JP7310740B2 - エンジン装置 - Google Patents

エンジン装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7310740B2
JP7310740B2 JP2020121944A JP2020121944A JP7310740B2 JP 7310740 B2 JP7310740 B2 JP 7310740B2 JP 2020121944 A JP2020121944 A JP 2020121944A JP 2020121944 A JP2020121944 A JP 2020121944A JP 7310740 B2 JP7310740 B2 JP 7310740B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
timing
fuel injection
ignition timing
expansion stroke
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020121944A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022018674A (ja
Inventor
正朝 吉原
太晨 尹
尚希 早島
正直 井戸側
孝宏 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2020121944A priority Critical patent/JP7310740B2/ja
Priority to CN202110704803.5A priority patent/CN113944559B/zh
Priority to US17/357,995 priority patent/US11401885B2/en
Publication of JP2022018674A publication Critical patent/JP2022018674A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7310740B2 publication Critical patent/JP7310740B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/405—Multiple injections with post injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401—Controlling injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/045—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1506—Digital data processing using one central computing unit with particular means during starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/065—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at hot start or restart
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Description

本発明は、エンジン装置に関し、特に車載用のエンジン装置に関する。
従来、この種のエンジン装置としては、燃焼室の内部に燃料を噴射する筒内噴射弁と燃焼室の頂部付近に設置された点火プラグとを有するエンジンを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このエンジン装置では、圧縮行程において筒内噴射弁から燃料噴射を行ない、点火プラグ近傍に成層混合気を形成して成層燃焼を行う燃焼モード運転中にノッキング発生が検出されると、点火時期を遅角する。また、点火時期に応じた燃料噴射時期の遅角量が、基準量より小さい場合には、遅角量に応じて遅角した噴射時期において圧縮行程における燃料噴射を実行する。
特開２０１８－１３１９４８号公報
筒内噴射弁を有するエンジン装置では、エンジンの負荷率などから定まる燃料噴射量の過半を吸気行程や圧縮行程で１回または複数回に分けて燃料噴射し、最後の燃料噴射を膨張行程で行なうと共に最後の燃料噴射に同期して点火プラグにより点火することも考えられている。アイドルストップ後のエンジンの再始動時には、迅速にエンジンを始動する必要があるだけでなく、運転者や乗員にエンジン始動時に生じる振動などの違和感を与えないようにするために最後の燃料噴射と点火とを膨張行程で行ない、始動後に燃料噴射時期と点火時期とを通常の時期に戻すことも考えられる。この場合、最後の燃料噴射時期や点火時期は、操作者による操作に伴うエンジン装置の運転状態の変化によって変化するため、燃料噴射と点火との良好な同期がとれない場合が生じ、良好な燃焼を阻害してしまう。
本発明のエンジン装置は、膨張行程で燃料噴射と点火とを行なう場合において、燃料噴射時期と点火時期とが同期できなくなるのを抑制することを主目的とする。
本発明のエンジン装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明のエンジン装置は、
燃焼室に燃料を噴霧する筒内噴射弁と前記筒内噴射弁から噴霧される燃料に点火可能な点火プラグとを有するエンジンと、
前記筒内噴射弁による複数回の燃料噴射と前記点火プラグによる点火とを制御する制御装置と、
を備える車載用のエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記筒内噴射弁からの最後の燃料噴射を膨張行程で行なうと共に前記膨張行程における燃料噴射に同期して前記点火プラグにより点火する膨張行程噴射駆動を行なう際には、点火時期の最終決定タイミングにおいて、前記点火時期が前記最後の燃料噴射の開始時期を基準として所定範囲内となるように前記点火時期に対して上下限ガートを施す点火時期調整制御を実行する、
ことを特徴とする。
本発明のエンジン装置では、筒内噴射弁からの最後の燃料噴射を膨張行程で行なうと共に膨張行程における燃料噴射に同期して点火プラグにより点火する膨張行程噴射駆動を行なう際には、点火時期の最終決定タイミングにおいて、点火時期が最後の燃料噴射の開始時期を基準として所定範囲内となるように点火時期に対して上下限ガートを施す点火時期調整制御を実行する。これにより、点火時期を最後の燃料噴射の開始時期を基準とする所定範囲内とすることができ、この所定範囲から外れるのを抑制することができる。最後の燃料噴射と点火時期とが同期可能な範囲を所定範囲として用いることにより、膨張行程で燃料噴射と点火する場合において、燃料噴射時期と点火時期とが同期できなくなるのを抑制することができる。こうした点火時期調整制御は、アイドルストップ後でない、通常のエンジン始動時に膨張行程噴射駆動を行なう際に行なうものとしてもよい。
ここで、「最終決定タイミング」としては、圧縮上死点前で最も近い制御周期タイミングであるものとしてもよい。制御周期タイミングには、所定時間毎のタイミングだけでなく所定クランク角毎のタイミングも含まれる。例えば、クランク角が３０度毎のタイミングとすれば、最終決定タイミングは圧縮上死点からクランク角として３０度前のタイミングとなる。また、「所定範囲」としては、最後の燃料噴射の開始時期から所定クランク角後までの範囲を用いるものとしてもよい。例えば、所定範囲として最後の燃料噴射の開始時期のタイミングからクランク角として３度や４度あるいは５度だけ遅角したタイミングまでを用いるものとしてもよい。
本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記最後の燃料噴射の開始時期と前記点火時期については同一のパラメータにより設定するものとしてもよい。こうすれば、点火時期が最後の燃料噴射の開始時期を基準とする所定範囲から外れるのを抑制することができる。パラメータとしては、加速要求の履歴やシフトポジション、エンジンに要求されるトルク、エンジンの冷却水の温度などの少なくとも一部を用いることができる。
本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記膨張行程噴射駆動から前記筒内噴射弁からの最後の燃料噴射を圧縮行程までで行なう通常駆動への移行する際には、前記最後の燃料噴射と点火時期との進角を除変により行なうものとしてもよい。こうすれば、エンジンのトルクの急変を抑制することができる。
本発明の一実施例としてのエンジン装置１０の構成の概略を示す構成図である。 ＥＣＵ７０により実行される点火時期調整処理の一例を示すフローチャートである。 停止位置がＢＴＤＣ１５０の場合において初爆気筒で３回の燃料噴射を行なう際の点火時期Ｔｐと燃料噴射時期とクランク角との関係の一例を示す説明図である。
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施例としてのエンジン装置１０の構成の概略を示す構成図である。実施例のエンジン装置１０は、図示するように、エンジン１２と、エンジン１２を制御する電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）７０とを備える。なお、このエンジン装置１０は、エンジン１２からの動力だけを用いて走行する自動車や、エンジン１２に加えてモータを備えるハイブリッド自動車などに搭載される。
エンジン１２は、ガソリンや軽油などの燃料を用いて吸気・圧縮・膨張・排気の４行程によって動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン１２は、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁２６と、点火プラグ３０とを有する。筒内噴射弁２６は燃焼室２９の頂部の略中央に配置されており、燃料をスプレー状に噴射する。点火プラグ３０は、筒内噴射弁２６からスプレー状に噴霧される燃料に点火できるように筒内噴射弁２６の近傍に配置されている。エンジン１２は、エアクリーナ２２によって清浄された空気を吸気管２５を介して燃焼室２９に吸入し、吸気行程や圧縮行程において筒内噴射弁２６から１回又は複数回に亘って燃料を噴射し、点火プラグ３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギによって押し下げられるピストン３２の往復運動をクランクシャフト１６の回転運動に変換する。
エンジン１２の燃焼室２９から排気管３３に排出される排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）３４ａを有する浄化装置３４を介して外気に排出される。
ＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートを備える。ＥＣＵ７０には、エンジン１２を制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、クランクシャフト１６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ４０からのクランク角θｃｒや、エンジン１２の冷却水の温度を検出する水温センサ４２からの冷却水温Ｔｗ、吸気バルブ２８を開閉するインテークカムシャフトの回転位置および排気バルブ３１を開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ４４からのカム角θｃｉ，θｃｏを挙げることができる。また、吸気管２５に設けられたスロットルバルブ２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ４６からのスロットル開度ＴＨや、吸気管２５に取り付けられたエアフローメータ４８からの吸入空気量Ｑａ、吸気管２５に取り付けられた温度センサ４９からの吸気温Ｔａ、吸気管２５内の圧力を検出する吸気圧センサ５８からの吸気圧Ｐｉｎも挙げることができる。更に、浄化装置３４の浄化触媒３４ａの温度を検出する温度センサ３４ｂからの触媒温度Ｔｃや、排気管３３に取り付けられた空燃比センサ３５ａからの空燃比ＡＦ、排気管３３に取り付けられた酸素センサ３５ｂからの酸素信号Ｏ２、シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサ５９からのノック信号Ｋｓも挙げることができる。
ＥＣＵ７０からは、エンジン１２を制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＥＣＵ７０から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ２４のポジションを調節するスロットルモータ３６への駆動制御信号や、筒内噴射弁２６への駆動制御信号、点火プラグ３０への駆動制御信号を挙げることもできる。
ＥＣＵ７０は、クランクポジションセンサ４０からのクランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト１６の回転数、即ち、エンジン１２の回転数Ｎｅを演算している。また、ＥＣＵ７０は、エアフローメータ４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン１２の回転数Ｎｅとに基づいて、エンジン１２の負荷としての充填効率（エンジン１２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の質量の比）ＫＬも演算している。
こうして構成されるエンジン装置１０では、ＥＣＵ７０は、エンジン１２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて運転されるようにエンジン１２の吸入空気量制御や、燃料噴射制御、点火制御を行なう。吸入空気量制御では、ＥＣＵ７０は、エンジン１２の目標トルクＴｅ＊に基づいて目標空気量Ｑａ＊を設定し、吸入空気量Ｑａが目標空気量Ｑａ＊となるように目標スロットル開度ＴＨ＊を設定し、スロットルバルブ２４のスロットル開度ＴＨが目標スロットル開度ＴＨ＊となるようにスロットルモータ３６を制御する。燃料噴射制御では、ＥＣＵ７０は、エンジン１２の回転数Ｎｅと充填効率ＫＬとに基づいて空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦ＊（例えば理論空燃比）となるように筒内噴射弁２６の目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊を設定し、筒内噴射弁２６から目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊の燃料が１回又は複数回に亘って噴射されるように筒内噴射弁２６を制御する。点火制御では、ＥＣＵ７０は、エンジン１２の回転数Ｎｅと充填効率ＫＬとに基づいて目標点火時期Ｔｐ＊を設定し、点火プラグ３０の点火を制御する。
次に、こうして構成された実施例のエンジン装置１０の動作、特に、最終の燃料噴射を膨張行程で行なうと共にこの膨張行程における燃料噴射と同期して点火する膨張行程噴射駆動の際の動作について説明する。膨張行程噴射駆動は、例えば、アイドルストップ後のエンジン１２の再始動時に行なわれる。アイドルストップ後のエンジン１２の再始動時では、エンジン１２を迅速に始動するだけでなく、エンジン１２の始動の際の振動などによる違和感を運転者や乗員に与えるのを抑制する必要がある。このため、アイドルストップ後のエンジン１２の再始動時には出力トルクが小さいことにより振動が抑制される膨張行程噴射駆動が行なわれる。
膨張行程噴射駆動では、膨張行程における燃料噴射（最後の燃料噴射）の噴射量は、点火プラグ３０の点火に対して有効に放電誘引が生じる程度の量でよいから、少量の固定値や充填効率ＫＬによって定める少量の値が用いられる。１回目や２回目などの最後の燃料噴射を除く燃料噴射の噴射量は、目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から最後の燃料噴射の噴射量を減じた値に対して分割割合を乗じることにより求めることができる。
燃料噴射時期は、エンジン１２の始動時の初爆であれば、エンジン１２の停止位置が最初に圧縮上死点ＴＤＣ（Top Dead Center）となる気筒において圧縮上死点ＴＤＣより所定クランク角（例えば１３０度や１５０度など）以上前である場合には、その気筒において、１回目の燃料噴射開始時期としてＢＴＤＣ１１０（Before TDC 110°：Ｂ１１０と簡略化する場合もある。）やＢＴＤＣ１２０などを用いると共に２回目の燃料噴射開始時期がＢＴＤＣ９０やＢＴＤＣ８０などを用い、最後の燃料噴射の開始時期（膨張行程噴射開始時期）ＴｆｂｓとしてＡＴＤＣ２０（after TDC 20°：Ａ２０と簡略化する場合もある。）などを用いることができる。エンジン１２の停止位置が最初に圧縮上死点ＴＤＣとなる気筒において圧縮上死点ＴＤＣより所定クランク角未満前である場合には、２番目に圧縮上死点ＴＤＣとなる気筒において、燃料噴射時期としては、１回目の燃料噴射開始時期としてＢＴＤＣ１１０やＢＴＤＣ１２０などを用いると共に２回目の燃料噴射開始時期がＢＴＤＣ９０やＢＴＤＣ８０などを用い、膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓ（最後の燃料噴射の開始時期）としてＡＴＤＣ２０などを用いることができる。エンジン１２の始動時の初爆における燃料噴射時期は、エンジン１２の停止位置によって定めるのが好ましい。初爆の後の気筒では、エンジン１２の運転状態に応じて吸気行程や圧縮行程において１回又は複数回に亘って燃料噴射し、最後の燃料噴射として膨張行程で燃料噴射する。この場合の燃料噴射時期は、加速要求の履歴や、そのときのシフトポジションＳｐが走行用ポジション（ＤポジションやＲポジション）であるか非走行用ポジション（ＰポジションやＮポジション）であるか、エンジン１２に要求される要求トルクとしても目標トルクＴｅ＊、エンジン１２の冷却水の温度Ｔｗなどの少なくとも一部をパラメータとして用いて定められる。例えば、膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓは、ＡＴＤＣ２０などを基準として、加速要求の履歴によりエンジン１２の始動後直ちに比較駅急加速する履歴が多い場合にはこうした急加速する履歴が少ない場合に比して若干進角側に、シフトポジションＳｐが走行用ポジションであるときにはシフトポジションＳＰが非走行用ポジションであるときより若干進角側に、目標トルクＴｅ＊が大きいときには小さいときに比して若干遅角側に、エンジン１２の冷却水の温度Ｔｗが高いときには低いときに比して若干遅角側に設定される。なお、膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓは、基本的には１回目の燃料噴射開始時期より前に設定され、その後のエンジン１２の運転状態などにより若干変更される場合もある。
点火時期Ｔｐは、基本的には燃料噴射開始時期と同時あるいはそれより若干前に、燃料噴射開始時期の設定に用いるパラメータ（加速要求の履歴、シフトポジションＳｐ、目標トルクＴｅ＊、冷却水温度Ｔｗなど）と同一のパラメータを用いて膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓと同様にＡＴＤＣ２０などを基準に定められる。点火時期Ｔｐは、設定後の運転者による操作に基づくエンジン１２の運転状態の変化に伴って変更される。例えば、運転者がアクセルペダルを踏み込んだことにより充填効率ＫＬが大きくなれば遅角側に変更され、エンジン１２の回転数Ｎｅが低下すれば進角側に変更される。点火時期Ｔｐの最終決定タイミングは、実施例では、ＢＴＤＣ３０などで行なわれる。このとき、図２に例示する点火時期調整処理が実行されて点火時期Ｔｐが最終設定され、そのタイミングで点火プラグ３０が点火される。
点火時期調整処理では、膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓと点火時期Ｔｐとを入力し（ステップＳ１００）、点火時期Ｔｐが膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓを基準とする所定範囲内、即ち膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓからクランク角で所定角Ｔｓｅｔだけ遅角した範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、所定角Ｔｓｅｔは、膨張行程噴射と点火により放電誘引を生じさせることができる程度の範囲、即ち膨張行程噴射と点火とを同期させることができる程度の範囲として定められるものであり、例えば、３度や４度、５度などを用いることができる。
ステップＳ１１０で点火時期Ｔｐが所定範囲内にあると判定したときには、点火時期Ｔｐを変更することなくそのまま用いるものとして本処理を終了する。点火時期Ｔｐが所定範囲より進角側、即ち膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓのタイミングよりも進角側であると判定したときには、膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓを点火時期Ｔｐとして設定し（ステップＳ１２０）、本処理を終了する。点火時期Ｔｐが所定範囲より遅角側、即ち膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓから所定角Ｔｓｅｔだけ遅角したタイミングよりも遅角側であると判定したときには、膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓから所定角Ｔｓｅｔだけ遅角したタイミングを点火時期Ｔｐとして設定し（ステップＳ１３０）、本処理を終了する。この処理は、点火時期Ｔｐを膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓを基準とする所定範囲で上下限ガードする処理となる。
図３は、停止位置がＢＴＤＣ１５０の場合において初爆気筒で３回の燃料噴射を行なう際の点火時期Ｔｐと燃料噴射時期とクランク角との関係の一例を示す説明図である。図３では、例えばＢＴＤＣ３０についてはＢ３０と簡略化し、ＡＴＤＣ３０についてはＡ３０と簡略化した。この場合の目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊は、停止位置のＢＴＤＣ１５０に対する充填効率ＫＬとエンジン１２の冷却水の温度Ｔｗとにより定めることができる。燃料噴射時期は、上述したように、１回目の燃料噴射開始時期がＢＴＤＣ１２０、２回目の燃料噴射開始時期がＢＴＤＣ９０、膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓ（最後の燃料噴射の開始時期）がＡＴＤＣ２０に設定されている。点火時期Ｔｐは、ＢＴＤＣ３０のタイミングで図２に示す点火時期調整制御が実行され、調整された点火時期Ｔｐで点火される。このように点火時期Ｔｐを調整することにより、膨張行程噴射と点火により放電誘引を生じさせ，良好な燃焼を生じさせることができる。
なお、実施例のエンジン装置２０では、エンジン１２が完爆し、エンジン１２の回転数Ｎｅが安定すると、膨張行程噴射駆動から筒内噴射弁２６からの最後の燃料噴射を圧縮行程までで行なう通常駆動に移行する。この際、膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓと点火時期Ｔｐをレート処理などにより徐々に進角させるように除変により移行させる。これにより、移行時にエンジン１２のトルクＴｅの急変を抑制することができる。
以上説明した実施例のエンジン装置２０では、アイドルストップ後のエンジン１２の再始動時に膨張行程噴射駆動によりエンジン１２を始動する際に、点火時期Ｔｐの最終決定タイミングに点火時期Ｔｐを膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓを基準とする所定範囲で上下限ガードする。これにより、膨張行程噴射と点火により放電誘引を生じさせ，良好な燃焼を生じさせることができる。この結果、膨張行程で燃料噴射と点火とを行なう場合において、燃料噴射時期と点火時期とが同期できなくなるのを抑制することができる。
実施例のエンジン装置２０では、点火時期Ｔｐを燃料噴射開始時期の設定に用いるパラメータ（加速要求の履歴、シフトポジションＳｐ、目標トルクＴｅ＊、冷却水温度Ｔｗなど）と同一のパラメータを用いて定める。これにより、点火時期Ｔｐが膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓとを基準とする所定範囲内から外れるのを抑制することができる。
実施例のエンジン装置２０では、膨張行程噴射駆動から筒内噴射弁２６からの最後の燃料噴射を圧縮行程までで行なう通常駆動に移行する際には、膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓと点火時期Ｔｐとを除変させることにより行なう。これにより、移行時にエンジン１２のトルクＴｅの急変を抑制することができる。
実施例のエンジン装置２０では、点火時期Ｔｐを燃料噴射開始時期の設定に用いるパラメータと同一のパラメータを用いて定めるものとしたが、点火時期Ｔｐを燃料噴射開始時期の設定に用いるパラメータとは異なるパラメータを用いて定めるものとしてもよい。
実施例のエンジン装置２０では、膨張行程噴射駆動から通常駆動に移行する際には膨張行程噴射開始時期Ｔｆｂｓと点火時期Ｔｐとを除変させるものとしてたが、こうした除変を行なわないものとしても差し支えない。
実施例のエンジン装置２０では、アイドルストップ後のエンジン１２の再始動時に膨張行程噴射駆動によりエンジン１２を始動する際に点火時期調整制御を実行するものとしたが、アイドルストップ後のエンジン１２の再始動時ではないときに膨張行程噴射駆動を実行する際にも点火時期調整制御を実行するものとしてもよい。
実施例のエンジン装置２０では、点火時期Ｔｐの最終決定タイミングとしてＢＴＤＣ３０などを用いたが、点火時期Ｔｐの最終決定タイミングとして圧縮上死点ＴＤＣの到達予定時刻から制御周期（所定時間）だけ前のタイミングとしてもよい。
実施例のエンジン装置１０は、例えば後段に自動変速機を備える自動車に搭載されるものとしたり、走行用の動力を出力するモータと共にハイブリッド自動車に搭載されるものとしてもよい。
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン１２が「エンジン」に相当し、ＥＣＵ７０が「制御装置」に相当する。
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、エンジン装置の製造産業などに利用可能である。
１０ エンジン装置、１２ エンジン、１６ クランクシャフト、２２ エアクリーナ、２４ スロットルバルブ、２５ 吸気管、２６ 筒内噴射弁、３４ｂ 温度センサ、２８ 吸気バルブ、２９ 燃焼室、３０ 点火プラグ、３１ 排気バルブ、３２ ピストン、３３ 排気管、３４ 浄化装置、３４ａ 浄化触媒、３５ａ 空燃比センサ、３５ｂ 酸素センサ、３６ スロットルモータ、３８ イグニッションコイル、４０ クランクポジションセンサ、４２ 水温センサ、４４ カムポジションセンサ、４６ スロットルバルブポジションセンサ、４８ エアフローメータ、４９ 温度センサ、５８ 吸気圧センサ、５９ ノックセンサ、７０ 電子制御ユニット。

Claims (6)

  1. 燃焼室に燃料を噴霧する筒内噴射弁と前記筒内噴射弁から噴霧される燃料に点火可能な点火プラグとを有するエンジンと、
    前記筒内噴射弁による複数回の燃料噴射と前記点火プラグによる点火とを制御する制御装置と、
    を備える車載用のエンジン装置であって、
    前記制御装置は、前記筒内噴射弁からの最後の燃料噴射を膨張行程で行なうと共に前記膨張行程における燃料噴射に同期して前記点火プラグにより点火する膨張行程噴射駆動を行なう際には、点火時期の最終決定タイミングにおいて、前記点火時期が前記最後の燃料噴射の開始時期を基準として所定範囲内となるように前記点火時期に対して上下限ガードを施す点火時期調整制御を実行する、
    ことを特徴とするエンジン装置。
  2. 請求項１記載のエンジン装置であって、
    前記制御装置は、アイドルストップ後のエンジン始動時に前記膨張行程噴射駆動を行なうと共に前記点火時期調整制御を実行する、
    エンジン装置。
  3. 請求項２記載のエンジン装置において、
    前記最終決定タイミングは、圧縮上死点前で最も近い制御周期タイミングである、
    エンジン装置。
  4. 請求項１ないし３のうちのいずれか１つの請求項に記載のエンジン装置であって、
    前記所定範囲は、前記最後の燃料噴射の開始時期から所定クランク角後までの範囲である、
    エンジン装置。
  5. 請求項１ないし４のうちのいずれか１つの請求項に記載のエンジン装置であって、
    前記制御装置は、前記最後の燃料噴射の開始時期と前記点火時期については同一のパラメータにより設定する、
    エンジン装置。
  6. 請求項１ないし５のうちのいずれか１つの請求項に記載のエンジン装置であって、
    前記制御装置は、前記膨張行程噴射駆動から前記筒内噴射弁からの最後の燃料噴射を圧縮行程までで行なう通常駆動への移行する際には、前記最後の燃料噴射と点火時期との進角を除変により行なう、
    エンジン装置。
JP2020121944A 2020-07-16 2020-07-16 エンジン装置 Active JP7310740B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020121944A JP7310740B2 (ja) 2020-07-16 2020-07-16 エンジン装置
CN202110704803.5A CN113944559B (zh) 2020-07-16 2021-06-24 发动机单元
US17/357,995 US11401885B2 (en) 2020-07-16 2021-06-25 Engine unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020121944A JP7310740B2 (ja) 2020-07-16 2020-07-16 エンジン装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022018674A JP2022018674A (ja) 2022-01-27
JP7310740B2 true JP7310740B2 (ja) 2023-07-19

Family

ID=79291576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020121944A Active JP7310740B2 (ja) 2020-07-16 2020-07-16 エンジン装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11401885B2 (ja)
JP (1) JP7310740B2 (ja)
CN (1) CN113944559B (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014141918A (ja) 2013-01-23 2014-08-07 Mazda Motor Corp 火花点火式多気筒エンジンの始動装置
WO2016194184A1 (ja) 2015-06-03 2016-12-08 日産自動車株式会社 内燃機関制御装置及び内燃機関制御方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2748686B2 (ja) * 1990-11-16 1998-05-13 トヨタ自動車株式会社 筒内直接噴射式火花点火機関
US5483017A (en) * 1994-11-07 1996-01-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy High temperature thermosets and ceramics derived from linear carborane-(siloxane or silane)-acetylene copolymers
US5482017A (en) * 1995-02-03 1996-01-09 Ford Motor Company Reduction of cold-start emissions and catalyst warm-up time with direct fuel injection
JP3052856B2 (ja) * 1996-10-24 2000-06-19 三菱自動車工業株式会社 排気昇温装置
JP3590239B2 (ja) * 1997-09-02 2004-11-17 株式会社日立ユニシアオートモティブ 直噴ガソリンエンジンの燃料噴射制御装置
US7096853B2 (en) * 2004-01-28 2006-08-29 Nissan Motor Co., Ltd. Direct fuel injection/spark ignition engine control device
EP1643107B1 (en) * 2004-09-30 2010-10-27 Nissan Motor Co., Ltd. Combustion control method and apparatus for a direct injection spark ignition internal combustion engine
JP4643967B2 (ja) * 2004-10-15 2011-03-02 日産自動車株式会社 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置
JP2006299997A (ja) * 2005-04-22 2006-11-02 Toyota Motor Corp 内燃機関の始動装置
US7219649B2 (en) * 2005-08-10 2007-05-22 Caterpillar Inc Engine system and method of operating same over multiple engine load ranges
US7484498B2 (en) * 2006-03-31 2009-02-03 Mazda Motor Corporation Spark-ignition gasoline engine
US7418946B2 (en) * 2006-07-25 2008-09-02 Nissan Motor Co., Ltd. Engine start control apparatus and method
JP2008025535A (ja) * 2006-07-25 2008-02-07 Nissan Motor Co Ltd 直噴式火花点火エンジンの制御方法及び制御装置
JP4926917B2 (ja) * 2007-11-12 2012-05-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 エンジン制御装置
WO2013014797A1 (ja) * 2011-07-28 2013-01-31 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両のエンジン停止制御装置
US9683513B2 (en) * 2014-12-01 2017-06-20 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for learning variability of a direct fuel injector
JP6311629B2 (ja) * 2015-03-11 2018-04-18 トヨタ自動車株式会社 多気筒内燃機関の制御装置
JP2018131948A (ja) 2017-02-14 2018-08-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2020186717A (ja) * 2019-05-17 2020-11-19 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014141918A (ja) 2013-01-23 2014-08-07 Mazda Motor Corp 火花点火式多気筒エンジンの始動装置
WO2016194184A1 (ja) 2015-06-03 2016-12-08 日産自動車株式会社 内燃機関制御装置及び内燃機関制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113944559B (zh) 2023-12-01
JP2022018674A (ja) 2022-01-27
US11401885B2 (en) 2022-08-02
CN113944559A (zh) 2022-01-18
US20220018305A1 (en) 2022-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6340016B1 (en) Starting device and control method thereof for direct-injection internal combustion engine
US6845749B2 (en) Start-up control device for engine
JP4424153B2 (ja) 内燃機関装置および内燃機関の停止位置推定方法並びに内燃機関の制御方法
JP3815006B2 (ja) 内燃機関の制御装置
WO2006054734A1 (en) Internal combustion engine stop method
JP4371047B2 (ja) 内燃機関装置および内燃機関の制御方法
JP6589892B2 (ja) エンジン装置
JP3661762B2 (ja) 筒内噴射型内燃機関の始動装置
JP4453536B2 (ja) 駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置の制御方法
US6568371B2 (en) Fuel injection control for internal combustion engine
JP7310740B2 (ja) エンジン装置
US11512658B2 (en) Engine device
CN106481474A (zh) 用于内燃发动机的控制装置
JP7424196B2 (ja) エンジン装置
JP7363667B2 (ja) エンジン装置
JP7428066B2 (ja) エンジン装置
JP6841119B2 (ja) エンジンの制御装置
JP2023023060A (ja) エンジン装置
JP2023016197A (ja) エンジン装置
JP2023013448A (ja) エンジン装置
JP7283450B2 (ja) エンジン装置
JP2022010427A (ja) エンジン装置
JP2022007804A (ja) エンジン装置
JP4324789B2 (ja) 筒内噴射型内燃機関の始動装置
JP2024021123A (ja) エンジン装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230425

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230523

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230606

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230619

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7310740

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151