JP6911815B2 - Internal combustion engine control device - Google Patents

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隆彦 丹羽
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本発明は、吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関に適用される内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control device applied to an internal combustion engine including a port injection valve for injecting fuel into an intake passage.

たとえば下記特許文献1には、1燃焼サイクル内に1つの気筒に噴射する燃料を、排気行程と吸気行程とに分割して噴射するマルチ噴射処理を実行する制御装置が記載されている。この制御装置は、吸気行程における噴射時期を、予め定められたタイミングに設定している(「0017」,「0024」)。 For example, Patent Document 1 below describes a control device that executes a multi-injection process in which fuel injected into one cylinder in one combustion cycle is divided into an exhaust stroke and an intake stroke and injected. This control device sets the injection timing in the intake stroke to a predetermined timing (“0017”, “0024”).

特開2005−291133号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-291133

発明者は、吸気行程における噴射時期によって、排気中の粒子状物質(PM)の数(PN)が大きく変化することを見出した。このため、噴射時期を固定することは、排気成分を良好に制御する上で問題がある。 The inventor has found that the number of particulate matter (PM) (PN) in the exhaust varies greatly depending on the injection timing in the intake stroke. Therefore, fixing the injection timing has a problem in controlling the exhaust component well.

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above problems and their actions and effects will be described.

1.吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関に適用され、前記ポート噴射弁を操作して、1燃焼サイクル内において要求される噴射量である要求噴射量の燃料を噴射すべく、吸気バルブの開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射と、前記吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射とを実行するマルチ噴射処理と、前記内燃機関のクランク軸の回転角度で表現される前記吸気同期噴射の噴射時期を、前記内燃機関のクランク軸の回転速度、前記吸気バルブの開弁開始時期、および前記内燃機関の吸気系の温度の3つのパラメータのうちの少なくとも2つのパラメータに基づき可変設定する可変処理と、を実行する内燃機関の制御装置である。 1. 1. It is applied to an internal combustion engine provided with a port injection valve that injects fuel into the intake passage, and the port injection valve is operated to inject fuel in a required injection amount, which is the injection amount required in one combustion cycle. A multi-injection process that executes an intake synchronous injection that injects fuel in synchronization with the valve opening period, an intake asynchronous injection that injects fuel at a timing on the advance side of the intake synchronous injection, and the internal combustion engine. The injection timing of the intake synchronous injection expressed by the rotation angle of the crank shaft of the internal combustion engine is three of the rotation speed of the crank shaft of the internal combustion engine, the opening start timing of the intake valve, and the temperature of the intake system of the internal combustion engine. It is a control device for an internal combustion engine that executes variable processing that is variably set based on at least two of the parameters.

内燃機関の吸気系の温度が低いときに、要求噴射量の燃料を全て吸気非同期噴射によって噴射する場合、負荷によっては排気中の粒子状物質(PM)の数(PN)が多くなるおそれがある。これは、吸気系に付着する燃料量が多くなり、付着した燃料のせん断によって、一部が液滴のまま燃焼室に流入することによってPMが発生するためであると推察される。そこで上記構成では、要求噴射量の一部を吸気同期噴射によって噴射することにより、非同期噴射量を低減し、ひいては吸気系に付着する燃料量を低減する。これにより、付着した燃料のせん断によって液滴のまま燃料が燃焼室に流入することを抑制できる。 When the temperature of the intake system of the internal combustion engine is low and all the fuel of the required injection amount is injected by intake asynchronous injection, the number of particulate matter (PM) (PN) in the exhaust may increase depending on the load. .. It is presumed that this is because the amount of fuel adhering to the intake system increases, and due to the shearing of the adhering fuel, PM is generated when a part of the fuel flows into the combustion chamber as droplets. Therefore, in the above configuration, a part of the required injection amount is injected by the intake synchronous injection to reduce the asynchronous injection amount and, by extension, the amount of fuel adhering to the intake system. As a result, it is possible to prevent the fuel from flowing into the combustion chamber as droplets due to the shearing of the attached fuel.

ただし、クランク軸の回転速度によって、PNを極力少なくするための吸気同期噴射の噴射時期が変化することを発明者が見出している。これは、回転速度によって、吸気通路内の流速が変化することなどから燃焼室に流入することなく吸気系に付着して留まる燃料量が変化する傾向にあることや、ポート噴射弁から噴射された燃料のうちの所定量の燃料が気化するまでの期間内におけるクランク軸の回転量が変化することなどが理由と推察される。これに対し、上記構成において、吸気同期噴射の噴射時期を回転速度に応じて可変設定するなら、回転速度に応じて可変としない場合と比較して、PNを抑制できる。 However, the inventor has found that the injection timing of the intake synchronous injection for reducing the PN as much as possible changes depending on the rotation speed of the crankshaft. This is because the flow velocity in the intake passage changes depending on the rotation speed, so the amount of fuel that stays attached to the intake system without flowing into the combustion chamber tends to change, and the fuel was injected from the port injection valve. It is presumed that the reason is that the amount of rotation of the crankshaft changes within the period until a predetermined amount of fuel is vaporized. On the other hand, in the above configuration, if the injection timing of the intake synchronous injection is variably set according to the rotation speed, the PN can be suppressed as compared with the case where the injection timing is not variable according to the rotation speed.

また、吸気バルブの開弁開始時期によって、PNを極力少なくするための吸気同期噴射の噴射時期が変化することを発明者が見出している。これは、開弁開始時期に応じて吸気バルブと排気バルブとのオーバーラップ量が変化することによって内部EGR量が変化することから、吸気系の温度が上昇して吸気系における燃料の気化のしやすさが変化したり、燃焼室内に流入することなく吸気系に付着して留まる燃料量が変化したりすることなどが要因と推察される。これに対し、上記構成において、吸気同期噴射の噴射時期を開弁開始時期に応じて可変設定するなら、開弁開始時期に応じて可変としない場合と比較して、PNを抑制できる。 Further, the inventor has found that the injection timing of the intake synchronous injection for reducing the PN as much as possible changes depending on the valve opening start timing of the intake valve. This is because the amount of internal EGR changes as the amount of overlap between the intake valve and the exhaust valve changes according to the valve opening start time, so the temperature of the intake system rises and fuel vaporizes in the intake system. It is presumed that the factors are the change in ease and the change in the amount of fuel that adheres to and stays in the intake system without flowing into the combustion chamber. On the other hand, in the above configuration, if the injection timing of the intake synchronous injection is variably set according to the valve opening start timing, the PN can be suppressed as compared with the case where the injection timing is not changed according to the valve opening start timing.

また、吸気系の温度によって、PNを極力少なくするための吸気同期噴射の噴射時期が変化することを発明者が見出している。これは、吸気系の温度によって、吸気系における燃料の気化のしやすさに相違が生じるためであると推察される。これに対し、上記構成において、吸気同期噴射の噴射時期を吸気系の温度に応じて可変設定するなら、吸気系の温度に応じて可変としない場合と比較して、PNを抑制できる。 Further, the inventor has found that the injection timing of the intake synchronous injection for reducing the PN as much as possible changes depending on the temperature of the intake system. It is presumed that this is because the ease of vaporization of fuel in the intake system differs depending on the temperature of the intake system. On the other hand, in the above configuration, if the injection timing of the intake synchronous injection is variably set according to the temperature of the intake system, PN can be suppressed as compared with the case where the injection timing is not changed according to the temperature of the intake system.

2.前記内燃機関の気筒内に充填される新気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するための噴射量として前記要求噴射量を算出する要求噴射量算出処理を実行し、前記可変処理は、前記吸気同期噴射の噴射時期を、前記少なくとも2つのパラメータに加えて、前記内燃機関の負荷に基づき可変設定する処理である上記1記載の内燃機関の制御装置である。 2. Based on the amount of fresh air filled in the cylinder of the internal combustion engine, a required injection amount calculation process for calculating the required injection amount as an injection amount for controlling the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio is executed, and the variable process is performed. The internal combustion engine control device according to 1 above, which is a process of variably setting the injection timing of the intake synchronous injection based on the load of the internal combustion engine in addition to the at least two parameters.

内燃機関の負荷によって、PNを極力少なくするための噴射時期が変化することを発明者が見出している。これは、負荷によって、噴射される燃料量が変化することや、吸気通路内の圧力が変化することによって燃料の霧化のしやすさが変化するためであると推察される。そこで上記構成では、吸気同期噴射の噴射時期を負荷に応じて可変設定する。これにより、負荷に応じて可変としない場合と比較して、PNを抑制できる。 The inventor has found that the injection timing for reducing PN as much as possible changes depending on the load of the internal combustion engine. It is presumed that this is because the amount of fuel injected changes depending on the load, and the ease of atomization of the fuel changes due to the change in the pressure in the intake passage. Therefore, in the above configuration, the injection timing of the intake synchronous injection is variably set according to the load. As a result, PN can be suppressed as compared with the case where it is not variable according to the load.

3.前記可変処理は、前記回転速度、前記吸気系の温度および前記負荷に基づき、前記ポート噴射弁から最も遅いタイミングで噴射される燃料が前記内燃機関の燃焼室の入口に到達するタイミングの目標値である到達終了時期を可変設定する終了時期設定処理と、前記到達終了時期に基づき、前記吸気同期噴射の噴射開始時期を算出する開始時期算出処理と、を含む上記2記載の内燃機関の制御装置である。 3. 3. The variable processing is based on the rotation speed, the temperature of the intake system, and the load, and is a target value of the timing at which the fuel injected from the port injection valve reaches the inlet of the combustion chamber of the internal combustion engine at the latest timing. The control device for an internal combustion engine according to the above 2, which includes an end time setting process for variably setting a certain arrival end time and a start time calculation process for calculating the injection start time of the intake synchronous injection based on the arrival end time. be.

発明者は、最も遅いタイミングで噴射される燃料が内燃機関の燃焼室の入口に到達するタイミングの変動によってPNが大きく変動し、吸気同期噴射と吸気非同期噴射との噴射割合を多少変更しても、PNを抑制する上で最適なタイミングがほとんど変化しないことを見出した。このため、上記構成では、到達終了時期を設定した後、噴射開始時期を設定することにより、制御装置が扱うパラメータである到達終了時期によって、PNを抑制する上で適切な時期を管理することができる。 According to the inventor, the PN fluctuates greatly due to the fluctuation of the timing at which the fuel injected at the latest timing reaches the inlet of the combustion chamber of the internal combustion engine, and even if the injection ratio between the intake synchronous injection and the intake asynchronous injection is slightly changed. , It was found that the optimum timing for suppressing PN hardly changes. Therefore, in the above configuration, by setting the injection start time after setting the arrival end time, it is possible to manage an appropriate time for suppressing PN by the arrival end time, which is a parameter handled by the control device. can.

4.前記内燃機関は、前記吸気バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変装置を備え、前記バルブ特性可変装置を操作して前記吸気バルブの開弁開始時期を可変制御するバルブ特性制御処理を実行し、前記終了時期設定処理は、前記回転速度、前記吸気系の温度および前記負荷に基づき、前記開弁開始時期に対する前記到達終了時期の遅角量を算出する遅角量算出処理を含み、前記開弁開始時期に対して前記遅角量だけ遅角したタイミングを前記到達終了時期とする処理である上記3記載の内燃機関の制御装置である。 4. The internal combustion engine includes a valve characteristic variable device that changes the valve characteristics of the intake valve, and executes a valve characteristic control process that variably controls the valve opening start timing of the intake valve by operating the valve characteristic variable device. The end time setting process includes a retard angle calculation process for calculating the retard angle amount of the arrival end time with respect to the valve opening start time based on the rotation speed, the temperature of the intake system, and the load. The control device for an internal combustion engine according to the above 3, which is a process in which a timing retarded by the amount of the retard angle with respect to the valve start timing is set as the arrival end timing.

吸気バルブの開弁開始時期によって、PNを極力少なくするための吸気同期噴射の噴射時期が変化することを発明者が見出している。これは、開弁開始時期に応じて吸気バルブ
と排気バルブとのオーバーラップ量が変化することによって内部EGR量が変化することから、吸気系の温度が上昇して吸気系における燃料の気化のしやすさが変化したり、燃焼室に流入することなく吸気系に付着して留まる燃料量が変化したりすることなどが要因と推察される。そこで上記構成では、吸気同期噴射の噴射時期を開弁開始時期に応じて可変設定する。これにより、開弁開始時期に応じて可変としない場合と比較して、PNを抑制できる。
The inventor has found that the injection timing of the intake synchronous injection for reducing the PN as much as possible changes depending on the valve opening start timing of the intake valve. This is because the amount of internal EGR changes as the amount of overlap between the intake valve and the exhaust valve changes according to the valve opening start time, so the temperature of the intake system rises and fuel vaporizes in the intake system. It is presumed that the factors are the change in ease and the change in the amount of fuel that adheres to and stays in the intake system without flowing into the combustion chamber. Therefore, in the above configuration, the injection timing of the intake synchronous injection is variably set according to the valve opening start timing. As a result, PN can be suppressed as compared with the case where the valve opening start time is not changed.

特に、上記構成では、到達終了時期を直接算出するのではなく、開弁開始時期に対する遅角量をまず算出することにより、遅角量の算出に用いるパラメータに開弁開始時期を用いることなく、到達終了時期を開弁開始時期に応じて可変設定することができる。 In particular, in the above configuration, instead of directly calculating the arrival end time, the retard angle amount with respect to the valve opening start time is calculated first, so that the valve opening start time is not used as the parameter used for calculating the retard angle amount. The arrival end time can be variably set according to the valve opening start time.

5.吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関に適用され、前記ポート噴射弁を操作して、1燃焼サイクル内において要求される噴射量である要求噴射量の燃料を噴射すべく、吸気バルブの開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射と、前記吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射とを実行するマルチ噴射処理と、前記内燃機関のクランク軸の回転角度で表現される前記吸気同期噴射の噴射時期を可変設定する可変処理と、を実行し、前記可変処理は、前記クランク軸の回転速度に基づき、前記ポート噴射弁から最も遅いタイミングで噴射される燃料が前記内燃機関の燃焼室の入口に到達するタイミングの目標値である到達終了時期を可変設定する終了時期設定処理と、前記到達終了時期に基づき、前記吸気同期噴射の噴射開始時期を算出する開始時期算出処理と、を含む内燃機関の制御装置である。 5. It is applied to an internal combustion engine provided with a port injection valve that injects fuel into the intake passage, and the port injection valve is operated to inject fuel in a required injection amount, which is the injection amount required in one combustion cycle. A multi-injection process that executes an intake synchronous injection that injects fuel in synchronization with the valve opening period, an intake asynchronous injection that injects fuel at a timing on the advance side of the intake synchronous injection, and the internal combustion engine. A variable process for variably setting the injection timing of the intake synchronous injection expressed by the rotation angle of the crank shaft is executed, and the variable process is the slowest from the port injection valve based on the rotation speed of the crank shaft. The injection of the intake synchronous injection is based on the end time setting process for variably setting the arrival end time, which is the target value of the timing at which the fuel injected at the timing reaches the inlet of the combustion chamber of the internal combustion engine, and the arrival end time. It is a control device for an internal combustion engine including a start time calculation process for calculating a start time.

内燃機関の吸気系の温度が低いときに、要求噴射量の燃料を全て吸気非同期噴射によって噴射する場合、負荷によっては排気中の粒子状物質(PM)の数(PN)が多くなるおそれがある。これは、吸気系に付着する燃料量が多くなり、付着した燃料のせん断によって、一部が液滴のまま燃焼室に流入することによってPMが発生するためであると推察される。そこで上記構成では、要求噴射量の一部を同期噴射によって噴射することにより、非同期噴射量を低減し、ひいては吸気系に付着する燃料量を低減する。これにより、付着した燃料のせん断によって液滴のまま燃料が燃焼室に流入することを抑制できる。 When the temperature of the intake system of the internal combustion engine is low and all the fuel of the required injection amount is injected by intake asynchronous injection, the number of particulate matter (PM) (PN) in the exhaust may increase depending on the load. .. It is presumed that this is because the amount of fuel adhering to the intake system increases, and due to the shearing of the adhering fuel, PM is generated when a part of the fuel flows into the combustion chamber as droplets. Therefore, in the above configuration, a part of the required injection amount is injected by synchronous injection to reduce the asynchronous injection amount and, by extension, the amount of fuel adhering to the intake system. As a result, it is possible to prevent the fuel from flowing into the combustion chamber as droplets due to the shearing of the attached fuel.

ただし、最も遅いタイミングで噴射される燃料が内燃機関の燃焼室の入口に到達するタイミングの変動によってPNが大きく変動し、吸気同期噴射と吸気非同期噴射との噴射割合を多少変更しても、PNを抑制する上で最適なタイミングがほとんど変化しないことを発明者が見出している。このため、上記構成では、到達終了時期を設定した後、噴射開始時期を設定することにより、制御装置が扱うパラメータである到達終了時期によって、PNを抑制する上で適切な時期を管理することができる。 However, the PN fluctuates greatly due to the fluctuation of the timing when the fuel injected at the latest timing reaches the inlet of the combustion chamber of the internal combustion engine, and even if the injection ratio between the intake synchronous injection and the intake asynchronous injection is slightly changed, the PN The inventor has found that the optimum timing does not change much in suppressing the above. Therefore, in the above configuration, by setting the injection start time after setting the arrival end time, it is possible to manage an appropriate time for suppressing PN by the arrival end time, which is a parameter handled by the control device. can.

ところで、クランク軸の回転速度によって、PNを極力少なくするための到達終了時期が変化することを発明者が見出している。これは、回転速度によって、吸気通路内の流速が変化することなどから燃焼室に流入することなく吸気系に付着して留まる燃料量が変化する傾向にあることや、ポート噴射弁から噴射された燃料のうちの所定量の燃料が気化するまでの期間内におけるクランク軸の回転量が変化することなどが理由と推察される。そこで上記構成では、到達終了時期を回転速度に応じて可変設定することによって、回転速度に応じて可変としない場合と比較して、PNを抑制できる。 By the way, the inventor has found that the arrival end time for reducing PN as much as possible changes depending on the rotation speed of the crankshaft. This is because the flow velocity in the intake passage changes depending on the rotation speed, so the amount of fuel that stays attached to the intake system without flowing into the combustion chamber tends to change, and the fuel was injected from the port injection valve. It is presumed that the reason is that the amount of rotation of the crankshaft changes within the period until a predetermined amount of fuel is vaporized. Therefore, in the above configuration, by setting the arrival end time variably according to the rotation speed, PN can be suppressed as compared with the case where the arrival end time is not variably set according to the rotation speed.

6.前記終了時期設定処理は、前記回転速度に加えて前記内燃機関の負荷に基づき到達終了時期を可変設定する処理を含む上記5記載の内燃機関の制御装置である。 6. The end time setting process is the internal combustion engine control device according to the above 5, which includes a process of variably setting the arrival end time based on the load of the internal combustion engine in addition to the rotation speed.

内燃機関の負荷によって、PNを極力少なくするための到達終了時期が変化することを発明者が見出している。これは、負荷によって、噴射される燃料量が変化することや、吸
気通路内の圧力が変化することによって燃料の霧化のしやすさが変化するためであると推察される。そこで上記構成では、到達終了時期を負荷に応じて可変設定する。これにより、負荷に応じて可変としない場合と比較して、PNを抑制できる。
The inventor has found that the arrival end time for reducing PN as much as possible changes depending on the load of the internal combustion engine. It is presumed that this is because the amount of fuel injected changes depending on the load, and the ease of atomization of the fuel changes due to the change in the pressure in the intake passage. Therefore, in the above configuration, the arrival end time is variably set according to the load. As a result, PN can be suppressed as compared with the case where it is not variable according to the load.

7.前記内燃機関は、前記吸気バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変装置を備え、前記バルブ特性可変装置を操作して前記吸気バルブの開弁開始時期を可変制御するバルブ特性制御処理を実行し、前記終了時期設定処理は、前記回転速度および前記負荷に基づき、前記開弁開始時期に対する前記到達終了時期の遅角量を算出する遅角量算出処理を含み、前記開弁開始時期に対して前記遅角量だけ遅角したタイミングを前記到達終了時期とする処理である上記6記載の内燃機関の制御装置である。 7. The internal combustion engine includes a valve characteristic variable device that changes the valve characteristics of the intake valve, and executes a valve characteristic control process that variably controls the valve opening start timing of the intake valve by operating the valve characteristic variable device. The end time setting process includes a retard angle amount calculation process for calculating the retard angle amount of the arrival end time with respect to the valve opening start time based on the rotation speed and the load, and the valve opening start time. The control device for an internal combustion engine according to the above 6, which is a process in which a timing retarded by the amount of the retard angle is set as the arrival end time.

吸気バルブの開弁開始時期によって、PNを極力少なくするための到達終了時期が変化することを発明者が見出している。これは、開弁開始時期に応じて吸気バルブと排気バルブとのオーバーラップ量が変化することによって内部EGR量が変化することから、吸気系の温度が上昇して吸気系における燃料の気化のしやすさが変化したり、燃焼室に流入することなく吸気系に付着して留まる燃料量が変化したりすることなどが要因と推察される。そこで上記構成では、到達終了時期を開弁開始時期に応じて可変設定する。これにより、開弁開始時期に応じて可変としない場合と比較して、PNを抑制できる。 The inventor has found that the arrival end time for reducing PN as much as possible changes depending on the valve opening start time of the intake valve. This is because the amount of internal EGR changes as the amount of overlap between the intake valve and the exhaust valve changes according to the valve opening start time, so the temperature of the intake system rises and fuel vaporizes in the intake system. It is presumed that the factors are the change in ease and the change in the amount of fuel that adheres to and stays in the intake system without flowing into the combustion chamber. Therefore, in the above configuration, the arrival end time is variably set according to the valve opening start time. As a result, PN can be suppressed as compared with the case where the valve opening start time is not changed.

特に、上記構成では、到達終了時期を直接算出するのではなく、開弁開始時期に対する遅角量をまず算出することにより、遅角量の算出に用いるパラメータに開弁開始時期を用いることなく、到達終了時期を開弁開始時期に応じて可変設定することができる。 In particular, in the above configuration, instead of directly calculating the arrival end time, the retard angle amount with respect to the valve opening start time is calculated first, so that the valve opening start time is not used as the parameter used for calculating the retard angle amount. The arrival end time can be variably set according to the valve opening start time.

第1実施形態にかかる制御装置および内燃機関を示す図。The figure which shows the control device and the internal combustion engine which concerns on 1st Embodiment. 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理を示すブロック図。The block diagram which shows the process executed by the control device which concerns on the same embodiment. (a)および(b)は、同実施形態にかかる噴射パターンを示す図。(A) and (b) are diagrams showing the injection pattern according to the same embodiment. 同実施形態にかかる噴射弁操作処理の手順を示す流れ図。The flow chart which shows the procedure of the injection valve operation processing which concerns on the same embodiment. 同実施形態にかかる噴射弁操作処理の手順を示す流れ図。The flow chart which shows the procedure of the injection valve operation processing which concerns on the same embodiment. (a)および(b)は、吸気バルブの開弁タイミングによるPNの排出量の変動を示す図。(A) and (b) are diagrams showing the fluctuation of the PN discharge amount depending on the valve opening timing of the intake valve. 第2の実施形態にかかる噴射弁操作処理の手順を示す流れ図。The flow chart which shows the procedure of the injection valve operation processing which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態にかかる噴射弁操作処理の手順を示す流れ図。The flow chart which shows the procedure of the injection valve operation processing which concerns on 3rd Embodiment.

<第1の実施形態>
以下、内燃機関の制御装置にかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, an embodiment of a control device for an internal combustion engine will be described with reference to the drawings.

図1に示す内燃機関10は、車両に搭載される。内燃機関10の吸気通路12には、上流側から順に、スロットルバルブ14およびポート噴射弁16が設けられている。吸気通路12に吸入された空気とポート噴射弁16から噴射された燃料とは、吸気バルブ18の開弁に伴って、シリンダ20およびピストン22によって区画された燃焼室24に流入する。燃焼室24において、燃料と空気との混合気は、点火装置26の火花放電によって燃焼に供される。そして、燃焼によって生成される燃焼エネルギは、ピストン22を介してクランク軸28の回転エネルギに変換される。燃焼に供された混合気は、排気バルブ30の開弁に伴って、排気として排気通路32に排出される。排気通路32には、触媒34が設けられている。 The internal combustion engine 10 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle. A throttle valve 14 and a port injection valve 16 are provided in the intake passage 12 of the internal combustion engine 10 in this order from the upstream side. The air sucked into the intake passage 12 and the fuel injected from the port injection valve 16 flow into the combustion chamber 24 partitioned by the cylinder 20 and the piston 22 as the intake valve 18 opens. In the combustion chamber 24, the air-fuel mixture is subjected to combustion by the spark discharge of the ignition device 26. Then, the combustion energy generated by the combustion is converted into the rotational energy of the crankshaft 28 via the piston 22. The air-fuel mixture used for combustion is discharged to the exhaust passage 32 as exhaust gas when the exhaust valve 30 is opened. A catalyst 34 is provided in the exhaust passage 32.

クランク軸28の回転動力は、タイミングチェーン38を介して、吸気側カム軸40および排気側カム軸42に伝達される。なお、本実施形態では、吸気側カム軸40には、吸
気側バルブタイミング調整装置44を介してタイミングチェーン38の動力が伝達される。吸気側バルブタイミング調整装置44は、クランク軸28と吸気側カム軸40との回転位相差を調整することによって、吸気バルブ18の開弁タイミングを調整するアクチュエータである。
The rotational power of the crankshaft 28 is transmitted to the intake side camshaft 40 and the exhaust side camshaft 42 via the timing chain 38. In the present embodiment, the power of the timing chain 38 is transmitted to the intake side camshaft 40 via the intake side valve timing adjusting device 44. The intake side valve timing adjusting device 44 is an actuator that adjusts the valve opening timing of the intake valve 18 by adjusting the rotational phase difference between the crankshaft 28 and the intake side cam shaft 40.

制御装置50は、内燃機関10を制御対象とし、その制御量(トルク、排気成分比率等)を制御するために、上記スロットルバルブ14や、ポート噴射弁16、点火装置26、吸気側バルブタイミング調整装置44等の内燃機関10の操作部を操作する。この際、制御装置50は、クランク角センサ60の出力信号Scrや、エアフローメータ62によって検出される吸入空気量Ga、空燃比センサ64によって検出される空燃比Af、吸気側カム角センサ66の出力信号Sca、水温センサ68によって検出される内燃機関10の冷却水の温度(水温THW)を参照する。また、制御装置50は、電圧センサ72によって検出されるバッテリ70の端子電圧Vbを参照する。ここで、バッテリ70は、ポート噴射弁16等の電源となるものである。なお、図1には、スロットルバルブ14、ポート噴射弁16、点火装置26、スタータモータ36および吸気側バルブタイミング調整装置44のそれぞれを操作するための操作信号MS1〜MS5を記載している。 The control device 50 controls the internal combustion engine 10, and in order to control the control amount (torque, exhaust component ratio, etc.), the throttle valve 14, the port injection valve 16, the ignition device 26, and the intake side valve timing adjustment. The operation unit of the internal combustion engine 10 such as the device 44 is operated. At this time, the control device 50 uses the output signal Scr of the crank angle sensor 60, the intake air amount Ga detected by the air flow meter 62, the air-fuel ratio Af detected by the air-fuel ratio sensor 64, and the output of the intake side cam angle sensor 66. The signal Sca and the temperature (water temperature THW) of the cooling water of the internal combustion engine 10 detected by the water temperature sensor 68 are referred to. Further, the control device 50 refers to the terminal voltage Vb of the battery 70 detected by the voltage sensor 72. Here, the battery 70 serves as a power source for the port injection valve 16 and the like. Note that FIG. 1 shows operation signals MS1 to MS5 for operating each of the throttle valve 14, the port injection valve 16, the ignition device 26, the starter motor 36, and the intake side valve timing adjusting device 44.

制御装置50は、CPU52、ROM54、および制御装置50内の各箇所に電力を供給する電源回路56を備えており、ROM54に記憶されたプログラムをCPU52が実行することにより、上記制御量の制御を実行する。 The control device 50 includes a CPU 52, a ROM 54, and a power supply circuit 56 that supplies electric power to each location in the control device 50. The CPU 52 executes a program stored in the ROM 54 to control the control amount. Execute.

図2に、制御装置50が実行する処理の一部を示す。図2に示す処理は、ROM54に記憶されたプログラムをCPU52が実行することにより実現される。 FIG. 2 shows a part of the processing executed by the control device 50. The process shown in FIG. 2 is realized by the CPU 52 executing the program stored in the ROM 54.

吸気位相差算出処理M10は、クランク角センサ60の出力信号Scrと吸気側カム角センサ66の出力信号Scaとに基づき、クランク軸28の回転角度に対する吸気側カム軸40の回転角度の位相差である吸気位相差DINを算出する処理である。目標吸気位相差算出処理M12は、内燃機関10の動作点に基づき、目標吸気位相差DIN*を可変設定する処理である。なお、本実施形態では、回転速度NEと充填効率ηとによって動作点を定義している。ここで、CPU52は、回転速度NEを、クランク角センサ60の出力信号Scrに基づき算出し、充填効率ηを回転速度NEおよび吸入空気量Gaに基づき算出する。なお、充填効率ηは、燃焼室24内に充填される新気量を定めるパラメータである。 The intake phase difference calculation process M10 is based on the output signal Scr of the crank angle sensor 60 and the output signal Sca of the intake side cam angle sensor 66, and is the phase difference of the rotation angle of the intake side cam shaft 40 with respect to the rotation angle of the crankshaft 28. This is a process for calculating a certain intake phase difference DIN. The target intake phase difference calculation process M12 is a process for variably setting the target intake phase difference DIN * based on the operating point of the internal combustion engine 10. In this embodiment, the operating point is defined by the rotation speed NE and the filling efficiency η. Here, the CPU 52 calculates the rotation speed NE based on the output signal Scr of the crank angle sensor 60, and calculates the filling efficiency η based on the rotation speed NE and the intake air amount Ga. The filling efficiency η is a parameter that determines the amount of fresh air filled in the combustion chamber 24.

吸気位相差制御処理M14は、吸気位相差DINを目標吸気位相差DIN*に制御するために吸気側バルブタイミング調整装置44を操作すべく、吸気側バルブタイミング調整装置44に操作信号MS5を出力する処理である。 The intake phase difference control process M14 outputs an operation signal MS5 to the intake side valve timing adjustment device 44 in order to operate the intake side valve timing adjustment device 44 in order to control the intake phase difference DIN to the target intake phase difference DIN *. It is a process.

ベース噴射量算出処理M20は、充填効率ηに基づき、燃焼室24内の混合気の空燃比を目標空燃比とするための燃料量のベース値であるベース噴射量Qbを算出する処理である。詳しくは、ベース噴射量算出処理M20は、たとえば充填効率ηが百分率で表現される場合、空燃比を目標空燃比とするための充填効率ηの1%当たりの燃料量QTHに、充填効率ηを乗算することによりベース噴射量Qbを算出する処理とすればよい。ベース噴射量Qbは、燃焼室24内に充填される新気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するために算出された燃料量である。ちなみに、目標空燃比は、たとえば理論空燃比とすればよい。 The base injection amount calculation process M20 is a process of calculating the base injection amount Qb, which is the base value of the fuel amount for setting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 24 as the target air-fuel ratio, based on the filling efficiency η. Specifically, in the base injection amount calculation process M20, for example, when the filling efficiency η is expressed as a percentage, the filling efficiency η is set to the fuel amount QTH per 1% of the filling efficiency η for setting the air-fuel ratio as the target air-fuel ratio. The process may be such that the base injection amount Qb is calculated by multiplying. The base injection amount Qb is a fuel amount calculated to control the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio based on the amount of fresh air filled in the combustion chamber 24. Incidentally, the target air-fuel ratio may be, for example, the theoretical air-fuel ratio.

フィードバック処理M22は、空燃比Afを目標値Af*にフィードバック制御するための操作量であるフィードバック操作量としてのベース噴射量Qbの補正比率δに「1」を加算したフィードバック補正係数KAFを算出して出力する処理である。詳しくは、フ
ィードバック処理M22は、空燃比Afと目標値Af*との差を入力とする比例要素および微分要素の各出力値と、同差に応じた値の積算値を保持し出力する積分要素の出力値との和を補正比率δとする。
The feedback processing M22 calculates a feedback correction coefficient KAF obtained by adding "1" to the correction ratio δ of the base injection amount Qb as the feedback operation amount, which is the operation amount for feedback-controlling the air-fuel ratio Af to the target value Af *. It is a process to output. Specifically, the feedback processing M22 holds and outputs the output values of the proportional element and the differential element that input the difference between the air-fuel ratio Af and the target value Af *, and the integrated value of the values corresponding to the difference. Let the sum of the output values of be the correction ratio δ.

低温補正処理M24は、水温THWが所定温度Tth(たとえば60℃)未満の場合、ベース噴射量Qbを増量すべく、低温増量係数Kwを「1」よりも大きい値に算出する処理である。詳しくは、低温増量係数Kwは、水温THWが低い場合に高い場合よりも大きい値に算出される。なお、水温THWが所定温度Tth以上の場合には、低温増量係数Kwは「1」とされ、低温増量係数Kwによるベース噴射量Qbの補正量をゼロとする。 The low temperature correction process M24 is a process of calculating the low temperature increase coefficient Kw to a value larger than “1” in order to increase the base injection amount Qb when the water temperature THW is less than the predetermined temperature Tth (for example, 60 ° C.). Specifically, the low temperature increase coefficient Kw is calculated to be a larger value when the water temperature THW is low than when it is high. When the water temperature THW is equal to or higher than the predetermined temperature Tth, the low temperature increase coefficient Kw is set to "1", and the correction amount of the base injection amount Qb by the low temperature increase coefficient Kw is set to zero.

噴射弁操作処理M30は、ポート噴射弁16を操作すべく、ポート噴射弁16に操作信号MS2を出力する処理である。特に、噴射弁操作処理M30は、エアフローメータ62によって検出される吸入空気量Gaの精度が許容範囲となる場合には、ベース噴射量Qb、フィードバック補正係数KAFおよび低温増量係数Kwに基づき、ポート噴射弁16に操作信号MS2を出力する処理となる。詳しくは、ポート噴射弁16から1燃焼サイクル内に1つの気筒に供給することが要求される燃料量である要求噴射量Qdをポート噴射弁16から噴射させる処理である。ここで、要求噴射量Qdは、「KAF・Kw・Qb」である。 The injection valve operation process M30 is a process of outputting an operation signal MS2 to the port injection valve 16 in order to operate the port injection valve 16. In particular, the injection valve operation process M30 performs port injection based on the base injection amount Qb, the feedback correction coefficient KAF, and the low temperature increase coefficient Kw when the accuracy of the intake air amount Ga detected by the air flow meter 62 is within the allowable range. This is a process of outputting the operation signal MS2 to the valve 16. More specifically, it is a process of injecting the required injection amount Qd, which is the amount of fuel required to be supplied from the port injection valve 16 to one cylinder within one combustion cycle, from the port injection valve 16. Here, the required injection amount Qd is "KAF · Kw · Qb".

本実施形態では、燃料噴射処理として、図3(a)に例示する処理と、図3(b)に例示する処理との2通りの処理を有する。 In the present embodiment, the fuel injection process includes two types of processes, a process illustrated in FIG. 3 (a) and a process illustrated in FIG. 3 (b).

図3(a)は、吸気バルブ18の開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射と、吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射との2つの燃料噴射を実行するマルチ噴射処理である。詳しくは、吸気同期噴射は、ポート噴射弁16から噴射された燃料が吸気バルブ18の開弁前の位置に到達する期間が吸気バルブ18の開弁期間に収まるように燃料を噴射するものである。ここで、開弁前の位置とは、吸気ポートの下流端のことであり、換言すれば図1に示す燃焼室24への入口IN部分のことである。なお、図1においては、吸気バルブ18が開弁している状態を記載している。また、「到達する期間」の始点は、ポート噴射弁16から噴射された燃料のうちの最も早いタイミングで噴射された燃料が開弁前の位置に到達するタイミングであり、終点は、ポート噴射弁16から噴射された燃料のうちの最も遅いタイミングで噴射された燃料が開弁前の位置に到達するタイミングである。これに対し、吸気非同期噴射は、ポート噴射弁16から噴射された燃料が吸気バルブ18が開弁する前に吸気バルブ18に到達するように燃料を噴射するものである。換言すれば、吸気非同期噴射は、ポート噴射弁16から噴射された燃料が、吸気バルブ18が開弁するまでは吸気通路12内で滞留し、開弁した後に燃焼室24内に流入する噴射である。なお、本実施形態において吸気非同期噴射は、ポート噴射弁16から噴射された燃料が吸気バルブ18の開弁前の位置に到達する期間が吸気バルブ18の閉弁期間に収まるように燃料を噴射するものとする。 FIG. 3A shows two types of intake synchronous injection, in which fuel is injected in synchronization with the valve opening period of the intake valve 18, and intake asynchronous injection, in which fuel is injected at a timing on the advance side of the intake synchronous injection. It is a multi-injection process that executes fuel injection. Specifically, in the intake synchronous injection, the fuel is injected so that the period during which the fuel injected from the port injection valve 16 reaches the position before the opening of the intake valve 18 falls within the valve opening period of the intake valve 18. .. Here, the position before valve opening is the downstream end of the intake port, in other words, the inlet IN portion to the combustion chamber 24 shown in FIG. Note that FIG. 1 shows a state in which the intake valve 18 is open. Further, the start point of the "reaching period" is the timing at which the fuel injected from the port injection valve 16 reaches the position before the valve is opened at the earliest timing, and the end point is the port injection valve. This is the timing at which the fuel injected at the latest timing among the fuels injected from 16 reaches the position before valve opening. On the other hand, in the intake asynchronous injection, the fuel injected from the port injection valve 16 is injected so as to reach the intake valve 18 before the intake valve 18 is opened. In other words, the intake asynchronous injection is an injection in which the fuel injected from the port injection valve 16 stays in the intake passage 12 until the intake valve 18 is opened, and then flows into the combustion chamber 24 after the valve is opened. be. In the intake asynchronous injection in the present embodiment, the fuel is injected so that the period during which the fuel injected from the port injection valve 16 reaches the position before the opening of the intake valve 18 falls within the valve closing period of the intake valve 18. It shall be.

図3(b)は、吸気非同期噴射のみを実行するシングル噴射処理である。 FIG. 3B is a single injection process that executes only intake asynchronous injection.

本実施形態においてマルチ噴射処理は、排気中の粒子状物質(PM)の数(PN)を低減することを狙って実行される。すなわち、吸気通路12や吸気バルブ18等の内燃機関10の吸気系の温度がある程度低い場合、充填効率ηがある程度大きい領域においてシングル噴射処理を実行すると、PNが増加する傾向がある。これは、充填効率ηが大きい場合には小さい場合よりも要求噴射量Qdが大きい値となり、結果、吸気系に付着する燃料量が多くなることに起因していると考えられる。詳しくは、吸気系に付着した燃料量がある程度多くなる場合、付着した燃料のせん断によって、付着した燃料の一部が液滴のまま燃焼室24に流入するためであると推察される。そこで本実施形態では、要求噴射量Qd
の一部を吸気同期噴射によって噴射することにより、要求噴射量Qdが多い場合であっても、吸気系に付着する燃料量を要求噴射量Qdが多い割に少なくし、ひいてはPNの低減を図る。なお、内燃機関10の冷間始動時においては、充填効率ηによらず、噴射量が多くなることから、やはりシングル噴射処理を実行するとPNが増加する傾向がある。
In the present embodiment, the multi-injection process is performed with the aim of reducing the number of particulate matter (PM) (PN) in the exhaust. That is, when the temperature of the intake system of the internal combustion engine 10 such as the intake passage 12 and the intake valve 18 is low to some extent, the PN tends to increase when the single injection process is executed in the region where the filling efficiency η is large to some extent. It is considered that this is because when the filling efficiency η is large, the required injection amount Qd becomes a value larger than when it is small, and as a result, the amount of fuel adhering to the intake system increases. Specifically, when the amount of fuel adhering to the intake system increases to some extent, it is presumed that this is because a part of the adhering fuel flows into the combustion chamber 24 as droplets due to the shearing of the adhering fuel. Therefore, in the present embodiment, the required injection amount Qd
By injecting a part of the fuel by the intake synchronous injection, even if the required injection amount Qd is large, the amount of fuel adhering to the intake system is reduced for the large required injection amount Qd, and eventually the PN is reduced. .. At the time of cold start of the internal combustion engine 10, since the injection amount increases regardless of the filling efficiency η, the PN tends to increase when the single injection process is executed.

図4に、噴射弁操作処理M30の処理の手順を示す。図4に示す処理は、ROM54に記憶されたプログラムをCPU52がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「S」が付与された数字によって各処理のステップ番号を表現する。 FIG. 4 shows a processing procedure of the injection valve operation processing M30. The process shown in FIG. 4 is realized by the CPU 52 repeatedly executing the program stored in the ROM 54, for example, at a predetermined cycle. In the following, the step number of each process is represented by a number prefixed with "S".

図4に示す一連の処理において、CPU52は、まず、スタータモータ36が起動されてから(図中、「スタータON後」と記載)所定期間内であるか否かを判定する(S10)。ここで所定期間とは、燃焼室24内に充填される空気量を精度よく把握することができず、ベース噴射量Qbを精度よく算出することができない期間とする。CPU52は、所定期間内であると判定する場合(S10:YES)、マルチ噴射処理の要求があるか否かを判定する(S12)。ここで、CPU52は、水温THWが所定温度Tth未満の場合に、マルチ噴射処理の要求があると判定する。そしてCPU52は、マルチ噴射処理の要求があると判定する場合(S12:YES)、水温THW、スタータON後の噴射回数、および内燃機関10が前回停止してから今回の始動までの経過時間である内燃機関10の停止時間Tstpに基づき、吸気非同期噴射の噴射量である非同期噴射量Qnsを算出する(S14)。ここでCPU52は、水温THWが低い場合に高い場合よりも非同期噴射量Qnsを大きい値に算出する。またCPU52は、停止時間Tstpが長い場合に短い場合よりも非同期噴射量Qnsを大きい値に算出する。 In the series of processes shown in FIG. 4, the CPU 52 first determines whether or not it is within a predetermined period after the starter motor 36 is started (described as "after the starter is turned on" in the figure) (S10). Here, the predetermined period is a period during which the amount of air filled in the combustion chamber 24 cannot be accurately grasped and the base injection amount Qb cannot be calculated accurately. When the CPU 52 determines that the period is within the predetermined period (S10: YES), the CPU 52 determines whether or not there is a request for the multi-injection process (S12). Here, the CPU 52 determines that there is a request for the multi-injection process when the water temperature THW is less than the predetermined temperature Tth. When the CPU 52 determines that there is a request for multi-injection processing (S12: YES), it is the water temperature THW, the number of injections after the starter is turned on, and the elapsed time from the previous stop of the internal combustion engine 10 to the current start. Based on the stop time Tstp of the internal combustion engine 10, the asynchronous injection amount Qns, which is the injection amount of the intake asynchronous injection, is calculated (S14). Here, the CPU 52 calculates the asynchronous injection amount Qns to a larger value when the water temperature THW is low than when it is high. Further, the CPU 52 calculates the asynchronous injection amount Qns to a larger value when the stop time Tstp is long than when it is short.

次にCPU52は、水温THWに基づき、吸気同期噴射の噴射量である同期噴射量Qsを算出する(S16)。ここでCPU52は、水温THWが低い場合に高い場合よりも同期噴射量Qsを大きい値に算出する。 Next, the CPU 52 calculates the synchronous injection amount Qs, which is the injection amount of the intake synchronous injection, based on the water temperature THW (S16). Here, the CPU 52 calculates the synchronous injection amount Qs to a larger value when the water temperature THW is low than when it is high.

上記非同期噴射量Qnsと同期噴射量Qsとの和は、1燃焼サイクルに要求される噴射量である要求噴射量Qdである。すなわち、S14,S16の処理は、要求噴射量Qdの燃料を、非同期噴射量Qnsと同期噴射量Qsとに分割する処理とみなせる。 The sum of the asynchronous injection amount Qns and the synchronous injection amount Qs is the required injection amount Qd, which is the injection amount required for one combustion cycle. That is, the processing of S14 and S16 can be regarded as the processing of dividing the fuel having the required injection amount Qd into the asynchronous injection amount Qns and the synchronous injection amount Qs.

次にCPU52は、水温THW、回転速度NEおよび吸気位相差DINに基づき、吸気同期噴射の噴射開始時期Is(クランク角度)を算出する(S18)。ここで、水温THWは、内燃機関10の吸気系と正の相関を有するパラメータであり、水温THWが異なると、吸気系に付着した燃料の気化のしやすさが異なる傾向があることから、PNを抑制する上で適切な噴射開始時期Isは、水温THWに依存する。また、回転速度NEが異なると、吸気通路12内の流体の流速が異なることから燃焼室24内に流入することなく吸気系に付着して留まる燃料量が異なることとなる。また、回転速度NEが異なると、ポート噴射弁16から噴射された燃料のうち所定量の燃料が気化するまでの期間内におけるクランク軸28の回転量が異なることとなる。このため、PNを抑制するうえで適切な噴射開始時期Isは、回転速度NEに依存する。また、吸気位相差DINが異なると、吸気バルブ18の開弁期間と排気バルブ30の開弁期間とが重複するオーバーラップ量が異なり、ひいては燃焼室24から吸気通路12への流体の吹き返し量が異なることとなる。そして、吹き返し量が異なると、吸気系の温度が異なることから、吸気系における燃料の気化のしやすさが異なったり、燃焼室24内に流入することなく吸気系に付着して留まる燃料量が異なる。このため、PNを抑制するうえで適切な噴射開始時期Isは、吸気位相差DINに依存する。なお、スタータON後所定期間内においては、目標吸気位相差DIN*を充填効率ηに基づき可変とすることもできないことから目標吸気位相差DIN*を固定値としてもよい。この場合であっても、固定される位置が車両毎に異なる場合があることか
ら、吸気位相差DINに基づき噴射開始時期Isを算出することにより、S18の処理の汎用性を高めることができる。
Next, the CPU 52 calculates the injection start time Is (crank angle) of the intake synchronous injection based on the water temperature THW, the rotation speed NE, and the intake phase difference DIN (S18). Here, the water temperature THW is a parameter having a positive correlation with the intake system of the internal combustion engine 10, and if the water temperature THW is different, the ease of vaporization of the fuel adhering to the intake system tends to be different. The appropriate injection start time Is is dependent on the water temperature THW. Further, if the rotation speed NE is different, the flow velocity of the fluid in the intake passage 12 is different, so that the amount of fuel that adheres to and stays in the intake system without flowing into the combustion chamber 24 is different. Further, if the rotation speed NE is different, the rotation amount of the crankshaft 28 will be different within the period until a predetermined amount of fuel is vaporized among the fuels injected from the port injection valve 16. Therefore, the injection start time Is, which is appropriate for suppressing PN, depends on the rotation speed NE. Further, when the intake phase difference DIN is different, the overlap amount in which the valve opening period of the intake valve 18 and the valve opening period of the exhaust valve 30 overlap is different, and the amount of fluid blown back from the combustion chamber 24 to the intake passage 12 is increased. It will be different. If the amount of blowback is different, the temperature of the intake system is different, so that the ease of vaporization of the fuel in the intake system is different, and the amount of fuel that adheres to and stays in the intake system without flowing into the combustion chamber 24 is increased. different. Therefore, the appropriate injection start time Is for suppressing PN depends on the intake phase difference DIN. Since the target intake phase difference DIN * cannot be made variable based on the filling efficiency η within a predetermined period after the starter is turned on, the target intake phase difference DIN * may be set as a fixed value. Even in this case, since the fixed position may differ for each vehicle, the versatility of the processing of S18 can be enhanced by calculating the injection start time Is based on the intake phase difference DIN.

具体的には、水温THW、回転速度NEおよび吸気位相差DINを入力変数とし、噴射開始時期Isを出力変数とするマップデータが予めROM54に記憶された状態で、CPU52により噴射開始時期Isをマップ演算する処理となる。ここで、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。またマップ演算は、たとえば、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とするのに対し、一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。 Specifically, the CPU 52 maps the injection start time Is with the map data having the water temperature THW, the rotation speed NE, and the intake phase difference DIN as the input variables and the injection start time Is as the output variable stored in the ROM 54 in advance. It is a process to calculate. Here, the map data is a set of data of discrete values of input variables and values of output variables corresponding to the values of the input variables. In the map calculation, for example, when the value of the input variable matches any of the values of the input variable of the map data, the value of the output variable of the corresponding map data is used as the calculation result, whereas when they do not match, the map is used. The process may be such that the value obtained by interpolating the values of a plurality of output variables included in the data is used as the calculation result.

次にCPU52は、吸気非同期噴射の噴射開始時期Ins(クランク角度)を算出する(S20)。ここでCPU52は、吸気非同期噴射の噴射終了時期と吸気同期噴射の噴射開始時期Isとの時間間隔が所定時間以上となるように、吸気非同期噴射の噴射開始時期Insを算出する。ここで所定時間は、ポート噴射弁16の構造によって定まるものであり、時系列的に隣り合う燃料噴射のうちの進角側の噴射の終了前に遅角側の噴射が始まることを回避するための時間である。そしてCPU52は、噴射開始時期Insに非同期噴射量Qnsの燃料を噴射すべくポート噴射弁16に操作信号MS2を出力してポート噴射弁16を操作し、次に噴射開始時期Isに同期噴射量Qsの燃料を噴射すべくポート噴射弁16に操作信号MS2を出力してポート噴射弁16を操作する(S22)。 Next, the CPU 52 calculates the injection start timing Ins (crank angle) of the intake asynchronous injection (S20). Here, the CPU 52 calculates the injection start time Ins of the intake asynchronous injection so that the time interval between the injection end time of the intake asynchronous injection and the injection start time Is of the intake synchronous injection is equal to or longer than a predetermined time. Here, the predetermined time is determined by the structure of the port injection valve 16 in order to prevent the retard side injection from starting before the end of the advance side injection among the fuel injections adjacent to each other in chronological order. It's time. Then, the CPU 52 outputs an operation signal MS2 to the port injection valve 16 to inject fuel having an asynchronous injection amount Qns at the injection start time Ins to operate the port injection valve 16, and then operates the port injection valve 16 at the injection start time Is. The operation signal MS2 is output to the port injection valve 16 to inject the fuel of the above, and the port injection valve 16 is operated (S22).

これに対し、CPU52は、マルチ噴射処理の実行要求がないと判定する場合(S12:NO)、水温THW、スタータON後の噴射回数、および停止時間Tstpに基づき、1燃焼サイクルに要求される噴射量である要求噴射量Qdを算出する(S24)。次にCPU52は、噴射開始時期Isin(クランク角度)を設定する(S26)。そしてCPU52は、噴射開始時期Isinに要求噴射量Qdの燃料を噴射させるべくポート噴射弁16に操作信号MS2を出力してポート噴射弁16を操作する(S22)。 On the other hand, when the CPU 52 determines that there is no execution request for the multi-injection process (S12: NO), the injection required for one combustion cycle is based on the water temperature THW, the number of injections after the starter is turned on, and the stop time Tstp. The required injection amount Qd, which is an amount, is calculated (S24). Next, the CPU 52 sets the injection start time Isin (crank angle) (S26). Then, the CPU 52 outputs the operation signal MS2 to the port injection valve 16 to inject the fuel of the required injection amount Qd at the injection start time Isin, and operates the port injection valve 16 (S22).

なお、CPU52は、S22の処理が完了する場合や、S10の処理において否定判定する場合には、図4に示す一連の処理を一旦終了する。 The CPU 52 temporarily ends the series of processes shown in FIG. 4 when the process of S22 is completed or when a negative determination is made in the process of S10.

図5に、噴射弁操作処理M30の処理の手順を示す。図5に示す処理は、ROM54に記憶されたプログラムをCPU52がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。 FIG. 5 shows a processing procedure of the injection valve operation processing M30. The process shown in FIG. 5 is realized by the CPU 52 repeatedly executing the program stored in the ROM 54, for example, at a predetermined cycle.

図5に示す一連の処理において、CPU52は、まずスタータモータ36がON状態とされてから所定期間が経過したか否かを判定する(S30)。そしてCPU52は、所定期間が経過したと判定する場合(S30:YES)、マルチ噴射要求があるか否かを判定する(S32)。ここでCPU52は、水温THWが所定温度Tth以下である旨の条件(ア)と、充填効率ηが規定値以上である旨の条件(イ)と、回転速度NEが所定速度NEth以下である旨の条件(ウ)との論理積が真である場合にマルチ噴射処理を実行する要求があると判定する。なお、条件(ウ)は、吸気非同期噴射の終了タイミングと吸気同期噴射の開始タイミングとの時間間隔を確保するための条件である。また、この条件は、マルチ噴射処理がシングル噴射処理よりも演算負荷が大きいことから、制御装置50の演算負荷の増大によって発熱量が過大となることを抑制する旨の条件である。 In the series of processes shown in FIG. 5, the CPU 52 first determines whether or not a predetermined period has elapsed since the starter motor 36 was turned on (S30). Then, when it is determined that the predetermined period has elapsed (S30: YES), the CPU 52 determines whether or not there is a multi-injection request (S32). Here, the CPU 52 has a condition (a) that the water temperature THW is equal to or lower than the predetermined temperature Tth, a condition (b) that the filling efficiency η is equal to or higher than the specified value, and a condition that the rotation speed NE is equal to or lower than the predetermined speed NEth. It is determined that there is a request to execute the multi-injection process when the logical product with the condition (c) of is true. The condition (c) is a condition for ensuring a time interval between the end timing of the intake asynchronous injection and the start timing of the intake synchronous injection. Further, this condition is a condition for suppressing an excessive amount of heat generation due to an increase in the calculation load of the control device 50 because the calculation load of the multi-injection process is larger than that of the single injection process.

そしてCPU52は、マルチ噴射要求があると判定する場合(S32:YES)、吸気同期噴射の噴射量である同期噴射量Qsを算出する(S34)。ここで、CPU52は、回転速度NE、充填効率η、水温THWおよび吸気位相差DINに応じて、同期噴射量Q
sを算出する。詳しくは、回転速度NE、充填効率η、水温THWおよび吸気位相差DINを入力変数とし、同期噴射量Qsを出力変数とするマップデータが予めROM54に記憶された状態で、CPU52により同期噴射量Qsがマップ演算される。
Then, when it is determined that there is a multi-injection request (S32: YES), the CPU 52 calculates the synchronous injection amount Qs, which is the injection amount of the intake synchronous injection (S34). Here, the CPU 52 has a synchronous injection amount Q according to the rotation speed NE, the filling efficiency η, the water temperature THW, and the intake phase difference DIN.
Calculate s. Specifically, the CPU 52 stores the synchronous injection amount Qs in advance in the ROM 54 with the rotation speed NE, the filling efficiency η, the water temperature THW, and the intake phase difference DIN as the input variables and the synchronous injection amount Qs as the output variable. Is calculated on the map.

次にCPU52は、要求噴射量Qdである「Qb・KAF・Kw」から同期噴射量Qsを減算することによって、吸気非同期噴射の噴射量である非同期噴射量Qnsを算出する(S36)。 Next, the CPU 52 calculates the asynchronous injection amount Qns, which is the injection amount of the intake asynchronous injection, by subtracting the synchronous injection amount Qs from the required injection amount Qd “Qb, KAF, Kw” (S36).

このため、非同期噴射量Qnsと同期噴射量Qsとの和は、要求噴射量Qdに等しい。すなわち、S34〜S36の処理によって、要求噴射量Qdの燃料が、非同期噴射量Qnsと同期噴射量Qsとに分割される。ちなみに、同期噴射量Qsは、フィードバック補正係数KAFおよび低温増量係数Kwの値に影響されない。このように、同期噴射量Qsを固定する理由は、同期噴射量Qsを変化させる場合の排気成分比率の変化が、非同期噴射量Qnsを変化させる場合の排気成分比率の変化よりも顕著となるためである。 Therefore, the sum of the asynchronous injection amount Qns and the synchronous injection amount Qs is equal to the required injection amount Qd. That is, by the processing of S34 to S36, the fuel having the required injection amount Qd is divided into the asynchronous injection amount Qns and the synchronous injection amount Qs. Incidentally, the synchronous injection amount Qs is not affected by the values of the feedback correction coefficient KAF and the low temperature increase coefficient Kw. In this way, the reason for fixing the synchronous injection amount Qs is that the change in the exhaust component ratio when the synchronous injection amount Qs is changed is more remarkable than the change in the exhaust component ratio when the asynchronous injection amount Qns is changed. Is.

次に、CPU52は、回転速度NEおよび充填効率ηに基づき、ポート噴射弁16から噴射された燃料のうち最も遅いタイミングで噴射された燃料が吸気バルブ18の閉弁期間における位置に到達するタイミングの目標値である図3(a)に示す到達終了時期AEsを算出する(S38)。ここで、回転速度NEが異なると、吸気通路12内の流体の流速の変化をもたらすことから燃焼室24内に流入することなく吸気系に付着して留まる燃料量が異なることとなる。また、回転速度NEが異なると、ポート噴射弁16から噴射された燃料のうち所定量の燃料が気化するまでに要する期間内におけるクランク軸28の回転量が異なることとなる。このため、PNを抑制するうえで適切な到達終了時期AEsは、回転速度NEに依存する。また、充填効率ηが異なると、ベース噴射量Qbが異なり、ひいては吸気系に付着する燃料量が異なることとなる。また、充填効率ηが異なると、吸気通路12内の圧力が変化し、燃料の霧化のしやすさが異なることとなる。このため、PNを抑制するうえで適切な到達終了時期AEsは、充填効率ηに依存する。 Next, the CPU 52 determines the timing at which the fuel injected from the port injection valve 16 reaches the position in the valve closing period of the intake valve 18 at the latest timing based on the rotation speed NE and the filling efficiency η. The arrival end time AEs shown in FIG. 3A, which is the target value, is calculated (S38). Here, if the rotation speed NE is different, the flow velocity of the fluid in the intake passage 12 is changed, so that the amount of fuel that adheres to and stays in the intake system without flowing into the combustion chamber 24 is different. Further, if the rotation speed NE is different, the rotation amount of the crankshaft 28 within the period required for vaporizing a predetermined amount of the fuel injected from the port injection valve 16 will be different. Therefore, the appropriate arrival end time AEs for suppressing PN depends on the rotation speed NE. Further, if the filling efficiency η is different, the base injection amount Qb is different, and thus the amount of fuel adhering to the intake system is different. Further, if the filling efficiency η is different, the pressure in the intake passage 12 changes, and the ease of atomization of the fuel becomes different. Therefore, the appropriate arrival end time AEs for suppressing PN depends on the filling efficiency η.

次に、CPU52は、水温THWに応じた補正係数である水温補正係数KthwをS38の処理によって算出された到達終了時期AEsに乗算した値を、到達終了時期AEsに代入する(S40)。 Next, the CPU 52 substitutes the value obtained by multiplying the arrival end time AEs calculated by the processing of S38 by the water temperature correction coefficient Kthw, which is a correction coefficient according to the water temperature THW, into the arrival end time AEs (S40).

ここで、到達終了時期AEsは、その想定される最も遅角側の位置よりも遅角側に位置する基準とするクランク角度に対して進角側の値であるほど大きい値となっており、水温補正係数Kthwはゼロよりも大きい値である。詳しくは、CPU52は、水温THWが低い場合に高い場合よりも、水温補正係数Kthwを小さい値に算出することによって、到達終了時期AEsを遅角側に補正する。これは、水温THWが低い場合には高い場合よりも吸気系において燃料が気化しにくくなることによって燃焼室24内に流入することなく吸気系に付着して留まる燃料量が多くなることから、PNを抑制する上で最適な時期が遅角側にずれることに鑑みたものである。 Here, the arrival end time AEs is a value that is larger as the value on the advance side with respect to the reference crank angle located on the retard side than the position on the most retard side that is assumed. The water temperature correction coefficient Kthw is a value larger than zero. Specifically, the CPU 52 corrects the arrival end time AEs to the retard side by calculating the water temperature correction coefficient Kthw to a smaller value than when the water temperature THW is high. This is because when the water temperature THW is low, the fuel is less likely to vaporize in the intake system than when the water temperature is high, and the amount of fuel that adheres to and stays in the intake system without flowing into the combustion chamber 24 increases. This is in consideration of the fact that the optimum time for suppressing the fuel is shifted to the retard side.

そしてCPU52は、S40の処理によって求めた到達終了時期AEsと同期噴射量Qsと回転速度NEと端子電圧Vbとに基づき、吸気同期噴射の噴射開始時期Isを算出する(S42)。ここで、CPU52は、同期噴射量Qsが大きい場合に小さい場合よりも噴射開始時期Isをより進角側の値に算出する。また、CPU52は、回転速度NEが大きい場合に小さい場合よりも噴射開始時期Isをより進角側の値とする。詳しくはCPU52は、同期噴射量Qsから定まるポート噴射弁16による噴射期間と飛行時間と無効噴射時間とを加算した値だけ、到達終了時期AEsに対して進角したタイミングを噴射開始時期Isとする。ここで、飛行時間とは、ポート噴射弁16から噴射された燃料が燃焼室24の入口INに到達するまでの所要時間のことであり、本実施形態では固定値としてい
る。また、無効噴射時間とは、ポート噴射弁16を開弁させる操作信号MS2を出力した後、実際に燃料の噴射が開始されるまでの時間のことである。無効噴射時間は、ポート噴射弁16に印加される駆動電圧に依存することから、本実施形態においてCPU52は、端子電圧Vbに応じて無効噴射時間を算出する。
Then, the CPU 52 calculates the injection start time Is of the intake synchronous injection based on the arrival end time AEs, the synchronous injection amount Qs, the rotation speed NE, and the terminal voltage Vb obtained by the process of S40 (S42). Here, the CPU 52 calculates the injection start time Is to a value on the advance angle side when the synchronous injection amount Qs is large, as compared with the case where the synchronous injection amount Qs is small. Further, the CPU 52 sets the injection start time Is to a value on the advance angle side when the rotation speed NE is large and when it is small. Specifically, the CPU 52 sets the timing advanced with respect to the arrival end time AEs by the value obtained by adding the injection period by the port injection valve 16 determined from the synchronous injection amount Qs, the flight time, and the invalid injection time as the injection start time Is. .. Here, the flight time is the time required for the fuel injected from the port injection valve 16 to reach the inlet IN of the combustion chamber 24, and is set to a fixed value in the present embodiment. The invalid injection time is the time from when the operation signal MS2 for opening the port injection valve 16 is output until the fuel injection is actually started. Since the invalid injection time depends on the drive voltage applied to the port injection valve 16, the CPU 52 calculates the invalid injection time according to the terminal voltage Vb in the present embodiment.

次にCPU52は、噴射開始時期Isに基づき、非同期噴射の噴射開始時期Insを算出する(S44)。ここでは、吸気非同期噴射の噴射終了時期と噴射開始時期Isとの時間間隔が上記所定時間以上となるようにする。 Next, the CPU 52 calculates the injection start time Ins of asynchronous injection based on the injection start time Is (S44). Here, the time interval between the injection end time and the injection start time Is of the intake asynchronous injection is set to be equal to or longer than the above-mentioned predetermined time.

上記処理により、吸気同期噴射の噴射開始時期Isが、吸気非同期噴射の噴射開始時期Insとは独立に設定される。これは、吸気同期噴射の上記到達終了時期AEsが排気中のPNやHCに特に影響しやすいためである。 By the above process, the injection start time Is of the intake synchronous injection is set independently of the injection start time Ins of the intake asynchronous injection. This is because the above-mentioned arrival end time AEs of the intake synchronous injection is particularly likely to affect the PN and HC in the exhaust.

そして、CPU52は、噴射開始時期Insにおいて非同期噴射量Qnsの燃料を噴射し、次に噴射開始時期Isにおいて同期噴射量Qsの燃料を噴射すべく、ポート噴射弁16に操作信号MS2を出力してポート噴射弁16を操作する(S46)。 Then, the CPU 52 injects fuel having an asynchronous injection amount Qns at the injection start time Ins, and then outputs an operation signal MS2 to the port injection valve 16 in order to inject fuel having a synchronous injection amount Qs at the injection start time Is. The port injection valve 16 is operated (S46).

一方、CPU52は、マルチ噴射処理の要求がないと判定する場合(S32:NO)、要求噴射量Qdに、「KAF・Kw・Qb」を代入する(S48)。次にCPU52は、シングル噴射の噴射開始時期Isinを算出する(S50)。詳しくは、CPU52は、図3(b)に示すように、吸気バルブ18の開弁開始時期に対して所定量Δ1だけ進角したタイミングを到達終了時期AEnsとする。次にCPU52は、要求噴射量Qdから定まるポート噴射弁16による噴射期間と、飛行時間と無効噴射時間とを加算した値だけ、到達終了時期AEsに対して進角したタイミングを噴射開始時期Isinとする。図5に戻り、CPU52は、噴射開始時期Isinにおいて要求噴射量Qdの燃料を噴射すべくポート噴射弁16に操作信号MS2を出力してポート噴射弁16を操作する(S46)。 On the other hand, when the CPU 52 determines that there is no request for the multi-injection process (S32: NO), the CPU 52 substitutes "KAF, Kw, Qb" for the requested injection amount Qd (S48). Next, the CPU 52 calculates the injection start timing Isin of the single injection (S50). Specifically, as shown in FIG. 3B, the CPU 52 sets the timing at which the intake valve 18 is advanced by a predetermined amount Δ1 with respect to the valve opening start timing as the arrival end timing AEns. Next, the CPU 52 sets the timing advanced with respect to the arrival end time AEs by the value obtained by adding the injection period by the port injection valve 16 determined from the required injection amount Qd and the flight time and the invalid injection time as the injection start time Isin. do. Returning to FIG. 5, the CPU 52 outputs the operation signal MS2 to the port injection valve 16 to inject the fuel of the required injection amount Qd at the injection start time Isin to operate the port injection valve 16 (S46).

なお、CPU52は、S46の処理が完了する場合や、S30において否定判定する場合には、図5に示す一連の処理を一旦終了する。 The CPU 52 temporarily ends the series of processes shown in FIG. 5 when the process of S46 is completed or when a negative determination is made in S30.

ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。 Here, the operation and effect of this embodiment will be described.

CPU52は、スタータON後所定期間内においては、水温THW、回転速度NEおよび吸気位相差DINに基づき、吸気同期噴射の噴射開始時期Isを可変設定する。また、CPU52は、スタータON後所定期間経過した後においては、回転速度NE、充填効率ηおよび水温THWに基づき、吸気同期噴射の噴射開始時期Isを可変設定する。これにより、吸気同期噴射の噴射開始時期Isを固定する場合と比較すると、PNを抑制するうえで最適な時期への適合が可能となることから、PNを抑制することができる。 The CPU 52 variably sets the injection start timing Is of the intake synchronous injection based on the water temperature THW, the rotation speed NE, and the intake phase difference DIN within a predetermined period after the starter is turned on. Further, after a predetermined period has elapsed after the starter is turned on, the CPU 52 variably sets the injection start timing Is of the intake synchronous injection based on the rotation speed NE, the filling efficiency η, and the water temperature THW. As a result, as compared with the case where the injection start timing Is of the intake synchronous injection is fixed, it is possible to adjust to the optimum timing for suppressing the PN, so that the PN can be suppressed.

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する効果が得られる。 According to the present embodiment described above, the effects described below can be further obtained.

(1)CPU52は、スタータON後所定期間経過すると、到達終了時期AEsに基づき噴射開始時期Isを設定した。ここで、PNを抑制する上で適切なタイミングは、ポート噴射弁16から最も遅いタイミングで噴射された燃料が燃焼室24の入口INに到達するタイミングで定まることが発明者によって見出されている。そして、入口INに到達する上記タイミングから噴射開始時期Isは、一義的に定まらず、同期噴射量Qs等に依存する。ここで、同期噴射量Qsは、回転速度NE、水温THW,充填効率ηおよび吸気位相差DINに応じて算出される。このため、到達終了時期AEsを求めることなく、噴射開始時期Isを直接求める場合には、少なくとも同期噴射量Qsの算出に用いるパラメータすべてを含んだ高次元の適合が必要となり、適合工数が大きくなる。これに対し、到達
終了時期AEsを用いることにより、回転速度NEおよび充填効率ηの2次元のパラメータと到達終了時期AEsとの関係の適合と、水温THWの1次元のパラメータと水温補正係数Kthwとの関係の適合とで済むため、本実施形態では、適合工数を低減できる。
(1) When a predetermined period elapses after the starter is turned on, the CPU 52 sets the injection start time Is based on the arrival end time AEs. Here, it has been found by the inventor that the appropriate timing for suppressing PN is determined by the timing when the fuel injected from the port injection valve 16 at the latest timing reaches the inlet IN of the combustion chamber 24. .. Then, the injection start time Is is not uniquely determined from the above timing of reaching the inlet IN, and depends on the synchronous injection amount Qs and the like. Here, the synchronous injection amount Qs is calculated according to the rotation speed NE, the water temperature THW, the filling efficiency η, and the intake phase difference DIN. Therefore, when the injection start time Is is directly obtained without obtaining the arrival end time AEs, it is necessary to perform high-dimensional matching including at least all the parameters used for calculating the synchronous injection amount Qs, and the matching man-hours become large. .. On the other hand, by using the arrival end time AEs, the relationship between the two-dimensional parameters of the rotation speed NE and the filling efficiency η and the arrival end time AEs can be matched, and the one-dimensional parameter of the water temperature THW and the water temperature correction coefficient Kthw can be obtained. In this embodiment, the number of conforming steps can be reduced because the conforming of the relationship is sufficient.

<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<Second embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.

図6に、到達終了時期とPNおよびHCとの関係を示す。詳しくは、図6(a)は、オーバーラップ量がゼロである場合を示し、図6(b)は、吸気バルブ18の開弁開始時期を進角させることによってオーバーラップ量がゼロよりも大きくなっている場合を示す。 FIG. 6 shows the relationship between the arrival end time and PN and HC. Specifically, FIG. 6A shows a case where the overlap amount is zero, and FIG. 6B shows a case where the overlap amount is larger than zero by advancing the valve opening start timing of the intake valve 18. Indicates the case where it is.

図6に示すように、吸気バルブ18を進角させてオーバーラップ量が大きくなると、PNを抑制する上で最適な到達終了時期は進角側に移行する。これは、吸気バルブ18と排気バルブ30との双方が開弁している期間において燃焼室24内の流体が吸気通路12に吹き返すことによって、吸気系が温められ、吸気系における燃料が気化しやすくなり、また、燃焼室24内に流入することなく吸気系に付着して留まる燃料量が減少するためであると考えられる。 As shown in FIG. 6, when the intake valve 18 is advanced to increase the overlap amount, the optimum arrival end time for suppressing PN shifts to the advance side. This is because the fluid in the combustion chamber 24 is blown back to the intake passage 12 during the period when both the intake valve 18 and the exhaust valve 30 are open, so that the intake system is warmed and the fuel in the intake system is easily vaporized. It is also considered that this is because the amount of fuel that adheres to and stays in the intake system without flowing into the combustion chamber 24 is reduced.

このため、本実施形態では、到達終了時期AEsを直接適合するのではなく、吸気バルブ18の開弁開始時期に対する到達終了時期AEsの遅角量ΔAEsを適合する。これにより、到達終了時期AEsは、吸気位相差DINが進角側となるほど進角側の時期となる。 Therefore, in the present embodiment, the arrival end time AEs is not directly matched, but the retard angle amount ΔAEs of the arrival end time AEs with respect to the valve opening start time of the intake valve 18 is matched. As a result, the arrival end time AEs becomes the time on the advance side as the intake phase difference DIN becomes on the advance side.

なお、図6(a)は、水温THWが0°,20°,40°のそれぞれである場合を示しており、図6(b)は、水温THWが0°,20°のそれぞれである場合を示している。図6には、水温THWが低い場合、到達終了時期AEsをより遅角側とした方がPNを抑制できることが示されており、これは、図5のS40の処理における水温補正係数Kthwの設定と整合している。 Note that FIG. 6A shows a case where the water temperature THW is 0 °, 20 °, and 40 °, respectively, and FIG. 6B shows a case where the water temperature THW is 0 ° and 20 °, respectively. Is shown. FIG. 6 shows that when the water temperature THW is low, PN can be suppressed by setting the arrival end time AEs to the retard side, which is the setting of the water temperature correction coefficient Kthw in the treatment of S40 in FIG. Is consistent with.

図7に、本実施形態にかかる噴射弁操作処理M30の処理の手順を示す。図7に示す処理は、ROM54に記憶されたプログラムをCPU52がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、図7において、図5に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。 FIG. 7 shows a procedure of the injection valve operation process M30 according to the present embodiment. The process shown in FIG. 7 is realized by the CPU 52 repeatedly executing the program stored in the ROM 54, for example, at a predetermined cycle. In FIG. 7, the same step numbers are assigned to the processes corresponding to the processes shown in FIG. 5 for convenience.

図7に示す一連の処理において、CPU52は、S36の処理が完了すると、回転速度NEおよび充填効率ηに基づき、遅角量ΔAEsを算出する(S38a)。次に、CPU52は、S38aにおいて算出された遅角量ΔAEsに水温補正係数Kthwを乗算した値を、遅角量ΔAEsに代入する(S40a)。そしてCPU52は、吸気位相差DINから定まる吸気バルブ18の開弁開始時期に対して遅角量ΔAEsだけ遅角したタイミングである到達終了時期AEsに対して、同期噴射量Qsから定まるポート噴射弁16による噴射期間と飛行時間と無効噴射時間とを加算した値だけ進角したタイミングを噴射開始時期Isとする(S42a)。そしてCPU52は、S44の処理に移行する。 In the series of processes shown in FIG. 7, when the process of S36 is completed, the CPU 52 calculates the retard angle amount ΔAEs based on the rotation speed NE and the filling efficiency η (S38a). Next, the CPU 52 substitutes the value obtained by multiplying the retard angle amount ΔAEs calculated in S38a by the water temperature correction coefficient Kthw into the retard angle amount ΔAEs (S40a). Then, the CPU 52 determines the port injection valve 16 determined from the synchronous injection amount Qs with respect to the arrival end time AEs, which is the timing retarded by the retard angle ΔAEs with respect to the valve opening start time of the intake valve 18 determined from the intake phase difference DIN. The timing at which the angle is advanced by the sum of the injection period, the flight time, and the invalid injection time according to the above is defined as the injection start time Is (S42a). Then, the CPU 52 shifts to the process of S44.

このように、本実施形態によれば、遅角量ΔAEsによって到達終了時期AEsを定めることから、到達終了時期AEsは、吸気バルブ18の開弁開始時期が進角側となるほどより進角側の値とされる。これは、図6に示した傾向を反映させたものとなっている。 As described above, according to the present embodiment, since the arrival end time AEs is determined by the retard angle amount ΔAEs, the arrival end time AEs is closer to the advance side as the valve opening start time of the intake valve 18 becomes the advance side. It is a value. This reflects the tendency shown in FIG.

なお、吸気位相差DINが回転速度NEおよび充填効率ηから定まる場合、上記第1の実施形態のように、到達終了時期AEsを回転速度NEおよび充填効率ηに応じて定める
ことにより、吸気位相差DINが進角側となるほど到達終了時期AEsは進角側の値に適合される。ただし、同一の内燃機関10であっても、搭載車種によって回転速度NEおよび充填効率ηに応じた吸気位相差DINの設定が異なる場合があり、その場合に設定を変えたことのみを理由として、到達終了時期AEsの適合やり直すことは適合工数の増大を招く。これに対し、本実施形態では、遅角量ΔAEsを適合することにより、回転速度NEおよび充填効率ηに応じた吸気位相差DINの設定が異なる場合であっても、それら吸気位相差DINの設定が互いに異なるもの同士で遅角量ΔAEsを共有することが可能となる。
When the intake phase difference DIN is determined from the rotation speed NE and the filling efficiency η, the intake phase difference is determined by determining the arrival end time AEs according to the rotation speed NE and the filling efficiency η as in the first embodiment. As the DIN becomes the advance side, the arrival end time AEs is adapted to the value on the advance side. However, even if the internal combustion engine 10 is the same, the setting of the intake phase difference DIN according to the rotation speed NE and the filling efficiency η may differ depending on the vehicle type installed, and the only reason is that the setting is changed in that case. Reconciliation of AEs at the end of arrival will increase the number of conforming man-hours. On the other hand, in the present embodiment, by matching the retard angle amount ΔAEs, even if the intake phase difference DIN is set differently according to the rotation speed NE and the filling efficiency η, the intake phase difference DIN is set. It becomes possible to share the retard angle amount ΔAEs between those having different values.

<第3の実施形態>
以下、第3の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<Third embodiment>
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.

図8に、本実施形態にかかる噴射弁操作処理M30の処理の手順を示す。図8に示す処理は、ROM54に記憶されたプログラムをCPU52がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、図8において、図5に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。 FIG. 8 shows the procedure of the injection valve operation process M30 according to the present embodiment. The process shown in FIG. 8 is realized by the CPU 52 repeatedly executing the program stored in the ROM 54, for example, at a predetermined cycle. In FIG. 8, the same step numbers are assigned to the processes corresponding to the processes shown in FIG. 5 for convenience.

図8に示す一連の処理において、CPU52は、S36の処理が完了する場合、水温THWの値(図中、THW1,…THWnと記載)に応じて、次のいずれかの処理を選択的に実行する(S38b)。ここで第1の処理は、回転速度NE,充填効率ηおよび吸気位相差DINを入力変数とし到達終了時期AEsを出力変数とするマップデータに基づき到達終了時期AEsをマップ演算する処理である。また第2の処理は、回転速度NEおよび充填効率ηを入力変数とし遅角量ΔAEsを出力変数とするマップデータに基づき遅角量ΔAEsをマップ演算する処理である。ここで、第1の処理は、到達終了時期AEsを吸気バルブ18の開弁開始時期の進角量に比例して進角させることによっては必ずしもPNを抑制する上で最適な到達終了時期AEsとならない懸念がある水温領域において実行される。 In the series of processes shown in FIG. 8, when the process of S36 is completed, the CPU 52 selectively executes one of the following processes according to the value of the water temperature THW (described as THW1, ... THWn in the figure). (S38b). Here, the first process is a process of performing a map calculation of the arrival end time AEs based on the map data using the rotation speed NE, the filling efficiency η, and the intake phase difference DIN as input variables and the arrival end time AEs as output variables. The second process is a process of performing a map calculation of the retarded amount ΔAEs based on the map data in which the rotation speed NE and the filling efficiency η are used as input variables and the retard angle amount ΔAEs is used as the output variable. Here, in the first process, the arrival end time AEs is not necessarily the optimum arrival end time AEs for suppressing PN by advancing the arrival end time AEs in proportion to the advance angle amount of the intake valve 18 valve opening start time. It is carried out in the water temperature region where there is a concern that it will not be.

次にCPU52は、S38bの処理において遅角量ΔAEsが算出されたか到達終了時期AEsが算出されたかに応じて、図7のS42aの処理か図5のS42の処理に応じた処理を実行する(S42b)。なお、CPU52は、S42bの処理が完了する場合、S44の処理に移行する。 Next, the CPU 52 executes a process according to the process of S42a of FIG. 7 or the process of S42 of FIG. 5 depending on whether the retard angle amount ΔAEs is calculated or the arrival end time AEs is calculated in the process of S38b. S42b). When the process of S42b is completed, the CPU 52 shifts to the process of S44.

このように、本実施形態では、吸気バルブ18の開弁開始時期の進角量に比例して到達終了時期AEsを定めることによってはPNを抑制する観点から最適化が困難な水温領域においては、回転速度NE、充填効率ηおよび吸気位相差DINに応じた到達終了時期AEsの適合値を用いる。このため、適合工数の増大を抑制しつつも、PNをより低減できる。さらに、吸気位相差DINに基づき到達終了時期AEsを設定することにより、たとえば水温THWが低い場合等において、吸気位相差DINが回転速度NEおよび充填効率ηに応じた値とされることなく、例外的により遅角側の値とされる場合等であっても、PNの抑制にとって適切な値とすることができる。 As described above, in the present embodiment, in the water temperature region where it is difficult to optimize from the viewpoint of suppressing PN by determining the arrival end time AEs in proportion to the advance angle amount of the intake valve 18 valve opening start time. The conforming values of the arrival end time AEs according to the rotation speed NE, the filling efficiency η, and the intake phase difference DIN are used. Therefore, the PN can be further reduced while suppressing the increase in the conforming man-hours. Further, by setting the arrival end time AEs based on the intake phase difference DIN, for example, when the water temperature THW is low, the intake phase difference DIN is not set to a value corresponding to the rotation speed NE and the filling efficiency η, and an exception is made. Even when the value is set on the retard side, it can be set to an appropriate value for suppressing PN.

<対応関係>
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。[1,2]マルチ噴射処理は、図4におけるS20の処理を経由したS22の処理や、図5におけるS44の処理を経由したS46の処理に対応する。可変処理は、図4におけるS18の処理や図5におけるS38〜S42の処理、図7におけるS38a〜S42aの処理、図8におけるS38b,S42
bの処理に対応する。[2]要求噴射量算出処理は、ベース噴射量算出処理M20、フィードバック処理M22、および低温補正処理M24に対応する。すなわち、要求噴射量Qdは、「Qb・KAF・Kw」であるため、上記各処理のそれぞれによって、ベース噴射量Qb、フィードバック補正係数KAF、低温増量係数Kwが算出されることによって、要求噴射量Qdが算出されたとみなせる。[3,5,6]終了時期設定処理は、図5におけるS38,S40の処理と、図7におけるS38a,S40aの処理と、図8におけるS38bの処理に対応する。すなわち、吸気位相差DINから定まる吸気バルブ18の開弁開始時期に対して遅角量ΔAEsだけ遅角したタイミングが到達終了時期であることから、S42a,S42bの処理において吸気位相差DINを参照していることを、吸気バルブ18の開弁開始時期に対して遅角量ΔAEsだけ遅角したタイミングとしているとみなせる。開始時期算出処理は、図5のS42の処理や、図7のS42aの処理、図8のS42bの処理に対応する。[4,7]バルブ特性可変装置は、吸気側バルブタイミング調整装置44に対応し、バルブ特性制御処理は、目標吸気位相差算出処理M12および吸気位相差制御処理M14に対応する。遅角量算出処理は、S38a,S38bの処理に対応する。
<Correspondence>
The correspondence between the matters in the above-described embodiment and the matters described in the above-mentioned "means for solving the problem" column is as follows. In the following, the correspondence is shown for each number of the solution means described in the column of "Means for solving the problem". [1, 2] The multi-injection process corresponds to the process of S22 via the process of S20 in FIG. 4 and the process of S46 via the process of S44 in FIG. The variable processing includes the processing of S18 in FIG. 4, the processing of S38 to S42 in FIG. 5, the processing of S38a to S42a in FIG. 7, and the processing of S38b and S42 in FIG.
Corresponds to the processing of b. [2] The required injection amount calculation process corresponds to the base injection amount calculation process M20, the feedback process M22, and the low temperature correction process M24. That is, since the required injection amount Qd is "Qb, KAF, Kw", the required injection amount is calculated by calculating the base injection amount Qb, the feedback correction coefficient KAF, and the low temperature increase coefficient Kw by each of the above processes. It can be considered that Qd has been calculated. [3, 5, 6] The end time setting process corresponds to the process of S38 and S40 in FIG. 5, the process of S38a and S40a in FIG. 7, and the process of S38b in FIG. That is, since the arrival end time is the timing retarded by the retard angle ΔAEs with respect to the valve opening start time of the intake valve 18 determined from the intake phase difference DIN, refer to the intake phase difference DIN in the processing of S42a and S42b. It can be considered that this is the timing retarded by the retard angle amount ΔAEs with respect to the valve opening start timing of the intake valve 18. The start time calculation process corresponds to the process of S42 of FIG. 5, the process of S42a of FIG. 7, and the process of S42b of FIG. [4,7] The valve characteristic variable device corresponds to the intake side valve timing adjusting device 44, and the valve characteristic control process corresponds to the target intake phase difference calculation process M12 and the intake phase difference control process M14. The retard angle amount calculation process corresponds to the processes of S38a and S38b.

<その他の実施形態>
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Other Embodiments>
In addition, this embodiment can be implemented by changing as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.

・「開始時期算出処理について」
上記実施形態では、無効噴射時間が端子電圧Vbに依存することを考慮して噴射開始時期Isを算出したがこれに限らない。たとえば、無効噴射時間を固定値としてもよい。
・ "About start time calculation process"
In the above embodiment, the injection start time Is is calculated in consideration of the fact that the invalid injection time depends on the terminal voltage Vb, but the present invention is not limited to this. For example, the invalid injection time may be a fixed value.

・「終了時期算出処理について」
図7においては、回転速度NEおよび充填効率ηを入力変数とし遅角量ΔAEsを出力変数とするマップデータを用いて遅角量ΔAEsをマップ演算し、これを水温THWに基づき補正したがこれに限らない。たとえば、回転速度NE,充填効率ηおよび水温THWを入力変数とし遅角量ΔAEsを出力変数とするマップデータを用いてマップ演算してもよい。
・ "About the end time calculation process"
In FIG. 7, the retardation amount ΔAEs was map-calculated using the map data with the rotation speed NE and the filling efficiency η as the input variables and the retard angle amount ΔAEs as the output variable, and this was corrected based on the water temperature THW. Not exclusively. For example, map calculation may be performed using map data in which the rotation speed NE, the filling efficiency η, and the water temperature THW are input variables, and the retard angle amount ΔAEs is the output variable.

図8においては、水温THWが所定温度領域に入る場合に限り、回転速度NE、充填効率ηおよび吸気位相差DINを入力変数とし到達終了時期AEsを出力変数とするマップデータを用いて到達終了時期AEsをマップ演算したがこれに限らない。たとえば水温THWにかかわらず、回転速度NE、充填効率ηおよび吸気位相差DINを入力変数とし到達終了時期AEsを出力変数とするマップデータを用いて到達終了時期AEsをマップ演算し、これを水温THWに応じて補正してもよい。また、これに代えて、回転速度NE、充填効率η、吸気位相差DINおよび水温THWを入力変数とし到達終了時期AEsを出力変数とするマップデータを用いて到達終了時期AEsをマップ演算してもよい。 In FIG. 8, only when the water temperature THW enters a predetermined temperature range, the arrival end time is reached using map data with the rotation speed NE, the filling efficiency η, and the intake phase difference DIN as input variables and the arrival end time AEs as output variables. Map calculation of AEs is performed, but it is not limited to this. For example, regardless of the water temperature THW, the arrival end time AEs is map-calculated using the map data with the rotation speed NE, the filling efficiency η, and the intake phase difference DIN as the input variables and the arrival end time AEs as the output variable, and this is used as the water temperature THW. It may be corrected according to. Alternatively, instead of this, the arrival end time AEs may be mapped using map data using the rotation speed NE, the filling efficiency η, the intake phase difference DIN, and the water temperature THW as input variables and the arrival end time AEs as output variables. good.

・「可変処理について」
(a)スタータON後所定期間内
図4においては、回転速度NE、水温THWおよび吸気位相差DINを入力変数とし噴射開始時期を出力変数とするマップデータに基づき噴射開始時期をマップ演算したがこれに限らない。たとえば、回転速度NEおよび吸気位相差DINを入力変数とし噴射開始時期を出力変数とするマップデータに基づき噴射開始時期をマップ演算し、これを水温THWに基づき補正してもよい。また、たとえば、吸気位相差DINによらずに回転速度NEおよび水温THWのみに基づき噴射開始時期を算出したり、水温THWによらずに回転速度NEおよび吸気位相差DINに基づき噴射開始時期を算出したり、回転速度NEによらずに水温THWおよび吸気位相差DINに基づき噴射開始時期を算出したりしてもよい。
なお、吸気位相差DINを用いることに代えて、目標吸気位相差DIN*を用いてもよい。
・ "About variable processing"
(A) Within a predetermined period after the starter is turned on In FIG. 4, the injection start time is mapped based on the map data with the rotation speed NE, the water temperature THW, and the intake phase difference DIN as the input variables and the injection start time as the output variable. Not limited to. For example, the injection start time may be mapped based on the map data in which the rotation speed NE and the intake phase difference DIN are used as the input variables and the injection start time is used as the output variable, and this may be corrected based on the water temperature THW. Further, for example, the injection start time is calculated based only on the rotation speed NE and the water temperature THW regardless of the intake phase difference DIN, or the injection start time is calculated based on the rotation speed NE and the intake phase difference DIN regardless of the water temperature THW. Alternatively, the injection start time may be calculated based on the water temperature THW and the intake phase difference DIN regardless of the rotation speed NE.
Instead of using the intake phase difference DIN *, the target intake phase difference DIN * may be used.

(b)スタータON後所定期間経過後
上記実施形態では、回転速度NE、充填効率η、水温THW等に基づき、到達終了時期AEsを設定したが、これに限らない。燃焼室24内に充填される新気量を示すパラメータ(負荷を示すパラメータ)として、充填効率ηに代えて、たとえばベース噴射量Qbを用いてもよい。また、回転速度NE、負荷、水温THWおよび吸気位相差DINの4つのパラメータに関しては、上記実施形態以外にもそれらのうちの3つのパラメータのみに基づき、到達終了時期AEsを可変設定したり、2つのパラメータのみに基づき可変設定したりしてもよい。
(B) After a predetermined period has elapsed after the starter is turned on In the above embodiment, the arrival end time AEs is set based on the rotation speed NE, the filling efficiency η, the water temperature THW, and the like, but the present invention is not limited to this. As a parameter indicating the amount of fresh air filled in the combustion chamber 24 (parameter indicating the load), for example, the base injection amount Qb may be used instead of the filling efficiency η. Further, regarding the four parameters of the rotation speed NE, the load, the water temperature THW, and the intake phase difference DIN, the arrival end time AEs can be variably set based on only three of these parameters in addition to the above embodiment, or 2 It may be variably set based on only one parameter.

到達終了時期AEsや遅角量ΔAEsを算出した後、噴射開始時期Isを算出するものに限らない。たとえば、回転速度NEおよび充填効率ηを入力変数とし噴射開始時期Isを出力変数とするマップデータに基づき噴射開始時期Isを算出してもよい。この場合、算出した噴射開始時期Isを水温THWに応じて補正してもよい。またたとえば、回転速度NE、充填効率ηおよび吸気位相差DINを入力変数とし噴射開始時期Isを出力変数とするマップデータに基づき噴射開始時期Isを算出してもよい。この場合、算出した噴射開始時期Isを水温THWに応じて補正してもよい。またたとえば、回転速度NE、充填効率η、吸気位相差DINおよび水温THWを入力変数とし噴射開始時期Isを出力変数とするマップデータに基づき噴射開始時期Isを算出してもよい。 It is not limited to the one that calculates the injection start time Is after calculating the arrival end time AEs and the retard angle amount ΔAEs. For example, the injection start time Is may be calculated based on the map data in which the rotation speed NE and the filling efficiency η are used as input variables and the injection start time Is is used as an output variable. In this case, the calculated injection start time Is may be corrected according to the water temperature THW. Further, for example, the injection start time Is may be calculated based on the map data in which the rotation speed NE, the filling efficiency η, and the intake phase difference DIN are used as input variables and the injection start time Is is used as an output variable. In this case, the calculated injection start time Is may be corrected according to the water temperature THW. Further, for example, the injection start time Is may be calculated based on the map data in which the rotation speed NE, the filling efficiency η, the intake phase difference DIN, and the water temperature THW are input variables and the injection start time Is is an output variable.

なお、吸気位相差DINを用いる代わりに、目標吸気位相差DIN*を用いてもよい。さらに、算出した噴射開始時期Isを端子電圧Vbに応じて補正してもよい。 Instead of using the intake phase difference DIN *, the target intake phase difference DIN * may be used. Further, the calculated injection start time Is may be corrected according to the terminal voltage Vb.

・「吸気系の温度について」
上記構成では、吸気系の温度として水温THWを用いたが、これに限らない。たとえば内燃機関10の潤滑油の温度を用いてもよい。
・ "About the temperature of the intake system"
In the above configuration, the water temperature THW is used as the temperature of the intake system, but the temperature is not limited to this. For example, the temperature of the lubricating oil of the internal combustion engine 10 may be used.

・「要求噴射量について」
要求噴射量Qdを、低温増量係数Kwや、フィードバック補正係数KAFに加えて、学習値LAFによってベース噴射量Qbが補正されたものとしてもよい。ちなみに、学習値LAFの算出処理は、フィードバック補正係数KAFを入力とし、フィードバック補正係数KAFによるベース噴射量Qbの補正比率が小さくなるように学習値LAFを更新する処理である。なお、学習値LAFは、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリに記憶されることが望ましい。
・ "Required injection amount"
The required injection amount Qd may be corrected by the learning value LAF in addition to the low temperature increase coefficient Kw and the feedback correction coefficient KAF. Incidentally, the calculation process of the learning value LAF is a process of inputting the feedback correction coefficient KAF and updating the learning value LAF so that the correction ratio of the base injection amount Qb by the feedback correction coefficient KAF becomes small. It is desirable that the learning value LAF is stored in an electrically rewritable non-volatile memory.

また、たとえば外乱燃料割合に基づくフィードフォワード制御によって、外乱燃料割合が大きい場合に小さい場合よりも要求噴射量Qdが小さくなるようにして要求噴射量Qdを算出してもよい。ここで、外乱燃料割合とは、1燃焼サイクル内においてポート噴射弁16から噴射される燃料以外に内燃機関10の燃焼室24に流入する燃料(外乱燃料)の量の燃焼室24内に流入する燃料総量に対する割合である。また、外乱燃料としては、たとえばポート噴射弁16から噴射される燃料を貯蔵する燃料タンクからの燃料蒸気を捕集するキャニスタと、キャニスタ内の流体の吸気通路12への流入量を調整する調整装置とを内燃機関が備える場合、キャニスタから吸気通路12に流入する燃料蒸気がある。またたとえば、クランクケース内の燃料蒸気を吸気通路12に戻すシステムを備える場合には、クランクケースから吸気通路12に流入する燃料蒸気がある。 Further, for example, the required injection amount Qd may be calculated so that the required injection amount Qd becomes smaller when the disturbance fuel ratio is large than when it is small, by feedforward control based on the disturbance fuel ratio. Here, the disturbance fuel ratio means that the amount of fuel (disturbance fuel) that flows into the combustion chamber 24 of the internal combustion engine 10 other than the fuel injected from the port injection valve 16 in one combustion cycle flows into the combustion chamber 24. It is the ratio to the total amount of fuel. Further, as the disturbance fuel, for example, a canister that collects fuel vapor from a fuel tank that stores fuel injected from the port injection valve 16 and an adjusting device that adjusts the inflow amount of the fluid in the canister into the intake passage 12. When the internal combustion engine is provided with the above, there is fuel steam flowing into the intake passage 12 from the canister. Further, for example, when a system for returning the fuel vapor in the crankcase to the intake passage 12 is provided, there is fuel vapor flowing into the intake passage 12 from the crankcase.

・「吸気非同期噴射について」
上記実施形態では、吸気非同期噴射を、ポート噴射弁16から噴射された燃料が吸気バ
ルブ18の開弁前の位置に到達する期間が吸気バルブ18の閉弁期間に収まるように燃料を噴射するものとしたが、これに限らない。たとえば回転速度NEが高くて且つ非同期噴射量Qnsが過度に多い場合、ポート噴射弁16から噴射された燃料が吸気バルブ18の開弁前の位置に到達する期間の一部が吸気バルブ18の開弁期間と重複してもよい。
・ "About intake asynchronous injection"
In the above embodiment, the intake asynchronous injection is performed so that the period during which the fuel injected from the port injection valve 16 reaches the position before the opening of the intake valve 18 falls within the valve closing period of the intake valve 18. However, it is not limited to this. For example, when the rotation speed NE is high and the asynchronous injection amount Qns is excessively large, the intake valve 18 is opened for a part of the period during which the fuel injected from the port injection valve 16 reaches the position before the intake valve 18 is opened. It may overlap with the valve period.

・「シングル噴射処理について」
上記実施形態では、シングル噴射処理を、ポート噴射弁16から噴射された燃料が吸気バルブ18の開弁前の位置に到達する期間が吸気バルブ18の閉弁期間に収まるように燃料を噴射するものとしたがこれに限らない。たとえば、要求噴射量Qdが大きい場合には、ポート噴射弁16から噴射された燃料が吸気バルブ18の開弁前の位置に到達する期間の一部が吸気バルブ18の開弁期間と重複することがあってもよい。なお、シングル噴射処理を実行することは必須ではない。
・ "About single injection processing"
In the above embodiment, the single injection process is performed so that the period during which the fuel injected from the port injection valve 16 reaches the position before the intake valve 18 is opened falls within the valve closing period of the intake valve 18. However, it is not limited to this. For example, when the required injection amount Qd is large, a part of the period during which the fuel injected from the port injection valve 16 reaches the position before the opening of the intake valve 18 overlaps with the valve opening period of the intake valve 18. There may be. It is not essential to execute the single injection process.

・「要求噴射量の分割手法について」
上記実施形態では、回転速度NE、充填効率η、水温THWおよび吸気位相差DINに基づき、同期噴射量Qsを可変設定したが、これに限らない。たとえば、燃焼室24内に充填される新気量を示すパラメータである負荷パラメータとして、充填効率ηに代えて、ベース噴射量Qbを用いてもよい。また、負荷パラメータと回転速度NEと水温THWと吸気位相差DINとの4つのパラメータについては、それらのうちの3つパラメータのみに基づき可変設定したり、2つのパラメータのみに基づき可変設定したり、1つのパラメータのみに基づき可変設定したりしてもよい。なお、この際、負荷パラメータおよび水温THWのうちの少なくとも1つを極力用いて可変設定することが望ましい。また、上記4つのパラメータ以外にたとえば、吸気圧や、吸入空気の流速を用いてもよい。ただし、上記4つのパラメータによれば、吸気圧や吸入空気の流速を把握することができる。
・ "About the method of dividing the required injection amount"
In the above embodiment, the synchronous injection amount Qs is variably set based on the rotation speed NE, the filling efficiency η, the water temperature THW, and the intake phase difference DIN, but the present invention is not limited to this. For example, the base injection amount Qb may be used instead of the filling efficiency η as the load parameter which is a parameter indicating the amount of fresh air filled in the combustion chamber 24. Further, the four parameters of the load parameter, the rotation speed NE, the water temperature THW, and the intake phase difference DIN can be variably set based on only three of them, or variably set based on only two parameters. It may be variably set based on only one parameter. At this time, it is desirable to variably set the load parameter and the water temperature THW by using at least one as much as possible. In addition to the above four parameters, for example, the intake pressure and the flow velocity of the intake air may be used. However, according to the above four parameters, the intake pressure and the flow velocity of the intake air can be grasped.

また、同期噴射量Qsを算出すること自体必須ではなく、たとえば負荷等に応じてベース噴射量Qbに対する同期噴射量Qsの割合である同期噴射割合Ksを定めてもよい。さらに、たとえばベース噴射量Qbがフィードバック補正係数KAFによって補正された値「KAF・Qb」を、同期噴射割合Ksによって分割したものを同期噴射量Qsとしてもよい。この場合、同期噴射量Qsは、「Ks・KAF・Qb」となる。 Further, it is not essential to calculate the synchronous injection amount Qs itself, and for example, the synchronous injection ratio Ks, which is the ratio of the synchronous injection amount Qs to the base injection amount Qb, may be determined according to a load or the like. Further, for example, the value "KAF · Qb" in which the base injection amount Qb is corrected by the feedback correction coefficient KAF may be divided by the synchronous injection ratio Ks to obtain the synchronous injection amount Qs. In this case, the synchronous injection amount Qs is "Ks, KAF, Qb".

・「バルブ特性制御処理について」
上記実施形態では、回転速度NEおよび充填効率ηに応じて目標吸気位相差DIN*を可変設定したが、これに限らない。たとえば、上記第3の実施形態において触れたように、たとえば水温THWが低い場合には、例外的に回転速度NEおよび充填効率ηに応じて定まる吸気バルブ18の開弁タイミングに対して実際のタイミングを遅角側に制限するなどしてもよい。
・ "Valve characteristic control processing"
In the above embodiment, the target intake phase difference DIN * is variably set according to the rotation speed NE and the filling efficiency η, but the present invention is not limited to this. For example, as mentioned in the third embodiment, for example, when the water temperature THW is low, the actual timing with respect to the valve opening timing of the intake valve 18 which is exceptionally determined according to the rotation speed NE and the filling efficiency η. May be limited to the retard side.

・「吸気バルブの特性可変装置について」
吸気バルブ18の特性を変更する特性可変装置としては、吸気側バルブタイミング調整装置44に限らない。たとえば、吸気バルブ18のリフト量を変更するものであってもよい。この場合、吸気バルブ18のバルブ特性を示すパラメータは、吸気位相差DINに代えて、リフト量等となる。
・ "About the variable intake valve characteristics device"
The characteristic variable device for changing the characteristics of the intake valve 18 is not limited to the intake side valve timing adjusting device 44. For example, the lift amount of the intake valve 18 may be changed. In this case, the parameter indicating the valve characteristics of the intake valve 18 is the lift amount or the like instead of the intake phase difference DIN.

・「制御装置について」
制御装置がCPU52とROM54とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路(たとえばASIC等)を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の(a)〜(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するR
OM等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、1または複数のソフトウェア処理回路および1または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。
・ "About control device"
The control device is not limited to the one that includes the CPU 52 and the ROM 54 and executes software processing. For example, a dedicated hardware circuit (for example, ASIC or the like) that performs hardware processing on at least a part of what has been software-processed in the above embodiment may be provided. That is, the control device may have any of the following configurations (a) to (c). (A) A processing device that executes all of the above processing according to the program, and an R that stores the program.
It is equipped with a program storage device such as an OM. (B) A processing device and a program storage device that execute a part of the above processing according to a program, and a dedicated hardware circuit that executes the remaining processing are provided. (C) A dedicated hardware circuit for executing all of the above processes is provided. Here, there may be a plurality of software processing circuits including a processing device and a program storage device, and a plurality of dedicated hardware circuits. That is, the processing may be executed by a processing circuit including at least one of one or more software processing circuits and one or more dedicated hardware circuits.

・「そのほか」
内燃機関10が吸気バルブ18の特性を変更する特性可変装置を備えることは必須ではない。内燃機関10がスロットルバルブ14を備えることは必須ではない。
·"others"
It is not essential that the internal combustion engine 10 is provided with a characteristic variable device that changes the characteristics of the intake valve 18. It is not essential that the internal combustion engine 10 includes the throttle valve 14.

内燃機関10が搭載される車両が、車両の推力を生成する原動機として、回転電機を搭載する場合、スタータモータ36に代えて、回転電機をクランク軸28に初期回転を付与する手段として用いてもよい。 When the vehicle on which the internal combustion engine 10 is mounted is equipped with a rotary electric machine as a prime mover for generating the thrust of the vehicle, the rotary electric machine may be used as a means for imparting initial rotation to the crankshaft 28 instead of the starter motor 36. good.

10…内燃機関、12…吸気通路、14…スロットルバルブ、16…ポート噴射弁、18…吸気バルブ、20…シリンダ、22…ピストン、24…燃焼室、26…点火装置、28…クランク軸、30…排気バルブ、32…排気通路、34…触媒、36…スタータモータ、38…タイミングチェーン、40…吸気側カム軸、42…排気側カム軸、44…吸気側バルブタイミング調整装置、50…制御装置、52…CPU、54…ROM、56…電源回路、60…クランク角センサ、62…エアフローメータ、64…空燃比センサ、66…吸気側カム角センサ、68…水温センサ、70…バッテリ、72…電圧センサ。 10 ... Internal combustion engine, 12 ... Intake passage, 14 ... Throttle valve, 16 ... Port injection valve, 18 ... Intake valve, 20 ... Cylinder, 22 ... Piston, 24 ... Combustion chamber, 26 ... Ignition device, 28 ... Crankshaft, 30 ... Exhaust valve, 32 ... Exhaust passage, 34 ... Catalyst, 36 ... Starter motor, 38 ... Timing chain, 40 ... Intake side camshaft, 42 ... Exhaust side camshaft, 44 ... Intake side valve timing adjustment device, 50 ... Control device , 52 ... CPU, 54 ... ROM, 56 ... Power supply circuit, 60 ... Crank angle sensor, 62 ... Air flow meter, 64 ... Air fuel ratio sensor, 66 ... Intake side cam angle sensor, 68 ... Water temperature sensor, 70 ... Battery, 72 ... Voltage sensor.

Claims (7)

吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関に適用され、
前記ポート噴射弁を操作して、1燃焼サイクル内において要求される噴射量である要求噴射量の燃料を噴射すべく、吸気バルブの開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射と、前記吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射とを実行するマルチ噴射処理と、
前記内燃機関のクランク軸の回転角度で表現される前記吸気同期噴射の噴射時期を、前記内燃機関のクランク軸の回転速度、前記吸気バルブと排気バルブとのオーバーラップ量を変化させる前記吸気バルブの開弁開始時期、および前記内燃機関の吸気系の温度の3つのパラメータのうちの少なくとも2つのパラメータに基づき可変設定する可変処理と、を実行する内燃機関の制御装置。
Applicable to internal combustion engines equipped with a port injection valve that injects fuel into the intake passage
Intake synchronous injection in which fuel is injected in synchronization with the valve opening period of the intake valve in order to inject fuel in the required injection amount, which is the injection amount required in one combustion cycle, by operating the port injection valve. Multi-injection processing that executes intake asynchronous injection that injects fuel at a timing on the advance side of the intake synchronous injection, and
The injection timing of the intake synchronous injection expressed by the rotation angle of the crankshaft of the internal combustion engine is changed by the rotation speed of the crankshaft of the internal combustion engine and the amount of overlap between the intake valve and the exhaust valve. A control device for an internal combustion engine that executes variable processing for variably setting based on at least two parameters of the valve opening start time and the temperature of the intake system of the internal combustion engine.
前記内燃機関の気筒内に充填される新気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するための噴射量として前記要求噴射量を算出する要求噴射量算出処理を実行し、
前記可変処理は、前記吸気同期噴射の噴射時期を、前記少なくとも2つのパラメータに加えて、前記内燃機関の負荷に基づき可変設定する処理である請求項1記載の内燃機関の制御装置。
Based on the fresh air amount filled in the cylinder of the internal combustion engine, the required injection amount calculation process for calculating the required injection amount as the injection amount for controlling the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio is executed.
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the variable processing is a processing for variably setting the injection timing of the intake synchronous injection based on the load of the internal combustion engine in addition to the at least two parameters.
前記可変処理は、
前記回転速度、前記吸気系の温度および前記負荷に基づき、前記ポート噴射弁から最も遅いタイミングで噴射される燃料が前記内燃機関の燃焼室の入口に到達するタイミングの目標値である到達終了時期を可変設定する終了時期設定処理と、
前記到達終了時期に基づき、前記吸気同期噴射の噴射開始時期を算出する開始時期算出処理と、を含む請求項2記載の内燃機関の制御装置。
The variable processing is
Based on the rotation speed, the temperature of the intake system, and the load, the arrival end time, which is the target value of the timing at which the fuel injected from the port injection valve at the latest timing reaches the inlet of the combustion chamber of the internal combustion engine, is set. Variable setting end time setting process and
The control device for an internal combustion engine according to claim 2, further comprising a start time calculation process for calculating the injection start time of the intake synchronous injection based on the arrival end time.
前記内燃機関は、前記吸気バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変装置を備え、
前記バルブ特性可変装置を操作して前記吸気バルブの開弁開始時期を可変制御するバルブ特性制御処理を実行し、
前記終了時期設定処理は、前記回転速度、前記吸気系の温度および前記負荷に基づき、前記開弁開始時期に対する前記到達終了時期の遅角量を算出する遅角量算出処理を含み、前記開弁開始時期に対して前記遅角量だけ遅角したタイミングを前記到達終了時期とする処理である請求項3記載の内燃機関の制御装置。
The internal combustion engine includes a valve characteristic variable device that changes the valve characteristics of the intake valve.
A valve characteristic control process for variably controlling the valve opening start timing of the intake valve is executed by operating the valve characteristic variable device.
The end time setting process includes a retard angle amount calculation process for calculating the retard angle amount of the arrival end time with respect to the valve opening start time based on the rotation speed, the temperature of the intake system, and the load, and the valve opening time setting process. The control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the timing retarded by the retard angle with respect to the start timing is set as the arrival end timing.
吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関に適用され、
前記ポート噴射弁を操作して、1燃焼サイクル内において要求される噴射量である要求噴射量の燃料を噴射すべく、吸気バルブの開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射と、前記吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射とを実行するマルチ噴射処理と、
前記内燃機関のクランク軸の回転角度で表現される前記吸気同期噴射の噴射時期を可変設定する可変処理と、を実行し、
前記可変処理は、
前記クランク軸の回転速度に基づき、前記ポート噴射弁から最も遅いタイミングで噴射される燃料が前記内燃機関の燃焼室の入口に到達するタイミングの目標値である到達終了時期を可変設定する終了時期設定処理と、
前記到達終了時期に基づき、前記吸気同期噴射の噴射開始時期を算出する開始時期算出処理と、を含む内燃機関の制御装置。
Applicable to internal combustion engines equipped with a port injection valve that injects fuel into the intake passage
Intake synchronous injection in which fuel is injected in synchronization with the valve opening period of the intake valve in order to inject fuel in the required injection amount, which is the injection amount required in one combustion cycle, by operating the port injection valve. Multi-injection processing that executes intake asynchronous injection that injects fuel at a timing on the advance side of the intake synchronous injection, and
A variable process for variably setting the injection timing of the intake synchronous injection expressed by the rotation angle of the crankshaft of the internal combustion engine is executed.
The variable processing is
Based on the rotation speed of the crankshaft, the end time setting that variably sets the arrival end time, which is the target value of the timing at which the fuel injected from the port injection valve at the latest timing reaches the inlet of the combustion chamber of the internal combustion engine. Processing and
A control device for an internal combustion engine, which includes a start time calculation process for calculating an injection start time of the intake synchronous injection based on the arrival end time.
前記終了時期設定処理は、前記回転速度に加えて前記内燃機関の負荷に基づき到達終了時期を可変設定する処理を含む請求項5記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the end time setting process includes a process for variably setting the arrival end time based on the load of the internal combustion engine in addition to the rotation speed. 前記内燃機関は、前記吸気バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変装置を備え、
前記バルブ特性可変装置を操作して前記吸気バルブの開弁開始時期を可変制御するバルブ特性制御処理を実行し、
前記終了時期設定処理は、前記回転速度および前記負荷に基づき、前記開弁開始時期に対する前記到達終了時期の遅角量を算出する遅角量算出処理を含み、前記開弁開始時期に対して前記遅角量だけ遅角したタイミングを前記到達終了時期とする処理である請求項6記載の内燃機関の制御装置。
The internal combustion engine includes a valve characteristic variable device that changes the valve characteristics of the intake valve.
A valve characteristic control process for variably controlling the valve opening start timing of the intake valve is executed by operating the valve characteristic variable device.
The end time setting process includes a retard angle amount calculation process for calculating the retard angle amount of the arrival end time with respect to the valve opening start time based on the rotation speed and the load, and the valve opening start time is described as described above. The control device for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the timing of retarding by the amount of retardation is set as the arrival end time.
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