the voltage signal is attached to the cylinder block 12, and the output signal is also input to the engine controller 100.

エンジン制御器100は前記のような入力に基づいて、以下のようなエンジン1の制御パラメーターを計算する。例えば、所望のスロットル開度信号、燃料噴射パルス、点火信号、バルブ位相角信号、EGR開度信号等である。そしてエンジン制御器100は、それらの信号を、スロットル・アクチュエーター58、燃料供給システム54、点火システム52、VVT32及びEGRバルブ・アクチュエーター64等に出力する。   The engine controller 100 calculates the following control parameters of the engine 1 based on the input as described above. For example, a desired throttle opening signal, fuel injection pulse, ignition signal, valve phase angle signal, EGR opening signal, and the like. The engine controller 100 outputs these signals to the throttle actuator 58, the fuel supply system 54, the ignition system 52, the VVT 32, the EGR valve actuator 64, and the like.

エンジン制御器100が実行するエンジン1の制御について最も特徴的な点は、エンジン1の始動時、より具体的には、エンジン1の未暖機状態での燃料噴射時期に関する制御であり、この制御を実行することにより、オイル希釈に起因するエンジン1への悪影響を回避しつつも、エンジン1の未暖機状態におけるスモークの発生を可及的に低減する。以下、図を参照しながらこの燃料噴射制御について説明する。   The most characteristic point regarding the control of the engine 1 executed by the engine controller 100 is control related to the fuel injection timing when the engine 1 is started, more specifically, when the engine 1 is not warmed up. By executing the above, the occurrence of smoke in the unwarmed state of the engine 1 is reduced as much as possible while avoiding adverse effects on the engine 1 due to oil dilution. Hereinafter, this fuel injection control will be described with reference to the drawings.

図2は、回転数1500rpm、水温50度(つまり、未暖機状態)でエンジン1を運転させる条件で、吸気行程中における燃料噴射時期、より正確には燃料噴射終了時期を変更した場合の、オイル希釈率及びスモークの発生量の関係を示している。同図において明らかなように、燃料噴射終了時期を遅角側(図2における左側)に設定することによってスモークは少なくなり、スモークの発生については有利になる一方で、オイル希釈率は高くなって、オイル希釈については不利になる。これは図3(a)に模式的に示すように、燃料噴射時期が吸気行程における中期乃至後期に設定されることにより、ピストン15が、そのピストンストロークの中間乃至それ以降に位置しているときに燃料噴射弁53を通じて燃料が噴射されるため、噴射された燃料は、燃料噴射弁53に対向する気筒11の内壁面に多く付着する一方(同図におけるハッチングを参照)、ピストン15の頂面に付着する燃料量は少なくなるためである。逆に、燃料噴射時期を進角側(図2における右側)に設定することによって、オイル希釈については有利になる一方で、スモークの発生については不利になる。これは図3(b)に示すように、燃料噴射時期が吸気行程における前期に設定されることにより、ピストン15が吸気上死点付近に位置しているときに燃料噴射弁53を通じて燃料が噴射されるため、噴射された燃料はピストン15の頂面に多く付着する一方(同図におけるハッチングを参照)、気筒11の内壁面に付着する燃料量は少なくなるためである。このように、燃料噴射時期の遅早に対するオイル希釈の特性とスモークの特性とは逆であるため、オイル希釈とスモークの発生との双方を最低限に抑制するような燃料噴射時期は存在しない。そこで、オイル希釈とスモークの発生とを共に抑制しようとすれば、オイル希釈を許容範囲内に収めつつ、スモークの発生も許容範囲に収めるような燃料噴射時期に設定することになる。具体的に前記のエンジン制御器100は、エンジン1の未暖機状態において(エンジン冷間時に)オイル希釈及びスモークの発生を共に許容範囲内に収めるべく、燃料噴射の終了時期(以下、この燃料噴射の終了時期を単に燃料噴射時期と呼ぶ場合がある)を、比較的進角側であるBTDC285°CAに設定する。この燃料噴射時期を、以下においては冷間用噴射時期と呼ぶ場合がある(図5も参照)。   FIG. 2 shows a case where the fuel injection timing during the intake stroke, more precisely, the fuel injection end timing is changed under the condition that the engine 1 is operated at a rotation speed of 1500 rpm and a water temperature of 50 degrees (that is, an unwarmed state). The relationship between the oil dilution rate and the amount of smoke generated is shown. As can be seen in the figure, setting the fuel injection end timing to the retarded side (left side in FIG. 2) reduces the smoke, which is advantageous for the generation of smoke, but increases the oil dilution ratio. , Disadvantageous for oil dilution. As schematically shown in FIG. 3 (a), when the fuel injection timing is set in the middle or late period of the intake stroke, the piston 15 is positioned in the middle or later of the piston stroke. Since the fuel is injected through the fuel injection valve 53, a large amount of the injected fuel adheres to the inner wall surface of the cylinder 11 facing the fuel injection valve 53 (see the hatching in the figure), while the top surface of the piston 15. This is because the amount of fuel adhering to the fuel is reduced. Conversely, setting the fuel injection timing to the advance side (right side in FIG. 2) is advantageous for oil dilution, but disadvantageous for the generation of smoke. As shown in FIG. 3B, the fuel injection timing is set in the first half of the intake stroke, so that fuel is injected through the fuel injection valve 53 when the piston 15 is located near the intake top dead center. Therefore, a large amount of injected fuel adheres to the top surface of the piston 15 (see hatching in the figure), while the amount of fuel adhering to the inner wall surface of the cylinder 11 decreases. Thus, since the oil dilution characteristic and the smoke characteristic with respect to the early fuel injection timing are opposite to each other, there is no fuel injection timing that minimizes both oil dilution and smoke generation. Therefore, if both the oil dilution and the generation of smoke are to be suppressed, the fuel injection timing is set so that the oil dilution is within the allowable range and the smoke generation is also within the allowable range. Specifically, the engine controller 100 determines the end time of fuel injection (hereinafter referred to as this fuel) in order to keep both oil dilution and smoke generation within an allowable range when the engine 1 is not warmed up (when the engine is cold). The end timing of injection may be simply referred to as fuel injection timing) is set to BTDC285 ° CA, which is a relatively advanced angle side. Hereinafter, this fuel injection timing may be referred to as cold injection timing (see also FIG. 5).

これに対し、エンジン1の完全暖機後は、気筒11の内壁面に多少の燃料が付着しても気化し易いため、オイルに混入する燃料の量は減少すると共に、仮にオイルに燃料が混入してもオイルの温度が高いことで燃料が蒸発し易く、オイル内に燃料が蓄積することは抑制される。このことから、エンジン1の完全暖機後は、スモークの発生が最も抑制されるように、燃料噴射時期を、前記の冷間用噴射時期よりも遅角側に設定する。具体的に前記のエンジン制御器100は、エンジン1の完全暖機後(より詳細には、後述するように、エンジン水温が完全暖機温度よりも低い第2温度以上の温間時)は、燃料噴射時期をBTDC260°CAに設定する。これは、燃料噴射の開始時期を、吸気行程を前期、中期及び後期に分けたときの中期に設定することに相当し、この噴射時期は、スモークを重視した温間用噴射時期と言うこともできる(図5も参照)。   On the other hand, after the engine 1 is completely warmed up, even if some fuel adheres to the inner wall surface of the cylinder 11, it is easy to vaporize, so that the amount of fuel mixed in the oil is reduced and the fuel is mixed into the oil temporarily. Even if the temperature of the oil is high, it is easy for the fuel to evaporate, and the accumulation of the fuel in the oil is suppressed. For this reason, after the engine 1 is completely warmed up, the fuel injection timing is set to be retarded from the cold injection timing so that the generation of smoke is most suppressed. Specifically, after the engine controller 100 is completely warmed up (more specifically, as described later, when the engine water temperature is a second temperature or higher, which is lower than the fully warmed-up temperature), The fuel injection timing is set to BTDC 260 ° CA. This is equivalent to setting the start timing of fuel injection to the middle period when the intake stroke is divided into the first, middle and latter periods, and this injection timing is sometimes called warm injection timing with an emphasis on smoke. Yes (see also FIG. 5).

ところが、前述したように燃料噴射時期を冷間用噴射時期に設定することは、オイル希釈及びスモークの発生を共に許容範囲内に収めることしかできない一方で、オイル希釈に関しては、エンジン1が完全暖機に至ればオイル内にはオイルがほとんど残らなくなることから、オイル希釈に起因するエンジンへの悪影響は解消し得る。すなわち、実質的に、オイル希釈が問題となり得るのは、エンジン1が完全暖機をする前に停止されて、オイルに混入した燃料が次第に蓄積されることである。   However, as described above, setting the fuel injection timing to the cold injection timing can only keep the oil dilution and the generation of smoke within the allowable range. When the machine reaches the machine, almost no oil remains in the oil, and the adverse effects on the engine due to the oil dilution can be eliminated. That is, the oil dilution can be a problem substantially because the engine 1 is stopped before the engine is completely warmed up, and the fuel mixed in the oil is gradually accumulated.

そこで、エンジン制御器100は、オイル希釈に起因するエンジン1への悪影響を回避しつつ、スモークの発生をさらに低減させるべく、オイル希釈が実質的に問題にならない状況下、具体的には前回にエンジン1を停止したときに、そのエンジン1が完全暖機をしていたか否かに応じて、今回のエンジン始動の際の未暖機状態における燃料噴射時期を変更する制御を実行する。より詳細には、前回エンジン停止時にエンジン水温が完全暖機温度以上であったときには、今回の始動時にオイル内には燃料が混入していないか又は、ほとんど混入していないことから、エンジン1の未暖機状態において、多少の燃料がオイルに混入することは許容し得るとの観点で、オイル希釈よりもスモークの抑制を重視した、遅角側の燃料噴射時期、つまり前記温間用噴射時期(所定時期)に設定する。   Therefore, the engine controller 100 avoids adverse effects on the engine 1 due to oil dilution, and further reduces the occurrence of smoke. When the engine 1 is stopped, control for changing the fuel injection timing in the unwarmed state at the time of starting the engine is executed according to whether or not the engine 1 has been completely warmed up. More specifically, when the engine water temperature was equal to or higher than the complete warm-up temperature when the engine was stopped last time, the fuel is not mixed or hardly mixed in the oil at the start of this time. From the standpoint that it is acceptable to allow some fuel to enter the oil in an unwarmed state, the retarded fuel injection timing, that is, the warm injection timing, which emphasizes the suppression of smoke rather than oil dilution. Set to (predetermined time).

一方、前回エンジン停止時にエンジン水温が完全暖機温度よりも低いときには、今回の始動時にオイル内に燃料が混入している可能性が高いため、エンジン1の未暖機状態においては、オイル希釈とスモーク発生との双方を考慮することが好ましい。但し、できる限りスモーク発生を抑制する観点から、エンジン始動時の水温に応じて、前述した冷間用噴射時期と温間用噴射時期との間で燃料噴射時期を変更するようにした。   On the other hand, when the engine water temperature is lower than the fully warmed-up temperature when the engine is stopped last time, there is a high possibility that fuel is mixed in the oil at the time of the current start-up. It is preferable to consider both smoke generation. However, from the viewpoint of suppressing the generation of smoke as much as possible, the fuel injection timing is changed between the cold injection timing and the warm injection timing according to the water temperature at the time of starting the engine.

すなわち、エンジン水温が比較的高いときには、その始動時の水温と完全暖機温度との温度差が小さいため、エンジン1が完全暖機に至るまでの時間が短く、その間にオイルに混入する燃料の量は少なくなる。このため、エンジン1が完全暖機に至るまで間に、多少の燃料がオイルに混入することを許容しても、エンジン1が完全暖機に至った後にオイル内に混入した燃料の全て又はそのほとんどが蒸発し得る。つまり、オイル内に燃料が蓄積することがなく、エンジン1への悪影響を回避し得る。そこで、エンジン制御器100は、エンジン1の始動時の水温が所定温度(第1温度)よりも低いときには、燃料噴射時期を前記冷間用噴射時期(第2所定時期)に設定する一方で、エンジン1の始動時の水温が第1温度以上のときには、オイルへの燃料の混入を多少許容しつつも、スモークの発生はより一層抑制すべく、燃料噴射時期を冷間用噴射時期よりも遅角側に設定する。   That is, when the engine water temperature is relatively high, since the temperature difference between the water temperature at the time of starting and the complete warm-up temperature is small, the time until the engine 1 reaches the complete warm-up is short, and the fuel mixed in the oil during that time is short. The amount is reduced. For this reason, even if some fuel is allowed to be mixed into the oil until the engine 1 is completely warmed up, all of the fuel mixed in the oil after the engine 1 is completely warmed up or its Most can evaporate. That is, fuel does not accumulate in the oil, and adverse effects on the engine 1 can be avoided. Therefore, the engine controller 100 sets the fuel injection timing to the cold injection timing (second predetermined timing) when the water temperature at the start of the engine 1 is lower than the predetermined temperature (first temperature). When the water temperature at the time of starting the engine 1 is equal to or higher than the first temperature, the fuel injection timing is delayed from the cold injection timing in order to further suppress the generation of smoke while allowing the fuel to be mixed somewhat. Set to the corner side.

次に図4に示すフローチャートを参照しながら、前記エンジン制御器100が実行する、前述した燃料噴射時期の制御について説明する。このフローは、運転状態のエンジン1を停止することによってスタートし、先ずステップS41ではキーオフ時の、換言すればエンジン1の停止時の水温を、水温センサ78からの信号に基づいて読み込み、それをエンジン制御器100に保存する。   Next, the above-described fuel injection timing control executed by the engine controller 100 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This flow starts by stopping the engine 1 in the operating state. First, in step S41, the water temperature at the time of key-off, in other words, when the engine 1 is stopped is read based on the signal from the water temperature sensor 78, and is read. Stored in the engine controller 100.

続くステップS42はエンジン1の始動時に係り、このステップS42では、前のステップS41においてエンジン制御器100に保存した、前回キーオフ時のエンジン水温を読み込むと共に、水温センサ78からの信号に基づき、今回のエンジン始動時におけるエンジン水温を読み込む。そうして、ステップS43において、前回キーオフ時のエンジン水温が、予め設定した完全暖機温度(例えば80度)未満であるか否かを判定する。キーオフ時のエンジン水温が完全暖機温度以上であるとき(NOのとき)には、ステップS44に移行する一方、キーオフ時のエンジン水温が完全暖機温度未満であるとき(YESのとき)には、ステップS45に移行する。   The subsequent step S42 is related to the start of the engine 1. In this step S42, the engine water temperature at the previous key-off saved in the engine controller 100 in the previous step S41 is read, and based on the signal from the water temperature sensor 78, this time Read the engine water temperature when the engine starts. Then, in step S43, it is determined whether or not the engine water temperature at the previous key-off is less than a preset complete warm-up temperature (for example, 80 degrees). When the engine water temperature at the time of key-off is equal to or higher than the complete warm-up temperature (NO), the process proceeds to step S44, while when the engine water temperature at the time of key-off is lower than the complete warm-up temperature (when YES). The process proceeds to step S45.

ステップS44では、キーオフ時のエンジン水温が完全暖機温度以上であり、前述したように、今回のエンジン始動時にオイルに混入している燃料量はゼロ乃至比較的少ないと推定し得るから、エンジン1が未暖機のときに多少のオイル希釈を許容しても、エンジン1に対する影響がない、又は、ほとんどない。そのため、スモークの抑制を重視すべく、燃料噴射時期を遅角側の温間用噴射時期、つまり、図5に示すように、BTDC260°CAに設定する。   In step S44, the engine water temperature at the time of key-off is equal to or higher than the complete warm-up temperature, and as described above, it can be estimated that the amount of fuel mixed in the oil at the time of engine startup this time is zero or relatively small. Even if some oil dilution is allowed when the engine is not warmed up, there is little or no influence on the engine 1. Therefore, in order to attach importance to the suppression of smoke, the fuel injection timing is set to the retarded warm injection timing, that is, BTDC 260 ° CA as shown in FIG.

一方、ステップS45では、今回のエンジン始動時のエンジン水温が予め設定した第1温度未満であるか否かを判定する。この第1温度は、図5に示すように、比較的低い温度あって、エンジン水温がこの第1温度よりも低いときには、気筒11の内壁面に付着した燃料が気化し難くかつ、エンジン1の完全暖機までに長い時間を要することで、その間に比較的多量の燃料がオイルに混入する虞がある温度として適宜設定される温度であり、例えば10度程度に設定される。ステップS45において、今回のエンジン始動時の水温が第1温度未満であるとき(YESのとき)には、エンジン1が冷間であるとしてステップS46に移行し、図5に示すように冷間用噴射時期(BTDC285°CA)で燃料噴射を実行する。また、その後はエンジン水温の上昇に応じて、燃料噴射時期を遅角させていく。こうして、ステップS46では、オイル希釈を十分に抑制しつつ、スモークの発生も許容範囲内に収めることが可能になる。   On the other hand, in step S45, it is determined whether or not the engine water temperature at the current engine start is less than a preset first temperature. As shown in FIG. 5, when the first temperature is relatively low and the engine water temperature is lower than the first temperature, the fuel adhering to the inner wall surface of the cylinder 11 is difficult to vaporize, and the engine 1 Since it takes a long time to complete warm-up, the temperature is appropriately set as a temperature during which a relatively large amount of fuel may be mixed into the oil, for example, about 10 degrees. In step S45, when the water temperature at the time of starting the engine this time is lower than the first temperature (when YES), the process proceeds to step S46 assuming that the engine 1 is cold, and as shown in FIG. Fuel injection is executed at the injection timing (BTDC285 ° CA). Thereafter, the fuel injection timing is retarded in accordance with the increase in the engine water temperature. In this way, in step S46, it is possible to keep the generation of smoke within an allowable range while sufficiently suppressing oil dilution.

一方、ステップS45において、今回のエンジン始動時のエンジン水温が第1温度以上であるとき(NOのとき)には、ステップS47に移行し、そのステップS47では、今回のエンジン始動時のエンジン水温が第2温度未満であるか否かを判定する。この第2温度は、図5に示すように、エンジン1の完全暖機温度よりも低くかつ、第1温度よりも高い温度あって、エンジン水温がこの第2温度よりも高いときには、気筒11の内壁面に付着した燃料が気化し易くかつ、エンジン1の完全暖機までにほとんど時間を要しないため、その間にオイルに混入する燃料量が少なく、さらに、その完全暖機後には燃料が蒸発してオイル内には燃料が(ほとんど)存在しなくなる温度として適宜設定される温度であり、例えば60度程度に設定される。ステップS47において、今回のエンジン始動時のエンジン水温が第2温度以上であるとき(NOのとき)には、エンジン1が温間であるとしてステップS48に移行し、温間用噴射時期(BTDC260°CA)で燃料噴射を実行する。こうして、ステップS48では、オイル希釈に起因するエンジンへの悪影響を回避しつつ、スモークの発生を十分に抑制することが可能になる。   On the other hand, in step S45, when the engine water temperature at the time of the current engine start is equal to or higher than the first temperature (NO), the process proceeds to step S47. In step S47, the engine water temperature at the time of the current engine start is It is determined whether the temperature is lower than the second temperature. As shown in FIG. 5, when the second temperature is lower than the complete warm-up temperature of the engine 1 and higher than the first temperature, and the engine water temperature is higher than the second temperature, the cylinder 11 Since the fuel adhering to the inner wall is easy to vaporize and it takes almost no time until the engine 1 is completely warmed up, the amount of fuel mixed in the oil is small during that time. The temperature is appropriately set as a temperature at which the fuel does not (almost) exist in the oil, and is set to about 60 degrees, for example. In step S47, when the engine water temperature at the start of the current engine is equal to or higher than the second temperature (NO), the engine 1 is warm and the routine proceeds to step S48, where the warm injection timing (BTDC 260 °) is reached. The fuel injection is executed at CA). Thus, in step S48, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of smoke while avoiding adverse effects on the engine due to oil dilution.

一方、ステップS47において、今回のエンジン始動時のエンジン水温が第2温度未満であるとき(YESのとき)には、エンジン1が半暖機であるとしてステップS49に移行する。ステップS49では、始動時のエンジン水温と、完全暖機時の水温との差分に基づいて噴射時期の補正値を算出し、冷間用噴射時期からその補正値分だけ遅角させた時期で、燃料噴射を実行する。これによって、例えば図5に示すように、エンジンの始動時の水温が第1温度と第2温度との間にあるときには、冷間用噴射時期と温間用噴射時期との間で線形補間により設定される噴射時期で燃料噴射が実行される。その後は、エンジン水温の上昇に伴い噴射時期を遅角側に変更する。例えば図5の斜めの線に沿うように噴射時期を遅角側に変更してもよい。こうして、ステップS49では、オイル希釈によるエンジン1への悪影響を回避しつつも、スモークの発生を可及的に低減することが可能になる。   On the other hand, in step S47, when the engine water temperature at the current engine start is less than the second temperature (YES), it is determined that the engine 1 is semi-warm and the process proceeds to step S49. In step S49, a correction value of the injection timing is calculated based on the difference between the engine water temperature at the start and the water temperature at the complete warm-up, and the timing is retarded by the correction value from the cold injection timing. Perform fuel injection. Thus, for example, as shown in FIG. 5, when the water temperature at the start of the engine is between the first temperature and the second temperature, linear interpolation is performed between the cold injection timing and the warm injection timing. Fuel injection is executed at the set injection timing. After that, the injection timing is changed to the retard side as the engine water temperature rises. For example, the injection timing may be changed to the retard side along the oblique line in FIG. Thus, in step S49, it is possible to reduce the occurrence of smoke as much as possible while avoiding adverse effects on the engine 1 due to oil dilution.

このように、前述したエンジン1の燃料噴射制御によると、エンジン1の未暖機時においても、前回の停止時におけるエンジン1の水温が完全暖機温度以上であったときには、エンジン1の始動時にオイル内に燃料が(ほとんど)存在していないと推定し得ることから、オイル内に燃料が多少混入することを許容する一方で、スモークの発生を抑制するために、燃料噴射時期を遅角側の温間時噴射時期に設定する(ステップS44)。これによって、オイル希釈に起因するエンジン1への悪影響は回避しつつ、スモークの発生を大幅に抑制し得る。   Thus, according to the fuel injection control of the engine 1 described above, even when the engine 1 is not warmed up, when the water temperature of the engine 1 at the previous stop is equal to or higher than the complete warm-up temperature, the engine 1 is started. Since it can be estimated that there is (almost) no fuel in the oil, the fuel injection timing is retarded in order to suppress the generation of smoke while allowing some fuel to enter the oil. The warm injection time is set (step S44). As a result, the occurrence of smoke can be significantly suppressed while avoiding adverse effects on the engine 1 due to oil dilution.

一方、前回の停止時におけるエンジン1の水温が完全暖機温度未満であったときには、エンジン1の始動時の水温に応じて、始動時水温が比較的高く、短時間でエンジンの完全暖機に至るような場合には、前記と同様に、オイル内に燃料が多少混入することを許容する一方で、スモークの発生を抑制するために、燃料噴射時期を冷間時噴射時期よりも遅角側に設定する(ステップS48,S49)。これによって、オイル希釈に起因するエンジンへの悪影響は回避しつつ、スモークの発生を可及的に抑制し得る。   On the other hand, when the water temperature of the engine 1 at the previous stop is less than the complete warm-up temperature, the start-up water temperature is relatively high according to the water temperature at the start of the engine 1, and the engine can be fully warmed up in a short time. In such a case, in the same manner as described above, the fuel injection timing is retarded from the cold injection timing in order to suppress the generation of smoke while allowing the fuel to be mixed somewhat into the oil. (Steps S48 and S49). As a result, the generation of smoke can be suppressed as much as possible while avoiding adverse effects on the engine due to oil dilution.

こうした制御は、燃料噴射弁53が多噴口型であって燃料噴射圧力が比較的高く設定されることにより、燃料噴霧の貫徹力が相対的に強くなる場合、換言すれば気筒11の内壁面への燃料の付着量が増えてオイル希釈が生じ易い場合に特に有効である。尚、単噴口型の燃料噴射弁を採用した場合に、前述した制御を行うことも勿論可能である。   Such control is performed when the fuel spray penetrating force becomes relatively strong by setting the fuel injection valve 53 to be a multi-injection type and a relatively high fuel injection pressure, in other words, to the inner wall surface of the cylinder 11. This is particularly effective when the amount of fuel attached increases and oil dilution tends to occur. Of course, the above-described control can be performed when a single injection type fuel injection valve is employed.

また、図4に示すフローチャートや図5に示すマップでは、エンジン水温に基づいて燃料噴射時期の変更をするようにしているが、これに代えてエンジンオイルの温度に基づいて燃料噴射時期の変更を行うようにしてもよい。   In the flowchart shown in FIG. 4 and the map shown in FIG. 5, the fuel injection timing is changed based on the engine water temperature. Instead, the fuel injection timing is changed based on the temperature of the engine oil. You may make it perform.

また、前記で説明した燃料噴射は、必要量の燃料を1回で噴射する場合、及び、複数回に分割して噴射する場合の双方を含み得る。例えば分割噴射の場合、その時期を変更することは、複数回の燃料噴射の全体を遅角側及び進角側に変更すればよい。   The fuel injection described above can include both a case where a required amount of fuel is injected once and a case where fuel is divided into a plurality of times and injected. For example, in the case of split injection, changing the timing may be performed by changing the entire fuel injection to the retard side and the advance side.

1 直噴ガソリンエンジン(エンジン本体)
100 エンジン制御器(制御手段)
11 気筒
15 ピストン
53 燃料噴射弁
1 Direct-injection gasoline engine (engine body)
100 Engine controller (control means)
11 cylinder 15 piston 53 fuel injection valve

Claims (3)

ガソリンを含有する燃料が供給されるエンジン本体と、
前記エンジン本体においてピストンが嵌挿された気筒内に前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁の制御を通じて、前記気筒内への燃料供給を制御する制御手段と、を備え、
前記燃料噴射弁は、前記気筒内での燃料噴射方向が、前記気筒内壁面乃至上死点付近での前記ピストンの頂面に指向するように設定され、
前記制御手段は、前記エンジン本体の暖機が完了する前の未暖機状態において、前記エンジン本体の前回のキーオフによる停止時に検出したエンジン本体の温度に基づいて、当該前回停止時温度が前記エンジン本体の完全暖機温度以上のときは吸気行程時における燃料噴射時期を遅角側の所定時期に設定する一方、前記前回停止時温度が前記エンジン本体の完全暖機温度よりも低いときには、吸気行程時における前記燃料噴射時期を前記所定時期よりも進角側に設定する直噴ガソリンエンジンの制御装置。
An engine body supplied with fuel containing gasoline;
A fuel injection valve that injects the fuel into a cylinder in which a piston is inserted in the engine body;
Through the control of the fuel injection valve, and control means for controlling the fuel supply to the cylinder,
The fuel injection valve is set so that the fuel injection direction in the cylinder is directed to the inner wall surface of the cylinder or the top surface of the piston in the vicinity of the top dead center,
Based on the temperature of the engine main body detected when the engine main body was stopped by the previous key-off in the unwarmed state before the completion of warming up of the engine main body, the control means determines that the temperature at the previous stop is the engine When the temperature is equal to or higher than the complete warm-up temperature of the main body, the fuel injection timing during the intake stroke is set to a predetermined timing on the retard side, while when the previous stop temperature is lower than the complete warm-up temperature of the engine main body, the intake stroke control device for a direct injection gasoline engine for setting the fuel injection timing to the advance side than the predetermined timing during.
請求項1に記載の直噴ガソリンエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、前回停止時温度が、前記エンジン本体の完全暖機温度以上のときには、前記燃料噴射の開始時期を、前記吸気行程を前期、中期及び後期に区分したときの中期に設定する直噴ガソリンエンジンの制御装置。
In the direct injection gasoline engine control device according to claim 1,
When the temperature at the previous stop is equal to or higher than the complete warm-up temperature of the engine body, the control means sets the start timing of the fuel injection to the middle period when the intake stroke is divided into the first period, the middle period, and the second period. A control unit for an injection gasoline engine.
請求項1に記載の直噴ガソリンエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、前回停止時温度が前記エンジン本体の完全暖機温度よりも低いときには、
前記エンジン本体の今回の始動時に検出したエンジン本体の温度に基づいて、当該始動時温度が所定温度よりも低いときには、吸気行程時における前記燃料噴射時期を進角側の第2所定時期に設定する一方、前記始動時温度が前記所定温度以上のときは吸気行程時における前記燃料噴射時期を前記第2所定時期よりも遅角側に設定する直噴ガソリンエンジンの制御装置。
In the direct injection gasoline engine control device according to claim 1,
When the previous stop temperature is lower than the complete warm-up temperature of the engine body,
When the starting temperature is lower than a predetermined temperature based on the temperature of the engine body detected at the current start of the engine body, the fuel injection timing at the intake stroke is set to a second predetermined timing on the advance side. On the other hand, a control device for a direct-injection gasoline engine that sets the fuel injection timing during the intake stroke to a more retarded side than the second predetermined timing when the starting temperature is equal to or higher than the predetermined temperature.
JP2010147522A 2010-06-29 2010-06-29 Control unit for direct injection gasoline engine Expired - Fee Related JP5625544B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010147522A JP5625544B2 (en) 2010-06-29 2010-06-29 Control unit for direct injection gasoline engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010147522A JP5625544B2 (en) 2010-06-29 2010-06-29 Control unit for direct injection gasoline engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012012946A JP2012012946A (en) 2012-01-19
JP5625544B2 true JP5625544B2 (en) 2014-11-19

Family

ID=45599684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010147522A Expired - Fee Related JP5625544B2 (en) 2010-06-29 2010-06-29 Control unit for direct injection gasoline engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5625544B2 (en)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2557678Y2 (en) * 1989-08-18 1997-12-10 三菱自動車工業株式会社 Fuel injection timing control device
JP3189564B2 (en) * 1994-04-19 2001-07-16 トヨタ自動車株式会社 In-cylinder injection spark ignition engine
JPH11210521A (en) * 1998-01-22 1999-08-03 Nippon Soken Inc Control method for cylinder direct injection engine
JP3680551B2 (en) * 1998-04-15 2005-08-10 日産自動車株式会社 Control unit for direct injection gasoline engine
JP2002013428A (en) * 2000-06-30 2002-01-18 Mitsubishi Motors Corp Cylinder injection internal combustion engine
JP4254607B2 (en) * 2004-04-30 2009-04-15 マツダ株式会社 Engine starter
JP4918910B2 (en) * 2007-11-16 2012-04-18 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine
JP2010048108A (en) * 2008-08-19 2010-03-04 Toyota Motor Corp Internal combustion engine
JP4983747B2 (en) * 2008-08-21 2012-07-25 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012012946A (en) 2012-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008274780A (en) Control device of internal combustion engine
JP4521426B2 (en) In-cylinder injection internal combustion engine control device
JP2010101313A (en) Control method of spark ignited internal combustion engine and spark ignited internal combustion engine system
JP4605512B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5530790B2 (en) Intake air amount control device for internal combustion engine
JP5029517B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2010203326A (en) Control device for internal combustion engine
JP2009235946A (en) Control device of internal combustion engine
JP5581852B2 (en) Control unit for direct injection gasoline engine
JP2006283701A (en) Control device for internal combustion engine
JP5625544B2 (en) Control unit for direct injection gasoline engine
JP2010174676A (en) Stop control device for internal combustion engine
JP5735814B2 (en) Fuel injection control device and fuel injection control method for internal combustion engine
JP2012012947A (en) Control device for direct injection gasoline engine
JP2010248948A (en) Control device for internal combustion engine
JP2010169085A (en) Control device for internal combustion engine
JP2010048108A (en) Internal combustion engine
JP5125592B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2013224621A (en) Method and control device for starting direct injection engine
JP7272251B2 (en) Drive control device for internal combustion engine
JP2012082756A (en) Control device of internal combustion engine
JP5556387B2 (en) Control device for variable valve system
JP2007262919A (en) Control device of internal combustion engine
JP2018035796A (en) Fuel injection control device
JP2008057403A (en) Control device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130313

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20130401

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131224

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140902

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140915

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5625544

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees