JP5716842B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5716842B2
JP5716842B2 JP2013548029A JP2013548029A JP5716842B2 JP 5716842 B2 JP5716842 B2 JP 5716842B2 JP 2013548029 A JP2013548029 A JP 2013548029A JP 2013548029 A JP2013548029 A JP 2013548029A JP 5716842 B2 JP5716842 B2 JP 5716842B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
injection
cylinder
amount
intake passage
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
JP2013548029A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2013084344A1 (ja
Inventor
三谷 信一
信一 三谷
栄二 村瀬
栄二 村瀬
崇博 塚越
崇博 塚越
和久 松田
和久 松田
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota 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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of JPWO2013084344A1 publication Critical patent/JPWO2013084344A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5716842B2 publication Critical patent/JP5716842B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008Controlling each cylinder individually
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0607Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/061Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0686Injectors
    • F02D19/0692Arrangement of multiple injectors per combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/082Premixed fuels, i.e. emulsions or blends
    • F02D19/084Blends of gasoline and alcohols, e.g. E85
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/082Premixed fuels, i.e. emulsions or blends
    • F02D19/085Control based on the fuel type or composition
    • F02D19/087Control based on the fuel type or composition with determination of densities, viscosities, composition, concentration or mixture ratios of fuels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/047Taking into account fuel evaporation or wall wetting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3094Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0686Injectors
    • F02D19/0689Injectors for in-cylinder direct injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0611Fuel type, fuel composition or fuel quality
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、例えばFFV(Flexible Fuel Vehicle)に搭載されてアルコール燃料を使用する内燃機関の制御装置に関し、特に、1圧送2噴射型の燃料供給システムを備えた内燃機関の制御装置に関する。
従来技術として、例えば日本特開2009−30573号公報に記載されているように、1圧送2噴射型の燃料供給システムを備えた内燃機関の制御装置が知られている。1圧送2噴射型の燃料供給システムは、例えば気筒数の半分に対応する個数の凸部が形成されたポンプ用駆動カムを備えている。このポンプ用駆動カムは、クランク軸が2回転(1サイクル)する間に1回転し、個々の凸部により燃料ポンプを駆動する。即ち、1圧送2噴射型の燃料供給システムでは、燃料ポンプが1回の燃料圧送動作を行う間に、2気筒の燃料噴射が実行されるように構成されている。このような1圧送2噴射型の燃料供給システムは、アルコール燃料を使用する内燃機関にも採用することができる。
日本特開2009−30573号公報
ところで、従来技術では、1圧送2噴射型の燃料供給システムをアルコール燃料に適用した場合に、次のような問題が生じる。アルコール燃料を使用する場合には、燃料中のアルコール濃度が高くなるほど、燃料噴射量が増加する傾向がある。しかし、1圧送2噴射型の燃料供給システムでは、1回の燃料圧送動作により2気筒分の燃料噴射圧(燃圧)を維持する。このため、従来技術では、1気筒目の燃料噴射量が増加した場合に、2気筒目の燃料噴射時に燃圧が低下し、2気筒目の燃料噴射量が低下するという問題がある。
これに対し、例えばアルコール濃度が高い燃料にも適応可能な大型の燃料ポンプを採用する方法も考えられる。しかし、この場合には、燃料ポンプの搭載スペースを確保するのが難しくなる上に、燃料供給システムの大型化や重量増を招くという問題がある。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、1圧送2噴射型のアルコール燃料噴射システムにおいて、各気筒の燃料噴射量を安定させ、燃料噴射制御を正確に実行することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
第1の発明は、内燃機関の各気筒に設けられ、吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射弁と、
前記各気筒に設けられ、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、
前記各気筒に向けてアルコール燃料を圧送するポンプ機能を有し、1回の燃料圧送動作を実行してから次回の燃料圧送動作を実行するまでの期間である圧送間隔期間中に2つの気筒で燃料噴射が順次実行されるように構成された燃料供給システムと、
燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、
燃料中のアルコール濃度が所定の判定値以下の場合に、前記圧送間隔期間中に燃料噴射が順次行われる2つの気筒である1番目の気筒及び2番目の気筒に対して前記筒内噴射弁から燃料を噴射する第1の噴射制御手段と、
燃料中のアルコール濃度が前記判定値よりも高い場合に、前記1番目の気筒に対して前記筒内噴射弁から燃料を噴射し、前記2番目の気筒に対して前記吸気通路噴射弁と前記筒内噴射弁の両方から燃料を噴射する第2の噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする。
第2の発明によると、前記第1,第2の噴射制御手段は、所定の条件が成立する始動運転時にのみ作動する構成とし、
前記始動運転の終了後に前記第1,第2の噴射制御手段に代わって作動し、前記1番目の気筒及び前記2番目の気筒における前記吸気通路噴射弁と前記筒内噴射弁との燃料噴射比率を内燃機関の運転状態に応じてそれぞれ可変に設定する噴き分け制御手段を備えている。
第3の発明は、前記第2の噴射制御手段が作動する場合に、前記2番目の気筒における前記吸気通路噴射弁の燃料噴射量に対して、前記吸気通路の壁面に付着する燃料の量である壁面付着燃料量を加算する噴射量加算手段と、
前記第2の噴射制御手段の作動後に前記噴き分け制御手段が作動した場合に、前記2番目の気筒における前記吸気通路噴射弁の燃料噴射量を、前記1番目の気筒に対して前記壁面付着燃料量の分だけ少なくする噴射量整合手段と、を備えている。
第1の発明によれば、1圧送2噴射型の燃料供給システムにおいて、1番目の気筒の燃料噴射により燃圧が低下したとしても、2番目の気筒では、吸気通路噴射弁と筒内噴射弁とを用いて燃料噴射を実行することができるので、必要な燃料噴射量を確保することができる。即ち、燃料中のアルコール濃度が高い場合でも、各気筒の燃料噴射量を安定させることができる。従って、1圧送2噴射型の燃料ポンプを大型化しなくても、アルコール燃料の燃料噴射制御を正確に実行することができる。
第2の発明によれば、燃料噴射量が増加する始動運転時において、燃料中のアルコール濃度が高い場合でも、第2の噴射制御手段により各気筒の燃料噴射量を安定させることができ、燃料噴射量の低下を確実に回避することができる。また、始動運転後には、噴き分け制御手段により各気筒の燃料噴射比率を適切に設定することができる。
第3の発明によれば、噴射量加算手段は、第2の噴射制御手段が作動する場合に、2番目の気筒における吸気通路噴射弁の燃料噴射量に対して壁面付着燃料量を加算することができる。これにより、噴射燃料の一部が吸気通路の壁面に付着しても、筒内に流入する燃料の量を適切に制御することができる。また、噴射量整合手段は、噴き分け制御手段が作動する時に、第2の噴射制御手段により1番目の気筒と2番目の気筒との間に生じた噴射量の差異(壁面付着燃料量の加算の有無)を整合することができる。これにより、各気筒において吸気通路の壁面に付着した燃料の量を揃えることができ、気筒間の空燃比ばらつきを抑制することができる。
本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための構成図である。 第2の始動噴射制御により制御される各気筒の燃料噴射状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態2において、第2の始動噴射制御から噴き分け制御に移行するときの各気筒の燃料噴射状態を示す説明図である。 第1の始動噴射制御から噴き分け制御に移行するときの各気筒の燃料噴射状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態2において、ECUにより実行される制御を示すフローチャートである。
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
以下、図1乃至図3を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、FFV等の車両に搭載される内燃機関として多気筒型のエンジン10を備えている。エンジン10は、例えばメタノール、エタノール等を含むアルコール燃料及びガソリンが使用可能となっている。なお、図1は、エンジン10に搭載された複数気筒のうちの1気筒を例示したものである。エンジン10の各気筒には、ピストン12により燃焼室14が形成されており、ピストン12はクランク軸16に連結されている。また、エンジン10は、各気筒に吸入空気を吸込む吸気通路18を備えており、吸気通路18には、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ20が設けられている。
一方、エンジン10は、各気筒の排気ガスを排出する排気通路22を備えており、排気通路22には、排気ガスを浄化する三元触媒等の触媒24が設けられている。また、エンジンの各気筒は、吸気通路18(吸気ポート)に燃料を噴射する吸気通路噴射弁26と、燃焼室14内(筒内)に燃料を噴射する筒内噴射弁28と、混合気に点火する点火プラグ30と、吸気通路18を筒内に対して開閉する吸気バルブ32と、排気通路22を筒内に対して開閉する排気バルブ34とを備えている。なお、以下の説明では、吸気通路噴射弁26による燃料噴射を「吸気通路噴射」と表記し、筒内噴射弁28による燃料噴射を「筒内噴射」と表記する。
また、エンジン10には、車両の燃料タンク内に貯留されたアルコール燃料を噴射弁26,28に供給(圧送)する燃料供給システム36が付設されている。燃料供給システム36は、例えば日本特開2009−30573号公報に記載されているような公知の構成を有し、1圧送2噴射型の燃料ポンプ(図示せず)を備えている。即ち、燃料供給システム36は、1回の燃料圧送動作を実行してから次回の燃料圧送動作を実行するまでの期間である圧送間隔期間中に2つの気筒で燃料噴射が順次実行されるように構成されている。
また、本実施の形態のシステムは、エンジンの制御に必要な各種のセンサを含むセンサ系統と、エンジンの運転状態を制御するECU(Engine Control Unit)50とを備えている。まず、センサ系統について述べると、クランク角センサ40は、クランク軸16の回転に同期した信号を出力するもので、エアフローセンサ42は、エンジンの吸入空気量を検出する。また、水温センサ44は、機関温度の一例として、エンジン冷却水の温度(エンジン水温)を検出するもので、吸気温センサ46は、吸入空気の温度、即ち、エンジン周囲の外気(環境)温度を検出する。さらに、アルコール濃度センサ48は、燃料中のアルコール濃度を検出するもので、本実施の形態のアルコール濃度検出手段を構成している。センサ系統には、この他にも各種のセンサが含まれており、これらのセンサはECU50の入力側に接続されている。また、ECU50の出力側には、スロットルバルブ20、噴射弁26,28、点火プラグ30等のアクチュエータが接続されている。
そして、ECU50は、センサ系統により検出したエンジンの運転情報に基いて各アクチュエータを駆動し、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ40の出力に基いてエンジン回転数(機関回転数)とクランク角とを検出し、エアフローセンサ42により吸入空気量を検出する。また、エンジン回転数と吸入空気量とに基いて負荷率(機関負荷)を算出し、吸入空気量、負荷率、燃料中のアルコール濃度等に基いて燃料噴射量を算出する。また、ECU50は、クランク角に基いて燃料噴射時期及び点火時期を決定し、燃料噴射時期が到来した時点で噴射弁26,28をそれぞれ駆動する。そして、点火時期が到来した時点で、点火プラグ30に通電する点火動作を実行する。これにより、各気筒で混合気を燃焼させ、エンジンを運転する。
[実施の形態1の特徴]
1圧送2噴射型の燃料供給システム36では、燃料中のアルコール濃度が高くなることによって燃料噴射量が増加すると、燃圧の維持が難しくなる。即ち、燃料ポンプの圧送間隔期間中に燃料噴射が行われる2つの気筒のうち、最初に燃料噴射が行われる気筒(1番目の気筒)で多量の燃料が噴射されると、次回の燃料圧送動作が行われるまで燃料配管内の圧力が低下する。この結果、2番目に燃料噴射が行われる気筒(2番目の気筒)では、燃圧が不足した状態で燃料噴射が行われることになり、燃料噴射量が低下し易くなる。この現象は、特に燃料噴射量が増加する始動運転時に顕著となる。そこで、本実施の形態では、始動運転が実行されている場合に、以下に述べる第1,第2の始動噴射制御を実行する。なお、始動運転とは、例えばエンジンの暖機前に実行されるもので、具体的には、所定の条件が成立する場合(エンジン水温、触媒温度等が暖機前の状態に対応した温度である場合)に実行され、当該条件が不成立となった場合に終了される。
(第1の始動噴射制御)
この制御は、燃料中のアルコール濃度が判定値γ以下の場合に、1番目の気筒及び2番目の気筒に対して筒内噴射のみを実行する(即ち、全気筒で筒内噴射のみを実行する)ものである。アルコール燃料の使用時には、燃料噴射量が増加する上に、燃料の揮発性が低下する特性があるので、第1の始動噴射制御は、このような特性の燃料を筒内に直接噴射し、燃焼性を向上させることを目的としている。
(第2の始動噴射制御)
第2の始動噴射制御は、燃料中のアルコール濃度が所定の判定値γよりも高い場合に実行されるもので、1番目の気筒に対して筒内噴射のみを実行し、2番目の気筒に対しては吸気通路噴射と筒内噴射とを併用する。図2は、第2の始動噴射制御により制御される各気筒の燃料噴射状態を示す説明図である。なお、図2は、6気筒エンジンを例に挙げ、燃料噴射が実行される順番に従って各気筒に番号(#1〜#6)を付したものである。また、図2に示す一例では、#1,#3,#5気筒が前記1番目の気に対応し、#2,#4,#6気筒が前記2番目の気筒に対応している。
ここで、アルコール濃度の判定値γは、例えば2番目の気筒で生じる燃料噴射量の低下が許容範囲に収まるようなアルコール濃度の上限値として設定される。即ち、燃料中のアルコール濃度が判定値γ以下の場合には、1番目の気筒の燃料噴射量が燃圧(2番目の気筒の燃料噴射量)に影響を与えるほど増加しないので、2番目の気筒でも、筒内噴射のみで燃料噴射を実行することができる。一方、アルコール濃度が判定値γよりも高い場合には、1番目の気筒の燃料噴射量が増加することにより燃圧が低下し、2番目の気筒における燃料噴射量の低下度合いが許容限度を超える虞れがある。そこで、この場合には、2番目の気筒において、筒内噴射だけでなく、吸気通路噴射も併用する。これに対し、最初に燃料を噴射する1番目の気筒では、燃圧の低下を考慮する必要がないので、アルコール濃度に関係なく、筒内噴射のみを実行する。
上記制御によれば、1圧送2噴射型の燃料供給システム36において、1番目の気筒の燃料噴射により燃圧が低下したとしても、2番目の気筒では、2つの燃料噴射弁26,28を用いて燃料噴射を実行することができるので、必要な燃料噴射量を確保することができる。即ち、燃料中のアルコール濃度が高い場合でも、各気筒の燃料噴射量を安定させることができ、特に燃料噴射量が増加する始動運転時において、燃料噴射量の低下を確実に回避することができる。従って、1圧送2噴射型の燃料ポンプを大型化しなくても、アルコール燃料の燃料噴射制御を正確に実行することができる。
(噴射量加算制御)
また、第2の始動噴射制御を実行する場合には、図2に示すように、噴射量加算制御が実行され、2番目の気筒における吸気通路噴射量に対して壁面付着分の噴射量(以下、壁面付着燃料量と称す)が加算される。ここで、壁面付着燃料量とは、吸気通路噴射弁26から噴射された燃料のうち吸気通路(吸気ポート)の壁面に付着する燃料の量として定義される。壁面付着燃料量は、例えばエンジン水温、吸気温度、燃料噴射量、燃料中のアルコール濃度等に基いて公知の方法により算出される。これにより、噴射燃料の一部が吸気通路の壁面に付着しても、筒内に流入する燃料の量を適切に制御することができる。
(噴き分け制御)
本実施の形態において、第1,第2の始動噴射制御は始動運転時にのみ実行され、始動運転の終了後には、これらの噴射制御に代わって噴き分け制御が実行される。噴き分け制御は、個々の気筒における吸気通路噴射量と筒内噴射量との比率(燃料噴射比率)をエンジンの運転状態に応じてそれぞれ可変に設定するもので、例えば日本特開2010−261364号公報等により公知の制御である。
[実施の形態1を実現するための具体的な処理]
次に、図3を参照して、本発明の実施の形態1を実現するための具体的な処理について説明する。図3は、本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される制御を示すフローチャートである。この図に示すルーチンでは、まず、ステップ100において、イグニッションスイッチ(IG)がONであるか否かを判定し、ONである場合には、ステップ102に移行する。そして、ステップ102,104,106では、センサ系統の出力に基いて、エンジン水温ethw、外気(環境)温度etha、燃料中のアルコール濃度ealchをそれぞれ算出する。なお、アルコール濃度ealchは、アルコール濃度センサ48を使用せずに、排気空燃比等に基いて推定する構成としてもよい。
次に、ステップ108では、スタータスイッチがONであるか否かを判定し、ONである場合には、ステップ110において、スタータモータを駆動してクランキングを実行すると共に、クランク角センサ40の出力に基いて気筒判別を実行する。次に、ステップ112では、エンジン水温ethwが筒内噴射による始動に適した所定の温度範囲(α1<ethw<α2)に収まっているか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップ114において、外気温度ethaが筒内噴射による始動に適した所定の温度範囲(β1<etha<β2)に収まっているか否かを判定する。ここで、α1,β1は、前記各温度範囲の下限値に対応し、α2,β2は各温度範囲の下限値に対応するもので、これらの値は実験等により予め設定されている。
ステップ112,114の判定が何れも成立した場合には、少なくとも筒内噴射により始動を行うため、ステップ116において、燃料中のアルコール濃度ealchが判定値γよりも高いか否かを判定する。そして、この判定が不成立の場合には、ステップ118に移行し、第1の始動噴射制御により全気筒で筒内噴射を実行する。即ち、ステップ118では、燃料ポンプの圧送間隔期間中に燃料噴射が行われる2つの気筒(1番目及び2番目の気筒)に対して、それぞれ筒内噴射を実行する。また、ステップ116の判定が成立した場合には、ステップ120,122により第2の始動噴射制御を実行する。即ち、ステップ120では、1番目の気筒に対して筒内噴射を実行し、ステップ122では、2番目の気筒に対して筒内噴射及び吸気通路噴射を実行する。
一方、ステップ112,114の何れかで判定が不成立の場合には、筒内噴射に適した温度環境ではないので、ステップ124に移行し、全気筒に対して吸気通路噴射を実行する。また、ステップ118,122,124の処理は、始動運転中にのみ実行され、始動運転の終了後には、後述の図6と同様に噴き分け制御が実行される。
なお、前記実施の形態1では、図3中のステップ118及び第1の始動噴射制御が請求項1における第1の噴射制御手段の具体例を示し、ステップ120,122及び第2の始動噴射制御が第2の噴射制御手段の具体例を示している。また、噴き分け制御は、請求項2における噴き分け制御手段の具体例を示している。
実施の形態2.
次に、図4乃至図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1とほぼ同様の構成及び制御において、第2の始動噴射制御から噴き分け制御に移行するときに、吸気通路の壁面に付着した燃料の量(壁面付着燃料量)を考慮することを特徴としている。なお、本実施の形態では、前記第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
[実施の形態2の特徴]
前述したように、第2の始動噴射制御では、始動運転時に燃料中のアルコール濃度が判定値γよりも高い場合に、2番目の気筒(例えば、#2,#4,#6気筒)において、吸気通路噴射及び筒内噴射を実行する。このとき、吸気通路噴射量には、噴射量加算制御により壁面付着燃料量が加算される。一方、1番目の気筒(#1,#3,#5気筒)では、筒内噴射のみを実行する。従って、この状態から噴き分け制御に移行したときに、全気筒の燃料噴射量を等しくすると、2番目の気筒において吸気通路の壁面から気化する燃料により、1番目の気筒と2番目の気筒との間で空燃比のばらつきが生じる。
そこで、本実施の形態では、第2の始動噴射制御から噴き分け制御に移行した場合に、2番目の気筒の吸気通路噴射量を1番目の気筒に対して壁面付着燃料量の分だけ少なくする制御(噴射量整合制御)を実行する。図4は、本発明の実施の形態2において、第2の始動噴射制御から噴き分け制御に移行するときの各気筒の燃料噴射状態を示す説明図である。この図に示す一例のように、噴射量整合制御では、第2の始動噴射制御から噴き分け制御に移行した最初のサイクルにおいて、1番目の気筒の吸気通路噴射量に対して壁面付着燃料量を加算する。一方、この最初のサイクルにおいて、2番目の気筒では、吸気通路噴射量に対する壁面付着燃料量の加算が停止される。なお、噴射量整合制御は、噴き分け制御に移行してから最初の1サイクルのみ実行される。詳しく述べると、移行後の2サイクル目以降においては、全気筒で壁面付着燃料量の加算が停止され、全気筒の吸気通路噴射量が等しく設定される。
上記制御によれば、噴き分け制御への移行時には、第2の始動噴射制御により1番目の気筒と2番目の気筒との間に生じた吸気通路噴射量の差異(即ち、壁面付着燃料量の加算の有無)を、噴射量整合制御によって整合することができる。これにより、各気筒において吸気通路の壁面に付着した燃料の量を揃えることができ、気筒間の空燃比ばらつきを抑制することができる。
一方、図5は、第1の始動噴射制御から噴き分け制御に移行するときの各気筒の燃料噴射状態を示す説明図である。この図に示すように、第1の始動噴射制御から噴き分け制御に移行した場合には、移行後の最初のサイクルにおいて、全気筒の吸気通路噴射量に壁面付着燃料量を加算する。また、移行後の2サイクル目以降においては、全気筒で壁面付着燃料量の加算が停止される。即ち、第1の始動噴射制御から噴き分け制御に移行した場合には、最初のサイクルから全気筒の吸気通路噴射量が等しく設定される。なお、図4及び図5は、6気筒エンジンの場合を例示したものである。
[実施の形態2を実現するための具体的な処理]
次に、図6を参照して、本発明の実施の形態1を実現するための具体的な処理について説明する。図6は、本発明の実施の形態2において、ECUにより実行される制御を示すフローチャートである。この図に示すルーチンでは、まず、ステップ200〜216において、前記実施の形態1(図3)のステップ100〜116と同様の処理を実行する。そして、ステップ216の判定が不成立の場合には、アルコール濃度ealchが判定値γ以下であるから、ステップ218において、始動運転中に第1の始動噴射制御を実行する。また、始動運転後には、ステップ220において、噴き分け制御を実行する。
一方、ステップ216の判定が成立した場合には、アルコール濃度ealchが判定値よりも高いので、ステップ222,224において、始動運転中に第2の始動噴射制御を実行する。また、始動運転後には、ステップ226において、噴き分け制御及び噴射量整合制御を実行する。さらに、ステップ212,214の何れかで判定が不成立の場合には、ステップ228に移行し、始動運転中に全気筒に対して吸気通路噴射を実行し、始動運転後には、ステップ230において、噴き分け制御を実行する。
なお、前記実施の形態2では、図6中のステップ218及び第1の始動噴射制御が請求項1における第1の噴射制御手段の具体例を示し、ステップ222,224及び第2の始動噴射制御が第2の噴射制御手段の具体例を示している。また、噴き分け制御は、請求項2における噴き分け制御手段の具体例を示し、噴射量加算制御は、請求項3における噴射量加算手段の具体例を示し、噴射量整合制御は噴射量整合手段の具体例を示している。また、前記実施の形態1,2では、6気筒エンジンを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、任意の気筒数の内燃機関に適用することができる。
10 エンジン(内燃機関)
12 ピストン
14 燃焼室
16 クランク軸
18 吸気通路
20 スロットルバルブ
22 排気通路
24 触媒
26 吸気通路噴射弁
28 筒内噴射弁
30 点火プラグ
32 吸気バルブ
34 排気バルブ
36 燃料供給システム
40 クランク角センサ
42 エアフローセンサ
44 水温センサ
46 吸気温センサ
48 アルコール濃度センサ(アルコール濃度検出手段)
50 ECU

Claims (3)

  1. 内燃機関の各気筒に設けられ、吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射弁と、
    前記各気筒に設けられ、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、
    前記各気筒に向けてアルコール燃料を圧送するポンプ機能を有し、1回の燃料圧送動作を実行してから次回の燃料圧送動作を実行するまでの期間である圧送間隔期間中に2つの気筒で燃料噴射が順次実行されるように構成された燃料供給システムと、
    燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、
    燃料中のアルコール濃度が所定の判定値以下の場合に、前記圧送間隔期間中に燃料噴射が順次行われる2つの気筒である1番目の気筒及び2番目の気筒に対して前記筒内噴射弁から燃料を噴射する第1の噴射制御手段と、
    燃料中のアルコール濃度が前記判定値よりも高い場合に、前記1番目の気筒に対して前記筒内噴射弁から燃料を噴射し、前記2番目の気筒に対して前記吸気通路噴射弁と前記筒内噴射弁の両方から燃料を噴射する第2の噴射制御手段と、
    を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 前記第1,第2の噴射制御手段は、所定の条件が成立する始動運転時にのみ作動する構成とし、
    前記始動運転の終了後に前記第1,第2の噴射制御手段に代わって作動し、前記1番目の気筒及び前記2番目の気筒における前記吸気通路噴射弁と前記筒内噴射弁との燃料噴射比率を内燃機関の運転状態に応じてそれぞれ可変に設定する噴き分け制御手段を備えてなる請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 前記第2の噴射制御手段が作動する場合に、前記2番目の気筒における前記吸気通路噴射弁の燃料噴射量に対して、前記吸気通路の壁面に付着する燃料の量である壁面付着燃料量を加算する噴射量加算手段と、
    前記第2の噴射制御手段の作動後に前記噴き分け制御手段が作動した場合に、前記2番目の気筒における前記吸気通路噴射弁の燃料噴射量を、前記1番目の気筒に対して前記壁面付着燃料量の分だけ少なくする噴射量整合手段と、
    を備えてなる請求項2に記載の内燃機関の制御装置。
JP2013548029A 2011-12-08 2011-12-08 内燃機関の制御装置 Expired - Fee Related JP5716842B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/078468 WO2013084344A1 (ja) 2011-12-08 2011-12-08 内燃機関の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2013084344A1 JPWO2013084344A1 (ja) 2015-04-27
JP5716842B2 true JP5716842B2 (ja) 2015-05-13

Family

ID=48573744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013548029A Expired - Fee Related JP5716842B2 (ja) 2011-12-08 2011-12-08 内燃機関の制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9810172B2 (ja)
JP (1) JP5716842B2 (ja)
CN (1) CN103975151B (ja)
BR (1) BR112014013289B8 (ja)
WO (1) WO2013084344A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6308166B2 (ja) * 2015-04-28 2018-04-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6168097B2 (ja) * 2015-05-08 2017-07-26 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
DE102015224409A1 (de) * 2015-12-07 2017-06-08 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffzumessung für den Betrieb eines Verbrennungsmotors
JP7047597B2 (ja) * 2018-05-25 2022-04-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4541500B2 (ja) * 2000-05-24 2010-09-08 富士重工業株式会社 筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置
JP3741087B2 (ja) * 2002-07-12 2006-02-01 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置
JP4433920B2 (ja) * 2004-07-22 2010-03-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4506526B2 (ja) 2005-03-18 2010-07-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN100588827C (zh) * 2005-10-27 2010-02-10 日产自动车株式会社 用于起动内燃机的内燃机起动装置和内燃机起动方法
US8267074B2 (en) * 2006-03-17 2012-09-18 Ford Global Technologies, Llc Control for knock suppression fluid separator in a motor vehicle
JP4595952B2 (ja) * 2007-03-15 2010-12-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体
JP4621951B2 (ja) * 2007-05-28 2011-02-02 株式会社デンソー コモンレール式燃料噴射装置及び高圧ポンプの圧送特性補償方法
JP4918889B2 (ja) * 2007-06-20 2012-04-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP2009030573A (ja) 2007-07-30 2009-02-12 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP4650511B2 (ja) * 2008-03-27 2011-03-16 株式会社デンソー 燃料供給システム
JP2010037968A (ja) * 2008-08-01 2010-02-18 Denso Corp 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP4623165B2 (ja) * 2008-08-21 2011-02-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
US8118006B2 (en) * 2010-04-08 2012-02-21 Ford Global Technologies, Llc Fuel injector diagnostic for dual fuel engine

Also Published As

Publication number Publication date
US9810172B2 (en) 2017-11-07
BR112014013289B1 (pt) 2021-04-06
JPWO2013084344A1 (ja) 2015-04-27
US20140318501A1 (en) 2014-10-30
CN103975151A (zh) 2014-08-06
BR112014013289B8 (pt) 2021-09-21
WO2013084344A1 (ja) 2013-06-13
CN103975151B (zh) 2016-10-19
BR112014013289A2 (pt) 2017-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5136722B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4244198B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御方法
JP5742682B2 (ja) 内燃機関の始動制御装置
US10006390B2 (en) Engine starting system
JP5716842B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4815407B2 (ja) 内燃機関の運転制御装置
JP6048296B2 (ja) エンジンの制御装置
JP5776681B2 (ja) エンジン
JP2013130092A (ja) 内燃機関の始動時気筒判別方法
JP2007327399A (ja) 内燃機関の制御装置
JP5821749B2 (ja) 内燃機関の始動制御装置
JP5282636B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP5071300B2 (ja) 燃料噴射制御装置
JP2015117661A (ja) エンジンの燃料噴射制御装置
JP4743139B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射量制御装置
JP2006258049A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2010255591A (ja) エンジン制御装置
JP2010164010A (ja) 内燃機関の燃料供給制御装置
JP2019108824A (ja) 燃料噴射制御装置
JP5821748B2 (ja) 内燃機関の始動制御装置
JP2012112263A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2013142305A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2008151029A (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置および方法
JP2024080312A (ja) 内燃機関の始動制御装置
JP2013204520A (ja) 内燃機関の始動制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
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: 20150217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150302

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5716842

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees