JP7218051B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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

本発明は、気筒に連なる吸気ポートに向けてインジェクタから燃料を噴射するポート噴射式の内燃機関を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for controlling a port-injection internal combustion engine that injects fuel from an injector toward an intake port connected to a cylinder.

内燃機関の気筒で燃焼させるべき燃料を噴射するインジェクタには、ニードルバルブが用いられることが多い(例えば、下記特許文献1を参照)。 A needle valve is often used for an injector that injects fuel to be combusted in a cylinder of an internal combustion engine (see, for example, Patent Document 1 below).

ポート噴射式の内燃機関において、インジェクタから燃料を噴射するタイミングは、対象の気筒の吸気バルブが開弁するタイミングに合わせる必要がある。典型的には、吸気バルブの開弁前からインジェクタを開弁して燃料噴射を開始し、吸気バルブの開弁と略同時にインジェクタを閉弁して燃料噴射を終了する。最適な燃料噴射タイミングは、可変バルブタイミング(Variable Valve Timing)機構が具現する吸気バルブの開弁タイミングによっても変化する(例えば、下記特許文献2を参照)。 In a port-injection internal combustion engine, the timing of injecting fuel from an injector must match the opening timing of the intake valve of a target cylinder. Typically, the injector is opened to start fuel injection before the intake valve is opened, and the injector is closed to end the fuel injection substantially at the same time as the intake valve is opened. The optimum fuel injection timing also changes depending on the valve opening timing of the intake valve implemented by a variable valve timing mechanism (see, for example, Patent Document 2 below).

場合によっては、吸気バルブが開弁した後もなおインジェクタを閉弁せず開いておくこともある。ポート噴射式の内燃機関では、インジェクタから噴射した燃料の一部が液状となって吸気ポートの壁面や吸気バルブの傘部等に付着するポートウェットが生じる。吸気バルブの開弁後にインジェクタを開弁しておけば、ポートウェット分を減らして燃料を確実に気筒の燃焼室内に吸引させることができる。 In some cases, the injector is left open even after the intake valve is opened. In a port-injection internal combustion engine, part of the fuel injected from the injector becomes liquid and adheres to the wall surface of the intake port, the head portion of the intake valve, and the like, causing port wetness. If the injector is opened after the intake valve is opened, the amount of port wetting can be reduced and the fuel can be reliably sucked into the combustion chamber of the cylinder.

特開平05-340320号公報JP-A-05-340320 特開2016-094908号公報JP 2016-094908 A

自然吸気エンジン、またはターボエンジンであっても過給機が過給を行っていないときには、吸気通路におけるスロットルバルブの下流の気圧が大気圧を下回る。周知の通り、吸気負圧は、気筒の吸気バルブが開弁し同気筒が空気を吸引することにより生じる。スロットルバルブが殆ど完全に閉じているような極軽負荷の運転領域では、吸気負圧が非常に大きくなる。 In a naturally aspirated engine or even in a turbocharged engine, when the supercharger is not supercharging, the air pressure downstream of the throttle valve in the intake passage falls below the atmospheric pressure. As is well known, intake negative pressure is generated when an intake valve of a cylinder opens and the cylinder draws in air. In the extremely light load operating region where the throttle valve is almost completely closed, the intake negative pressure becomes very large.

インジェクタの周囲の吸気負圧が巨大となっている状況下で、開弁していたインジェクタを閉弁する操作を実行すると、制御としては閉止したはずのインジェクタの弁体と弁座との間に燃料が侵入して、インジェクタの噴孔からの意図せざる燃料の漏洩が発生する。例えば、粗大な燃料粒子が形成されたり、弁体が弁座に着座せずに燃料が漏出し続けたりする。漏洩した燃料は、気筒に充填される混合気の空燃比を過リッチ化し、燃焼不良やエミッションの悪化の要因となる。 Under a situation where the intake negative pressure around the injector is enormous, if an operation to close the injector that had been open is executed, there will be a gap between the valve disc and the valve seat of the injector that should have been closed as a control. Fuel enters and causes unintended leakage of fuel from the nozzle hole of the injector. For example, coarse fuel particles are formed, or the valve disc does not sit on the valve seat and fuel continues to leak. The leaked fuel over-riches the air-fuel ratio of the air-fuel mixture filled in the cylinder, causing poor combustion and deterioration of emissions.

本発明は、閉じたインジェクタから燃料が吸い出されて漏洩する問題を回避ないし抑制することを所期の目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to avoid or reduce the problem of fuel being sucked out and leaking from a closed injector.

本発明では、気筒に連なる吸気ポートに向けてインジェクタから燃料を噴射するポート噴射式の内燃機関を制御するものであって、インジェクタの周囲の吸気負圧が、当該インジェクタが指向する気筒の吸気バルブが開弁することで同インジェクタを閉弁する制御を行っていたとしても同インジェクタの噴孔から意図せざる燃料の漏洩の発生を招くような所定値よりも大きくなることが想定される場合、そうでない場合と比較して、エンジン回転数、アクセル開度及び吸気バルブの開弁タイミングが同等である下におけるインジェクタの閉弁タイミングをより早め、インジェクタが指向する気筒の吸気バルブが開弁するよりも前に当該インジェクタを閉弁するようにする内燃機関の制御装置を構成した。 The present invention controls a port-injection internal combustion engine in which fuel is injected from an injector into an intake port connected to a cylinder. Even if the injector is controlled to close by opening the valve, if it is assumed that it will be larger than a predetermined value that will cause unintended fuel leakage from the nozzle hole of the injector , Compared to other cases , the injector valve closing timing is advanced when the engine speed, accelerator opening, and intake valve opening timing are the same, and the intake valve of the cylinder to which the injector is directed is opened. I have constructed a control device for an internal combustion engine that closes the injector before .

本発明によれば、ポート噴射式の内燃機関において、閉じたインジェクタから燃料が吸い出されて漏洩する問題を回避ないし抑制することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to avoid or suppress the problem of fuel being sucked out of a closed injector and leaking in a port injection type internal combustion engine.

本発明の一実施形態における内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and a control device according to an embodiment of the present invention; FIG. 同実施形態の内燃機関の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。FIG. 2 is a flow chart showing an example of the procedure of processing executed by the control device for an internal combustion engine according to the embodiment according to a program;

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の4ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒1(図1には、そのうち一つを図示している)を具備している。各気筒1の吸気ポート近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ11を気筒1毎に設けている。また、各気筒1の燃焼室の天井部に、点火プラグ12を取り付けてある。点火プラグ12は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。 One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of a vehicle internal combustion engine according to this embodiment. The internal combustion engine in this embodiment is a spark-ignited four-stroke gasoline engine, and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). In the vicinity of the intake port of each cylinder 1, an injector 11 for injecting fuel toward the intake port is provided for each cylinder. A spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1 . The spark plug 12 receives an induced voltage generated by an ignition coil and induces spark discharge between a center electrode and a ground electrode. The ignition coil is integrally built into the coil case together with the igniter, which is a semiconductor switching element.

吸気を供給するための吸気通路3は、外部から空気を取り入れて各気筒1の吸気ポートへと導く。吸気通路3上には、エアクリーナ31、吸気絞り弁である電子スロットルバルブ32、サージタンク33、吸気マニホルド34を、上流からこの順序に配置している。 An intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1 . An air cleaner 31, an electronic throttle valve 32 which is an intake throttle valve, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order on the intake passage 3 from upstream.

排気を排出するための排気通路4は、気筒1内で燃料を燃焼させたことで生じる排気を各気筒1の排気ポートから外部へと導く。この排気通路4上には、排気マニホルド42及び排気浄化用の三元触媒41を配置している。 An exhaust passage 4 for discharging exhaust guides the exhaust generated by burning fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and a three-way catalyst 41 for purifying exhaust gas are arranged on the exhaust passage 4 .

排気通路4における触媒41の上流及び/または下流には、排気通路4を流通する排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ43、44を設置する。空燃比センサ43、44は、排気ガスの空燃比に比例した出力特性を有するリニアA/Fセンサであってもよいし、排気ガスの空燃比に対して非線形な出力特性を有するO2センサであってもよい。 Air-fuel ratio sensors 43 and 44 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 are installed upstream and/or downstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4 . The air-fuel ratio sensors 43 and 44 may be linear A/F sensors having output characteristics proportional to the air-fuel ratio of the exhaust gas, or O 2 sensors having non-linear output characteristics with respect to the air-fuel ratio of the exhaust gas. There may be.

排気ガス再循環(Exhaust Gas Recirculation)装置2は、いわゆる高圧ループEGRを実現するものであり、排気通路4における触媒41の上流側と吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流側とを連通する外部EGR通路21と、EGR通路21上に設けたEGRクーラ22と、EGR通路21を開閉し当該EGR通路21を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ23とを要素とする。EGR通路21の入口は、排気通路4における排気マニホルド42またはその下流の所定箇所に接続している。EGR通路21の出口は、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク33に接続している。 The exhaust gas recirculation device 2 realizes so-called high-pressure loop EGR, and is an external EGR device that communicates the upstream side of the catalyst 41 in the exhaust passage 4 and the downstream side of the throttle valve 32 in the intake passage 3. A passage 21 , an EGR cooler 22 provided on the EGR passage 21 , and an EGR valve 23 that opens and closes the EGR passage 21 to control the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage 21 are elements. The inlet of the EGR passage 21 is connected to the exhaust manifold 42 in the exhaust passage 4 or a predetermined location downstream thereof. The outlet of the EGR passage 21 is connected to a predetermined location downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3, specifically to a surge tank 33. As shown in FIG.

内燃機関には、各気筒1の吸気バルブの開閉タイミングを可変制御できるVVT機構5が付随することがある。VVT機構5は、各気筒1の吸気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を液圧(潤滑油圧)によって変化させるベーン式のものや、電動機によって変化させる電動式のもの(モータドライブVVT)である。周知の通り、カムシャフトは、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトから回転駆動力の供給を受け、クランクシャフトに従動して回転する。クランクシャフトとカムシャフトとの間には、回転駆動力を伝達するための巻掛伝動装置(図示せず)が介在している。巻掛伝動装置は、クランクシャフト側に設けたクランクスプロケット(または、プーリ)と、カムシャフト側に設けたカムスプロケット(または、プーリ)と、これらスプロケット(または、プーリ)に巻き掛けるタイミングチェーン(または、タイミングベルト)とを要素とする。VVT機構5は、カムシャフトをカムスプロケットに対し相対的に回動させることを通じて、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変化させ、以て吸気バルブの開閉タイミングを変更する。 The internal combustion engine may be accompanied by a VVT mechanism 5 capable of variably controlling the opening/closing timing of the intake valve of each cylinder 1 . The VVT mechanism 5 is of a vane type in which the rotational phase of the camshaft that drives the intake valve of each cylinder 1 with respect to the crankshaft is changed by hydraulic pressure (lubricating oil pressure), or an electric type in which the rotational phase is changed by an electric motor (motor drive VVT mechanism). ). As is well known, the camshaft receives rotational driving force from the crankshaft, which is the output shaft of the internal combustion engine, and rotates following the crankshaft. A winding transmission device (not shown) for transmitting rotational driving force is interposed between the crankshaft and the camshaft. The winding transmission device consists of a crank sprocket (or pulley) provided on the crankshaft side, a cam sprocket (or pulley) provided on the camshaft side, and a timing chain (or , timing belt). The VVT mechanism 5 changes the rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft by rotating the camshaft relative to the cam sprocket, thereby changing the opening/closing timing of the intake valve.

無論、VVT機構5の具体的態様は任意であり、一意に限定されない。カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を進角/遅角させるもの以外にも、吸気バルブを開弁駆動するカムを複数用意しておきそれらカムを適宜使い分けるもの、ロッカーアームのレバー比を電動機を介して変化させるもの、吸気バルブを電磁ソレノイドバルブとしたもの等が知られており、それら種々の機構の中から選択して採用することが許される。 Of course, the specific aspect of the VVT mechanism 5 is arbitrary and is not uniquely limited. In addition to advancing/retarding the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft, there are also those that prepare multiple cams that drive the opening of the intake valve and use these cams appropriately, and those that change the lever ratio of the rocker arm via an electric motor. There are known mechanisms in which the intake valve is changed by an electromagnetic solenoid valve, etc., and it is permitted to select and adopt from among these various mechanisms.

本実施形態の内燃機関の制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ECU0は、複数基のECUまたはコントローラがCAN(Controller Area Network)等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものであることがある。 An ECU (Electronic Control Unit) 0, which is a control device for an internal combustion engine according to the present embodiment, is a microcomputer system having a processor, memory, input interface, output interface, and the like. The ECU 0 may be formed by connecting a plurality of ECUs or controllers so as to be able to communicate with each other via electric communication lines such as CAN (Controller Area Network).

ECU0の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、内燃機関のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号b、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ32の開度をアクセル開度(いわば、要求されるエンジン負荷率)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、吸気通路3(特に、サージタンク33)内の吸気温及び吸気圧を検出する吸気温・吸気圧センサから出力される吸気温・吸気圧信号d、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号e、排気通路4における触媒41の上流側及び/または下流側の排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ43から出力される空燃比信号f、内燃機関の吸気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号g、大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号h等が入力される。 The input interface of the ECU 0 receives a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed, a crank angle signal b output from a crank angle sensor that detects the rotation angle of the crankshaft of the internal combustion engine and the engine speed. , an accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal or the opening of the throttle valve 32 as the accelerator opening (so to speak, the required engine load factor), the intake passage 3 (particularly, the surge tank 33 ), an intake air temperature and pressure signal d output from an intake air temperature and pressure sensor that detects the intake air temperature and pressure, and a cooling water temperature signal that is output from a water temperature sensor that detects the temperature of the cooling water indicating the temperature of the internal combustion engine. e, an air-fuel ratio signal f output from an air-fuel ratio sensor 43 that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas upstream and/or downstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4, and a plurality of cam angles of the intake camshaft of the internal combustion engine. A cam angle signal g output from a cam angle sensor, an atmospheric pressure signal h output from an atmospheric pressure sensor for detecting atmospheric pressure, and the like are input.

ECU0の出力インタフェースからは、点火プラグ12のイグナイタに対して点火信号i、インジェクタ11に対して燃料噴射信号j、スロットルバルブ32に対して開度操作信号k、EGRバルブ23に対して開度操作信号l、VVT機構5に対して吸気バルブタイミングの制御信号m等を出力する。 From the output interface of the ECU 0, an ignition signal i for the igniter of the spark plug 12, a fuel injection signal j for the injector 11, an opening operation signal k for the throttle valve 32, and an opening operation signal for the EGR valve 23. It outputs a signal l, a control signal m for the intake valve timing to the VVT mechanism 5, and the like.

ECU0のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ECU0は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、hを入力インタフェースを介して取得し、気筒1に充填される吸入空気量に見合った要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、点火タイミング、要求EGR量(または、EGR率)、吸気バルブの開閉タイミング等といった運転パラメータを決定する。ECU0は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、l、mを出力インタフェースを介して印加する。 The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in memory in advance, calculates operating parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 acquires various types of information a, b, c, d, e, f, g, and h necessary for controlling the operation of the internal combustion engine through an input interface, and generates a request corresponding to the amount of intake air charged into the cylinder 1. Operation parameters such as fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of fuel injections for one combustion), fuel injection pressure, ignition timing, required EGR amount (or EGR rate), intake valve opening/closing timing, etc. are determined. The ECU 0 applies various control signals i, j, k, l, m corresponding to the operating parameters through the output interface.

また、停止した内燃機関を始動(冷間始動であることもあれば、アイドリングストップからの再始動であることもある)するに際して、電動機(スタータモータまたはISG(Integrated Starter Generator))に制御信号oを入力し、当該電動機によりクランクシャフトを回転駆動するクランキングを行う。クランキングは、内燃機関が初爆から連爆へと至り、エンジン回転数が内燃機関の温度(特に、冷却水温)等に応じて定まる閾値を超えたときに、内燃機関が完爆したものと見なして終了する。 In addition, when starting the stopped internal combustion engine (it may be a cold start or restart from idling stop), a control signal o is input to the electric motor (starter motor or ISG (Integrated Starter Generator)). Then, cranking is performed by rotating the crankshaft by the electric motor. Cranking is defined as complete explosion of the internal combustion engine when the internal combustion engine goes from the first explosion to the continuous explosion, and the engine speed exceeds a threshold determined according to the temperature of the internal combustion engine (especially the temperature of the cooling water). Consider and exit.

ECU0は、燃料噴射量を決定するにあたり、まず気筒1に吸入される空気の量を求め、その吸入空気量に応じて、理論空燃比またはその近傍の空燃比を具現できるような燃料噴射量の基本量TPを決定する。言うまでもなく、基本噴射量TPは、吸入空気量に比例し、吸入空気量が多いほど多くなる。吸入空気量は、現在のエンジン回転数及びサージタンク33内吸気圧を基に推算する。必要であれば、その推算値に、吸気温や大気圧等に応じた補正を加えることができる。尤も、吸気通路3にエアフローメータが設置されているならば、エアフローメータを介して吸入空気量を直接計測することが可能である。 When determining the fuel injection amount, the ECU 0 first obtains the amount of air taken into the cylinder 1, and then, according to the intake air amount, determines the fuel injection amount that can realize the stoichiometric air-fuel ratio or an air-fuel ratio in the vicinity thereof. Determine the basic quantity TP. Needless to say, the basic injection amount TP is proportional to the amount of intake air, and increases as the amount of intake air increases. The intake air amount is estimated based on the current engine speed and the intake pressure in the surge tank 33 . If necessary, the estimated value can be corrected according to intake air temperature, atmospheric pressure, and the like. Of course, if an airflow meter is installed in the intake passage 3, it is possible to directly measure the amount of intake air via the airflow meter.

次いで、この基本噴射量TPを、空燃比センサ43、44の出力信号f、gに応じて定まる補正係数FAFで補正する。補正係数FAFは、1を中心に増減する正数であり、空燃比センサ43、44を介して検出された空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときに減少し、空燃比センサ43、44を介して検出された空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときに増加する。 Next, this basic injection amount TP is corrected by a correction coefficient FAF that is determined according to the output signals f and g of the air-fuel ratio sensors 43 and 44 . The correction coefficient FAF is a positive number that increases and decreases around 1, and decreases when the air-fuel ratio detected via the air-fuel ratio sensors 43, 44 is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. increases when the air-fuel ratio detected via is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

さらに、状況に応じて定まる各種補正係数Kや、インジェクタ11の無効噴射時間TAUVをも加味して、最終的な燃料噴射時間(インジェクタ11に対する通電時間)Tを算定する。燃料噴射時間Tは、
T=TP×FAF×K+TAUV
となる。そして、燃料噴射時間Tだけインジェクタ11に信号jを入力、インジェクタ11を開弁して燃料を噴射させる。ECU0が決定した燃料噴射量Tにより最終的に実現される、気筒1に充填される混合気の空燃比は、常に理論空燃比であるとは限られず、理論空燃比よりもリッチになることもあれば、理論空燃比よりもリーンになることもある。
Furthermore, the final fuel injection time (energization time for the injector 11) T is calculated in consideration of various correction coefficients K determined depending on the situation and the invalid injection time TAUV of the injector 11. The fuel injection time T is
T = TP x FAF x K + TAUV
becomes. Then, the signal j is input to the injector 11 for the fuel injection time T to open the injector 11 and inject the fuel. The air-fuel ratio of the air-fuel mixture filled in cylinder 1, which is finally realized by the fuel injection amount T determined by the ECU 0, is not always the stoichiometric air-fuel ratio, and may become richer than the stoichiometric air-fuel ratio. If so, it may be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

平時の燃料噴射タイミング、即ちインジェクタ11の開閉タイミングは、燃料を供給するべき対象の気筒1の吸気バルブが開弁するタイミングに合わせる。典型的には、吸気バルブの開弁前からインジェクタ11を開弁して燃料噴射を開始し、吸気バルブの開弁と略同時にインジェクタを閉弁して燃料噴射を終了する。最適な燃料噴射タイミングは、VVT機構5が具現する吸気バルブの開弁タイミングによって変化する。 The normal fuel injection timing, that is, the opening/closing timing of the injector 11 is matched with the opening timing of the intake valve of the target cylinder 1 to which fuel is to be supplied. Typically, the injector 11 is opened before the intake valve is opened to start fuel injection, and the injector is closed substantially at the same time as the intake valve is opened to end the fuel injection. The optimum fuel injection timing changes depending on the valve opening timing of the intake valve embodied by the VVT mechanism 5 .

また、場合によっては、吸気バルブの開閉タイミングをより遅らせ、吸気バルブが開弁した後もなおインジェクタ11を閉弁せずに開いておくことがある。 In some cases, the opening/closing timing of the intake valve is delayed so that the injector 11 is kept open without being closed even after the intake valve is opened.

インジェクタ11は、吸気通路3におけるスロットルバルブ32よりも下流に所在する。インジェクタ11の噴孔の周囲の雰囲気圧は、吸気負圧によって大気圧よりも低くなる。内燃機関の始動時やアイドリング中、またはアイドリングに近い極軽負荷の運転領域では、スロットルバルブ32が殆ど完全に閉じており、気筒1が空気を吸引することで生ずる吸気負圧が顕著に大きくなる。 The injector 11 is located downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3 . The atmospheric pressure around the nozzle hole of the injector 11 becomes lower than the atmospheric pressure due to the intake negative pressure. When the internal combustion engine is started, idling, or in a very light load operating region close to idling, the throttle valve 32 is almost completely closed, and the intake negative pressure generated by the intake of air into the cylinder 1 becomes significantly large. .

インジェクタ11の周囲の吸気負圧が巨大となっている(気圧としては顕著に低下している)状況下で、開弁していたインジェクタ11を閉弁する操作を実行すると、制御としては閉止したはずのインジェクタ11の弁体と弁座との間に燃料が侵入して、インジェクタの噴孔からの意図せざる燃料の漏洩が発生する。燃料の漏洩は、空燃比の過リッチ化を招き、燃焼不良、内燃機関の始動時であれば始動不良、またはエミッションの悪化の要因となるため、決して好ましくない。 In a situation where the intake negative pressure around the injector 11 is enormous (the air pressure is significantly reduced), when the injector 11 is opened and closed, the valve is closed as a control. Fuel enters between the valve body and the valve seat of the injector 11, which is supposed to be there, causing unintended fuel leakage from the nozzle hole of the injector. Leakage of fuel is never preferable because it causes an overrich air-fuel ratio and causes poor combustion, poor start-up if the internal combustion engine is started, or deterioration of emissions.

閉じたインジェクタ11から燃料が吸い出されて漏洩する問題を回避ないし抑制するべく、本実施形態のECU0は、図2に示すように、インジェクタ11の周囲の吸気負圧が所定値(例えば、-60kPa。これは、インジェクタ11の周囲の雰囲気圧が大気圧よりも60kPa低いことを意味する)よりも大きくなる(即ち、インジェクタ11の雰囲気圧が所定値よりも低下する)ことが想定される場合(ステップS1)、そうでない場合と比較してインジェクタ11の閉弁タイミングを早める(ステップS2)。 In order to avoid or suppress the problem of fuel being sucked out and leaking from the closed injector 11, the ECU 0 of the present embodiment, as shown in FIG. 60 kPa, which means that the ambient pressure around the injector 11 is 60 kPa below atmospheric pressure, if it is assumed that the ambient pressure of the injector 11 is lower than the predetermined value) (Step S1), the valve closing timing of the injector 11 is advanced compared to the case otherwise (Step S2).

ステップS1では、吸気温・吸気圧センサを介して実測しているスロットルバルブ32の下流の吸気圧の推移に基づき、気筒1の吸気バルブの開弁により吸気負圧が所定値よりも大きくなるか否かを判断してもよいし、現在の内燃機関の運転領域[エンジン回転数,アクセル開度(または、エンジントルク、気筒1に充填される空気量若しくは燃料噴射量等)]及び大気圧等に基づき、吸気バルブの開弁により吸気負圧が所定値よりも大きくなるか否かを推測してもよい。後者では、ECU0のメモリに予め、内燃機関の運転領域及び大気圧等と、吸気負圧の推測値との関係を規定したマップデータを格納しておく。そして、ECU0が、現在の運転領域及び大気圧等をキーとして当該マップを検索し、吸気負圧の推測値を知得、その推測値が所定値を上回るか否かを判定する。 In step S1, based on the transition of the intake pressure downstream of the throttle valve 32 actually measured via the intake air temperature/intake pressure sensor, it is determined whether the intake negative pressure becomes larger than a predetermined value by opening the intake valve of cylinder 1. It may be determined whether or not, the current operating range of the internal combustion engine [engine speed, accelerator opening (or engine torque, air amount filled in cylinder 1 or fuel injection amount, etc.)] and atmospheric pressure, etc. , it may be estimated whether or not the opening of the intake valve causes the intake negative pressure to become greater than a predetermined value. In the latter, the memory of the ECU 0 stores in advance map data defining the relationship between the operating range of the internal combustion engine, the atmospheric pressure, etc., and the estimated value of the intake negative pressure. Then, the ECU 0 searches the map using the current operating range and the atmospheric pressure as keys, obtains an estimated value of the intake negative pressure, and determines whether or not the estimated value exceeds a predetermined value.

インジェクタ11の周囲の吸気負圧が所定値よりも大きくなる状況下では、インジェクタ11が指向する気筒1の吸気バルブが開弁するよりも前に、確実に当該インジェクタ11を閉弁するようにする(ステップS2)。翻って、インジェクタ11の周囲の吸気負圧が所定値よりも大きくならない状況下では、平常通りのタイミングでインジェクタ11を閉弁する(ステップS3)。エンジン回転数やアクセル開度、吸気バルブの開弁タイミングといった他の条件が同等である下において、ステップS2におけるインジェクタ11の閉弁タイミングは、ステップS3における平時のインジェクタ11の閉弁タイミングよりも進角する。 To surely close the injector 11 before opening the intake valve of the cylinder 1 to which the injector 11 is directed under the condition that the intake negative pressure around the injector 11 becomes larger than a predetermined value. (Step S2). On the other hand, under the condition that the intake negative pressure around the injector 11 does not exceed a predetermined value, the injector 11 is closed at normal timing (step S3). Under the condition that other conditions such as the engine speed, the degree of accelerator opening, and the opening timing of the intake valve are the same, the closing timing of the injector 11 in step S2 is advanced from the normal closing timing of the injector 11 in step S3. corner.

ECU0は、そのようにしてインジェクタ11の閉弁タイミングを決定した上で、必要な燃料噴射時間Tを具現できるように、インジェクタ11の開弁タイミングを決定する。 After determining the valve closing timing of the injector 11 in this way, the ECU 0 determines the valve opening timing of the injector 11 so that the required fuel injection time T can be realized.

本実施形態によれば、ポート噴射式の内燃機関において、閉じたインジェクタ11から燃料が漏洩し、気筒1に充填される混合気が過剰にリッチ化する問題を回避ないし抑制することができる。従って、燃焼不良やこれに起因する始動不良を防止することができ、エミッションの悪化も招かずに済む。 According to this embodiment, in a port injection type internal combustion engine, it is possible to avoid or suppress the problem that fuel leaks from the closed injector 11 and the air-fuel mixture filled in the cylinder 1 becomes excessively rich. Therefore, it is possible to prevent poor combustion and poor starting caused by this, and to avoid deterioration of emissions.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態には限られない。各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments detailed above. Various modifications can be made to the specific configuration of each part, the procedure of processing, and the like without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to control of an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.

0…制御装置(ECU)
1…気筒
11…インジェクタ
3…吸気通路
32…スロットルバルブ
5…可変バルブタイミング(VVT)機構
b…クランク角信号
c…アクセル開度信号
d…吸気温・吸気圧信号
h…大気圧信号
j…燃料噴射信号
0... Control unit (ECU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Cylinder 11... Injector 3... Intake passage 32... Throttle valve 5... Variable valve timing (VVT) mechanism b... Crank angle signal c... Accelerator opening signal d... Intake temperature/intake pressure signal h... Atmospheric pressure signal j... Fuel injection signal

Claims (1)

気筒に連なる吸気ポートに向けてインジェクタから燃料を噴射するポート噴射式の内燃機関を制御するものであって、
インジェクタの周囲の吸気負圧が、当該インジェクタが指向する気筒の吸気バルブが開弁することで同インジェクタを閉弁する制御を行っていたとしても同インジェクタの噴孔から意図せざる燃料の漏洩の発生を招くような所定値よりも大きくなることが想定される場合、
そうでない場合と比較して、エンジン回転数、アクセル開度及び吸気バルブの開弁タイミングが同等である下におけるインジェクタの閉弁タイミングをより早め、インジェクタが指向する気筒の吸気バルブが開弁するよりも前に当該インジェクタを閉弁するようにする内燃機関の制御装置。
A port injection type internal combustion engine that injects fuel from an injector toward an intake port connected to a cylinder,
Even if the intake negative pressure around the injector opens the intake valve of the cylinder to which the injector is directed, even if the injector is controlled to close, unintended fuel leakage from the nozzle hole of the injector may occur. If it is assumed that it will be larger than a predetermined value that causes the occurrence ,
Compared to other cases , the injector valve closing timing is advanced when the engine speed, accelerator opening, and intake valve opening timing are the same, and the intake valve of the cylinder to which the injector is directed is opened. A control device for an internal combustion engine that causes the injector to close earlier .
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