JP6201300B2 - Fuel injection control device for internal combustion engine and fuel injection control method for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、筒内に燃料を直接噴射する、いわゆる筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御に関する。   The present invention relates to fuel injection control of a so-called direct injection type internal combustion engine in which fuel is directly injected into a cylinder.

筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御として、機関の負荷及び機関の回転速度に応じた燃料噴射回数及び燃料噴射圧を予めマップとして設定しておき、当該マップを運転状態により検索して実行するものが知られている。   As fuel injection control for an in-cylinder direct injection internal combustion engine, the number of fuel injections and the fuel injection pressure corresponding to the engine load and the engine speed are set in advance as a map, and the map is searched according to the operating state and executed. What to do is known.

ところで、上記のような燃料噴射制御では、運転状態が変化する過渡状態において、実際の燃料噴射圧力(実燃料噴射圧力)とマップ検索により設定した燃料噴射圧力設定値とに乖離が生じることがある。また、燃料ポンプの燃圧保持性能のバラツキや劣化、また燃料性状や燃料温度の影響により、上記の乖離が大きくなるおそれがある。   By the way, in the fuel injection control as described above, there may be a difference between the actual fuel injection pressure (actual fuel injection pressure) and the fuel injection pressure set value set by the map search in a transient state where the operation state changes. . In addition, the above-described divergence may be increased due to variations or deterioration in the fuel pressure holding performance of the fuel pump and the influence of fuel properties and fuel temperature.

そして、実燃料噴射圧力が燃料噴射圧力設定値より高い場合には、燃料噴射圧力設定値に応じて設定した噴射パルス幅で運転すると、目標空燃比よりもリッチな空燃比となってしまう。このため、排気空燃比の検出値に基づく空燃比フィードバック制御によって、噴射パルス幅は小さく補正され、結果的に最小許容パルス幅よりも小さな実噴射パルス幅となって噴射量バラツキが大きくなり、燃焼が不安定となるおそれがある。   When the actual fuel injection pressure is higher than the fuel injection pressure set value, the air / fuel ratio becomes richer than the target air / fuel ratio when operated with the injection pulse width set according to the fuel injection pressure set value. For this reason, the injection pulse width is corrected to be small by the air-fuel ratio feedback control based on the detected value of the exhaust air-fuel ratio, and as a result, the actual injection pulse width becomes smaller than the minimum allowable pulse width, resulting in a large variation in the injection amount and the combustion. May become unstable.

なお、最小許容パルス幅とは、噴射量バラツキが許容範囲内となる下限の燃料噴射パルス幅である。   The minimum allowable pulse width is the lower limit fuel injection pulse width at which the injection amount variation is within the allowable range.

一方、実燃料噴射圧力が燃料噴射圧力設定値より低い場合には、燃料噴霧の微粒化や混合度合が悪化し、燃費性能や排気性能が悪化するおそれがある。   On the other hand, when the actual fuel injection pressure is lower than the fuel injection pressure set value, the atomization of fuel spray and the degree of mixing may deteriorate, and the fuel efficiency and exhaust performance may deteriorate.

上記のような実燃料噴射圧力と燃料噴射圧力設定値との乖離に起因する現象の発生を防止すべく、特許文献1では、燃料噴射パルスが最小許容パルス幅を下回った場合には空燃比をリッチ化することによって燃料噴射パルス幅を増大させている。また、特許文献2では、燃料噴射パルスが最小許容パルス幅を下回った場合は、燃料噴射パルス幅を増大させ、これに対応して吸入空気量を増加させている。そして、吸入空気量増加によるトルク増大分を相殺するように点火時期をリタードさせている。   In order to prevent the occurrence of the phenomenon caused by the difference between the actual fuel injection pressure and the fuel injection pressure set value as described above, in Patent Document 1, when the fuel injection pulse is less than the minimum allowable pulse width, the air-fuel ratio is reduced. The fuel injection pulse width is increased by enrichment. In Patent Document 2, when the fuel injection pulse falls below the minimum allowable pulse width, the fuel injection pulse width is increased, and the intake air amount is increased correspondingly. The ignition timing is retarded so as to cancel out the torque increase due to the increase in the intake air amount.

特開平10−18890号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-18890 特開2001−323834号公報JP 2001-323834 A

しかしながら、特許文献1のように空燃比をリッチ化させると、スモークが発生して排気性能が悪化する。また、特許文献2のように点火時期をリタードさせると、熱効率が低下するため燃費性能が悪化してしまう。   However, when the air-fuel ratio is enriched as in Patent Document 1, smoke is generated and exhaust performance is deteriorated. Moreover, if the ignition timing is retarded as in Patent Document 2, the fuel efficiency is deteriorated because the thermal efficiency is lowered.

そこで、本発明では実燃料噴射圧力と燃料噴射圧力設定値とに乖離が有る場合でも、燃焼が不安定になることを防止し、かつ排気性能の悪化を抑制する制御装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device that prevents combustion from becoming unstable and suppresses deterioration of exhaust performance even when there is a difference between the actual fuel injection pressure and the fuel injection pressure set value. And

本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置は、1サイクル中に燃料噴射を複数回実行可能な筒内直接噴射式の燃料噴射弁と、機関運転状態に基づいて目標燃料噴射圧力を設定し、目標燃料噴射圧力に基づいて1サイクル中の燃料噴射回数である基本噴射回数を設定する設定手段を備える。そして、設定手段は、目標燃料噴射圧力と燃料噴射圧力検出手段で検出した実際の燃料噴射圧力との差圧が予め設定した閾値より大きく、かつ、実際の燃料噴射圧力が目標燃料噴射圧力より低い場合には、基本噴射回数に代えて、前記実際の燃料噴射圧力に基づいて基本噴射回数より多く、かつ1噴射あたりの燃料噴射期間が、噴射量と噴射パルス幅に比例関係が成立する下限の噴射パルス幅である最小燃料噴射期間以上となるように、燃料噴射回数を設定する。また、設定手段は、差圧が閾値より大きく、かつ実際の燃料噴射圧力が目標燃料噴射圧力より高い場合には、基本噴射回数に代えて、前記実際の燃料噴射圧力に基づいて基本噴射回数より少ない燃料噴射回数を設定する。 A fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention sets a target fuel injection pressure based on an in-cylinder direct injection type fuel injection valve capable of executing fuel injection a plurality of times in one cycle, and an engine operating state, Setting means is provided for setting the basic number of times of fuel injection in one cycle based on the fuel injection pressure. The setting means has a differential pressure between the target fuel injection pressure and the actual fuel injection pressure detected by the fuel injection pressure detecting means greater than a preset threshold, and the actual fuel injection pressure is lower than the target fuel injection pressure. If, instead of the basic injection times, the basic injection times from rather multi based on said actual fuel injection pressure, and fuel injection period per injection, to a proportional relationship to the injection quantity and injection pulse width limit The number of fuel injections is set so as to be equal to or longer than the minimum fuel injection period, which is the injection pulse width of the first. Further, the setting means, when the differential pressure is larger than the threshold value and the actual fuel injection pressure is higher than the target fuel injection pressure, instead of the basic injection number, based on the actual fuel injection pressure, Set a small number of fuel injections.

本発明によれば、目標燃料噴射圧力と実際の燃料噴射圧力との乖離が大きい場合には、実際の燃料噴射圧力に基づいて燃料噴射回数を設定する。これにより、目標燃料噴射圧力と実際の燃料噴射圧力との乖離が大きい場合でも燃焼室内に均質な混合気が形成され、その結果、排気性能の悪化を抑制することができる。   According to the present invention, when the difference between the target fuel injection pressure and the actual fuel injection pressure is large, the number of fuel injections is set based on the actual fuel injection pressure. Thus, even when the difference between the target fuel injection pressure and the actual fuel injection pressure is large, a homogeneous air-fuel mixture is formed in the combustion chamber, and as a result, deterioration of exhaust performance can be suppressed.

図1は第1実施形態に係るシステムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a system according to the first embodiment. 図2は第1実施形態に係る燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a fuel injection control routine according to the first embodiment. 図3は設定燃圧を算出するのに用いるマップである。FIG. 3 is a map used to calculate the set fuel pressure. 図4は噴射回数を算出するのに用いるマップである。FIG. 4 is a map used to calculate the number of injections. 図5は噴射パルス幅と噴射量の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the injection pulse width and the injection amount. 図6は噴射パルス幅と噴射量バラツキの関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the injection pulse width and the injection amount variation. 図7は微粒子排出濃度の特性を示す図である。FIG. 7 is a graph showing the characteristics of the particulate discharge concentration. 図8は図2の制御ルーチンを実行した場合のタイミングチャートである。FIG. 8 is a timing chart when the control routine of FIG. 2 is executed. 図9は第2実施形態に係る燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing a fuel injection control routine according to the second embodiment. 図10は設定燃圧を算出するのに用いるマップである。FIG. 10 is a map used to calculate the set fuel pressure. 図11は噴射回数を算出するのに用いるマップである。FIG. 11 is a map used to calculate the number of injections. 図12(A)は実燃圧に基づく補正前の噴射パルス幅を示す図であり、図12(B)は3段噴射に補正した場合の噴射パルス幅を示す図であり、図12(C)は4段噴射に補正した場合の噴射パルス幅を示す図である。12A is a diagram showing the injection pulse width before correction based on the actual fuel pressure, and FIG. 12B is a diagram showing the injection pulse width when corrected to three-stage injection, and FIG. These are figures which show the injection pulse width at the time of correct | amending to 4-stage injection. 図13は図9の制御ルーチンを実行した場合のタイミングチャートである。FIG. 13 is a timing chart when the control routine of FIG. 9 is executed. 図14は噴射回数を算出するのに用いるマップの別の例を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing another example of a map used for calculating the number of injections.

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態にかかる筒内直接噴射火花点火式内燃機関(以下、単に「内燃機関1」という)1を含むシステムの構成図である。なお、内燃機関1は他気筒を有するが、簡単の為、ここでは一つの気筒だけ示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a system including an in-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “internal combustion engine 1”) 1 according to a first embodiment of the present invention. Although the internal combustion engine 1 has other cylinders, only one cylinder is shown here for simplicity.

内燃機関1は、シリンダヘッド1Aとシリンダブロック1Bとを含んで構成されている。シリンダブロック1Bに設けたシリンダ11にはピストン10が往復動可能に収められている。シリンダ11の壁面とピストン10の冠面とシリンダヘッド1Aの下面とで燃焼室14が画成されている。   The internal combustion engine 1 includes a cylinder head 1A and a cylinder block 1B. A piston 10 is housed in a cylinder 11 provided in the cylinder block 1B so as to be able to reciprocate. A combustion chamber 14 is defined by the wall surface of the cylinder 11, the crown surface of the piston 10, and the lower surface of the cylinder head 1A.

シリンダヘッド1Aには、吸気通路2及び排気通路3が形成されている。吸気通路2及び排気通路3はいずれも燃焼室14に開口しており、それぞれの開口部は吸気弁6、排気弁7により開閉される。吸気弁6と排気弁7はそれぞれ吸気カムシャフト4、排気カムシャフト5により駆動される。なお、吸気カムシャフト4はバルブタイミングを変更し得る可変動弁機構を備える。   An intake passage 2 and an exhaust passage 3 are formed in the cylinder head 1A. Both the intake passage 2 and the exhaust passage 3 are open to the combustion chamber 14, and the respective openings are opened and closed by the intake valve 6 and the exhaust valve 7. The intake valve 6 and the exhaust valve 7 are driven by the intake camshaft 4 and the exhaust camshaft 5, respectively. The intake camshaft 4 includes a variable valve mechanism that can change the valve timing.

また、シリンダヘッド1Aには、点火栓8と燃料噴射弁9が燃焼室14に臨むように配置されている。   Further, the ignition plug 8 and the fuel injection valve 9 are arranged on the cylinder head 1A so as to face the combustion chamber 14.

吸気通路2にはコレクタタンク13が介装され、コレクタタンク13の吸気流れ上流側にはスロットルバルブ12が配置されている。   A collector tank 13 is interposed in the intake passage 2, and a throttle valve 12 is disposed on the upstream side of the intake air flow of the collector tank 13.

スロットルバルブ12の開度制御、燃料噴射弁9の噴射タイミング、噴射量等の燃料噴射制御、及び点火栓8の点火時期制御は、コントローラ20が実行する。   The controller 20 executes the throttle valve 12 opening control, the fuel injection control of the fuel injection valve 9, the fuel injection control such as the injection amount, and the ignition timing control of the spark plug 8.

コントローラ20は、スロットル開度センサ21やクランク角センサ22、燃圧センサ23等の検出信号に基づいて上記各制御を実行する。コントローラ20は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ20を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。   The controller 20 executes each control described above based on detection signals from the throttle opening sensor 21, the crank angle sensor 22, the fuel pressure sensor 23, and the like. The controller 20 includes a microcomputer that includes a central processing unit (CPU), a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface). It is also possible to configure the controller 20 with a plurality of microcomputers.

上記のような構成の内燃機関1において、コントローラ20は例えば機関回転数と要求負荷といった運転状態に応じた目標燃料噴射量を設定し、さらに、後述するように目標燃料噴射量を噴射するための噴射回数、各噴射の噴射パルス幅、噴射タイミングを設定する。   In the internal combustion engine 1 configured as described above, the controller 20 sets a target fuel injection amount according to an operating state such as the engine speed and the required load, and further injects the target fuel injection amount as will be described later. The number of injections, the injection pulse width of each injection, and the injection timing are set.

なお、目標燃料噴射量は目標空燃比、例えば理論空燃比、を実現するための燃料噴射量である。そして、コントローラ20は、目標空燃比を実現するために、図示しない排気空燃比センサの検出値を用いて燃料噴射量をフィードバック制御する。   The target fuel injection amount is a fuel injection amount for realizing a target air-fuel ratio, for example, a theoretical air-fuel ratio. Then, the controller 20 performs feedback control of the fuel injection amount using a detection value of an exhaust air / fuel ratio sensor (not shown) in order to realize the target air / fuel ratio.

内燃機関の燃料噴射制御として、均質燃焼を行う場合に、筒内の混合気の均一度を向上させる等の目的で、1サイクルあたりの目標燃料噴射量を複数回に分けて噴射する多段噴射が知られている。単段噴射の場合、均一度を高めるには、燃料が霧化して空気と混合する時間を長くすること、つまり、吸気上死点に近いクランク角で燃料を噴射することが望ましい。しかし、吸気上死点に近いクランク角で燃料噴射すると火花点火までの時間が長くなり、燃料が気化する際の吸熱反応による冷却効果が低下する。つまり、単段噴射の場合には、均一度向上効果と冷却効果とはトレードオフの関係にある。この点、多段噴射によれば、複数の燃料噴射タイミングのうち2つを吸気上死点に近いタイミングと点火時期に近いタイミングに設定することで、均一度向上と冷却効果とを両立することが可能となる。   As a fuel injection control for an internal combustion engine, when performing homogeneous combustion, for the purpose of improving the uniformity of the air-fuel mixture in the cylinder, multi-stage injection is performed in which the target fuel injection amount per cycle is injected in multiple times. Are known. In the case of single stage injection, in order to increase the uniformity, it is desirable to increase the time during which the fuel is atomized and mixed with air, that is, the fuel is injected at a crank angle close to the intake top dead center. However, if the fuel is injected at a crank angle close to the intake top dead center, the time until spark ignition becomes longer, and the cooling effect due to the endothermic reaction when the fuel vaporizes decreases. That is, in the case of single-stage injection, the uniformity improvement effect and the cooling effect are in a trade-off relationship. In this regard, according to the multi-stage injection, by setting two of the plurality of fuel injection timings to a timing close to the intake top dead center and a timing close to the ignition timing, it is possible to achieve both improved uniformity and a cooling effect. It becomes possible.

ところで、運転状態が変化する過渡状態において、実際の燃料噴射圧力(実燃料噴射圧力)とマップ検索により設定した燃料噴射圧力設定値とに乖離が生じることがある。また、燃料ポンプの燃圧保持性能のバラツキや劣化、また燃料性状や燃料温度の影響により、上記の乖離が大きくなるおそれがある。   By the way, in a transient state where the operating state changes, there may be a difference between the actual fuel injection pressure (actual fuel injection pressure) and the fuel injection pressure set value set by the map search. In addition, the above-described divergence may be increased due to variations or deterioration in the fuel pressure holding performance of the fuel pump and the influence of fuel properties and fuel temperature.

そこで、コントローラ20は、実際の燃料噴射圧と目標燃料噴射圧との乖離が生じた場合でも適切な燃料噴射量となるように、次に説明する制御を行なう。   Therefore, the controller 20 performs the control described below so that an appropriate fuel injection amount is obtained even when a deviation between the actual fuel injection pressure and the target fuel injection pressure occurs.

図2は、第1実施形態でコントローラ20が実行する燃料噴射制御のルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、例えば10ミリ秒程度の短い間隔で繰り返し実行される。   FIG. 2 is a flowchart showing a fuel injection control routine executed by the controller 20 in the first embodiment. This routine is repeatedly executed at short intervals of about 10 milliseconds, for example.

ステップS1000で、コントローラ20は内燃機関1の負荷及び回転速度を検出する。負荷は、スロットル開度センサ21の検出値に基づいて検出する。例えば、スロットル開度が大きいほど高負荷、スロットル開度が小さいほど低負荷となる。なお、スロットル開度センサ21に代えてアクセル開度センサを用いてもよい。   In step S1000, the controller 20 detects the load and rotation speed of the internal combustion engine 1. The load is detected based on the detection value of the throttle opening sensor 21. For example, the larger the throttle opening, the higher the load, and the smaller the throttle opening, the lower the load. In place of the throttle opening sensor 21, an accelerator opening sensor may be used.

回転速度は、例えばクランク角センサ22の検出値に基づいて検出する。   The rotational speed is detected based on, for example, a detection value of the crank angle sensor 22.

ステップS1010で、コントローラ20は燃料の要求噴射量を読み込む。ここでは、例えば、機関負荷と機関回転速度をそれぞれ縦軸、横軸とする燃料噴射量マップを予め作成しておき、ステップS1000で検出した負荷及び回転速度を用いてマップ検索する。   In step S1010, the controller 20 reads the required fuel injection amount. Here, for example, a fuel injection amount map having the engine load and the engine rotation speed as the vertical axis and the horizontal axis, respectively, is created in advance, and a map search is performed using the load and the rotation speed detected in step S1000.

ステップS1020で、コントローラ20は燃料の燃料噴射圧(以下、設定燃圧という)FP及び噴射回数NIを読み込む。設定燃圧FPは、例えば図3に示すようなマップを用いて設定する。図3は縦軸が機関負荷、横軸が機関回転速度であり、機関負荷が高くなるほど高い燃圧が設定されている。噴射回数NIは、例えば図4に示すようなマップを用いて設定する。図4は、図3と同様に縦軸が機関負荷、横軸が機関回転速度であり、低回転かつ高負荷の領域内は機関負荷が高いほど多い噴射回数が設定されており、その他の領域では少ない噴射回数が設定されている。図4に設定されている噴射回数を基本噴射回数と呼ぶ。なお、ここでいう低回転とは、回転速度上限値の概ね半分以下の領域であり、高負荷とは、機関負荷上限値の概ね半分以上の領域である。また、噴射回数については、例えば、図4の領域Aが5回、領域Bが3回、領域Aと領域Bの間の領域が4回、その他の領域が1回とする。この場合、基本噴射回数の最多回数は5回ということになる。   In step S1020, the controller 20 reads a fuel injection pressure (hereinafter referred to as a set fuel pressure) FP and an injection frequency NI. The set fuel pressure FP is set using, for example, a map as shown in FIG. In FIG. 3, the vertical axis represents the engine load, the horizontal axis represents the engine rotation speed, and the higher the engine load, the higher the fuel pressure is set. The number of injections NI is set using, for example, a map as shown in FIG. 4, the vertical axis represents the engine load and the horizontal axis represents the engine rotational speed, as in FIG. 3. In the region of low rotation and high load, the higher the engine load, the greater the number of injections. In, a small number of injections is set. The number of injections set in FIG. 4 is called the basic injection number. Here, the low rotation is a region that is approximately half or less of the upper limit of the rotational speed, and the high load is a region that is approximately half or more of the engine load upper limit. In addition, regarding the number of injections, for example, the region A in FIG. 4 is 5 times, the region B is 3 times, the region between the regions A and B is 4 times, and the other regions are 1 time. In this case, the maximum number of basic injections is five.

ステップS1030で、コントローラ20は、要求噴射量、噴射回数NI、及び設定燃圧FPに基づいて噴射パルス入力値Tiを算出する。   In step S1030, the controller 20 calculates an injection pulse input value Ti based on the required injection amount, the number of injections NI, and the set fuel pressure FP.

ステップS1040で、コントローラ20は、燃圧センサ23により実際の燃料噴射圧(以下、実燃圧という)FPaを検出する。   In step S1040, the controller 20 detects an actual fuel injection pressure (hereinafter referred to as an actual fuel pressure) FPa by the fuel pressure sensor 23.

ステップS1050で、コントローラ20は実燃圧FPaが設定燃圧FPより高く、かつ実燃圧FPaと設定燃圧FPの差が予め設定した閾値以上か否かを判定する。閾値は、上述した実燃圧FPaと設定燃圧FPの乖離による燃焼安定性の低下や燃費性能及び排気性能の悪化が、許容し得る範囲となる値であり、本実施形態を適用する車種毎に、実験等により予め設定するものである。   In step S1050, the controller 20 determines whether or not the actual fuel pressure FPa is higher than the set fuel pressure FP and the difference between the actual fuel pressure FPa and the set fuel pressure FP is equal to or greater than a preset threshold value. The threshold value is a value in which a decrease in combustion stability due to the difference between the actual fuel pressure FPa and the set fuel pressure FP described above and deterioration in fuel efficiency and exhaust performance are in an acceptable range, and for each vehicle model to which the present embodiment is applied, It is set in advance by experiment or the like.

判定の結果、実燃圧FPaと設定燃圧FPの差が閾値以上の場合はステップS1080の処理を実行し、閾値より小さい場合はステップS1060の処理を実行する。   As a result of the determination, if the difference between the actual fuel pressure FPa and the set fuel pressure FP is greater than or equal to the threshold value, the process of step S1080 is executed. If the difference is smaller than the threshold value, the process of step S1060 is executed.

ステップS1060で、コントローラ20は、実燃圧FPaに基づく噴射パルス幅Tiaを算出する。すなわち、要求噴射量、噴射回数NI、及び噴射パルス幅Tiaに基づいて噴射パルス幅Tiaを算出する。なお、ここでの噴射回数NIは、基本噴射回数の最多回数を上限とする。   In step S1060, the controller 20 calculates an injection pulse width Tia based on the actual fuel pressure FPa. That is, the injection pulse width Tia is calculated based on the required injection amount, the number of injections NI, and the injection pulse width Tia. Here, the injection number NI here has an upper limit of the maximum number of basic injections.

ステップS1070で、コントローラ20は噴射パルス幅Tiaが最小許容パルス幅Timin以上であるか否かを判定する。ここで、最小許容パルス幅について説明する。   In step S1070, the controller 20 determines whether or not the injection pulse width Tia is equal to or greater than the minimum allowable pulse width Timin. Here, the minimum allowable pulse width will be described.

図5は燃圧一定とした場合の、噴射パルス幅と噴射量の関係を示す図、図6は燃圧一定とした場合の噴射パルス幅と噴射量バラツキの関係を示す図である。図5に示すように、噴射パルス幅と噴射量は概ね比例関係にあるが、噴射パルス幅が小さい領域では比例関係が成立しない。また、図6に示すように、噴射パルス幅が小さくなるほど噴射量バラツキが大きくなるという特性を有する。そこで、噴射量と噴射パルス幅に比例関係が成立する下限の噴射パルス幅を最小許容パルス幅Timinとする。図2の説明に戻る。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the injection pulse width and the injection amount when the fuel pressure is constant, and FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the injection pulse width and the injection amount variation when the fuel pressure is constant. As shown in FIG. 5, the injection pulse width and the injection amount are generally in a proportional relationship, but the proportional relationship is not established in a region where the injection pulse width is small. Moreover, as shown in FIG. 6, it has the characteristic that the injection amount variation increases as the injection pulse width decreases. Therefore, the lower limit injection pulse width that establishes a proportional relationship between the injection amount and the injection pulse width is defined as the minimum allowable pulse width Timin. Returning to the description of FIG.

ステップS1070の判定の結果、噴射パルス幅Tiaが最小許容パルス幅Timini以上の場合はステップS1070の処理を実行し、噴射パルス幅Tiaが最小許容パルス幅Timinより小さい場合はステップS1090の処理を実行する。   If the result of determination in step S1070 is that the injection pulse width Tia is greater than or equal to the minimum allowable pulse width Timini, the process of step S1070 is executed, and if the injection pulse width Tia is smaller than the minimum allowable pulse width Timin, the process of step S1090 is executed. .

ステップS1080で、コントローラ20はステップS1020で読み込んだ噴射回数NIを目標噴射回数NItとして設定する。   In step S1080, the controller 20 sets the injection number NI read in step S1020 as the target injection number NIt.

ステップS1090で、コントローラ20は噴射パルス幅Tiaが最小許容パルス幅Timiniとなるように、目標噴射回数NItを設定する。具体的には、ステップS1020で読み込んだ噴射回数NIを減少補正する。すなわち、1サイクル当たりの総燃料噴射量が一定のままで噴射回数NIを減少させれば、一噴射当たりの噴射パルス幅は大きくなるので、噴射パルス幅Tiaが最小許容パルス幅Timinより大きくなるまで噴射回数NIを減少させる。   In step S1090, the controller 20 sets the target number of injections NIt so that the injection pulse width Tia becomes the minimum allowable pulse width Timini. Specifically, the injection number NI read in step S1020 is corrected to decrease. That is, if the number of injections NI is decreased while the total fuel injection amount per cycle is kept constant, the injection pulse width per injection increases, so that the injection pulse width Tia becomes larger than the minimum allowable pulse width Timin. Reduce the number of injections NI.

図7は、燃圧及び噴射回数と排気微粒子濃度との関係の一例を示す図である。図中の破線は噴射回数がNI1回の場合について示しており、一点鎖線は同じくNI2回の場合、破線は同じくNI3回の場合について示している。ここで、NI1<NI2<NI3とする。なお、一噴射あたりの噴射量は均等とする。   FIG. 7 is a diagram showing an example of the relationship between the fuel pressure and the number of injections and the exhaust particulate concentration. The broken line in the figure shows the case where the number of injections is NI1, the alternate long and short dash line shows the case of NI2 times, and the broken line shows the case of NI3 times. Here, NI1 <NI2 <NI3. In addition, the injection amount per injection shall be equal.

例えば、設定燃圧FPがP1、実燃圧FPaがP3であって、P1とP3の差は閾値を超えているとする。また、設定燃圧P1に応じて設定した噴射回数はNI2回、実燃圧FPaに応じて設定した噴射回数はNI1回とする。   For example, it is assumed that the set fuel pressure FP is P1 and the actual fuel pressure FPa is P3, and the difference between P1 and P3 exceeds the threshold value. The number of injections set according to the set fuel pressure P1 is NI2 times, and the number of injections set according to the actual fuel pressure FPa is NI1 times.

図7に示すように、同一燃圧であれば噴射回数が多いほど排気微粒子濃度は高くなり、同一排気微粒子濃度であれば、噴射回数が多くなるほど燃圧は低くなるという特性を有する。そして、点Aから点Bへの移行のように、燃圧の乖離が大きければ、噴射回数を減らしても排気微粒子濃度は維持される。   As shown in FIG. 7, the exhaust particulate concentration increases as the number of injections increases at the same fuel pressure, and the fuel pressure decreases as the injection count increases at the same exhaust particulate concentration. If the fuel pressure divergence is large as in the transition from point A to point B, the exhaust particulate concentration is maintained even if the number of injections is reduced.

図2の制御ルーチンにおいて実燃圧FPaに応じた噴射パルス幅Tiaを算出し、ステップS1090で噴射パルス幅Tiaが許容最小パルス幅より大きくなるように噴射回数NIを減少補正することは、図7において点Aから点Bへ移行することに相当する。したがって、排気微粒子濃度は変化しない。   In FIG. 7, the injection pulse width Tia corresponding to the actual fuel pressure FPa is calculated in the control routine of FIG. 2, and the injection number NI is corrected to decrease so that the injection pulse width Tia is larger than the allowable minimum pulse width in step S1090. This corresponds to the transition from point A to point B. Therefore, the exhaust particulate concentration does not change.

図8は、図3、図4の領域Aから領域Bへ移行する際に、上述した制御ルーチンを実行した場合のタイミングチャートである。なお、ここでは、全領域にわたって目標空燃比は理論空燃比とする。   FIG. 8 is a timing chart when the above-described control routine is executed when shifting from the region A to the region B in FIGS. 3 and 4. Here, the target air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio over the entire region.

まず、本実施形態の制御ルーチンを実行しない場合について説明する。   First, the case where the control routine of this embodiment is not executed will be described.

領域Aで走行中のタイミングT1でスロットル開度がTV1からTV2へ減少すると、設定燃圧FPはFP1からFP2へステップ的に低下する。一方、実燃圧FPaは徐々に低下する。また、タイミングT1で設定燃圧FPが変化したことにより、噴射回数NIがNI1からNI2へ減少する。   When the throttle opening decreases from TV1 to TV2 at the timing T1 during traveling in the region A, the set fuel pressure FP decreases stepwise from FP1 to FP2. On the other hand, the actual fuel pressure FPa gradually decreases. Further, since the set fuel pressure FP changes at the timing T1, the number of injections NI decreases from NI1 to NI2.

そして、要求噴射量、設定燃圧FP及び噴射回数の変化に応じて、1噴射当たりの噴射パルス幅Tiも変化する。このとき、実燃圧FPaの変化は設定燃圧FPの変化に対して遅れるので、実燃圧FPaは設定燃圧FPよりも高くなる。したがって、設定燃圧FPに基づいて算出した噴射パルス幅で燃料噴射すると、排気の空燃比が理論空燃比よりリッチになり、空燃比フィードバック制御により噴射パルス幅Tiが減少補正されて噴射パルス幅はTi2となる。ここでは、噴射パルス幅Ti2が許容最小パルス幅以下であるものとする。   The injection pulse width Ti per injection also changes according to changes in the required injection amount, the set fuel pressure FP, and the number of injections. At this time, since the change in the actual fuel pressure FPa is delayed with respect to the change in the set fuel pressure FP, the actual fuel pressure FPa is higher than the set fuel pressure FP. Therefore, when fuel is injected with the injection pulse width calculated based on the set fuel pressure FP, the air-fuel ratio of the exhaust becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and the injection pulse width Ti is corrected to decrease by the air-fuel ratio feedback control, so that the injection pulse width is Ti2. It becomes. Here, it is assumed that the ejection pulse width Ti2 is equal to or smaller than the allowable minimum pulse width.

タイミングT1以降は、実燃圧FPaの低下及び機関回転速度の低下により、噴射パルス幅はTi2から徐々に増大し、許容最小パルス幅より大きくなり、やがて設定燃圧FPに応じた噴射パルス幅Ti3に収束する。なお、実際には空燃比フィードバック制御によりパルス幅が変化するまでに時間を要するが、簡単の為、図8ではタイミングT1でフィードバック制御による補正後のパルス幅Ti2としている。   After timing T1, due to the decrease in the actual fuel pressure FPa and the decrease in the engine speed, the injection pulse width gradually increases from Ti2, becomes larger than the allowable minimum pulse width, and eventually converges to the injection pulse width Ti3 corresponding to the set fuel pressure FP. To do. In practice, it takes time for the pulse width to change by air-fuel ratio feedback control, but for simplicity, in FIG. 8, the pulse width Ti2 after correction by feedback control is set at timing T1.

次に、本実施形態の制御ルーチンを実行する場合について説明する。   Next, the case where the control routine of this embodiment is performed is demonstrated.

タイミングT1では、実燃圧FPaと設定燃圧FPの差が閾値以上なので、実燃圧FPaに応じた噴射パルス幅を設定する。ここでは、実燃圧FPaに基づく噴射パルス幅が許容最小パルス幅より小さいものとする。したがって、一回当たりの噴射パルス幅を増大させるために、噴射回数NIを減少補正する。具体的には、噴射回数をNI2からNI3に補正し、その結果、一回当たりの噴射パルス幅が許容最小パルス幅より大きくなる。   At timing T1, since the difference between the actual fuel pressure FPa and the set fuel pressure FP is equal to or greater than the threshold value, the injection pulse width corresponding to the actual fuel pressure FPa is set. Here, it is assumed that the injection pulse width based on the actual fuel pressure FPa is smaller than the allowable minimum pulse width. Therefore, in order to increase the injection pulse width per one time, the injection number NI is corrected to decrease. Specifically, the number of injections is corrected from NI2 to NI3, and as a result, the injection pulse width per time becomes larger than the allowable minimum pulse width.

タイミングT1以降も、実燃圧FPaと設定燃圧FPの差が閾値と一致するタイミングT2までは同様の制御を行ない、噴射回数はNI3となる。ただし、噴射回数がNI3のまま実燃圧FPaが低下するので、噴射パルス幅は徐々に大きくなる。   After timing T1, the same control is performed until timing T2 when the difference between the actual fuel pressure FPa and the set fuel pressure FP matches the threshold, and the number of injections is NI3. However, since the actual fuel pressure FPa decreases while the number of injections is NI3, the injection pulse width gradually increases.

そして、タイミングT2を超えたら、実燃圧FPaに応じた噴射パルス幅による制御から、設定燃圧FPに応じた噴射パルス幅による制御に戻す。その結果、噴射回数NIはNI3からNI2に変化する。   When the timing T2 is exceeded, the control by the injection pulse width corresponding to the actual fuel pressure FPa is returned to the control by the injection pulse width corresponding to the set fuel pressure FP. As a result, the injection number NI changes from NI3 to NI2.

上述したように、設定燃圧FPと実燃圧FPaの乖離が大きい場合には、実燃圧FPaに基づいて噴射回数を設定するので、噴射パルス幅が許容最小パルス幅Timin以上となるように噴射回数を減らし、噴射量のバラツキを許容値以下に留めることができる。その結果、機関の安定した運転を維持することができる。   As described above, when the difference between the set fuel pressure FP and the actual fuel pressure FPa is large, the number of injections is set based on the actual fuel pressure FPa, so the number of injections is set so that the injection pulse width is equal to or greater than the allowable minimum pulse width Timin. It is possible to reduce the variation in the injection amount and keep it below the allowable value. As a result, stable operation of the engine can be maintained.

また、実燃圧FPaと設定燃圧FPの乖離が閾値以上なので、噴射回数を減らしても排気微粒子濃度が増大することもなく、排気性能を維持することができる。   Further, since the difference between the actual fuel pressure FPa and the set fuel pressure FP is equal to or greater than the threshold value, the exhaust performance can be maintained without increasing the exhaust particulate concentration even if the number of injections is reduced.

以上説明したように、本実施形態によれば次の効果が得られる。   As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

設定手段(コントローラ20)は、目標燃料噴射圧力(設定燃圧FP)と実際の燃料噴射圧力(実燃圧FPa)との差圧が予め設定した閾値より大きい場合には、基本噴射回数に代えて、実燃圧FPaに基づいて燃料噴射回数を設定する。これにより、設定燃圧FPと実燃圧FPaの乖離が大きい場合でも、燃焼室内に均質な混合気を形成することができ、その結果、排気性能の悪化を抑制することができる。   When the differential pressure between the target fuel injection pressure (set fuel pressure FP) and the actual fuel injection pressure (actual fuel pressure FPa) is larger than a preset threshold, the setting means (controller 20) The number of fuel injections is set based on the actual fuel pressure FPa. Thereby, even when the difference between the set fuel pressure FP and the actual fuel pressure FPa is large, a homogeneous air-fuel mixture can be formed in the combustion chamber, and as a result, deterioration of exhaust performance can be suppressed.

また、コントローラ20は、実燃圧FPaに基づく燃料噴射回数を設定する際に、1噴射あたりの燃料噴射期間が、燃料噴射弁9の噴射特性から定まる最小燃料噴射期間(許容最小パルス幅)以上となるように噴射回数を設定する。これにより、安定した燃料供給を実現し、機関のトルク、燃焼安定度、及び排気性能を維持することができる。   Further, when the controller 20 sets the number of fuel injections based on the actual fuel pressure FPa, the fuel injection period per injection is equal to or longer than the minimum fuel injection period (allowable minimum pulse width) determined from the injection characteristics of the fuel injection valve 9. The number of injections is set so that As a result, stable fuel supply can be realized, and engine torque, combustion stability, and exhaust performance can be maintained.

また、設定燃圧FPと実燃圧FPaの差圧が閾値以上であり、かつ、実燃圧FPaが設定燃圧FPより高い場合には、コントローラ20は基本噴射回数より少ない噴射回数を設定する。燃圧が高い分だけ燃料の微粒化や気化が促進し、混合改善が図れるため、噴射回数を少なく設定しても、燃費性能や排気性能の悪化を抑制できる。   Further, when the differential pressure between the set fuel pressure FP and the actual fuel pressure FPa is equal to or greater than the threshold value and the actual fuel pressure FPa is higher than the set fuel pressure FP, the controller 20 sets the number of injections less than the basic number of injections. Since fuel atomization and vaporization are promoted by the amount of fuel pressure and mixing can be improved, deterioration of fuel efficiency and exhaust performance can be suppressed even if the number of injections is set to be small.

なお、本実施形態による効果は、例えばエタノール等のアルコール含有燃料のようにガソリンに比べて単位重量当たりの発熱量が低い燃料を使用する場合に、より大きくなる。これは、単位量あたりの発熱量が低いために噴射量は多くなり、燃圧の影響が大きくなるからである。   In addition, the effect by this embodiment becomes larger when using the fuel whose calorific value per unit weight is low compared with gasoline like alcohol containing fuel, such as ethanol, for example. This is because the amount of heat generated per unit amount is low, so the injection amount increases and the influence of fuel pressure increases.

(第2実施形態)
第2実施形態は、システムの構成は第1実施形態と同様であるが、運転領域の変化方向が第1実施形態と反対、つまり図10、図11に示すように領域Bから領域Aへ変化する場合の制御に関する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, the configuration of the system is the same as that of the first embodiment, but the change direction of the operation region is opposite to that of the first embodiment, that is, the region B changes to the region A as shown in FIGS. It is related to the control.

図9は、第2実施形態でコントローラ20が実行する燃料噴射制御のルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、例えば10ミリ秒程度の短い間隔で繰り返し実行される。   FIG. 9 is a flowchart showing a fuel injection control routine executed by the controller 20 in the second embodiment. This routine is repeatedly executed at short intervals of about 10 milliseconds, for example.

ステップS2000−S2040は図2のステップS1000−S1040と同様なので説明を省略する。   Steps S2000-S2040 are the same as steps S1000-S1040 in FIG.

ステップS2050で、コントローラ20は、実燃圧FPaが設定燃圧FPより小さく、かつ実燃圧FPaと設定燃圧FPの差が予め設定した閾値以上か否かを判定する。閾値は図2のステップS1050の閾値と同様の考え方により設定する。判定の結果、設定燃圧FPと実燃圧FPaの差が閾値以上の場合にはステップS2060の処理を実行し、そうでない場合はステップS2080で図2のステップS1080と同様に噴射回数をNIに設定する。   In step S2050, the controller 20 determines whether or not the actual fuel pressure FPa is smaller than the set fuel pressure FP and the difference between the actual fuel pressure FPa and the set fuel pressure FP is equal to or greater than a preset threshold value. The threshold is set based on the same concept as the threshold in step S1050 in FIG. As a result of the determination, if the difference between the set fuel pressure FP and the actual fuel pressure FPa is greater than or equal to the threshold value, the process of step S2060 is executed. Otherwise, the number of injections is set to NI in step S2080 as in step S1080 of FIG. .

ステップS2060で、コントローラ20は図2のステップS1060と同様に実燃圧FPaに基づいて噴射パルス幅Tiaを算出する。   In step S2060, the controller 20 calculates the injection pulse width Tia based on the actual fuel pressure FPa as in step S1060 of FIG.

ステップS2070で、コントローラ20は次に説明するように噴射回数NIを増加補正する。   In step S2070, the controller 20 increases and corrects the injection number NI as described below.

まず、ステップS2060で算出した噴射パルス幅Tiaが許容最小パルス幅Timin以上であるか否かを確認する。そして、許容最小パルス幅Timin以上であれば、ステップS2020で読み込んだ噴射回数NIよりも噴射回数を1回増加させて、噴射パルス幅Tiaを再計算する。再計算した噴射パルス幅Tiaが許容最小パルス幅Timin以上であれば、噴射回数NIをさらに1回増加させ、噴射パルス幅Tiaを再計算する。これを繰り返すことにより、噴射パルス幅Tiaが許容最小パルス幅Timin以上となる範囲で、最大の噴射回数を算出し、この最大噴射回数を噴射回数NItとして設定する。   First, it is confirmed whether or not the injection pulse width Tia calculated in step S2060 is greater than or equal to the allowable minimum pulse width Timin. If it is equal to or greater than the allowable minimum pulse width Timin, the injection pulse width Tia is recalculated by increasing the injection frequency by one from the injection frequency NI read in step S2020. If the recalculated injection pulse width Tia is equal to or greater than the allowable minimum pulse width Timin, the number of injections NI is further increased by 1, and the injection pulse width Tia is recalculated. By repeating this, the maximum number of injections is calculated in a range where the injection pulse width Tia is equal to or greater than the allowable minimum pulse width Timin, and this maximum number of injections is set as the injection number NIt.

なお、噴射回数を増加補正する場合は、各回の噴射パルス幅を均等にする。例えば、増加補正前は図12(A)のように2段噴射で、メイン噴射の方がアフター噴射より噴射パルス幅が長く設定されている場合を考える。この場合、増加補正によって3段噴射に変更するときは図12(B)に示すように、また、4段噴射に変更するときは図12(C)に示すように、各噴射の噴射パルス幅を均等にする。   When increasing the number of injections, the injection pulse width of each time is made equal. For example, consider a case where before the increase correction, as shown in FIG. 12A, two-stage injection is performed, and the main injection has a longer injection pulse width than after-injection. In this case, as shown in FIG. 12 (B) when changing to the three-stage injection by the increase correction, and as shown in FIG. 12 (C) when changing to the four-stage injection, the injection pulse width of each injection. Evenly.

なお、実燃圧FPaに基づいて噴射回数を設定して多段噴射する際には、少なくとも1回は、燃焼室内に均質混合気が形成される時期に噴射するものとする。これは、内燃機関1は運転領域の大部分を占める均質燃焼領域において本実施形態の制御を実行することで、燃費性能の向上を図るためである。   In addition, when the number of injections is set based on the actual fuel pressure FPa and the multistage injection is performed, the injection is performed at least once at the time when the homogeneous mixture is formed in the combustion chamber. This is because the internal combustion engine 1 executes the control of the present embodiment in the homogeneous combustion region that occupies most of the operating region, thereby improving the fuel efficiency.

このように各回の噴射パルス幅を均等にすることで、1サイクル当たりの総噴射量が決まっている条件下で、より多くの噴射回数を設定することができ、その結果、混合気の均質度を高めることができる。   By making the injection pulse widths uniform in this way, it is possible to set a larger number of injections under the condition that the total injection amount per cycle is determined. As a result, the homogeneity of the air-fuel mixture Can be increased.

図13は、図10、図11の領域Bから領域Aへ移行する際に、上述した制御ルーチンを実行した場合のタイミングチャートである。なお、ここでは、全領域にわたって目標空燃比は理論空燃比とする。   FIG. 13 is a timing chart when the above-described control routine is executed when shifting from region B to region A in FIGS. 10 and 11. Here, the target air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio over the entire region.

まず、本実施形態の制御ルーチンを実行しない場合について説明する。   First, the case where the control routine of this embodiment is not executed will be described.

領域Bで走行中のタイミングT1でスロットル開度がTV2からTV1へ増大すると、設定燃圧FPはFP2からFP1へステップ的に上昇する。一方、実燃圧FPaは徐々に上昇する。また、タイミングT1で設定燃圧FPが変化したことにより、噴射回数NIがNI3からNI2へ増大する。   When the throttle opening increases from TV2 to TV1 at the timing T1 during traveling in the region B, the set fuel pressure FP increases stepwise from FP2 to FP1. On the other hand, the actual fuel pressure FPa gradually increases. Further, since the set fuel pressure FP changes at the timing T1, the number of injections NI increases from NI3 to NI2.

そして、要求噴射量、設定燃圧FP及び噴射回数の変化に応じて、1噴射当たりの噴射パルス幅Tiも変化する。このとき、実燃圧FPaの変化は設定燃圧FPの変化に対して遅れるので、実燃圧FPaは設定燃圧FPよりも低くなる。したがって、設定燃圧FPに基づいて算出した噴射パルス幅で燃料噴射すると、排気の空燃比が理論空燃比よりリーンになり、空燃比フィードバック制御により噴射パルス幅Tiが増大補正されて噴射パルス幅はTi1となる。   The injection pulse width Ti per injection also changes according to changes in the required injection amount, the set fuel pressure FP, and the number of injections. At this time, since the change in the actual fuel pressure FPa is delayed with respect to the change in the set fuel pressure FP, the actual fuel pressure FPa is lower than the set fuel pressure FP. Therefore, when fuel is injected with the injection pulse width calculated based on the set fuel pressure FP, the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the injection pulse width Ti is increased and corrected by the air-fuel ratio feedback control, so that the injection pulse width is Ti1. It becomes.

タイミングT1以降は、実燃圧FPaの上昇及び機関回転速度の上昇により、噴射パルス幅はTi1から徐々に減少し、やがて設定燃圧FPに応じた噴射パルス幅Ti3に収束する。なお、実際には空燃比フィードバック制御によりパルス幅が変化するまでに時間を要するが、簡単の為、図13ではタイミングT1でフィードバック制御による補正後のパルス幅Ti2としている。   After timing T1, the injection pulse width gradually decreases from Ti1 due to the increase in the actual fuel pressure FPa and the increase in the engine speed, and eventually converges to the injection pulse width Ti3 corresponding to the set fuel pressure FP. In practice, it takes time for the pulse width to change by air-fuel ratio feedback control, but for simplicity, in FIG. 13, the pulse width Ti2 after correction by feedback control is set at timing T1.

次に、本実施形態の制御ルーチンを実行する場合について説明する。   Next, the case where the control routine of this embodiment is performed is demonstrated.

タイミングT1では、実燃圧FPaと設定燃圧FPの差が閾値以上なので、実燃圧FPaに応じた噴射パルス幅を設定する。このとき、噴射パルス幅が許容最小パルス幅Timin以上となる条件を満たしつつ噴射回数を増加できるものとする。そこで、噴射回数をNI1に増加補正する。   At timing T1, since the difference between the actual fuel pressure FPa and the set fuel pressure FP is equal to or greater than the threshold value, the injection pulse width corresponding to the actual fuel pressure FPa is set. At this time, it is assumed that the number of injections can be increased while satisfying the condition that the injection pulse width is equal to or greater than the allowable minimum pulse width Timin. Therefore, the number of injections is corrected to increase to NI1.

タイミングT1以降も、実燃圧FPaと設定燃圧FPの差が閾値と一致するタイミングT2までは同様の制御を行ない、噴射回数はNI1となる。ただし、噴射回数がNI1のまま実燃圧FPaが低下するので、噴射パルス幅は徐々に小さくなる。   After timing T1, the same control is performed until timing T2 when the difference between the actual fuel pressure FPa and the set fuel pressure FP matches the threshold, and the number of injections is NI1. However, since the actual fuel pressure FPa decreases while the number of injections is NI1, the injection pulse width gradually decreases.

そして、タイミングT2を超えたら、実燃圧FPaに応じた噴射パルス幅による制御から、設定燃圧FPに応じた噴射パルス幅Tiによる制御に戻す。その結果、噴射回数NIはNI1からNI2に変化する。   When the timing T2 is exceeded, the control by the injection pulse width corresponding to the actual fuel pressure FPa is returned to the control by the injection pulse width Ti corresponding to the set fuel pressure FP. As a result, the injection number NI changes from NI1 to NI2.

上述したように、設定燃圧FPと実燃圧FPaの乖離が大きい場合には、実燃圧FPaに基づいて噴射パルス幅を設定し、噴射パルス幅が許容最小パルス幅Timin以上となる範囲で噴射回数を増加補正する。このように噴射回数を多くすることで燃料噴霧の均質度が高まり、その結果、燃費性能や排気性能の悪化を抑制できる。   As described above, when the difference between the set fuel pressure FP and the actual fuel pressure FPa is large, the injection pulse width is set based on the actual fuel pressure FPa, and the number of injections is set within a range where the injection pulse width is equal to or greater than the allowable minimum pulse width Timin. Increase correction. By increasing the number of injections in this way, the homogeneity of the fuel spray increases, and as a result, deterioration of fuel consumption performance and exhaust performance can be suppressed.

なお、本実施形態では、図11に示すように基本的に多段噴射を行なう場合について説明したが、これに限られるわけではなく、例えば、図14に示すように、基本的には全運転領域で単段噴射を行なう場合についても、同様に本実施形態の制御を適用することができる。   In the present embodiment, the case where the multistage injection is basically performed as shown in FIG. 11 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. In the case of performing single-stage injection, the control of this embodiment can be similarly applied.

以上説明したように、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果に加えて、さらに次の効果が得られる。   As described above, according to this embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the following effects can be further obtained.

設定値FPと実燃圧FPaの差圧が閾値以上であり、かつ、実燃圧FPaが設定燃圧FPより低い場合には、コントローラ20は基本噴射回数より多い噴射回数を設定する。噴射回数を増加させることにより混合気の均質化が促進されるので、燃圧低下による混合不良を補うことができ、その結果、燃費性能や排気性能の悪化を抑制できる。   When the differential pressure between the set value FP and the actual fuel pressure FPa is equal to or greater than the threshold value and the actual fuel pressure FPa is lower than the set fuel pressure FP, the controller 20 sets the number of injections greater than the basic number of injections. Since the homogenization of the air-fuel mixture is promoted by increasing the number of injections, it is possible to compensate for poor mixing due to a decrease in fuel pressure, and as a result, it is possible to suppress deterioration in fuel efficiency and exhaust performance.

コントローラ20は、基本噴射回数の最多回数を上限として噴射回数を設定するので、制御が容易になる。また、上記のように噴射回数の上限を設定することで、総噴射回数の増加量を抑えることができるので、燃料噴射弁9の経時劣化を抑制することができる。   Since the controller 20 sets the number of injections with the maximum number of basic injections as an upper limit, the control becomes easy. Moreover, since the increase amount of the total number of injections can be suppressed by setting the upper limit of the number of injections as described above, deterioration of the fuel injection valve 9 over time can be suppressed.

コントローラ20は、複数回の燃料噴射回数を設定する際には各燃料噴射の燃料噴射期間を等しく設定するので、噴射回数をより多くすることができ、その結果、上記の混合気の均質化促進等の効果がより大きくなる。   The controller 20 sets the fuel injection period of each fuel injection equally when setting the number of times of fuel injection, so that the number of injections can be increased, and as a result, the homogenization of the air-fuel mixture is promoted. The effect of etc. becomes larger.

コントローラ20は、実燃圧FPaに基づいて噴射回数を設定する際に、少なくとも1回の燃料噴射の燃料噴射時期を、燃焼室内に均質混合気が形成される時期に設定する。機関運転領域の大部分は均質運転領域が占めるため、これにより燃費性能の向上を図ることができる。   When setting the number of injections based on the actual fuel pressure FPa, the controller 20 sets the fuel injection timing of at least one fuel injection to a timing when a homogeneous mixture is formed in the combustion chamber. Since the homogeneous operation region occupies most of the engine operation region, this can improve fuel efficiency.

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.

1 筒内直接噴射火花点火式内燃機関(内燃機関)
2 吸気通路
3 排気通路
4 吸気カムシャフト
5 排気カムシャフト
6 吸気弁
7 排気弁
8 点火栓
9 燃料噴射弁
10 ピストン
11 シリンダ
12 スロットルバルブ
13 コレクタタンク
14 燃焼室
20 コントローラ(設定手段)
21 スロットル開度センサ
22 クランク角センサ
23 燃圧センサ(燃料噴射圧力検出手段)
1 In-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine (internal combustion engine)
2 intake passage 3 exhaust passage 4 intake camshaft 5 exhaust camshaft 6 intake valve 7 exhaust valve 8 spark plug 9 fuel injection valve 10 piston 11 cylinder 12 throttle valve 13 collector tank 14 combustion chamber 20 controller (setting means)
21 Throttle opening sensor 22 Crank angle sensor 23 Fuel pressure sensor (fuel injection pressure detection means)

Claims (8)

1サイクル中に燃料噴射を複数回実行可能な筒内直接噴射式の燃料噴射弁と、
機関運転状態に基づいて目標燃料噴射圧力を設定し、前記機関運転状態に基づいて前記目標燃料噴射圧力に応じた1サイクル中の燃料噴射回数である基本噴射回数を設定する設定手段と、
実際の燃料噴射圧力を検出する燃料噴射圧力検出手段と、
を備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記設定手段は、前記目標燃料噴射圧力と前記燃料噴射圧力検出手段で検出した実際の燃料噴射圧力との差圧が予め設定した閾値以上であり、かつ、前記実際の燃料噴射圧力が前記目標燃料噴射圧力より低い場合には、前記基本噴射回数に代えて、前記実際の燃料噴射圧力に基づいて前記基本噴射回数より多く、かつ1噴射あたりの燃料噴射期間が、噴射量と噴射パルス幅に比例関係が成立する下限の噴射パルス幅である最小燃料噴射期間以上となるように、燃料噴射回数を設定する内燃機関の燃料噴射制御装置。
An in-cylinder direct injection type fuel injection valve capable of performing fuel injection a plurality of times during one cycle;
Setting means for setting a target fuel injection pressure based on the engine operating state, and setting a basic injection number which is the number of fuel injections in one cycle according to the target fuel injection pressure based on the engine operating state;
Fuel injection pressure detection means for detecting the actual fuel injection pressure;
In a fuel injection control device for an internal combustion engine comprising:
The setting means is such that a differential pressure between the target fuel injection pressure and the actual fuel injection pressure detected by the fuel injection pressure detecting means is not less than a preset threshold value, and the actual fuel injection pressure is the target fuel. is lower than the injection pressure, instead of the basic injection times, wherein on the basis of the actual fuel injection pressure basic injection times from rather large, and the fuel injection period per injection, the injection quantity and injection pulse width A fuel injection control device for an internal combustion engine that sets the number of fuel injections so as to be equal to or longer than a minimum fuel injection period, which is a lower limit injection pulse width that establishes a proportional relationship .
請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記設定手段は、前記基本噴射回数の最多回数を上限として噴射回数を設定する内燃機関の燃料噴射制御装置。
The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1 ,
The fuel injection control device for an internal combustion engine, wherein the setting means sets the number of injections with the maximum number of basic injections as an upper limit.
1サイクル中に燃料噴射を複数回実行可能な筒内直接噴射式の燃料噴射弁と、
機関運転状態に基づいて目標燃料噴射圧力を設定し、前記機関運転状態に基づいて前記目標燃料噴射圧力に応じた1サイクル中の燃料噴射回数である基本噴射回数を設定する設定手段と、
実際の燃料噴射圧力を検出する燃料噴射圧力検出手段と、
を備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記設定手段は、前記目標燃料噴射圧力と前記燃料噴射圧力検出手段で検出した実際の燃料噴射圧力との差圧が予め設定した閾値以上であり、かつ、前記実際の燃料噴射圧力が前記目標燃料噴射圧力より高い場合には、前記基本噴射回数に代えて、前記実際の燃料噴射圧力に基づいて前記基本噴射回数より少ない燃料噴射回数を設定する内燃機関の燃料噴射制御装置。
An in-cylinder direct injection type fuel injection valve capable of performing fuel injection a plurality of times during one cycle;
Setting means for setting a target fuel injection pressure based on the engine operating state, and setting a basic injection number which is the number of fuel injections in one cycle according to the target fuel injection pressure based on the engine operating state;
Fuel injection pressure detection means for detecting the actual fuel injection pressure;
In a fuel injection control device for an internal combustion engine comprising:
The setting means is such that a differential pressure between the target fuel injection pressure and the actual fuel injection pressure detected by the fuel injection pressure detecting means is not less than a preset threshold value, and the actual fuel injection pressure is the target fuel. A fuel injection control device for an internal combustion engine that sets a fuel injection frequency smaller than the basic injection frequency based on the actual fuel injection pressure instead of the basic injection frequency when the injection pressure is higher.
請求項3に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記設定手段は、複数回の燃料噴射回数を設定する際には各燃料噴射の燃料噴射期間を等しく設定する内燃機関の燃料噴射制御装置。
The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 3 ,
The setting means is a fuel injection control device for an internal combustion engine that sets the fuel injection period of each fuel injection equally when setting the number of times of fuel injection a plurality of times.
請求項1から4のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記設定手段は、前記実際の燃料噴射圧力に基づいて噴射回数を設定する際に、少なくとも1回の燃料噴射の燃料噴射時期を、吸気行程中または圧縮行程中であって、燃焼室内に均質混合気が形成される時期に設定する内燃機関の燃料噴射制御装置。
The fuel injection control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4 ,
When the number of injections is set based on the actual fuel injection pressure, the setting means uniformly mixes the fuel injection timing of at least one fuel injection into the combustion chamber during the intake stroke or the compression stroke. A fuel injection control device for an internal combustion engine, which is set at a time when a gas is formed.
請求項1から5のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
使用燃料がアルコール含有燃料である内燃機関の燃料噴射制御装置。
The fuel injection control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5 ,
A fuel injection control device for an internal combustion engine in which the fuel used is an alcohol-containing fuel.
1サイクル中に燃料噴射を複数回実行可能な筒内直接噴射式の燃料噴射弁を備える内燃機関の燃料噴射制御方法において、
機関運転状態に基づいて目標燃料噴射圧力を設定する工程と、
前記前記機関運転状態に基づいて前記目標燃料噴射圧力に応じた1サイクル中の燃料噴射回数である基本噴射回数を設定する工程と、
実際の燃料噴射圧力を検出する工程と、
前記目標燃料噴射圧力と前記燃料噴射圧力検出手段で検出した実際の燃料噴射圧力との差圧と予め設定した閾値を比較する工程と、
前記差圧が前記閾値より大きく、かつ、前記実際の燃料噴射圧力が前記目標燃料噴射圧力より低い場合に、前記基本噴射回数に代えて、前記実際の燃料噴射圧力に基づいて前記基本噴射回数より多く、かつ1噴射あたりの燃料噴射期間が、噴射量と噴射パルス幅に比例関係が成立する下限の噴射パルス幅である最小燃料噴射期間以上となるように、燃料噴射回数を設定する工程と、
を備える内燃機関の燃料噴射制御方法。
In a fuel injection control method for an internal combustion engine comprising an in-cylinder direct injection fuel injection valve capable of performing fuel injection a plurality of times during one cycle,
Setting a target fuel injection pressure based on engine operating conditions;
Setting a basic injection number that is the number of fuel injections in one cycle according to the target fuel injection pressure based on the engine operating state;
Detecting the actual fuel injection pressure;
Comparing a differential pressure between the target fuel injection pressure and the actual fuel injection pressure detected by the fuel injection pressure detecting means with a preset threshold value;
When the differential pressure is greater than the threshold value and the actual fuel injection pressure is lower than the target fuel injection pressure, instead of the basic injection number, based on the actual fuel injection pressure, the basic injection number A step of setting the number of times of fuel injection so that the fuel injection period per injection is greater than or equal to a minimum fuel injection period that is a lower limit injection pulse width that establishes a proportional relationship between the injection amount and the injection pulse width ;
A fuel injection control method for an internal combustion engine.
1サイクル中に燃料噴射を複数回実行可能な筒内直接噴射式の燃料噴射弁を備える内燃機関の燃料噴射制御方法において、
機関運転状態に基づいて目標燃料噴射圧力を設定する工程と、
前記前記機関運転状態に基づいて前記目標燃料噴射圧力に応じた1サイクル中の燃料噴射回数である基本噴射回数を設定する工程と、
実際の燃料噴射圧力を検出する工程と、
前記目標燃料噴射圧力と前記燃料噴射圧力検出手段で検出した実際の燃料噴射圧力との差圧と予め設定した閾値を比較する工程と、
前記差圧が前記閾値より大きく、かつ、前記実際の燃料噴射圧力が前記目標燃料噴射圧力より高い場合に、前記基本噴射回数に代えて、前記実際の燃料噴射圧力に基づいて前記基本噴射回数より少ない燃料噴射回数を設定する工程と、
を備える内燃機関の燃料噴射制御方法。
In a fuel injection control method for an internal combustion engine comprising an in-cylinder direct injection fuel injection valve capable of performing fuel injection a plurality of times during one cycle,
Setting a target fuel injection pressure based on engine operating conditions;
Setting a basic injection number that is the number of fuel injections in one cycle according to the target fuel injection pressure based on the engine operating state;
Detecting the actual fuel injection pressure;
Comparing a differential pressure between the target fuel injection pressure and the actual fuel injection pressure detected by the fuel injection pressure detecting means with a preset threshold value;
When the differential pressure is larger than the threshold value and the actual fuel injection pressure is higher than the target fuel injection pressure, instead of the basic injection number, the basic injection number is based on the actual fuel injection pressure. Setting a small number of fuel injections;
A fuel injection control method for an internal combustion engine.
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