JPH08158910A - Fuel injection timing control device for internal combustion engine - Google Patents
Fuel injection timing control device for internal combustion engineInfo
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の運転負荷が
低負荷である場合には非同期噴射を行い、高負荷である
場合には同期噴射を行う燃料噴射時期制御装置に関し、
さらに詳細には、運転負荷状況に応じて吸気バルブ、排
気バルブの開閉タイミング（バルブタイミング）を制御
する可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関に好適
な内燃機関の燃料噴射時期制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection timing control device for performing asynchronous injection when the operating load of an internal combustion engine is low and performing synchronous injection when the operating load is high,
More specifically, the present invention relates to a fuel injection timing control device for an internal combustion engine, which is suitable for an internal combustion engine that includes a variable valve timing mechanism that controls the opening / closing timing (valve timing) of an intake valve and an exhaust valve according to operating load conditions.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、エンジンにおいては、吸気マ
ニホールドに配設されているインジェクタによって、吸
気行程の前に燃料の噴射を行う、いわゆる、吸気非同期
噴射が一般的に行われている。この吸気非同期噴射によ
れば、インジェクタから噴射された燃料が、熱を有する
吸気マニホールド、または吸気バルブと接触することに
より、燃料の気化が促進され、燃焼効率が向上するとい
う利点があった。2. Description of the Related Art Conventionally, in an engine, so-called intake asynchronous injection is generally performed in which fuel is injected before an intake stroke by an injector provided in an intake manifold. The intake asynchronous injection has an advantage that fuel injected from the injector comes into contact with the intake manifold or the intake valve having heat, so that vaporization of the fuel is promoted and combustion efficiency is improved.
【０００３】ところが、エンジンの運転状態が高負荷状
態にある場合には、燃料噴射量が増大するため、吸気マ
ニホールド等に接触した燃料の全てが気化されず、吸気
マニホールド等に付着してしまう。また、高負荷状態に
おいては、吸気通路を介して燃焼室に供給される燃焼用
空気量も増大する。したがって、エンジンの運転状態に
適した所定量の燃料が燃焼室内に供給されないこととな
り、燃焼室における空燃比がリーン化され、燃焼効率が
悪化してしまうという問題があった。However, when the engine is operating under a high load, the fuel injection amount increases, so that all of the fuel that has come into contact with the intake manifold or the like is not vaporized and adheres to the intake manifold or the like. Further, in the high load state, the amount of combustion air supplied to the combustion chamber via the intake passage also increases. Therefore, a predetermined amount of fuel suitable for the operating state of the engine is not supplied to the combustion chamber, the air-fuel ratio in the combustion chamber becomes lean, and the combustion efficiency deteriorates.
【０００４】かかる問題を解決するため、エンジンの運
転状態が高負荷状態にある場合には、燃料の噴射時期を
吸気行程中とした、いわゆる吸気同期噴射を実行する燃
料噴射時期制御装置が特開平５−２３１２２２号公報に
開示されている。In order to solve such a problem, there is provided a fuel injection timing control device for executing so-called intake synchronous injection in which the fuel injection timing is set during the intake stroke when the engine is operating under a high load condition. No. 5,231,222.
【０００５】この燃料噴射時期制御装置によれば、エン
ジンの運転状態が高負荷状態にあり、燃料噴射量が増大
したとしても、噴射された燃料がすぐさま燃焼室内に供
給される。したがって、気化されなかった燃料が吸気マ
ニホールド等に付着し、エンジンの運転状態に応じた所
定量の燃料が燃焼室内に供給されないことに起因する燃
焼室内における空燃比のリーン化を抑制することができ
る。According to this fuel injection timing control device, the injected fuel is immediately supplied to the combustion chamber even when the engine is operating under high load and the fuel injection amount increases. Therefore, it is possible to suppress leaning of the air-fuel ratio in the combustion chamber due to the unvaporized fuel adhering to the intake manifold or the like, and a predetermined amount of fuel corresponding to the operating state of the engine not being supplied into the combustion chamber. .
【０００６】また、燃焼室内において燃料の気化が促進
されるため、燃料の気化に伴う気化潜熱によって燃焼室
内における燃焼用空気の温度が下げられる。この結果、
充填効率が高くなり、燃焼効率を向上させることができ
るとともに、ノッキングの発生を抑制することができる
という利点を有している。Further, since the vaporization of the fuel is promoted in the combustion chamber, the temperature of the combustion air in the combustion chamber is lowered by the latent heat of vaporization accompanying the vaporization of the fuel. As a result,
This has the advantages that the charging efficiency becomes high, the combustion efficiency can be improved, and the occurrence of knocking can be suppressed.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開平５−２３１２２２号公報に開示されている燃料
噴射時期制御装置を、エンジンの運転状態に応じてバル
ブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構（Ｖ
ＶＴ）を備えたエンジンに適用した場合には、上記効果
を得難いという問題があった。ここで、可変バルブタイ
ミング機構は、エンジンが高負荷状態にある場合に、吸
気バルブ又は排気バルブのいずれか一方、あるいは、吸
気バルブ及び排気バルブ双方の開弁時期を変更すること
により、吸気バルブと排気バルブが共に開弁している状
態（バルブオーバラップ）の期間を長くするための機構
である。However, the fuel injection timing control device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-231222 described above uses a variable valve timing mechanism (V which changes the valve timing according to the operating state of the engine).
When applied to an engine equipped with VT), there is a problem that it is difficult to obtain the above effect. Here, the variable valve timing mechanism changes the valve opening timing of either the intake valve or the exhaust valve or both the intake valve and the exhaust valve when the engine is in a high load state, so that This is a mechanism for lengthening the period in which the exhaust valves are both open (valve overlap).
【０００８】上記効果を得難い理由について図６に示す
タイムチャートを参照して説明する。ここに、図６は吸
気バルブの開弁時期を進角させてバルブオーバラップ期
間を長くする可変バルブタイミング機構を備えたエンジ
ンにおける吸気バルブ、排気バルブの開弁時期と、燃料
噴射モードを吸気非同期噴射制御から吸気同期噴射制御
に切り換える時期との関係を示すタイムチャートであ
る。The reason why it is difficult to obtain the above effect will be described with reference to the time chart shown in FIG. Here, FIG. 6 shows intake valve and exhaust valve opening timings in an engine equipped with a variable valve timing mechanism that advances the intake valve opening timing to lengthen the valve overlap period, and the fuel injection mode with the intake asynchronous. 6 is a time chart showing a relationship with a timing at which the injection control is switched to the intake synchronous injection control.
【０００９】可変バルブタイミング機構を備えたエンジ
ンでは、高負荷状態下においては、吸気バルブの開弁開
始時期が左側にずれるため、吸気バルブと排気バルブと
が同時に開弁する期間が長くなる。したがって、吸気同
期噴射が行われる期間とバルブオーバラップ期間とが重
なることとなる。この結果、エンジンの負荷状態が低負
荷状態から高負荷状態に切り換わる過渡期には、吸気マ
ニホールド内において燃焼室へ向けてインジェクタから
噴射された燃料が、一時的に吸気マニホールドに吹き返
されてしまい、吸気マニホールドの内壁に付着してしま
うという問題が生じた。In an engine equipped with a variable valve timing mechanism, the opening timing of the intake valve shifts to the left side under a high load condition, so that the intake valve and the exhaust valve simultaneously open for a longer period. Therefore, the period in which the intake synchronous injection is performed and the valve overlap period overlap. As a result, during the transition period when the load state of the engine switches from the low load state to the high load state, the fuel injected from the injector toward the combustion chamber in the intake manifold is temporarily blown back to the intake manifold. However, there is a problem that it adheres to the inner wall of the intake manifold.
【００１０】すなわち、バルブオーバラップ期間が長く
なるようバルブタイミングが変更された過渡期には、バ
ルブオーバラップ期間の長期化による吸気慣性効果が未
だ得られず、排気マニホールド内に存在する直前の排気
行程における既燃焼ガス（排ガス）が燃焼室に還流され
てしまう。この結果、燃焼室圧力が吸気マニホールド側
圧力より高くなり、燃焼室内の既燃焼ガスが、吸気マニ
ホールドへ吹き返されてしまうのである。なお、エンジ
ンの負荷状態が低負荷状態から高負荷状態に切り換わ
り、相当時間経過した後は、吸気マニホールドから排気
マニホールドにかけて吸気慣性効果が生じるので、燃焼
室内の既燃焼ガスが吸気マニホールドへ吹き返される量
は少なくなる。That is, during the transitional period when the valve timing is changed so that the valve overlap period becomes longer, the intake inertia effect due to the lengthening of the valve overlap period cannot be obtained yet, and the exhaust gas just before it exists in the exhaust manifold is exhausted. The burnt gas (exhaust gas) in the process is returned to the combustion chamber. As a result, the pressure in the combustion chamber becomes higher than the pressure on the intake manifold side, and the burnt gas in the combustion chamber is blown back to the intake manifold. It should be noted that, after the engine load state is switched from the low load state to the high load state and a considerable time has elapsed, an intake inertia effect is produced from the intake manifold to the exhaust manifold, so that the burnt gas in the combustion chamber is blown back to the intake manifold. The quantity will be smaller.
【００１１】ここで、吸気マニホールド内に吹き返され
た燃料は、吸気行程への移行に伴って燃焼室に供給され
る（戻される）が、吸気マニホールドの内壁に付着した
燃料は燃焼室に供給されないので、インジェクタから噴
射された所定量の燃料を燃焼室に供給することができな
いという問題があった。[0011] Here, the fuel blown back into the intake manifold is supplied (returned) to the combustion chamber with the transition to the intake stroke, but the fuel adhering to the inner wall of the intake manifold is not supplied to the combustion chamber. Therefore, there is a problem that a predetermined amount of fuel injected from the injector cannot be supplied to the combustion chamber.
【００１２】したがって、燃焼室内における混合気の空
燃比はリーン化してしまい、所望の運転状態を実現する
ために必要な空燃比が得られなくなり、エンジンの燃焼
効率が悪化するとともに、排気エミッションやドライバ
ビリティに悪影響を与えるおそれがあった。Therefore, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber becomes lean, and the air-fuel ratio necessary for realizing the desired operating condition cannot be obtained, the combustion efficiency of the engine is deteriorated, and the exhaust emission and driver are also reduced. There was a possibility that the ability would be adversely affected.
【００１３】本発明は、前記従来の問題点を解消するた
めになされたものであり、エンジンの負荷状態が低負荷
状態から高負荷状態切り換わる過渡期においても、所定
量の燃料を燃焼室に供給し、所望の空燃比を実現するこ
とを目的とする。また、エンジンの全ての負荷領域にお
いて、常に安定し、効率の良い燃焼を行うことができる
内燃機関の燃料噴射時期制御装置を提供することを目的
とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and a predetermined amount of fuel is supplied to the combustion chamber even in the transition period when the load state of the engine is switched from the low load state to the high load state. The purpose is to supply and achieve a desired air-fuel ratio. Another object of the present invention is to provide a fuel injection timing control device for an internal combustion engine, which is capable of stable combustion and efficient combustion in all load regions of the engine.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１の発明に係る内燃機関の燃料噴射時期制御装置
は、内燃機関の回転に同期して所定のタイミングで駆動
され、燃焼室に通じる吸気通路及び排気通路をそれぞれ
開閉する吸気バルブ及び排気バルブと、前記吸気通路に
燃料を噴射することにより前記燃焼室に燃料を供給する
燃料噴射手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運
転状態検出手段と、その運転状態検出手段によって検出
された運転状態データに基づいて内燃機関の負荷状態が
高負荷状態にあるか否かを判断する負荷状態判断手段
と、前記運転状態検出手段によって検出された運転状態
データに基づいて内燃機関の負荷状態が低負荷状態から
高負荷状態に切り換わる過渡期にある否かを判断する負
荷切換判断手段と、前記吸気バルブ又は前記排気バルブ
のうち少なくともいずれか一方のバルブタイミングを変
更する可変バルブタイミング機構と、前記負荷状態判断
手段によって内燃機関の負荷状態が高負荷状態にあると
判断された場合には、前記吸気バルブと前記排気バルブ
とが同時に開弁する期間を長くするよう前記可変バルブ
タイミング機構を制御するバルブタイミング制御手段
と、前記負荷状態判断手段によって内燃機関の負荷状態
が高負荷状態にないと判断された場合には、燃料の噴射
を吸気行程が開始される前に行う吸気非同期噴射モード
に切り換え、前記負荷状態判断手段によって内燃機関の
負荷状態が高負荷状態にあると判断された場合には、燃
料の噴射を吸気行程中に行う吸気同期噴射モードに切り
換える第１燃料噴射モード切換手段と、その燃料噴射モ
ード切換手段によって切り換えられた燃料噴射モードに
基づいて前記燃料噴射手段を制御する噴射制御手段と、
前記負荷切換判断手段によって内燃機関の負荷状態が低
負荷状態から高負荷状態に切り換わる過渡期にあると判
断された場合には、前記燃料噴射手段から噴射される燃
料噴射量を所定期間だけ増量する燃料噴射量増量手段と
を構成として備えたことを特徴とする。In order to achieve the above object, a fuel injection timing control system for an internal combustion engine according to the invention of claim 1 is driven at a predetermined timing in synchronization with the rotation of the internal combustion engine and is installed in a combustion chamber. An intake valve and an exhaust valve that open and close an intake passage and an exhaust passage that communicate with each other, a fuel injection unit that supplies fuel to the combustion chamber by injecting fuel into the intake passage, and an operation that detects an operating state of the internal combustion engine. State detecting means, load state determining means for determining whether the load state of the internal combustion engine is in a high load state based on the operating state data detected by the operating state detecting means, and detected by the operating state detecting means Load switching determination means for determining whether or not the load state of the internal combustion engine is in the transition period in which the load state switches from the low load state to the high load state based on the operating state data, In the case where the variable valve timing mechanism for changing the valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve, and the load state determination means determines that the load state of the internal combustion engine is in a high load state, If the load state of the internal combustion engine is not in the high load state by the valve timing control means for controlling the variable valve timing mechanism so as to lengthen the period in which the intake valve and the exhaust valve are simultaneously opened, If it is determined, the fuel injection is switched to the intake asynchronous injection mode that is performed before the intake stroke is started, and if the load state determination means determines that the load state of the internal combustion engine is in the high load state. Is a first fuel injection mode switching means for switching to an intake synchronous injection mode in which fuel injection is performed during an intake stroke, And injection control means for controlling the fuel injection means based on the fuel injection mode is switched by the fuel injection mode switching means,
When it is determined by the load switching determination means that the load state of the internal combustion engine is in a transitional period in which the load state is switched from the low load state to the high load state, the fuel injection amount injected from the fuel injection means is increased by a predetermined period. And a fuel injection amount increasing means for controlling the fuel injection amount.
【００１５】また、請求項２の発明に係る内燃機関の燃
料噴射時期制御装置は、前記第１燃料噴射モード切換手
段に代えて、前記負荷状態判断手段によって内燃機関の
負荷状態が高負荷状態にないと判断された場合には、燃
料の噴射を吸気行程が開始される前に行う吸気非同期噴
射モードに切り換え、前記負荷状態判断手段によって内
燃機関の負荷状態が高負荷状態にあると判断された場合
には、前記負荷切換判断手段によって内燃機関の負荷状
態が低負荷状態から高負荷状態に切り換わる過渡期にな
いと判断された後、燃料の噴射を吸気行程中に行う吸気
同期噴射モードに切り換える第２燃料噴射モード切換手
段を構成として備えたことを特徴とする。Further, in the fuel injection timing control system for the internal combustion engine according to the invention of claim 2, instead of the first fuel injection mode switching means, the load state judging means changes the load state of the internal combustion engine to a high load state. If it is determined that the internal combustion engine is not in the intake asynchronous injection mode, the fuel injection is performed before the intake stroke is started, and the load state determination means determines that the load state of the internal combustion engine is in the high load state. In this case, after the load switching determination means determines that the load state of the internal combustion engine is not in the transitional period in which the load state is switched from the low load state to the high load state, the fuel injection is performed in the intake synchronous injection mode during the intake stroke. A second fuel injection mode switching means for switching is provided as a configuration.
【００１６】さらに、請求項３の発明に係る内燃機関の
燃料噴射時期制御装置は、請求項２の発明が備える構成
において、前記運転状態検出手段は、前記吸気通路内に
おける吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段を含み、前
記負荷切換判断手段は、前記吸気圧力検出手段により検
出された吸気圧力と、予め設定されている基準値との差
が所定値より小さくなるまで内燃機関の負荷状態が低負
荷状態から高負荷状態に切り換わる過渡期にあると判断
することを特徴とする。Further, in a fuel injection timing control device for an internal combustion engine according to a third aspect of the present invention, in the configuration provided by the second aspect of the invention, the operating state detecting means is an intake air detecting means for detecting an intake pressure in the intake passage. The load switching determination means includes a pressure detection means, and the load state of the internal combustion engine is low until the difference between the intake pressure detected by the intake pressure detection means and a preset reference value becomes smaller than a predetermined value. It is characterized in that it is judged to be in a transitional period in which the load state is switched to the high load state.
【００１７】[0017]
【作用】上記構成を備えた請求項１の発明に係る内燃機
関の燃料噴射時期制御装置では、負荷状態判断手段は、
運転状態検出手段によって検出された運転状態データに
基づいて、内燃機関の負荷状態が高負荷状態にあるか否
かを判断する。そして、負荷状態判断手段によって内燃
機関の負荷状態が高負荷状態にないと判断された場合に
は、第１燃料噴射モード切換手段は燃料噴射モードを吸
気非同期噴射モードに切り換える。In the fuel injection timing control system for an internal combustion engine according to the invention of claim 1 having the above-mentioned structure, the load state judging means is
Based on the operating state data detected by the operating state detecting means, it is determined whether or not the load state of the internal combustion engine is the high load state. Then, when the load state determination means determines that the load state of the internal combustion engine is not the high load state, the first fuel injection mode switching means switches the fuel injection mode to the intake asynchronous injection mode.
【００１８】そして、噴射制御手段は、吸気非同期噴射
モードに基づき燃料噴射手段を制御し、燃料噴射手段
は、吸気バルブが開弁するとともに、シリンダ内のピス
トンが吸気上死点から吸気下死点に移動する吸気行程が
開始される前に、吸気通路に燃料を噴射する。この結
果、吸気通路において所定空燃比を有する混合気が形成
され、混合気は、吸気行程の始まりとともに燃焼室に順
次吸入されていく。The injection control means controls the fuel injection means based on the intake asynchronous injection mode. The fuel injection means opens the intake valve and causes the piston in the cylinder to move from the intake top dead center to the intake bottom dead center. Fuel is injected into the intake passage before the intake stroke, which moves to, is started. As a result, an air-fuel mixture having a predetermined air-fuel ratio is formed in the intake passage, and the air-fuel mixture is sequentially sucked into the combustion chamber at the beginning of the intake stroke.
【００１９】一方、負荷状態判断手段によって内燃機関
の負荷状態が高負荷状態にあると判断された場合には、
バルブタイミング制御手段は、吸気バルブと排気バルブ
とが同時に開弁する期間を長くするよう可変バルブタイ
ミング機構を制御する。そして、可変バルブタイミング
機構は、吸気バルブ又は排気バルブの少なくともいずれ
か一方のバルブタイミングを変更することによって、吸
気バルブと排気バルブとを同時に長く開弁させる。On the other hand, when the load condition judging means judges that the load condition of the internal combustion engine is in the high load condition,
The valve timing control means controls the variable valve timing mechanism so as to lengthen a period in which the intake valve and the exhaust valve are simultaneously opened. The variable valve timing mechanism changes the valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve to simultaneously open the intake valve and the exhaust valve for a long time.
【００２０】また、負荷状態判断手段によって内燃機関
の負荷状態が高負荷状態にあると判断された場合には、
第１燃料噴射モード切換手段は燃料噴射モードを吸気同
期噴射モードに切り換える。Further, when the load condition judging means judges that the load condition of the internal combustion engine is in the high load condition,
The first fuel injection mode switching means switches the fuel injection mode to the intake synchronous injection mode.
【００２１】さらに、負荷切換判断手段によって内燃機
関の負荷状態が低負荷状態から高負荷状態に切り換わる
過渡期にあると判断された場合には、燃料噴射量増量手
段は、燃料噴射手段から吸気通路へ向けて噴射する燃料
噴射量を所定期間だけ増量する。そして、噴射制御手段
は、吸気同期噴射モードに基づき燃料噴射手段を制御
し、燃料噴射手段は、吸気バルブが開弁するとともに、
シリンダ内のピストンが吸気上死点から吸気下死点に移
動する吸気行程の途中において、吸気通路に向けて所定
量増量された燃料を噴射する。Further, when it is determined by the load switching determination means that the load state of the internal combustion engine is in the transitional period in which the load state is switched from the low load state to the high load state, the fuel injection amount increasing means causes the fuel injection amount to increase from the intake air. The fuel injection amount injected toward the passage is increased for a predetermined period. The injection control means controls the fuel injection means based on the intake synchronous injection mode, and the fuel injection means opens the intake valve and
During the intake stroke in which the piston in the cylinder moves from the intake top dead center to the intake bottom dead center, the fuel increased in amount by a predetermined amount is injected toward the intake passage.
【００２２】ここで、可変バルブタイミング機構によっ
て、吸気バルブと排気バルブとが同時に開弁されている
時間が長くとられると、燃焼室内には先の排気行程にお
いて排気通路に排出された排ガスが還流され、燃焼室内
の圧力が吸気通路の圧力よりも高くなる。この現象は特
に、内燃機関の負荷状態が低負荷状態から高負荷状態に
切り換わる過渡期に顕著に現れ、燃料噴射手段によって
吸気通路に噴射された燃料の一部が、燃焼室内に供給さ
れることなく吹き返されて吸気通路の壁面等に付着す
る。Here, when the intake valve and the exhaust valve are simultaneously opened by the variable valve timing mechanism for a long time, the exhaust gas discharged into the exhaust passage in the previous exhaust stroke is recirculated into the combustion chamber. As a result, the pressure in the combustion chamber becomes higher than the pressure in the intake passage. This phenomenon is particularly prominent in the transition period when the load state of the internal combustion engine is switched from the low load state to the high load state, and a part of the fuel injected into the intake passage by the fuel injection means is supplied into the combustion chamber. Without being blown back, it adheres to the wall surface of the intake passage.
【００２３】ところが、請求項１の発明では、内燃機関
の負荷状態が低負荷状態から高負荷状態に切り換わる過
渡期においては、燃料噴射手段から噴射される噴射燃料
量が所定期間だけ増量されるので、噴射された燃料の一
部が吹き返されても必要な燃料量が燃焼室内に供給され
る。この結果、燃焼室内における混合気の空燃比がリー
ン化することはない。However, according to the first aspect of the invention, in the transition period in which the load state of the internal combustion engine switches from the low load state to the high load state, the amount of fuel injected from the fuel injection means is increased by a predetermined period. Therefore, even if part of the injected fuel is blown back, the required amount of fuel is supplied to the combustion chamber. As a result, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber does not become lean.
【００２４】また、請求項２の発明に係る内燃機関の燃
料噴射時期制御装置では、請求項１の構成要素である第
１燃料噴射モード切換手段に代えて、第２燃料噴射モー
ド切換手段を備えている。この第２燃料噴射モード切換
手段は、負荷状態判断手段によって内燃機関の負荷状態
が高負荷状態にないと判断された場合には、燃料噴射モ
ードを吸気非同期噴射モードに切り換える。そして、こ
れを受けた噴射制御手段は、吸気非同期噴射モードに基
づき燃料噴射手段を制御する。Further, in the fuel injection timing control device for the internal combustion engine according to the invention of claim 2, a second fuel injection mode switching means is provided in place of the first fuel injection mode switching means which is a constituent element of claim 1. ing. The second fuel injection mode switching means switches the fuel injection mode to the intake asynchronous injection mode when the load state determination means determines that the load state of the internal combustion engine is not the high load state. Then, the injection control means that has received this controls the fuel injection means based on the intake asynchronous injection mode.
【００２５】一方、負荷状態判断手段によって、内燃機
関の負荷状態が高負荷状態にあると判断された場合に
は、バルブタイミング制御手段は、吸気バルブと排気バ
ルブとが同時に開弁する期間を長くするよう可変バルブ
タイミング機構を制御する。また、負荷状態判断手段に
よって内燃機関の負荷状態が高負荷状態にあると判断さ
れた場合には、第２燃料噴射モード切換手段は、燃料噴
射モードを吸気同期噴射モードに切り換える。しかしな
がら、負荷切換判断手段によって、内燃機関の負荷状態
が低負荷状態から高負荷状態に切り換わる過渡期にある
と判断された場合には、過渡期にないと判断されるま
で、吸気非同期噴射モードから吸気同期モードへの燃料
噴射モードの切り換えが遅延される。On the other hand, when the load state determining means determines that the load state of the internal combustion engine is in the high load state, the valve timing control means extends the period in which the intake valve and the exhaust valve are simultaneously opened. The variable valve timing mechanism is controlled to do so. Further, when the load state determination means determines that the load state of the internal combustion engine is in the high load state, the second fuel injection mode switching means switches the fuel injection mode to the intake synchronous injection mode. However, when the load switching determination means determines that the load state of the internal combustion engine is in the transition period in which the load state switches from the low load state to the high load state, the intake asynchronous injection mode is continued until it is determined that the load state of the internal combustion engine is not in the transition period. The switching of the fuel injection mode from the to the intake synchronization mode is delayed.
【００２６】したがって、噴射制御手段が、吸気同期噴
射モードに基づいて燃料噴射手段を制御し、燃料噴射手
段が吸気通路に向けて燃料を噴射する際には、内燃機関
の負荷状態は安定しており、吸気の流れは安定してい
る。この結果、吸気通路に噴射された燃料は、燃焼室か
らの吹き返しによって吸気通路の壁面に付着することが
なく、所定量の燃料が燃焼室内に供給されるので、燃焼
室内における混合気の空燃比がリーン化することはな
い。Therefore, when the injection control means controls the fuel injection means based on the intake synchronous injection mode, and the fuel injection means injects fuel toward the intake passage, the load condition of the internal combustion engine is stable. And the flow of intake air is stable. As a result, the fuel injected into the intake passage does not adhere to the wall surface of the intake passage by being blown back from the combustion chamber, and a predetermined amount of fuel is supplied to the combustion chamber, so the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber is increased. Does not become lean.
【００２７】さらに、請求項３の発明に係る内燃機関の
燃料噴射時期制御装置では、運転状態検出手段は、吸気
圧力検出手段を含んでおり、吸気圧力検出手段は、吸気
通路内における吸気圧力を検出する。そして、負荷切換
判断手段は、吸気圧力検出手段によって検出された吸気
圧力と、予め設定されている基準値との差が所定値より
小さくなるまで内燃機関の負荷状態が低負荷状態から高
負荷状態に切り換わる過渡期にあると判断する。Further, in the fuel injection timing control system for the internal combustion engine according to the third aspect of the invention, the operating state detecting means includes the intake pressure detecting means, and the intake pressure detecting means detects the intake pressure in the intake passage. To detect. Then, the load switching determination means changes the load state of the internal combustion engine from the low load state to the high load state until the difference between the intake pressure detected by the intake pressure detection means and the preset reference value becomes smaller than a predetermined value. It is judged that it is in a transitional period when it switches to.
【００２８】したがって、第２燃料噴射モード切換手段
が燃料噴射モードを吸気同期噴射モードに切り換え、噴
射制御手段が燃料噴射手段を制御して、燃料噴射手段が
吸気通路に向けて燃料を噴射する際には、吸気通路内の
圧力は所定値以下となっており、吸気の流れは安定して
いる。この結果、吸気通路に噴射された燃料は、燃焼室
からの吹き返しによって吸気通路の壁面に付着すること
がなく、所定量の燃料が燃焼室内に供給されるので、燃
焼室内における混合気の空燃比がリーン化することはな
い。Therefore, when the second fuel injection mode switching means switches the fuel injection mode to the intake synchronous injection mode, the injection control means controls the fuel injection means, and the fuel injection means injects fuel toward the intake passage. In addition, the pressure in the intake passage is below a predetermined value, and the flow of intake air is stable. As a result, the fuel injected into the intake passage does not adhere to the wall surface of the intake passage by being blown back from the combustion chamber, and a predetermined amount of fuel is supplied to the combustion chamber, so the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber is increased. Does not become lean.
【００２９】[0029]
【実施例】以下、本発明を内燃機関の燃料噴射時期制御
装置に具体化したいくつかの実施例について図面を参照
して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Several embodiments in which the present invention is embodied in a fuel injection timing control system for an internal combustion engine will be described below with reference to the drawings.
【００３０】先ず、第１実施例に係る内燃機関の燃料噴
射時期制御装置ＦＤ１の全体構成について図１を参照し
て説明する。ここに、図１は第１実施例に係る内燃機関
の燃料噴射時期制御装置ＦＤ１を含むガソリンエンジン
システムを示す概略構成図である。First, the overall configuration of the fuel injection timing control device FD1 for an internal combustion engine according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a gasoline engine system including a fuel injection timing control device FD1 for an internal combustion engine according to the first embodiment.
【００３１】内燃機関としてのエンジン１は、複数のシ
リンダが形成されているシリンダブロック２と、シリン
ダブロック２上部に連結されるシリンダヘッド３と、シ
リンダブロック２の各シリンダ内を上下に往復移動する
ピストン４とを備えている。そして、ピストン４の下端
部はクランク軸５に連結されており、ピストン４が上下
動することによりクランク軸５が回転させられる。An engine 1 as an internal combustion engine reciprocates up and down in a cylinder block 2 having a plurality of cylinders, a cylinder head 3 connected to the upper portion of the cylinder block 2, and each cylinder of the cylinder block 2. And a piston 4. The lower end portion of the piston 4 is connected to the crankshaft 5, and the crankshaft 5 is rotated by vertically moving the piston 4.
【００３２】また、各シリンダブロック２、及びシリン
ダヘッド３の内壁と、ピストン４の頂部とに区画形成さ
れた空間は、混合気を燃焼させるための燃焼室６として
機能し、シリンダヘッド３頂部には、混合気に点火する
ための点火プラグ７が、燃焼室６に突出するように配設
されている。そして、各点火プラグ７は、プラグコード
等（図示しない）を介してディストリビュータ８に接続
されており、イグナイタ９から出力された高電圧は、デ
ィストリビュータ８によって、クランク角度に同期して
各点火プラグ７に分配される。A space defined by the inner wall of each cylinder block 2 and the cylinder head 3 and the top of the piston 4 functions as a combustion chamber 6 for burning the air-fuel mixture, and the space above the top of the cylinder head 3. A spark plug 7 for igniting the air-fuel mixture is arranged so as to project into the combustion chamber 6. Each spark plug 7 is connected to a distributor 8 via a plug cord or the like (not shown), and the high voltage output from the igniter 9 is synchronized by the distributor 8 with each spark plug 7 in synchronization with the crank angle. Will be distributed to.
【００３３】さらに、ディストリビュータ８には、排気
側カムシャフト１０に連結され、クランク軸５の回転に
同期して回転するロータ（図示しない）が内蔵されてお
り、またエンジン回転数センサ６０が配設されている。
そして、エンジン回転数センサ６０がロータの回転数を
検出することにより、クランク軸５の回転数（エンジン
回転数ＮＥ）が検出されることとなる。Further, the distributor 8 has a built-in rotor (not shown) which is connected to the exhaust side camshaft 10 and rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft 5, and an engine speed sensor 60 is provided. Has been done.
The engine rotation speed sensor 60 detects the rotation speed of the rotor, so that the rotation speed of the crankshaft 5 (engine rotation speed NE) is detected.
【００３４】シリンダブロック２には、冷却水通路を流
れる冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出するための
水温センサ６１が配設されている。シリンダヘッド３
は、吸気ポート１１、及び排気ポート１２を有してお
り、吸気ポート１１には吸気通路１３が接続されてお
り、排気ポート１２には排気通路１２が接続されてい
る。また、シリンダヘッド３の吸気ポート１１には、吸
気バルブ１５が配設され、排気ポート１２には排気バル
ブ１６が配設されている。The cylinder block 2 is provided with a water temperature sensor 61 for detecting the temperature (cooling water temperature) THW of the cooling water flowing through the cooling water passage. Cylinder head 3
Has an intake port 11 and an exhaust port 12, an intake passage 13 is connected to the intake port 11, and an exhaust passage 12 is connected to the exhaust port 12. An intake valve 15 is provided in the intake port 11 of the cylinder head 3, and an exhaust valve 16 is provided in the exhaust port 12.
【００３５】そして、吸気バルブ１５の上方には、吸気
バルブ１５を開閉駆動するための吸気側カムシャフト１
７が配置され、排気バルブ１６の上方には、排気バルブ
１６を開閉駆動するための排気側カムシャフト１０が配
置されている。また、各カムシャフト１０、１７の一端
には、吸気側タイミングプーリ１８、排気側タイミング
プーリ１９が装着されており、各タイミングプーリ１
８、１９は、タイミングベルト２０を介して、クランク
軸５に連結されている。Above the intake valve 15, the intake side camshaft 1 for opening and closing the intake valve 15 is provided.
7 is arranged, and an exhaust side camshaft 10 for driving the exhaust valve 16 to open and close is arranged above the exhaust valve 16. An intake side timing pulley 18 and an exhaust side timing pulley 19 are attached to one end of each of the camshafts 10 and 17.
The reference numerals 8 and 19 are connected to the crankshaft 5 via a timing belt 20.
【００３６】したがって、エンジン１作動時にはクラン
ク軸５からタイミングベルト２０及び各タイミングプー
リ１８、１９を介して各カムシャフト１０、１７に回転
駆動力が伝達され、各カムシャフト１０、１７が回転す
ることにより吸気バルブ１５、及び排気バルブ１６が開
閉駆動される。これら各バルブ１５、１６は、クランク
軸５の回転及びピストン４の上下動に同期して、すなわ
ち吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張行程、及び排気行程
よりなるエンジン１における一連の４行程に同期して、
所定の開閉タイミングで駆動される。Therefore, when the engine 1 is operating, the rotational driving force is transmitted from the crankshaft 5 to the camshafts 10 and 17 through the timing belt 20 and the timing pulleys 18 and 19, and the camshafts 10 and 17 are rotated. Thus, the intake valve 15 and the exhaust valve 16 are opened and closed. These valves 15 and 16 are synchronized with the rotation of the crankshaft 5 and the vertical movement of the piston 4, that is, in synchronization with a series of four strokes in the engine 1 including an intake stroke, a compression stroke, an explosion / expansion stroke, and an exhaust stroke. do it,
It is driven at a predetermined opening / closing timing.
【００３７】吸気通路１３の空気取り入れ側には、エア
クリーナ２１が接続されており、吸気通路１３の途中に
は、アクセルペダルＡＰに連動して開閉されるスロット
ルバルブ２２が配設されている。そして、かかるアクセ
ルペダルＡＰが開閉されることにより、吸入空気量が調
整される。さらに、アクセルペダルＡＰの近傍には、エ
ンジン１の負荷状態が低負荷状態から高負荷状態に切り
換わったか否かを判断するために、アクセルペダルＡＰ
が大きく踏み込まれた際（アクセル開度大）にＯＮする
パワースイッチ６２が配設されている。An air cleaner 21 is connected to the air intake side of the intake passage 13, and a throttle valve 22 that is opened / closed in conjunction with the accelerator pedal AP is disposed in the middle of the intake passage 13. Then, the intake air amount is adjusted by opening and closing the accelerator pedal AP. Further, in order to determine whether the load state of the engine 1 is switched from the low load state to the high load state near the accelerator pedal AP, the accelerator pedal AP is provided.
A power switch 62 is provided which is turned on when is greatly depressed (large accelerator opening).
【００３８】そして、スロットルバルブ２２の近傍に
は、スロットル開度ＴＡを検出するスロットルセンサ６
３が配設されている。さらに、スロットルバルブ２２の
下流側には、吸気脈動を抑制するためのサージタンク２
３が形成されている。そして、サージタンク２３には、
サージタンク２３内における吸気圧力を検出する吸気圧
力センサ６４が配設されている。また、各シリンダの吸
気ポート１１近傍には、燃焼室６へ燃料を供給するため
の燃料噴射手段として、インジェクタ２４が配設されて
いる。各インジェクタ２４は、通電により開弁される電
磁弁であり、各インジェクタ２４には、燃料ポンプ（図
示しない）から圧送される燃料が供給される。A throttle sensor 6 for detecting the throttle opening TA is provided near the throttle valve 22.
3 are provided. Further, a surge tank 2 for suppressing intake pulsation is provided downstream of the throttle valve 22.
3 are formed. And, in the surge tank 23,
An intake pressure sensor 64 that detects the intake pressure in the surge tank 23 is provided. Further, an injector 24 is arranged near the intake port 11 of each cylinder as a fuel injection means for supplying fuel to the combustion chamber 6. Each injector 24 is an electromagnetic valve that is opened by energization, and each injector 24 is supplied with fuel that is pressure-fed from a fuel pump (not shown).
【００３９】したがって、エンジン１作動時には、吸気
通路１３には、エアクリーナ２１によって濾過された空
気が取り込まれ、その空気の取り込みと同時に各インジ
ェクタ２４から吸気ポート１１に向けて燃料が噴射され
る。この結果、吸気ポート１１には混合気が生成され、
混合気は、吸入行程における吸気バルブ１５の開弁にと
もなって、燃焼室６に吸入される。Therefore, when the engine 1 is operating, the air filtered by the air cleaner 21 is taken into the intake passage 13, and at the same time as the intake of the air, fuel is injected from each injector 24 toward the intake port 11. As a result, the air-fuel mixture is generated in the intake port 11,
The air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber 6 with the opening of the intake valve 15 in the intake stroke.
【００４０】排気通路１２の途中には、排ガスを浄化す
るための三元触媒を内蔵してなる触媒コンバータ２５が
配置されている。また、排気通路１２の途中には、排ガ
ス中の酸素濃度を検出する酸素センサ６５が配設されて
いる。A catalytic converter 25 containing a three-way catalyst for purifying exhaust gas is arranged in the exhaust passage 12. An oxygen sensor 65 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas is arranged in the exhaust passage 12.
【００４１】本実施例におけるガソリンエンジンシステ
ムでは、吸気バルブ１５の開閉タイミングを変更してバ
ルブオーバラップを実現するため、吸気側タイミングプ
ーリ１８に油圧により駆動される可変バルブタイミング
機構３０（以下「ＶＶＴ」という。）が配設されてい
る。このＶＶＴ３０の構成について図２を参照して説明
する。ここに、図２はＶＶＴの概略構成を示す吸気側カ
ムシャフト１７近傍の断面図である。In the gasoline engine system according to the present embodiment, the variable valve timing mechanism 30 (hereinafter referred to as "VVT") hydraulically driven by the intake side timing pulley 18 is used in order to realize the valve overlap by changing the opening / closing timing of the intake valve 15. ".) Is provided. The configuration of the VVT 30 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the intake camshaft 17 and its vicinity, showing a schematic configuration of the VVT.
【００４２】ＶＶＴ３０は、吸気側カムシャフト１７の
先端部においてタイミングプーリ１８と一体に設けられ
たハウジング３１を備えている。そして、ハウジング３
１内部には、吸気側カムシャフト１７の先端が組み込ま
れており、ハウジング３１の内周面には、ヘリカル歯が
形成されている。また、吸気側カムシャフト１７の端面
には、筒状の歯車４１がボルト４２により固定されてい
る。さらに、ハウジング３１と、歯車４１との間には、
両者を連結するリングギヤ３２が介在されている。この
リングギヤ３２の内外周面には、ヘリカル歯が形成さ
れ、ハウジング３１のヘリカル歯、及び歯車４１とそれ
ぞれ噛合されるとともに、ハウジング３１の内部におい
て吸気側カムシャフト１７の軸方向（図２において左右
方向）へ往復動自在に収容されている。The VVT 30 is provided with a housing 31 integrally provided with the timing pulley 18 at the tip of the intake side camshaft 17. And housing 3
The tip of the intake side camshaft 17 is incorporated in the inside of the housing 1, and helical teeth are formed on the inner peripheral surface of the housing 31. A cylindrical gear 41 is fixed to the end surface of the intake side camshaft 17 with a bolt 42. Furthermore, between the housing 31 and the gear 41,
A ring gear 32 that connects the two is interposed. Helical teeth are formed on the inner and outer peripheral surfaces of the ring gear 32, which mesh with the helical teeth of the housing 31 and the gear 41, respectively, and inside the housing 31, the axial direction of the intake side camshaft 17 (left and right in FIG. 2). It is housed so that it can reciprocate in any direction.
【００４３】そして、ハウジング３１が吸気側タイミン
グプーリ１８と一体に回転駆動されることにより、リン
グギヤ３２を介してカムシャフト１７が吸気側タイミン
グプーリ１８と一体的に回転駆動される。また、リング
ギヤ３２をその軸方向へ移動させて配置を変えることに
より、吸気側タイミングプーリ１８と吸気側カムシャフ
ト１７との回転方向における相対位置が変更される。The housing 31 is rotationally driven integrally with the intake side timing pulley 18, so that the camshaft 17 is rotationally driven integrally with the intake side timing pulley 18 via the ring gear 32. Further, the relative position of the intake side timing pulley 18 and the intake side camshaft 17 in the rotational direction is changed by moving the ring gear 32 in the axial direction to change the arrangement.
【００４４】リングギヤ３２を軸方向へ移動させるため
に、ハウジング３１内部におけるリングギヤ３２の両端
には、２つの油圧室３３、３４が形成されており、各油
圧室３３、３４には、吸気側カムシャフト１７等に形成
された２系統の油圧供給路３５、３６が連通されてい
る。そして、各油圧室３３、３４には、油圧ポンプ３７
によってオイルパン３８から吸い上げられた潤滑油が、
所定の圧力をもってオイルフィルタ３９を介して供給さ
れる。In order to move the ring gear 32 in the axial direction, two hydraulic chambers 33 and 34 are formed at both ends of the ring gear 32 inside the housing 31, and each of the hydraulic chambers 33 and 34 has an intake side cam. Two systems of hydraulic pressure supply passages 35 and 36 formed in the shaft 17 and the like are communicated with each other. A hydraulic pump 37 is provided in each hydraulic chamber 33, 34.
The lubricating oil sucked up from the oil pan 38 by
It is supplied through the oil filter 39 with a predetermined pressure.
【００４５】また、リングギヤ３２に隣接する各油圧室
３３、３４へ選択的に油圧を供給するため、ＶＶＴ３０
とオイルパン３８、及びオイルフィルタ３９との間にお
ける各油圧供給路３５、３６には、リニアソレノイドバ
ルブ（ＬＳＶ）４０が配設されている。このＬＳＶ４０
は、電磁式の四方弁であり、デューティ制御によってそ
の開度が調整される。Further, in order to selectively supply the hydraulic pressure to the hydraulic chambers 33 and 34 adjacent to the ring gear 32, the VVT 30
A linear solenoid valve (LSV) 40 is provided in each of the hydraulic pressure supply passages 35 and 36 between the oil pan 38, the oil pan 38, and the oil filter 39. This LSV40
Is an electromagnetic four-way valve, the opening degree of which is adjusted by duty control.
【００４６】これらの構成を備えるＶＶＴ３０では、Ｌ
ＳＶ４０が駆動制御され、油圧室３３側であるリングギ
ヤ３２の一端に油圧が印加されることにより、リングギ
ヤ３２が一方向へ移動しながら回動してカムシャフトに
捻りが付与される。この結果、カムシャフト１７と吸気
側タイミングプーリ１８との回転方向における相対位置
が変更され、吸気バルブ１５の開閉タイミングが進角さ
れる。したがって、吸気バルブ１５は、排気バルブ１６
が開弁している間に開弁されることとなり、吸気バルブ
１５と排気バルブ１６とが同時に開弁するバルブオーバ
ラップが実現される。In the VVT 30 having these configurations, L
The SV 40 is drive-controlled and hydraulic pressure is applied to one end of the ring gear 32 on the hydraulic chamber 33 side, whereby the ring gear 32 rotates while moving in one direction and twist is imparted to the cam shaft. As a result, the relative position of the camshaft 17 and the intake side timing pulley 18 in the rotational direction is changed, and the opening / closing timing of the intake valve 15 is advanced. Therefore, the intake valve 15 is replaced by the exhaust valve 16
The valve overlaps while the intake valve 15 and the exhaust valve 16 are open at the same time.
【００４７】一方、ＬＳＶ４０が駆動制御され、油圧室
３４側であるリングギヤ３２の他端に油圧が印加される
ことにより、リングギヤ３２が反対方向へ移動しながら
回動してカムシャフト１７に反対方向の捻りが付与され
る。この結果、吸気バルブ１５の開閉タイミングは遅角
され、バルブオーバラップが生じなくなる。On the other hand, when the LSV 40 is drive-controlled and the hydraulic pressure is applied to the other end of the ring gear 32 on the hydraulic chamber 34 side, the ring gear 32 rotates while moving in the opposite direction and moves in the opposite direction to the camshaft 17. Is given a twist. As a result, the opening / closing timing of the intake valve 15 is retarded so that valve overlap does not occur.
【００４８】続いて、第１実施例に係る内燃機関の燃料
噴射時期制御装置ＦＤ１の制御系について図３に示す制
御ブロック図を参照して説明する。第１実施例に係る内
燃機関の燃料噴射時期制御装置ＦＤ１の制御系は、電子
制御ユニット５０（以下「ＥＣＵ」という。）を核とし
て構成されており、ＥＣＵ５０によって負荷状態判断手
段、負荷切換判断手段、バルブタイミング制御手段、第
１燃料噴射モード切換手段、噴射制御手段、燃料噴射量
増量手段等が実現される。Next, the control system of the fuel injection timing control device FD1 for the internal combustion engine according to the first embodiment will be described with reference to the control block diagram shown in FIG. The control system of the fuel injection timing control device FD1 for the internal combustion engine according to the first embodiment is configured with an electronic control unit 50 (hereinafter referred to as "ECU") as a core, and the ECU 50 uses the load state determination means and the load switching determination. Means, valve timing control means, first fuel injection mode switching means, injection control means, fuel injection amount increasing means, etc. are realized.
【００４９】ＥＣＵ５０は、燃料噴射量の増量を行う第
１燃料噴射モード切換制御プログラム等の制御プログラ
ム、燃料噴射量の増量を行うための増量燃料マップを格
納したＲＯＭ５１を有している。また、ＥＣＵ５０はＲ
ＯＭ５１に格納された制御プログラムに基づいて演算処
理を実行するＣＰＵ５２、ＣＰＵ５２での演算結果、各
センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するＲＡ
Ｍ５３を有している。そして、ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５
１、及びＲＡＭ５３は、双方向バス５４を介して互いに
接続されるとともに、入力インターフェース５５、及び
出力インターフェース５６と接続されている。The ECU 50 has a ROM 51 storing a control program such as a first fuel injection mode switching control program for increasing the fuel injection amount, and an increased fuel map for increasing the fuel injection amount. Further, the ECU 50 is R
A CPU 52 that executes arithmetic processing based on a control program stored in the OM 51, an RA that temporarily stores the arithmetic result in the CPU 52, data input from each sensor, and the like.
It has M53. Then, the CPU 52 and the ROM 5
The RAM 1 and the RAM 53 are connected to each other via the bidirectional bus 54, and are also connected to the input interface 55 and the output interface 56.
【００５０】入力インターフェース５５には、水温セン
サ６１、パワースイッチ６２、吸気圧力センサ６４、ス
ロットルセンサ６３、エンジン回転数センサ６０、酸素
センサ６５等が接続されており、アナログ信号は図示し
ないＡ／Ｄコンバータによってディジタル信号に変換さ
れた後、双方向バス５４に出力される。また、出力イン
ターフェース５６には、インジェクタ２４、イグナイタ
９、ＬＳＶ４０等の外部回路が接続されており、これら
外部回路は、ＣＰＵ５２において実行された制御プログ
ラムの演算結果に基づいて作動制御される。A water temperature sensor 61, a power switch 62, an intake pressure sensor 64, a throttle sensor 63, an engine speed sensor 60, an oxygen sensor 65, etc. are connected to the input interface 55, and an analog signal (not shown) is A / D. After being converted into a digital signal by the converter, it is output to the bidirectional bus 54. Further, the output interface 56 is connected to external circuits such as the injector 24, the igniter 9, and the LSV 40, and these external circuits are operation-controlled based on the calculation result of the control program executed by the CPU 52.
【００５１】次に、上記構成を備えた第１実施例に係る
内燃機関の燃料噴射時期制御装置ＦＤ１における第１燃
料噴射モード切換制御プログラムについて図４に示すフ
ローチャートを参照して説明する。ここで、第１実施例
に係る内燃機関の燃料噴射時期制御装置ＦＤ１は、燃料
噴射モードを吸気非同期噴射制御から吸気同期噴射制御
に切り換えた過渡期における、燃焼室６内における混合
気の空燃比のリーン化を抑制するため噴射燃料量を増量
することを特徴としている。Next, the first fuel injection mode switching control program in the fuel injection timing control device FD1 for the internal combustion engine according to the first embodiment having the above-mentioned structure will be described with reference to the flow chart shown in FIG. Here, the fuel injection timing control device FD1 for the internal combustion engine according to the first embodiment is configured such that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is in the transition period when the fuel injection mode is switched from the intake asynchronous injection control to the intake synchronous injection control. The feature is that the amount of injected fuel is increased in order to suppress the leaning of the fuel.
【００５２】先ず、水温センサ６１、パワースイッチ６
２によって検出されたエンジン１の運転状態データに基
づいて、エンジン１の運転状態が判断される。具体的に
は、エンジン１が暖機された状態にあるか否かを、本実
施例では冷却水温ＴＨＷが７０度以上であるか否か判断
することによって判断する（Ｓ１１０）。そして、冷却
水温ＴＨＷが７０度未満であると判断した場合（Ｓ１１
０：ＮＯ）には、噴射燃料量の増量を行うことなく、吸
気非同期噴射制御を実行する（Ｓ１７０）。First, the water temperature sensor 61 and the power switch 6
The operating state of the engine 1 is determined based on the operating state data of the engine 1 detected by 2. Specifically, it is determined whether or not the engine 1 is warmed up by determining whether or not the cooling water temperature THW is 70 degrees or more in this embodiment (S110). When it is determined that the cooling water temperature THW is less than 70 degrees (S11
0: NO), the intake asynchronous injection control is executed without increasing the amount of injected fuel (S170).
【００５３】この吸気非同期噴射制御では、エンジン回
転数センサ６０によって検出されるクランク角に基づ
き、吸気バルブ１５が開弁される吸気行程の開始前にイ
ンジェクタ２４に対して燃料噴射信号を出力する。この
燃料噴射信号を受けたインジェクタ２４は、吸気通路１
３を通過してきた空気が存在する吸気ポート１１に向け
て燃料を噴射し、その結果、所定の空燃比を有する混合
気が生成される。そして、かかる混合気は、吸気行程に
おいて燃焼室６に生ずる負圧によって、吸気バルブ１５
が開弁されると燃焼室６に吸入される。In this intake asynchronous injection control, based on the crank angle detected by the engine speed sensor 60, a fuel injection signal is output to the injector 24 before the start of the intake stroke in which the intake valve 15 is opened. The injector 24 that receives this fuel injection signal causes the intake passage 1
The fuel is injected toward the intake port 11 where the air passing through 3 exists, and as a result, the air-fuel mixture having a predetermined air-fuel ratio is generated. Then, the air-fuel mixture is generated by the negative pressure generated in the combustion chamber 6 during the intake stroke by the intake valve 15
When the valve is opened, it is sucked into the combustion chamber 6.
【００５４】一方、冷却水温ＴＨＷが７０度以上である
と判断した場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）には、エンジン１
の負荷状態が高負荷状態にあるか否かを、パワースイッ
チ６２が出力するＯＮ、ＯＦＦ信号に基づいて判断する
（Ｓ１２０）。すなわち、エンジン１の負荷状態が低負
荷状態にあれば、インジェクタ２４による燃料噴射量も
少なく、吸気同期噴射制御を実行する必要がないからで
ある。On the other hand, when it is determined that the cooling water temperature THW is 70 degrees or more (S110: YES), the engine 1
It is determined whether the load state of 1 is a high load state based on the ON / OFF signal output from the power switch 62 (S120). That is, if the load state of the engine 1 is in the low load state, the fuel injection amount by the injector 24 is small and it is not necessary to execute the intake synchronous injection control.
【００５５】そして、パワースイッチ６２がＯＦＦ信号
を出力した場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、吸気非同期噴
射制御を実行する（Ｓ１７０）。一方、パワースイッチ
６２がＯＮ信号を出力した場合には（Ｓ１２０：ＹＥ
Ｓ）、前回の燃料噴射制御が吸気非同期噴射制御によっ
て実行されたか否かを判断する（Ｓ１３０）。このよう
に、噴射制御モードの切り換わり（エンジン１の負荷状
態の切り換わり）を判断要素としたのは、エンジン１の
負荷状態が低負荷状態から高負荷状態に切り換わった際
に、燃焼室６から吸気通路１３への吹き返しが生じ易い
からである。When the power switch 62 outputs the OFF signal (S120: NO), the intake asynchronous injection control is executed (S170). On the other hand, when the power switch 62 outputs an ON signal (S120: YE
S), it is determined whether or not the previous fuel injection control was executed by the intake asynchronous injection control (S130). In this way, the switching of the injection control mode (switching of the load state of the engine 1) is used as a judgment factor when the load state of the engine 1 is switched from the low load state to the high load state. This is because the blowback from 6 to the intake passage 13 is likely to occur.
【００５６】すなわち、エンジン１の負荷状態が高負荷
状態にあるときには、ＶＶＴ３０によってバルブオーバ
ラップ期間が長く取られ、吸気通路１３と排気通路１２
とが連通された状態が存在する。そして、吸気通路１３
と排気通路１２とが連通されることで、吸気慣性効果が
発生し、吸気・排気バルブ１５、１６の開弁時間が短い
高負荷状態における燃焼室６への混合気の充填効率が向
上される。That is, when the load state of the engine 1 is in the high load state, the valve overlap period is taken long by the VVT 30, and the intake passage 13 and the exhaust passage 12 are provided.
There is a state in which and are communicated. And the intake passage 13
And the exhaust passage 12 are communicated with each other, an intake inertia effect is generated, and the efficiency of filling the air-fuel mixture into the combustion chamber 6 is improved in a high load state in which the intake / exhaust valves 15 and 16 have a short opening time. .
【００５７】しかしながら、バルブタイミングが切り換
わった当初は、吸気慣性効果が発生していないので、排
気通路１２内に存在する前排気行程における排ガスが燃
焼室６内に還流され、燃焼室６から吸気通路１３へ向け
ての吹き返しが生じてしまう。この結果、所定の噴射燃
料量が燃焼室６内に供給されず、燃焼室６における混合
気の空燃比はリーン化してしまうのである。However, since the intake inertia effect does not occur at the beginning of the switching of the valve timing, the exhaust gas existing in the exhaust passage 12 in the previous exhaust stroke is recirculated into the combustion chamber 6, and the intake air is taken from the combustion chamber 6. Blowback will occur toward the passage 13. As a result, the predetermined amount of injected fuel is not supplied into the combustion chamber 6, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 becomes lean.
【００５８】したがって、前回の燃料噴射制御が吸気非
同期噴射制御によって実行されなかった場合には（Ｓ１
３０：ＮＯ）、現在の負荷状態に適した燃料噴射量ＴＡ
Ｕ1を今回の燃料噴射量ＴＡＵとして用い（Ｓ１６
０）、後述する吸気同期噴射制御（Ｓ１５０）が実行さ
れる。Therefore, when the previous fuel injection control is not executed by the intake asynchronous injection control (S1
30: NO), fuel injection amount TA suitable for the current load state
U1 is used as the current fuel injection amount TAU (S16
0), the intake synchronous injection control (S150) described later is executed.
【００５９】一方、前回の燃料噴射制御が吸気非同期噴
射制御によって実行されていた場合には（Ｓ１３０：Ｙ
ＥＳ）、現在の負荷状態に適した燃料噴射量ＴＡＵ1 に
αを乗じた燃料噴射量が、今回の燃料噴射量ＴＡＵとし
て用いられる（Ｓ１４０）。ここで、αは吸気ポート１
１に向けて噴射された燃料が、吹き返されることによ
り、燃焼室６内に供給されない不足噴射燃料分（燃焼室
６中の空燃比のリーン予測分）を補填するための係数で
あり、ＲＯＭ５１に格納されている定数、あるいは燃料
増量マップから求められた値が用いられる。ここで、不
足噴射燃料は、バルブオーバラップ期間に比例して大き
くなるので、αもバルブオーバラップ期間に比例させる
ことが好ましい。On the other hand, if the previous fuel injection control was executed by the intake asynchronous injection control (S130: Y).
ES), the fuel injection amount obtained by multiplying the fuel injection amount TAU1 suitable for the current load state by α is used as the current fuel injection amount TAU (S140). Where α is the intake port 1
This is a coefficient for compensating for the insufficient injected fuel amount (lean predicted amount of the air-fuel ratio in the combustion chamber 6) that is not supplied into the combustion chamber 6 due to the fuel injected toward 1 being blown back, and is stored in the ROM 51. The stored constant or the value obtained from the fuel increase map is used. Here, since the insufficient injection fuel increases in proportion to the valve overlap period, it is preferable to make α proportional to the valve overlap period.
【００６０】かかる場合には、エンジン回転数とαとの
関係を予め求めて燃料増量マップとしてＲＯＭ５１に格
納しておき、エンジン回転数センサ６０によって検出さ
れたエンジン回転数に対応する数値を燃料増量マップか
ら読みだしすれば良い。また、バルブオーバラップ量が
エンジン１の低負荷域と、高負荷域とに大きく２分でき
る場合には、定数を用いても不足燃料分は十分補填され
る。In such a case, the relationship between the engine speed and α is obtained in advance and stored in the ROM 51 as a fuel increase map, and the numerical value corresponding to the engine speed detected by the engine speed sensor 60 is set as the fuel increase amount. Just read from the map. Further, when the valve overlap amount can be roughly divided into the low load region and the high load region of the engine 1, the insufficient fuel amount can be sufficiently compensated by using the constant.
【００６１】こうして、Ｓ１４０において今回の燃料噴
射量が算出されると、算出された燃料噴射量の下、吸気
同期噴射制御が実行される（Ｓ１５０）。この吸気同期
噴射制御では、エンジン回転数センサ６０によって検出
されるクランク角に基づき、吸気バルブ１５が開弁され
ている吸気行程の最中に、インジェクタ２４に対して燃
料噴射信号を出力する。燃料噴射信号を受けたインジェ
クタ２４は、吸気通路１３を通過してきた空気が存在す
る吸気ポート１１に向けて燃料を噴射し、所定の空燃比
を有する混合気が生成される。しかしながら、吸気バル
ブ１５、排気バルブ１６は、共に開弁しているため、燃
焼室６内の圧力は負圧に転じている。In this way, when the current fuel injection amount is calculated in S140, the intake synchronous injection control is executed under the calculated fuel injection amount (S150). In the intake synchronous injection control, a fuel injection signal is output to the injector 24 based on the crank angle detected by the engine speed sensor 60 during the intake stroke in which the intake valve 15 is opened. The injector 24 that receives the fuel injection signal injects fuel toward the intake port 11 where the air that has passed through the intake passage 13 is present, and a mixture having a predetermined air-fuel ratio is generated. However, since the intake valve 15 and the exhaust valve 16 are both open, the pressure inside the combustion chamber 6 has turned to a negative pressure.
【００６２】したがって、インジェクタ２４から噴射さ
れた燃料（吸気ポート１１で生成された混合気）は、燃
焼室６に吸入され難く、その一部が吹き返され、吸気ポ
ート１１の内壁、吸気通路１３の内壁等に付着する。し
かし、インジェクタ２４から噴射される噴射燃料量は、
この吹き返し分を見越した量であるから、現在のエンジ
ン１の運転状態に必要な燃料量は、燃焼室６に確実に供
給される。この結果、燃焼室６内における混合気の空燃
比がリーン化されることなく、良好な燃焼状態が得られ
る。Therefore, the fuel injected from the injector 24 (the air-fuel mixture generated in the intake port 11) is difficult to be sucked into the combustion chamber 6, and a part of it is blown back to the inner wall of the intake port 11 and the intake passage 13. Adheres to inner walls. However, the amount of fuel injected from the injector 24 is
Since this amount is in consideration of the blowback amount, the fuel amount required for the current operating state of the engine 1 is reliably supplied to the combustion chamber 6. As a result, a good combustion state is obtained without making the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 lean.
【００６３】次に、第２実施例に係る内燃機関の燃料噴
射時期制御装置ＦＤ２について図面を参照して説明す
る。第２実施例に係る内燃機関の燃料噴射時期制御装置
ＦＤ２の構成は、一部を除いて第１実施例に係る内燃機
関の燃料噴射時期制御装置ＦＤ１の構成と同一であるか
ら、同一の構成要素については同一符号を付してその説
明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。Next, a fuel injection timing control device FD2 for an internal combustion engine according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. The configuration of the fuel injection timing control device FD2 for the internal combustion engine according to the second embodiment is the same as the configuration of the fuel injection timing control device FD1 for the internal combustion engine according to the first embodiment except for a part, and thus has the same configuration. The same reference numerals are given to the elements and the description thereof is omitted, and only different constituent elements will be described.
【００６４】内燃機関の燃料噴射時期制御装置ＦＤ２で
は、ＥＣＵ５０によって第２噴射切換制御手段等が実行
される。そして、第１燃料噴射モード切換制御プログラ
ムに代えて、燃料噴射モードの切換を遅延させる第２燃
料噴射モード切換制御プログラムがＥＣＵ５０のＲＯＭ
５１に格納されている。また、燃料増量マップに代え
て、エンジン回転数ＮＥと、エンジン回転数ＮＥに対応
する適切な吸気圧力との関係を示す基準吸気圧力マップ
が格納されている。In the fuel injection timing control device FD2 for the internal combustion engine, the ECU 50 executes the second injection switching control means and the like. Then, instead of the first fuel injection mode switching control program, a second fuel injection mode switching control program for delaying the switching of the fuel injection mode is the ROM of the ECU 50.
It is stored in 51. Further, instead of the fuel increase map, a reference intake pressure map showing a relationship between the engine speed NE and an appropriate intake pressure corresponding to the engine speed NE is stored.
【００６５】さらに、吸気圧力センサ６４によって検出
された吸気圧データが、エンジン１の負荷状態が低負荷
状態から高負荷状態に切り換わる過渡期にあるか否かを
判断する際の判断データとして用いられる。Further, the intake pressure data detected by the intake pressure sensor 64 is used as judgment data for judging whether or not the load state of the engine 1 is in a transitional period in which the load state is switched from the low load state to the high load state. To be
【００６６】次に、上記構成を備えた第２実施例に係る
内燃機関の燃料噴射時期制御装置ＦＤ２における第２燃
料噴射制御プログラムについて図５に示すフローチャー
トを参照して説明する。Next, a second fuel injection control program in the fuel injection timing control device FD2 for an internal combustion engine according to the second embodiment having the above-mentioned structure will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【００６７】先ず、水温センサ６１、パワースイッチ６
２によって検出されたエンジン１の運転状態データに基
づいて、エンジン１の運転状態が判断される。具体的に
は、エンジン１が暖機された状態にあるか否かを、本実
施例では冷却水温ＴＨＷが７０度以上であるか否か判断
することによって判断する（Ｓ２００）。First, the water temperature sensor 61 and the power switch 6
The operating state of the engine 1 is determined based on the operating state data of the engine 1 detected by 2. Specifically, it is determined whether or not the engine 1 is warmed up by determining whether or not the cooling water temperature THW is 70 degrees or more in the present embodiment (S200).
【００６８】そして、冷却水温ＴＨＷが７０度未満であ
ると判断した場合（Ｓ２００：ＮＯ）には、噴射燃料量
の増量を行うことなく、吸気非同期噴射制御を実行する
（Ｓ２４０）。この吸気非同期噴射制御については、第
１実施例において説明済みであるから、その説明を省略
する。If it is determined that the cooling water temperature THW is less than 70 degrees (S200: NO), the intake asynchronous injection control is executed without increasing the amount of injected fuel (S240). This intake asynchronous injection control has already been described in the first embodiment, and therefore its explanation is omitted.
【００６９】一方、冷却水温ＴＨＷが７０度以上である
と判断した場合には（Ｓ２００：ＹＥＳ）、エンジン１
の負荷状態が低負荷状態から高負荷状態に切り換わった
か否かを、パワースイッチ６２が出力するＯＮ、ＯＦＦ
信号に基づいて判断する（Ｓ２１０）。On the other hand, when it is determined that the cooling water temperature THW is 70 degrees or more (S200: YES), the engine 1
ON / OFF that the power switch 62 outputs whether or not the load state of is switched from the low load state to the high load state
A determination is made based on the signal (S210).
【００７０】そして、パワースイッチ６２がＯＦＦ信号
を出力した場合には（Ｓ２１０：ＮＯ）、吸気非同期噴
射制御を実行する（Ｓ２４０）。一方、パワースイッチ
６２がＯＮ信号を出力した場合には（Ｓ２１０：ＹＥ
Ｓ）、吸気圧力センサ６４によって検出された吸気通路
１３内の圧力と、現在のエンジン回転数における基準吸
気圧力との差ＰＭＴＡの絶対値が４．８８ｍｍＨｇ未満
であるか否かを判断する（Ｓ２２０）。ここで、基準吸
気圧力は、エンジン回転数センサ６０によって検出され
たエンジン回転数に対応する値を、ＲＯＭ５１に格納さ
れている基準吸気圧力マップから読み出すことで求めら
れる。When the power switch 62 outputs the OFF signal (S210: NO), the intake asynchronous injection control is executed (S240). On the other hand, when the power switch 62 outputs an ON signal (S210: YE
S), it is determined whether the absolute value of the difference PMTA between the pressure in the intake passage 13 detected by the intake pressure sensor 64 and the reference intake pressure at the current engine speed is less than 4.88 mmHg (S220). ). Here, the reference intake pressure is obtained by reading a value corresponding to the engine speed detected by the engine speed sensor 60 from the reference intake pressure map stored in the ROM 51.
【００７１】このように、吸気圧力センサ６４によって
検出された吸気圧力と基準吸気圧力との差ＰＭＴＡの絶
対値を求め、設定値４．８８ｍｍＨｇと比較することに
よって、エンジン１の負荷状態が低負荷状態から高負荷
状態に切り換わる過渡期にあるか否かが判断されるので
ある。In this way, the absolute value of the difference PMTA between the intake pressure detected by the intake pressure sensor 64 and the reference intake pressure is obtained and compared with the set value of 4.88 mmHg, so that the load state of the engine 1 is low. It is determined whether or not there is a transitional period in which the state is switched to the high load state.
【００７２】すなわち、インジェクタ２４によって吸気
ポート１１に向けて噴射された燃料が吹き返されるの
は、燃焼室６内圧力が正圧に転じ、吸気圧力が負圧に転
じることに起因するものであることは前述の通りであ
る。そして、この現象はエンジン１の負荷状態が低負荷
状態から高負荷状態に切り換わり、これまで吸気通路１
３から排気通路１２にかけて形成されていた給排気流の
乱れ、つまり、ＶＶＴ３０によってバルブタイミングが
変更されることに起因するものである。また、ＶＶＴ３
０によってバルブタイミングが変更されてから十分に時
間が経過した後は、給排気流が再び形成されるととも
に、大きな吸気慣性効果を得ることができるので、かか
る問題は解決される。That is, the reason why the fuel injected by the injector 24 toward the intake port 11 is blown back is that the pressure inside the combustion chamber 6 changes to a positive pressure and the intake pressure changes to a negative pressure. Is as described above. This phenomenon is because the load state of the engine 1 switches from the low load state to the high load state, and the intake passage 1
This is due to the turbulence of the supply / exhaust flow formed from 3 to the exhaust passage 12, that is, the valve timing being changed by the VVT 30. Also, VVT3
After a sufficient time has elapsed since the valve timing was changed by 0, the supply / exhaust flow is re-formed and a large intake inertia effect can be obtained, so that such a problem is solved.
【００７３】Ｓ２２０において吸気圧力センサ６４によ
って検出された吸気通路１３内の圧力と、現在のエンジ
ン回転数における基準吸気圧力との差ＰＭＴＡの絶対値
が４．８８ｍｍＨｇ未満でないと判断した場合には（Ｓ
２２０：ＮＯ）、吸気非同期噴射制御を実行する（Ｓ２
４０）。このとき、第１実施例と異なるのはＶＶＴ３０
によってバルブオーバラップ期間が長くなるようにバル
ブタイミングが変更されているにもかかわらず、吸気非
同期噴射制御を実行する点にある。そして、吸気圧力セ
ンサ６４によって検出された吸気通路１３内の圧力と、
現在のエンジン回転数における基準吸気圧力との差ＰＭ
ＴＡの絶対値が４．８８ｍｍＨｇ未満となるまで、吸気
非同期噴射制御から吸気同期噴射制御への燃料噴射モー
ドの切り換えは実行されない。When it is determined in S220 that the absolute value of the difference PMTA between the pressure in the intake passage 13 detected by the intake pressure sensor 64 and the reference intake pressure at the current engine speed is not less than 4.88 mmHg ( S
220: NO), the intake asynchronous injection control is executed (S2)
40). At this time, the difference from the first embodiment is that the VVT 30
Even though the valve timing is changed so that the valve overlap period becomes longer, the intake asynchronous injection control is executed. Then, the pressure in the intake passage 13 detected by the intake pressure sensor 64,
Difference PM from the standard intake pressure at the current engine speed
The switching of the fuel injection mode from the intake asynchronous injection control to the intake synchronous injection control is not executed until the absolute value of TA becomes less than 4.88 mmHg.
【００７４】一方、吸気圧力センサ６４によって検出さ
れた吸気通路１３内の圧力と、現在のエンジン回転数に
おける基準吸気圧力との差ＰＭＴＡの絶対値が４．８８
ｍｍＨｇ未満であると判断した場合には（Ｓ２２０：Ｙ
ＥＳ）、吸気同期噴射制御が実行される（Ｓ２３０）。On the other hand, the absolute value of the difference PMTA between the pressure in the intake passage 13 detected by the intake pressure sensor 64 and the reference intake pressure at the current engine speed is 4.88.
If it is determined to be less than mmHg (S220: Y
ES) and intake-air synchronous injection control are executed (S230).
【００７５】そして、吸気同期噴射制御に基づいてイン
ジェクタ２４が吸気ポート１１に向けて燃料を噴射する
際には、吸気通路１３から排気通路１２にかけての給排
気の流れが形成されており、噴射された燃料は吸気ポー
ト１１等に吹き返され難くなり、燃焼室６内に円滑に吸
入されていく。この結果、燃焼室６内には必要量の燃料
が供給され、燃焼室６中における混合気の空燃比がリー
ン化されることはなく、良好な燃焼が得られる。When the injector 24 injects the fuel toward the intake port 11 based on the intake synchronous injection control, the flow of supply and exhaust from the intake passage 13 to the exhaust passage 12 is formed and injected. The fuel is less likely to be blown back into the intake port 11 and the like, and is smoothly sucked into the combustion chamber 6. As a result, a required amount of fuel is supplied into the combustion chamber 6, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is not made lean, and good combustion is obtained.
【００７６】以上各実施例に基づき詳細に説明した通
り、上記第１実施例に係る内燃機関の燃料噴射時期制御
装置ＦＤ１は、吸気移動気噴射制御から吸気同期噴射制
御に初めて切り換わる際に、インジェクタ２４から噴射
する噴射燃料量を吹き返し分を見越して増量する構成を
備えている。ここで、吸気移動気噴射制御から吸気同期
噴射制御への切り換わりは、エンジン１の負荷状態が低
負荷状態から高負荷状態に切り換わることを意味してい
る。As described in detail with reference to the respective embodiments, the fuel injection timing control device FD1 for the internal combustion engine according to the first embodiment, when the intake moving air injection control is switched to the intake synchronous injection control for the first time, It is provided with a configuration in which the amount of fuel injected from the injector 24 is increased in anticipation of the blowback amount. Here, the switching from the intake moving air injection control to the intake synchronous injection control means that the load state of the engine 1 switches from the low load state to the high load state.
【００７７】したがって、エンジン１の負荷状態が低負
荷状態から高負荷状態に切り換わってバルブオーバラッ
プ期間が長くなり、給排気流の流れが乱れて燃焼室６か
ら吸気ポート１１、吸気通路１３に向けてインジェクタ
２４から噴射された燃料が吹き返されても、燃焼室６内
には所定量の噴射燃料が供給される。Therefore, the load state of the engine 1 is switched from the low load state to the high load state, the valve overlap period becomes longer, the flow of the supply / exhaust flow is disturbed, and the combustion chamber 6 moves from the intake port 11 to the intake passage 13. Even if the fuel injected from the injector 24 is blown back toward the combustion chamber 6, a predetermined amount of injected fuel is supplied.
【００７８】この結果、燃焼室６内混合気の空燃比がリ
ーン化してしまい、ドライバビリティや、排気エミッシ
ョンに影響を与えることを抑制することができる。ま
た、上記第２実施例に係る内燃機関の燃料噴射時期制御
装置ＦＤ２は、燃料噴射制御モードを吸気非同期噴射制
御から吸気同期噴射制御に切り換えるに際して、吸気圧
力センサ６４によって検出された吸気圧力と、基準吸気
圧力との差が所定値未満となるまで切り換えを遅延する
構成を備えている。As a result, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 becomes lean, and it is possible to suppress the influence on drivability and exhaust emission. Further, in the fuel injection timing control device FD2 for the internal combustion engine according to the second embodiment, when switching the fuel injection control mode from the intake asynchronous injection control to the intake synchronous injection control, the intake pressure detected by the intake pressure sensor 64, The switching delay is provided until the difference from the reference intake pressure becomes less than a predetermined value.
【００７９】したがって、吸気同期噴射制御に基づいて
インジェクタ２４から燃料が噴射される際には、吸気通
路１３内の圧力は安定し、吸気通路１３から排気通路１
２へ向かう給排気流が形成されている。この結果、イン
ジェクタ２４によって吸気ポート１１に噴射された燃料
は、吸気ポート１１等に吹き返され難くなり、円滑に燃
焼室６内に吸入され、燃焼室６内混合気の空燃比がリー
ン化することはない。また、第１実施例に係る内燃機関
の燃料噴射時期制御装置ＦＤ１と異なり、インジェクタ
２４から噴射する噴射燃料量を増量しないので、燃料消
費率を抑制することができるという利点を有する。Therefore, when the fuel is injected from the injector 24 based on the intake synchronous injection control, the pressure in the intake passage 13 is stabilized and the intake passage 13 is exhausted from the exhaust passage 1.
A supply / exhaust flow toward 2 is formed. As a result, the fuel injected into the intake port 11 by the injector 24 is less likely to be blown back into the intake port 11 and the like, and is smoothly drawn into the combustion chamber 6, so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 becomes lean. There is no. Further, unlike the fuel injection timing control device FD1 for the internal combustion engine according to the first embodiment, the amount of injected fuel injected from the injector 24 is not increased, so that there is an advantage that the fuel consumption rate can be suppressed.
【００８０】なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範
囲で種々の変形改良が可能である。例えば、第１実施例
では、インジェクタ２４から噴射する噴射燃料量の増量
を、吸気非同期噴射制御から吸気同期噴射制御に初めて
切り換わる際にのみ実行しているが、複数回に渡って実
行しても良い。すなわち、吸排気流の流れが最も乱れる
のは、エンジン１の負荷状態が低負荷状態から高負荷状
態に切り換わり、バルブタイミングが変わった時である
が、過渡期間が経過するまでは、吸排気流の流れは安定
しない。したがって、過渡期間が経過するまで複数回に
渡って噴射燃料量を増量することで、燃焼室６から吸気
ポート１１、吸気通路１３へ向けての燃料の吹き返しに
よる不足燃料分を、更に有効に補填することができる。The present invention can be modified and improved in various ways without departing from the spirit thereof. For example, in the first embodiment, the increase in the injection fuel amount injected from the injector 24 is executed only when the intake asynchronous injection control is switched to the intake synchronous injection control for the first time, but it is executed multiple times. Is also good. That is, the flow of the intake / exhaust flow is most disturbed when the load state of the engine 1 is switched from the low load state to the high load state and the valve timing is changed. The flow is not stable. Therefore, by increasing the injected fuel amount multiple times until the transition period elapses, the insufficient fuel amount due to the blowback of fuel from the combustion chamber 6 to the intake port 11 and the intake passage 13 can be more effectively compensated. can do.
【００８１】また、第２実施例においては、基準吸気圧
力と実際の吸入通路圧力との差の絶対値が４．８８ｍｍ
Ｈｇ未満となるまで吸気非同期噴射制御を吸気同期噴射
制御に切り換えていないが、他の比較値を用いてもよ
い。すなわち、比較値を大きくすれば、吸気非同期噴射
から吸気同期噴射への切り換えが早期に行われ、噴射燃
料の吹き返しの抑制率は高くない。一方、比較値を小さ
くすれば、吸気非同期噴射から吸気同期噴射への切り換
えが晩期に行われ、噴射燃料の吹き返しの抑制率は高く
なる。したがって、適用される車種の用途、エンジン
１、及び吸排気系が有する特性に最適な値を用いればよ
いことである。Further, in the second embodiment, the absolute value of the difference between the reference intake pressure and the actual intake passage pressure is 4.88 mm.
Although the intake asynchronous injection control is not switched to the intake synchronous injection control until it becomes less than Hg, other comparison values may be used. That is, when the comparison value is increased, the intake asynchronous injection is switched to the intake synchronous injection at an early stage, and the suppression rate of the blowback of the injected fuel is not high. On the other hand, if the comparison value is made smaller, the intake asynchronous injection is switched to the intake synchronous injection in the latter period, and the suppression rate of the blowback of the injected fuel becomes higher. Therefore, it is only necessary to use the optimum value for the application of the vehicle type to which it is applied, the characteristics of the engine 1, and the intake / exhaust system.
【００８２】さらに、上記各実施例では、燃焼室６内に
おける混合気の空燃比のリーン化を抑制するために、イ
ンジェクタ２４から噴射する燃料噴射量の増量と、吸気
非同期噴射から吸気同期噴射への切り換えの遅延を独立
して実行しているが、これらを同時に実行するようにし
ても良い。かかる場合には、給排気流の乱れが小さくな
りつつある時期に燃料の噴射を実行するため、吹き返し
の予測量を小さく設定することが可能となり、増量する
噴射燃料量を抑制することができる。また、噴射される
燃料量が増量されるので、吸気非同期噴射制御から吸気
同期噴射制御への切り換えを早期に行うことができる。Further, in each of the above-described embodiments, in order to suppress leaning of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6, the amount of fuel injection injected from the injector 24 is increased and the intake asynchronous injection is changed to the intake synchronous injection. Although the switching delay of 1 is executed independently, these may be executed simultaneously. In such a case, the fuel injection is performed at the time when the turbulence of the supply / exhaust flow is becoming smaller, so that the predicted amount of blowback can be set small, and the amount of injected fuel to be increased can be suppressed. Further, since the amount of injected fuel is increased, the intake asynchronous injection control can be switched to the intake synchronous injection control at an early stage.
【００８３】なお、以上の実施例から把握することがで
きる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果
とともに記載する。 （１）請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射時期制御装
置において、前記負荷切換判断手段は、内燃機関の負荷
状態が高負荷状態から低負荷状態に切り換わる過渡期に
あるか否かをも判断し、その負荷切換判断手段によって
内燃機関の負荷状態が高負荷状態から低負荷状態に切り
換わる過渡期にあると判断された場合には、前記燃料噴
射手段から噴射される噴射燃料量を所定期間だけ減量す
る燃料噴射量減量手段を備えたことを特徴とする内燃機
関の燃料噴射時期制御装置。The technical ideas other than the claims that can be understood from the above embodiments will be described below along with their effects. (1) In the fuel injection timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, the load switching determination means determines whether or not the load state of the internal combustion engine is in a transitional period in which the load state switches from a high load state to a low load state. If it is determined by the load switching determination means that the load state of the internal combustion engine is in the transitional period in which the load state is switched from the high load state to the low load state, the injection fuel amount injected from the fuel injection means is determined. A fuel injection timing control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel injection amount reduction means for reducing the fuel injection amount for a predetermined period.
【００８４】かかる構成を備える場合には、内燃機関の
負荷状態が高負荷状態から低負荷状態に切り換わる過渡
期における燃焼室における混合気のリッチ化を抑制する
ことができるという利点を有する。すなわち、内燃機関
の負荷状態が高負荷状態から低負荷状態に切り換わるこ
とにより、燃料噴射モードは吸気同期噴射モードから吸
気非同期噴射モードに切り換わり、また、バルブオーバ
ラップの期間も短くなる。したがって、切り換わりの過
渡期においては燃焼室内の負圧が大きくなり、燃焼室内
混合気の空燃比がリッチ化してしまうのである。The provision of such a configuration has the advantage that it is possible to suppress the enrichment of the air-fuel mixture in the combustion chamber during the transition period when the load state of the internal combustion engine switches from the high load state to the low load state. That is, when the load state of the internal combustion engine is switched from the high load state to the low load state, the fuel injection mode is switched from the intake synchronous injection mode to the intake asynchronous injection mode, and the valve overlap period is shortened. Therefore, in the transitional period of switching, the negative pressure in the combustion chamber becomes large, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber becomes rich.
【００８５】（２）請求項２に記載の内燃機関の燃料噴
射時期制御装置において、前記燃料噴射量増量手段を備
えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射時期制御装
置。かかる構成を備える場合には、燃料室内に必要量の
燃料を一層確実に供給することができるという利点を有
する。すなわち、内燃機関の過渡期間が経過した後であ
っても、燃焼室から吸気通路へ向けて燃料の吹き返しが
起こるおそれがあり、また、噴射燃料量の増量を行うこ
とで、吸気非同期噴射モードから吸気同期噴射モードへ
の切り換えを早期に実行することができる。(2) The fuel injection timing control device for an internal combustion engine according to claim 2, further comprising the fuel injection amount increasing means. When such a configuration is provided, there is an advantage that the required amount of fuel can be more reliably supplied into the fuel chamber. That is, even after the passage of the transient period of the internal combustion engine, the fuel may be blown back from the combustion chamber toward the intake passage, and by increasing the amount of injected fuel, the intake asynchronous injection mode is changed. The switching to the intake synchronous injection mode can be executed early.
【００８６】[0086]
【発明の効果】以上説明した通り請求項１の発明に係る
内燃機関の燃料噴射時期制御装置は、負荷切換判断手段
によって内燃機関の負荷状態が低負荷状態から高負荷状
態に切り換わる過渡期にあると判断された場合には、燃
料噴射手段から噴射される燃料噴射量を所定期間だけ増
量する燃料噴射量増量手段を備えている。As described above, in the fuel injection timing control system for an internal combustion engine according to the invention of claim 1, during the transition period when the load state of the internal combustion engine is switched from the low load state to the high load state by the load switching determination means. If it is determined that the fuel injection amount is increased, a fuel injection amount increasing unit that increases the fuel injection amount injected from the fuel injection unit for a predetermined period is provided.
【００８７】したがって、エンジンの負荷状態が低負荷
状態から高負荷状態切り換わる過渡期においても、所定
量の燃料を燃焼室に供給し、所望の空燃比を実現するこ
とができる。また、エンジンの全ての負荷領域におい
て、常に安定し、効率の良い燃焼を行うことができる。Therefore, even in the transitional period when the load state of the engine is switched from the low load state to the high load state, a predetermined amount of fuel can be supplied to the combustion chamber and a desired air-fuel ratio can be realized. Moreover, stable and efficient combustion can always be performed in all load regions of the engine.
【００８８】また、請求項２の発明に係る内燃機関の燃
料噴射時期制御装置は、負荷切換判断手段によって内燃
機関の負荷状態が低負荷状態から高負荷状態に切り換わ
る過渡期を経過したと判断された後、燃料の噴射を吸気
行程中に行う吸気同期噴射モードに切り換える第２燃料
噴射モード切換手段を備えている。Further, in the fuel injection timing control system for the internal combustion engine according to the second aspect of the present invention, it is determined by the load switching determination means that the transitional period in which the load state of the internal combustion engine is switched from the low load state to the high load state has passed. After the fuel injection, the second fuel injection mode switching means is provided for switching the fuel injection to the intake synchronous injection mode that is performed during the intake stroke.
【００８９】したがって、噴射燃料を増量することな
く、エンジンの負荷状態が低負荷状態から高負荷状態切
り換わる過渡期においても、所定量の燃料を燃焼室に供
給し、所望の空燃比を実現することができる。また、エ
ンジンの全ての負荷領域において、常に安定し、効率の
良い燃焼を行うことができる。Therefore, even when the load state of the engine is switched from the low load state to the high load state without increasing the amount of injected fuel, a predetermined amount of fuel is supplied to the combustion chamber to realize a desired air-fuel ratio. be able to. Moreover, stable and efficient combustion can always be performed in all load regions of the engine.
【００９０】さらに、請求項３の発明に係る内燃機関の
燃料噴射時期制御装置は、運転状態検出手段として、吸
気圧力を検出する吸気圧力検出手段を備えている。ま
た、吸気圧力検出手段により検出された吸気圧力と、予
め設定されている基準値との差が所定値より小さくなる
まで内燃機関の負荷状態が低負荷状態から高負荷状態に
切り換わる過渡期にあると判断する負荷切換判断手段を
備えている。Further, the fuel injection timing control system for the internal combustion engine according to the third aspect of the present invention comprises the intake pressure detecting means for detecting the intake pressure as the operating state detecting means. Further, during the transition period when the load state of the internal combustion engine switches from the low load state to the high load state until the difference between the intake pressure detected by the intake pressure detection means and the preset reference value becomes smaller than the predetermined value. A load switching determination means for determining that there is is provided.
【００９１】したがって、燃料噴射手段によって燃料が
吸気通路に向けて噴射される際には、吸気通路内圧力は
安定しており、噴射燃料の吹き返しが抑制されるので、
所定量の燃料を燃焼室に供給し、所望の空燃比を実現す
ることができる。Therefore, when the fuel is injected toward the intake passage by the fuel injection means, the pressure in the intake passage is stable and blowback of the injected fuel is suppressed.
A desired amount of fuel can be supplied to the combustion chamber to achieve a desired air-fuel ratio.
【図１】 本発明が適用されるガソリンエンジンシステ
ムの概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gasoline engine system to which the present invention is applied.
【図２】 可変バルブタイミング機構の概略構成を示す
側断面図。FIG. 2 is a side sectional view showing a schematic configuration of a variable valve timing mechanism.
【図３】 各実施例における内燃機関の燃料噴射時期制
御装置の制御ブロック図。FIG. 3 is a control block diagram of a fuel injection timing control device for an internal combustion engine in each embodiment.
【図４】 第１燃料噴射モード切換制御プログラムのフ
ローチャート。FIG. 4 is a flowchart of a first fuel injection mode switching control program.
【図５】 第２燃料噴射モード切換制御プログラムのフ
ローチャート。FIG. 5 is a flowchart of a second fuel injection mode switching control program.
【図６】 吸気バルブ及び排気バルブの開弁時期と、燃
料噴射モードの切換時期との関係を示すタイムチャー
ト。FIG. 6 is a time chart showing the relationship between the valve opening timing of the intake valve and the exhaust valve and the fuel injection mode switching timing.
１…エンジン、６…燃焼室、１１…吸気ポート、１３…
吸気通路、１５…吸気バルブ、２４…インジェクタ、３
０…ＶＶＴ、５０…ＥＣＵ、５１…ＲＯＭ、５３…ＲＡ
Ｍ、６０…エンジン回転数センサ、６１…水温センサ、
６２…パワースイッチ、６４…吸気圧力センサ、ＡＰ…
アクセルペダル、1 ... Engine, 6 ... Combustion chamber, 11 ... Intake port, 13 ...
Intake passage, 15 ... Intake valve, 24 ... Injector, 3
0 ... VVT, 50 ... ECU, 51 ... ROM, 53 ... RA
M, 60 ... Engine speed sensor, 61 ... Water temperature sensor,
62 ... Power switch, 64 ... Intake pressure sensor, AP ...
Accelerator pedal,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 43/00 Ｊ Ｚ 45/00 ３１２ Ｊ Ｋ ３６４ Ｄ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location F02D 43/00 J Z 45/00 312 JK 364 D
Claims (3)
ングで駆動され、燃焼室に通じる吸気通路及び排気通路
をそれぞれ開閉する吸気バルブ及び排気バルブと、 前記吸気通路に燃料を噴射することにより前記燃焼室に
燃料を供給する燃料噴射手段と、 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
と、 その運転状態検出手段によって検出された運転状態デー
タに基づいて内燃機関の負荷状態が高負荷状態にあるか
否かを判断する負荷状態判断手段と、 前記運転状態検出手段によって検出された運転状態デー
タに基づいて内燃機関の負荷状態が低負荷状態から高負
荷状態に切り換わる過渡期にある否かを判断する負荷切
換判断手段と、 前記吸気バルブ又は前記排気バルブのうち少なくともい
ずれか一方のバルブタイミングを変更する可変バルブタ
イミング機構と、 前記負荷状態判断手段によって内燃機関の負荷状態が高
負荷状態にあると判断された場合には、前記吸気バルブ
と前記排気バルブとが同時に開弁する期間を長くするよ
う前記可変バルブタイミング機構を制御するバルブタイ
ミング制御手段と、 前記負荷状態判断手段によって内燃機関の負荷状態が高
負荷状態にないと判断された場合には、燃料の噴射を吸
気行程が開始される前に行う吸気非同期噴射モードに切
り換え、前記負荷状態判断手段によって内燃機関の負荷
状態が高負荷状態にあると判断された場合には、燃料の
噴射を吸気行程中に行う吸気同期噴射モードに切り換え
る第１燃料噴射モード切換手段と、 その燃料噴射モード切換手段によって切り換えられた燃
料噴射モードに基づいて前記燃料噴射手段を制御する噴
射制御手段と、 前記負荷切換判断手段によって内燃機関の負荷状態が低
負荷状態から高負荷状態に切り換わる過渡期にあると判
断された場合には、前記燃料噴射手段から噴射される燃
料噴射量を所定期間だけ増量する燃料噴射量増量手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射時期制御
装置。1. An intake valve and an exhaust valve, which are driven at a predetermined timing in synchronization with the rotation of an internal combustion engine to open and close an intake passage and an exhaust passage communicating with a combustion chamber, respectively, and by injecting fuel into the intake passage. The fuel injection means for supplying fuel to the combustion chamber, the operating state detecting means for detecting the operating state of the internal combustion engine, and the high load state of the internal combustion engine based on the operating state data detected by the operating state detecting means. In a transitional period when the load state of the internal combustion engine is switched from a low load state to a high load state based on the operating state data detected by the operating state detecting means, and a load state determining means for determining whether or not the load state is present. Load switching determination means for determining whether or not there is, and changing valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve When it is determined by the variable valve timing mechanism and the load state determination means that the load state of the internal combustion engine is in the high load state, the intake valve and the exhaust valve are simultaneously opened to extend the period. The valve timing control means for controlling the variable valve timing mechanism and the load state determination means determine that the load state of the internal combustion engine is not in the high load state, the fuel injection is performed before the intake stroke is started. When the load state determination means determines that the load state of the internal combustion engine is in the high load state, the intake asynchronous injection mode is switched to the intake asynchronous injection mode, and the fuel injection is switched to the intake synchronous injection mode during the intake stroke. Fuel injection mode switching means and the fuel injection mode based on the fuel injection mode switched by the fuel injection mode switching means. When the load control of the internal combustion engine is determined to be in a transitional period in which the load state is switched from the low load state to the high load state by the injection control means for controlling the A fuel injection timing control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel injection amount increasing means for increasing the fuel injection amount for a predetermined period.
時期制御装置において、 前記第１燃料噴射モード切換手段に代えて、 前記負荷状態判断手段によって内燃機関の負荷状態が高
負荷状態にないと判断された場合には、燃料の噴射を吸
気行程が開始される前に行う吸気非同期噴射モードに切
り換え、前記負荷状態判断手段によって内燃機関の負荷
状態が高負荷状態にあると判断された場合には、前記負
荷切換判断手段によって内燃機関の負荷状態が低負荷状
態から高負荷状態に切り換わる過渡期にないと判断され
た後、燃料の噴射を吸気行程中に行う吸気同期噴射モー
ドに切り換える第２燃料噴射モード切換手段を備えたこ
とを特徴とする内燃機関の燃料噴射時期制御装置。2. The fuel injection timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the load state determining means replaces the first fuel injection mode switching means and the load state of the internal combustion engine is not in a high load state. When it is determined that the fuel injection is switched to the intake asynchronous injection mode that is performed before the intake stroke is started, and the load state determination means determines that the load state of the internal combustion engine is in the high load state. First, after the load switching determination means determines that the load state of the internal combustion engine is not in the transitional period in which the load state is switched from the low load state to the high load state, the fuel injection is switched to the intake synchronous injection mode during the intake stroke. A fuel injection timing control device for an internal combustion engine, comprising a second fuel injection mode switching means.
時期制御装置において、 前記運転状態検出手段は、前記吸気通路内における吸気
圧力を検出する吸気圧力検出手段を含み、 前記負荷切換判断手段は、前記吸気圧力検出手段により
検出された吸気圧力と、予め設定されている基準値との
差が所定値より小さくなるまで内燃機関の負荷状態が低
負荷状態から高負荷状態に切り換わる過渡期にあると判
断することを特徴とする内燃機関の燃料噴射時期制御装
置。3. The fuel injection timing control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the operating state detecting means includes an intake pressure detecting means for detecting an intake pressure in the intake passage, and the load switching determining means. Is a transitional period in which the load state of the internal combustion engine switches from a low load state to a high load state until the difference between the intake pressure detected by the intake pressure detection means and a preset reference value becomes smaller than a predetermined value. A fuel injection timing control device for an internal combustion engine, characterized in that
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|---|---|---|---|
| JP6303937A JP3006442B2 (en) | 1994-12-07 | 1994-12-07 | Fuel injection timing control device for internal combustion engine |
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| JPH08158910A true JPH08158910A (en) | 1996-06-18 |
| JP3006442B2 JP3006442B2 (en) | 2000-02-07 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001248472A (en) * | 2000-03-01 | 2001-09-14 | Mitsubishi Motors Corp | Control device for internal combustion engine |
| US7398749B2 (en) | 2003-12-02 | 2008-07-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for controlling an internal combustion engine |
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|---|---|---|---|---|
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1994
- 1994-12-07 JP JP6303937A patent/JP3006442B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP3006442B2 (en) | 2000-02-07 |
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