JP2009228447A - Fuel injection control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine.
従来より、内燃機関(以下、単に「機関」と称呼することもある。)の吸気弁よりも上流の吸気通路にて燃料を噴射する燃料噴射弁(以下、「ポート噴射弁」と称呼する。)と、燃焼室内(以下、「筒内」と称呼することもある。)にて燃料を直接噴射する燃料噴射弁(以下、「筒内噴射弁」と称呼する。)とを共に備えた機関が広く知られている(例えば、下記特許文献1を参照)。以下、このように、気筒毎にポート噴射弁と筒内噴射弁の2つの燃料噴射弁を備えたシステムを「デュアルインジェクションシステム」と称呼する。
このデュアルインジェクションシステムでは、筒内にて直接噴射された燃料が蒸発することで、筒内のガスや燃焼室を構成する部材(シリンダ、ピストン等)が冷却され得る。従って、特に高負荷運転時において、ノッキングの抑制等のために筒内噴射弁からの燃料噴射(以下、単に「筒内噴射」と称呼することもある。)が行われる場合が多い。 In this dual injection system, the fuel directly injected in the cylinder evaporates, whereby the gas in the cylinder and the members (cylinder, piston, etc.) constituting the combustion chamber can be cooled. Therefore, particularly during high-load operation, fuel injection from the in-cylinder injection valve (hereinafter sometimes simply referred to as “in-cylinder injection”) is often performed in order to suppress knocking or the like.
ところで、筒内噴射は、排気弁の開弁期間の終期以降の時期にて開始される場合が多い。また、特に高負荷・高回転運転時において筒内噴射が行われる場合には、筒内噴射の期間(即ち、筒内噴射弁の開弁期間)が長くなるとともに、吸気弁の開弁期間の終期が早く到来する。以上より、特に高負荷・高回転運転時においては、筒内噴射が、筒内噴射の開始時期から吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側の時期までに亘って継続される場合が多い。即ち、筒内噴射弁の開弁期間の終期が、吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側に推移し易い。 By the way, in-cylinder injection is often started at a time after the end of the valve opening period of the exhaust valve. In particular, when in-cylinder injection is performed during a high load / high rotation operation, the in-cylinder injection period (that is, the in-cylinder injection valve opening period) becomes longer and the intake valve opening period The end is coming early. As described above, in particular, during high load / high rotation operation, in-cylinder injection may continue from the start timing of in-cylinder injection to a timing that is retarded from the end of the intake valve opening period. Many. In other words, the end of the opening period of the in-cylinder injection valve is more likely to be shifted to the retard side than the end of the opening period of the intake valve.
このように筒内噴射が継続されると以下の問題が発生する。吸気弁の開弁期間において筒内噴射が行われると、筒内へのガスの流入が継続されることに起因して、筒内噴射による燃料は新気と良好に混合され得る。一方、吸気弁の開弁期間の終期以降において筒内噴射が行われると、上記ガスの流入が殆ど発生しないため、筒内噴射による燃料が新気と混合され難い。燃料と新気との混合度合いが小さいと、不完全燃焼の発生等により機関の出力が低下するという事態が発生し得る。 When in-cylinder injection is continued in this way, the following problem occurs. When in-cylinder injection is performed during the valve opening period of the intake valve, the fuel from the in-cylinder injection can be mixed well with fresh air due to the continued flow of gas into the cylinder. On the other hand, when the in-cylinder injection is performed after the end of the valve opening period of the intake valve, the inflow of the gas hardly occurs, so that the fuel by the in-cylinder injection is hardly mixed with fresh air. If the degree of mixing of fuel and fresh air is small, a situation may occur in which the output of the engine decreases due to the occurrence of incomplete combustion or the like.
ここで、吸気弁の開弁期間の終期以降に筒内噴射される燃料である、「混合され難い」燃料の量は、筒内噴射の期間の終期が吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側である程度が大きいほどより大きくなる。従って、1サイクルあたりの燃料噴射量の総量が同一であっても、筒内噴射の期間の終期が吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側である程度が大きいほど、機関の出力の低下度合いがより大きくなるなり得る。 Here, the amount of fuel that is hard to be mixed after the end of the intake valve opening period is less than the end of the intake valve opening period at the end of the in-cylinder injection period. The larger the degree on the retarded side, the larger. Therefore, even if the total amount of fuel injection per cycle is the same, the engine output decreases as the end of the in-cylinder injection period is more retarded than the end of the intake valve opening period. The degree can be greater.
従って、本発明の目的は、デュアルインジェクションシステムを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、筒内噴射による燃料のうち「混合され難い」燃料の量を抑制し得、機関の出力の低下度合いを抑制し得るものを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the amount of fuel that is difficult to be mixed among the fuels produced by in-cylinder injection and reduce the degree of engine output in a fuel injection control device for an internal combustion engine having a dual injection system. It is to provide what can be suppressed.
本発明に係る燃料噴射制御装置は、デュアルインジェクションシステムを備えた内燃機関に適用され、前記ポート噴射弁により噴射される燃料の量であるポート噴射量、前記ポート噴射弁の開弁期間の始期、及び終期を、前記内燃機関の運転状態に基づいて、基本ポート噴射量、基本ポート噴射始期、及び基本ポート噴射終期に決定するポート噴射決定手段と、前記筒内噴射弁により噴射される燃料の量である筒内噴射量、前記筒内噴射弁の開弁期間の始期、及び終期を、前記内燃機関の運転状態に基づいて、基本筒内噴射量、基本筒内噴射始期、及び基本筒内噴射終期に決定する筒内噴射決定手段とを備えている。 A fuel injection control device according to the present invention is applied to an internal combustion engine equipped with a dual injection system, and includes a port injection amount that is an amount of fuel injected by the port injection valve, an opening period of the port injection valve, And a port injection determination means for determining a basic port injection amount, a basic port injection start time, and a basic port injection end time based on the operating state of the internal combustion engine, and an amount of fuel injected by the in-cylinder injection valve The basic in-cylinder injection amount, the basic in-cylinder injection start time, and the basic in-cylinder injection are determined based on the operating state of the internal combustion engine. In-cylinder injection determining means for determining at the end.
ここにおいて、基本ポート噴射量、及び基本筒内噴射量は、例えば、機関に供給される混合気の空燃比(以下、単に「空燃比」と称呼することもある。)が狙いとする空燃比である目標空燃比(例えば、理論空燃比)に一致するように決定されてもよい。また、基本ポート噴射始期、及び基本筒内噴射始期は、例えば、排気行程後半の時期、及び吸気行程前半の時期にそれぞれ決定されてもよい。加えて、基本ポート噴射終期は、例えば、基本ポート噴射量と基本ポート噴射始期とに基づいて決定され、基本筒内噴射終期は、例えば、基本筒内噴射量と基本筒内噴射始期とに基づいて決定されてもよい。 Here, the basic port injection amount and the basic in-cylinder injection amount are, for example, the air-fuel ratio targeted by the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine (hereinafter sometimes simply referred to as “air-fuel ratio”). May be determined so as to coincide with a target air-fuel ratio (for example, the theoretical air-fuel ratio). Further, the basic port injection start period and the basic in-cylinder injection start period may be determined, for example, at the second half of the exhaust stroke and the first half of the intake stroke. In addition, the basic port injection end is determined based on, for example, the basic port injection amount and the basic port injection start, and the basic in-cylinder injection end is based on, for example, the basic in-cylinder injection amount and the basic in-cylinder injection start. May be determined.
この燃料噴射制御装置の特徴は、前記筒内噴射決定手段が、前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合、前記筒内噴射弁の開弁期間の終期を(前記基本筒内噴射終期に代えて)前記基本筒内噴射終期よりも進角側の時期に決定し、前記筒内噴射量を(前記基本筒内噴射量に代えて)前記基本筒内噴射量よりも所定量だけ小さい量に決定するように構成され、前記ポート噴射決定手段が、前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合、前記ポート噴射量を(前記基本ポート噴射量に代えて)前記基本ポート噴射量よりも前記所定量だけ大きい量に決定するように構成されたことにある。 The fuel injection control device is characterized in that the in-cylinder injection determining means determines that the in-cylinder injection is determined when the end of the basic in-cylinder injection is determined to be behind the end of the valve opening period of the intake valve. The end of the valve opening period (instead of the basic in-cylinder injection end) is determined to be a timing that is more advanced than the basic in-cylinder injection end, and the in-cylinder injection amount is set to the basic in-cylinder injection amount. Instead, the port injection determining means is configured to determine an amount that is smaller by a predetermined amount than the basic in-cylinder injection amount, and the port injection determining means is configured such that the basic in-cylinder injection end is later than the end of the intake valve opening period. When it is determined that the angle is on the corner side, the port injection amount is determined to be larger than the basic port injection amount by the predetermined amount (instead of the basic port injection amount).
ここにおいて、前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合、筒内噴射弁の開弁時期の始期は(前記基本筒内噴射始期に代えて)前記基本筒内噴射始期よりも進角側の時期に決定されてもよい。また、上述のように決定される筒内噴射弁の開弁時期の終期は、吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側の時期となってもよいし、吸気弁の開弁期間の終期よりも進角側の時期となってもよい。 Here, when it is determined that the end of the basic in-cylinder injection is retarded from the end of the valve opening period of the intake valve, the start of the opening timing of the in-cylinder injection valve is (the basic in-cylinder injection start Instead of the basic in-cylinder injection start time, it may be determined at an advance timing side. Further, the end of the opening timing of the in-cylinder injection valve determined as described above may be a timing retarded from the end of the opening period of the intake valve, or the end of the opening period of the intake valve. It may be a more advanced time than the end.
上記構成によれば、筒内噴射弁の開弁期間の終期が吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側となる程度が小さくされ得る。従って、筒内噴射による燃料のうち「混合され難い」燃料の量が抑制され得る。また、筒内噴射量が基本筒内噴射量よりも所定量だけ小さい量に決定される。即ち、筒内噴射の期間が基本筒内噴射量に対応するものよりも短くなり得る。このため、筒内噴射弁の開弁期間の終期が基本筒内噴射終期よりも進角側の時期に決定されても、筒内噴射弁の開弁期間の始期を基本筒内噴射始期よりも進角側とする程度を、なるべく小さくすることができる。従って、筒内噴射弁の開弁期間の始期が、排気弁の開弁期間の終期よりも進角側となる程度が抑制され得る。 According to the above configuration, the extent to which the end of the valve opening period of the in-cylinder injection valve is retarded relative to the end of the valve opening period of the intake valve can be reduced. Therefore, the amount of “difficult to mix” fuel among the fuels produced by in-cylinder injection can be suppressed. Further, the in-cylinder injection amount is determined to be a predetermined amount smaller than the basic in-cylinder injection amount. That is, the in-cylinder injection period can be shorter than that corresponding to the basic in-cylinder injection amount. For this reason, even if the end of the opening period of the in-cylinder injection valve is determined at a timing that is more advanced than the end of the basic in-cylinder injection, the start of the opening period of the in-cylinder injection valve is set to The degree of advance side can be made as small as possible. Therefore, the extent to which the start of the valve opening period of the in-cylinder injection valve is advanced from the end of the valve opening period of the exhaust valve can be suppressed.
加えて、ポート噴射量は、基本ポート噴射量よりも上記所定量だけ大きい量に決定される。従って、燃料噴射量の総量(即ち、基本ポート噴射量と基本筒内噴射量との和)を変えることなく、「混合され難い」燃料の量が抑制され得るため、機関の出力の低下度合いが抑制され得る。 In addition, the port injection amount is determined to be larger than the basic port injection amount by the predetermined amount. Accordingly, the amount of fuel that is “difficult to mix” can be suppressed without changing the total fuel injection amount (that is, the sum of the basic port injection amount and the basic in-cylinder injection amount). Can be suppressed.
この燃料噴射制御装置においては、具体的には、例えば、前記筒内噴射決定手段が、前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合、前記筒内噴射弁の開弁期間の始期を前記基本筒内噴射始期に維持し、前記筒内噴射弁の開弁期間の終期を前記吸気弁の開弁期間の終期と等しい時期に決定し、前記筒内噴射量を、前記基本筒内噴射量よりも前記基本筒内噴射終期と前記吸気弁の開弁期間の終期との間隔に対応する量だけ小さい量に決定するように構成され、前記ポート噴射決定手段が、前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合、前記ポート噴射量を、前記基本ポート噴射量よりも前記間隔に対応する量だけ大きい量に決定するように構成される。 Specifically, in this fuel injection control device, for example, the in-cylinder injection determining means determines that the basic in-cylinder injection end is on the more retarded side than the end of the intake valve opening period. The start period of the in-cylinder injection valve is maintained at the basic in-cylinder injection start period, and the end of the in-cylinder injection valve opening period is determined to be equal to the end of the intake valve opening period. The in-cylinder injection amount is determined to be smaller than the basic in-cylinder injection amount by an amount corresponding to the interval between the basic in-cylinder injection end and the end of the intake valve opening period. When the port injection determining means determines that the basic in-cylinder injection end is on the more retarded side than the end of the intake valve opening period, the port injection amount is set to be greater than the basic port injection amount. An amount that is larger by an amount corresponding to the interval is determined.
特に高負荷・高回転運転時においては、基本筒内噴射終期が吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側となる程度が大きくなり易い。従って、高負荷・高回転運転時においては、「混合され難い」燃料の量を抑制する要求が大きいと考えられる。上記構成によれば、燃料噴射量の総量を変えることなく、筒内噴射の期間の終期が吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側に推移することが回避され得、「混合され難い」燃料の量がゼロとなり得る。従って、高負荷・高回転運転時においても、「混合され難い」燃料の量が確実に抑制され得、機関の出力の低下度合いが確実に抑制され得る。 In particular, at the time of high load / high rotation operation, the degree to which the basic in-cylinder injection end is retarded from the end of the intake valve opening period tends to be large. Therefore, it is considered that there is a great demand for suppressing the amount of “difficult to mix” fuel during high load / high rotation operation. According to the above configuration, without changing the total amount of fuel injection, it is possible to avoid the end of the in-cylinder injection period from being retarded from the end of the intake valve opening period. “The amount of fuel can be zero. Therefore, even during high-load / high-speed operation, the amount of “difficult to mix” fuel can be reliably suppressed, and the degree of reduction in engine output can be reliably suppressed.
また、基本筒内噴射始期が、例えば、排気弁の開弁期間の終期よりも遅角側の時期に決定されることで、筒内噴射が確実に排気弁の開弁期間の終期以降にて開始され得る。加えて、筒内噴射弁の開弁期間の終期が吸気弁の開弁期間の終期よりも進角側に決定される場合に比して、筒内噴射量の前記基本筒内噴射量からの減少度合いが小さくなり得る。従って、筒内噴射による冷却効果の低下度合いも小さくすることができる。 In addition, by determining the basic in-cylinder injection start time, for example, at a timing retarded from the end of the exhaust valve opening period, the in-cylinder injection is reliably performed after the end of the exhaust valve opening period. Can be started. In addition, the in-cylinder injection amount from the basic in-cylinder injection amount is larger than when the end of the in-cylinder injection valve opening period is determined to be advanced from the end of the intake valve opening period. The degree of reduction can be small. Therefore, the degree of cooling effect reduction by in-cylinder injection can also be reduced.
また、この燃料噴射制御装置においては、前記ポート噴射決定手段が、前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合であって且つ前記ポート噴射量の変化速度の絶対値が所定変化速度よりも大きいと判定されたとき、前記変化速度の絶対値が前記所定変化速度と一致するように前記ポート噴射量を(前記基本ポート噴射量よりも前記間隔に対応する量だけ大きい量に代えて)決定するよう構成され、前記筒内噴射決定手段が、前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合であって且つ前記ポート噴射量の変化速度の絶対値が前記所定変化速度よりも大きいと判定されたとき、前記筒内噴射量を(前記基本筒内噴射量よりも前記間隔に対応する量だけ小さい量に代えて)前記基本筒内噴射量よりも、前記決定されたポート噴射量から前記基本ポート噴射量を減じた量だけ小さい量に決定するように構成されてもよい。 In the fuel injection control device, the port injection determining means may determine that the basic in-cylinder injection end is determined to be retarded from the end of the intake valve opening period, and When it is determined that the absolute value of the change rate of the port injection amount is greater than the predetermined change rate, the port injection amount is set to be smaller than the basic port injection amount so that the absolute value of the change rate matches the predetermined change rate. And the in-cylinder injection determining means is configured so that the basic in-cylinder injection end time is more retarded than the end of the intake valve opening period. And when it is determined that the absolute value of the change rate of the port injection amount is greater than the predetermined change rate, the in-cylinder injection amount is set to be greater than the basic in-cylinder injection amount. Only the amount corresponding to the interval Instead of the old amount) than the basic cylinder injection amount, it may be configured to determine only a small amount the amount obtained by subtracting the base port injection quantity from port injection amount the determined.
本明細書においては、ポート噴射量の変化速度は、ポート噴射量の増大速度が大きいほどより大きい正の値となる値であって、ポート噴射量の減少速度が大きいほどより小さい負の値となる値であるものとする。 In the present specification, the change rate of the port injection amount is a value that becomes a larger positive value as the increase rate of the port injection amount is larger, and is a negative value that is smaller as the decrease rate of the port injection amount is larger. It is assumed that
一般に、ポート噴射弁から噴射された燃料の一部は、吸気系(吸気管の壁面、吸気弁の傘部等)に付着する。従って、吸気通路においては、ポート噴射弁から噴射されて吸気系に付着しない燃料と、付着していた燃料から蒸発した燃料とが、筒内に流入する。他方、ポート噴射量の増大(減少)に伴って、ポート噴射量に対して吸気系に付着する燃料の量が増大(減少)する傾向がある。従って、ポート噴射量が増大(減少)すると、筒内に流入する燃料の量が目標空燃比を得るための燃料の量よりも小さく(大きく)なり、空燃比が目標空燃比に対してリーン方向(リッチ方向)に偏移し易いという傾向がある。この空燃比の目標空燃比からの偏移程度は、ポート噴射量の変化速度の絶対値が大きいほどより大きくなる。 In general, part of the fuel injected from the port injection valve adheres to the intake system (the wall surface of the intake pipe, the umbrella portion of the intake valve, etc.). Therefore, in the intake passage, the fuel that is injected from the port injection valve and does not adhere to the intake system and the fuel evaporated from the attached fuel flow into the cylinder. On the other hand, as the port injection amount increases (decreases), the amount of fuel attached to the intake system tends to increase (decrease) with respect to the port injection amount. Therefore, when the port injection amount increases (decreases), the amount of fuel flowing into the cylinder becomes smaller (larger) than the amount of fuel for obtaining the target air-fuel ratio, and the air-fuel ratio is leaner than the target air-fuel ratio. There is a tendency to easily shift in the (rich direction). The degree of deviation of the air-fuel ratio from the target air-fuel ratio becomes larger as the absolute value of the change rate of the port injection amount is larger.
ここで、前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合に、「混合され難い」燃料の量を抑制するようにポート噴射量及び筒内噴射量が決定されると、ポート噴射量の変化速度の絶対値が大きくなる場合がある。この場合、空燃比の目標空燃比からの偏移程度が大きくなるという事態が発生し得る。空燃比の目標空燃比からの偏移程度を抑制するという観点から、ポート噴射量の変化速度の絶対値が大きい速度とならないように、ポート噴射量及び筒内噴射量が決定されることが好ましい。 Here, when it is determined that the end of the basic in-cylinder injection is more retarded than the end of the intake valve opening period, the port injection amount and When the in-cylinder injection amount is determined, the absolute value of the change rate of the port injection amount may increase. In this case, a situation may occur in which the degree of deviation of the air-fuel ratio from the target air-fuel ratio becomes large. From the viewpoint of suppressing the degree of deviation of the air-fuel ratio from the target air-fuel ratio, it is preferable to determine the port injection amount and the in-cylinder injection amount so that the absolute value of the change rate of the port injection amount does not become a large speed. .
上記構成はかかる知見に基づく。これによれば、前記所定変化速度が、例えば、空燃比の目標空燃比からの偏移程度が適正範囲内の偏移程度となる場合に対応するポート噴射量の変化速度の絶対値に設定され得る。従って、ポート噴射量の変化速度の絶対値が大きくなることが抑制され得、空燃比の目標空燃比からの偏移程度が抑制され得る。 The said structure is based on this knowledge. According to this, the predetermined change speed is set to an absolute value of the change speed of the port injection amount corresponding to, for example, a case where the degree of deviation of the air-fuel ratio from the target air-fuel ratio is within the appropriate range. obtain. Therefore, an increase in the absolute value of the change rate of the port injection amount can be suppressed, and the degree of deviation of the air-fuel ratio from the target air-fuel ratio can be suppressed.
また、この燃料噴射制御装置においては、前記ポート噴射決定手段が、前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合であって且つ前記ポート噴射量の減少速度が所定減少速度よりも大きいと判定されたとき、前記減少速度が前記所定減少速度と一致するように前記ポート噴射量を決定するよう構成され、前記筒内噴射決定手段が、前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合であって且つ前記ポート噴射量の減少速度が前記所定減少速度よりも大きいと判定されたとき、前記筒内噴射量を、前記基本筒内噴射量よりも、前記決定されたポート噴射量から前記基本ポート噴射量を減じた量だけ小さい量に決定するように構成されてもよい。 In the fuel injection control device, the port injection determining means may determine that the basic in-cylinder injection end is determined to be retarded from the end of the intake valve opening period, and When it is determined that the decrease rate of the port injection amount is greater than the predetermined decrease rate, the port injection amount is determined so that the decrease rate matches the predetermined decrease rate, and the in-cylinder injection determining means When it is determined that the basic in-cylinder injection end time is retarded from the end of the intake valve opening period, it is determined that the reduction rate of the port injection amount is greater than the predetermined reduction rate. In this case, the in-cylinder injection amount may be determined to be smaller than the basic in-cylinder injection amount by an amount obtained by subtracting the basic port injection amount from the determined port injection amount. .
前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合であって、例えば、ポート噴射量の増大速度が(前記所定変化速度に対応する)所定増大速度よりも大きいと判定されたときに、上記増大速度を小さい速度に制限すると以下に説明する問題が生じる。この場合、筒内噴射量の基本筒内噴射量からの減少度合いが小さくなり得、「混合され難い」燃料の量を十分に抑制することが困難となる事態が発生し得る(図4の右上がりの斜線にて示した部分を参照)。このような事態を回避する観点から、この場合、ポート噴射量の増大速度を制限しないことが好ましい。 It is a case where it is determined that the basic in-cylinder injection end is on the retard side with respect to the end of the intake valve opening period, for example, the increasing speed of the port injection amount (corresponding to the predetermined change speed) When it is determined that the speed is higher than the predetermined increase speed, the problem described below occurs when the increase speed is limited to a small speed. In this case, the degree of decrease in the in-cylinder injection amount from the basic in-cylinder injection amount may be reduced, and a situation may occur in which it is difficult to sufficiently suppress the amount of “difficult to mix” fuel (right in FIG. 4). (See the shaded area above.) In this case, it is preferable not to limit the increasing speed of the port injection amount from the viewpoint of avoiding such a situation.
一方、前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合であって、ポート噴射量の減少速度が(前記所定変化速度に対応する)所定減少速度よりも大きいと判定されたときに、上記減少速度を小さい速度に制限しても、「混合され難い」燃料の量は十分に抑制され得る。従って、この場合には、ポート噴射量の減少速度を制限することが好ましい。上記構成はかかる知見に基づく。これによれば、筒内噴射による燃料のうち「混合され難い」燃料の量が十分に抑制されつつ、空燃比の目標空燃比からのリッチ方向への偏移程度が抑制され得る。 On the other hand, when it is determined that the basic in-cylinder injection end time is retarded from the end of the intake valve opening period, the rate of decrease in the port injection amount (corresponding to the predetermined change speed) When it is determined that the decrease rate is greater than the predetermined decrease rate, even if the decrease rate is limited to a small rate, the amount of “unmixable” fuel can be sufficiently suppressed. Therefore, in this case, it is preferable to limit the decrease rate of the port injection amount. The said structure is based on this knowledge. According to this, the amount of fuel that is “difficult to mix” in the fuel by in-cylinder injection can be sufficiently suppressed, and the degree of shift of the air-fuel ratio from the target air-fuel ratio in the rich direction can be suppressed.
以下、本発明による内燃機関の燃料噴射制御装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of a fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態にかかる燃料噴射制御装置をデュアルインジェクションシステムを備えた火花点火式多気筒(4気筒)内燃機関10に適用したシステムの概略構成を示している。この内燃機関10は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース、及びオイルパン等を含むシリンダブロック部20と、シリンダブロック部20の上に固定されるシリンダヘッド部30と、シリンダブロック部20にガソリン混合気を供給するための吸気系統40と、シリンダブロック部20からの排気ガスを外部に放出するための排気系統50とを含んでいる。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a system in which a fuel injection control device according to a first embodiment of the present invention is applied to a spark ignition type multi-cylinder (four-cylinder)
シリンダブロック部20は、シリンダ21、ピストン22、コンロッド23、及びクランク軸24を含んでいる。ピストン22はシリンダ21内を往復動し、ピストン22の往復動がコンロッド23を介してクランク軸24に伝達され、これにより同クランク軸24が回転するようになっている。シリンダ21とピストン22のヘッドは、シリンダヘッド部30とともに燃焼室25を形成している。
The
シリンダヘッド部30は、燃焼室25に連通した吸気ポート31、吸気ポート31を開閉する吸気弁32、吸気弁32を駆動するインテークカムシャフトを含むとともに同インテークカムシャフトの位相角(即ち、吸気弁32の開閉タイミング)を機関の運転状態に応じて連続的に変更する可変吸気タイミング装置33、可変吸気タイミング装置33のアクチュエータ33a、燃焼室25に連通した排気ポート34、排気ポート34を開閉する排気弁35、排気弁35を駆動するエキゾーストカムシャフト36、点火プラグ37、点火プラグ37に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ38、燃料を吸気ポート31内にて噴射するポート噴射弁39P、燃料を燃焼室25内にて直接噴射する筒内噴射弁39Cを備えている。
The
吸気系統40は、吸気ポート31に連通し同吸気ポート31とともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管41、吸気管41の端部に設けられたエアフィルタ42、吸気管41内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁43、及びDCモータからなるスロットル弁アクチュエータ43aを備えている。
The
排気系統50は、排気ポート34に連通したエキゾーストマニホールド51、エキゾーストマニホールド51(実際には、各排気ポート34に連通したそれぞれのエキゾーストマニホールド51が集合した集合部)に接続されたエキゾーストパイプ(排気管)52、エキゾーストパイプ52に配設(介装)された三元触媒53を備えている。排気ポート34、エキゾーストマニホールド51、及びエキゾーストパイプ52は、排気通路を構成している。
The
一方、このシステムは、熱線式エアフローメータ61、カムポジションセンサ62、クランクポジションセンサ63、水温センサ64、三元触媒53の上流の排気通路(本例では、上記各々のエキゾーストマニホールド51が集合した集合部)に配設された空燃比センサ65を備えている。
On the other hand, this system includes a hot-wire
熱線式エアフローメータ61は、吸気管41内を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量を検出し、吸入空気流量Gaを表す信号を出力するようになっている。カムポジションセンサ62は、インテークカムシャフトが90°回転する毎に(即ち、クランク軸24が180°回転する毎に)一つのパルスを有する信号(G2信号)を発生するようになっている。この信号は、吸気弁32の開閉タイミングを表す。クランクポジションセンサ63は、クランク軸24が10°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸24が360°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、運転速度NEを表す。水温センサ64は、内燃機関10の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。空燃比センサ65は、排ガスの空燃比に応じた電流を出力し、この電流に応じた電圧を出力するようになっている。この出力から排ガスの空燃比が算出される。
The hot-wire
電気制御装置70は、互いにバスで接続されたCPU71、CPU71が実行するルーチン(プログラム)、テーブル(ルックアップテーブル、マップ)、及び定数等を予め記憶したROM72、CPU71が必要に応じてデータを一時的に格納するRAM73、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップRAM74、並びにADコンバータを含むインターフェース75等からなるマイクロコンピュータである。
The
インターフェース75は、上記センサ61〜65に接続され、CPU71にセンサ61〜65からの信号を供給するとともに、同CPU71の指示に応じて可変吸気タイミング装置33のアクチュエータ33a、イグナイタ38、ポート噴射弁39P、筒内噴射弁39C、及びスロットル弁アクチュエータ43aへ駆動信号を送出するようになっている。
The
(燃料噴射制御の概要)
次に、上記のように構成された第1実施形態に係る燃料噴射制御装置(以下、「本装置」と云う。)が行う燃料噴射制御の概要について説明する。
(Overview of fuel injection control)
Next, an outline of the fuel injection control performed by the fuel injection control device (hereinafter referred to as “this device”) according to the first embodiment configured as described above will be described.
本装置では、原則的には、基本噴射割合R(=(ポート噴射量Fip)/(ポート噴射量Fip+筒内噴射量Fic)、0≦R≦1)に基づいてポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficが決定される。決定されたポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficに応じて、ポート噴射弁39P及び筒内噴射弁39Cのそれぞれの開弁期間が設定される。そして、内燃機関10の運転状態、設定された開弁期間等に基づいて、ポート噴射弁39Pの開弁期間の始期CAsp及び終期CAepが算出・決定されるとともに、筒内噴射弁39Cの開弁期間の始期CAsc及び終期CAecが算出・決定される。
In this device, in principle, the port injection amount Fip and the in-cylinder are based on the basic injection ratio R (= (port injection amount Fip) / (port injection amount Fip + in-cylinder injection amount Fic), 0 ≦ R ≦ 1). The injection amount Fic is determined. In accordance with the determined port injection amount Fip and in-cylinder injection amount Fic, the respective valve opening periods of the
本装置では、このように算出・決定された筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが、吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも遅角側であると判定された場合、筒内噴射弁の開弁期間の終期CAecが吸気弁32の開弁期間の終期IVCと等しい時期となるように、筒内噴射量Ficが再決定される。即ち、この場合、筒内噴射量Ficは、上記基本噴射割合Rに基づく筒内噴射量Ficから所定量だけ減じて得られる量に再決定される。
In this device, when it is determined that the final CAec of the valve opening period of the in-
このように筒内噴射量Ficを決定するのは以下に説明する観点に基づく。上述したように吸気弁32の開弁期間の終期IVC以降においても筒内噴射が継続されると、吸気弁32の開弁期間の終期IVC以降、吸気ポート31から燃焼室25内へガスが流入しないことに起因して筒内噴射された燃料が新気と混合され難い。このため内燃機関10の出力が低下するという事態が発生し得る。従って、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも遅角側に推移しないよう筒内噴射が制御されることが好ましい。
The determination of the in-cylinder injection amount Fic is based on the viewpoint described below. As described above, if the in-cylinder injection is continued even after the end IVC of the valve opening period of the intake valve 32, the gas flows into the
他方、筒内噴射が排気弁35の開弁期間の終期EVCよりも遅角側の時期から開始されるよう、筒内噴射弁39Cの開弁期間の始期CAscを決定する要求が大きい。また、特に高負荷・高回転運転時においては、筒内噴射量Ficをできるだけ大きい量に決定する(即ち、筒内噴射弁39Cの開弁期間をできるだけ長い期間に設定する)という要求が大きい。以上より、上記基本噴射割合Rに基づく筒内噴射量Ficに対応する筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが、吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも遅角側であると判定された場合、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが吸気弁32の開弁期間の終期IVCと等しい時期となるように、筒内噴射量Ficが再決定される。
On the other hand, there is a great demand for determining the start period CAsc of the in-
一方、ポート噴射量Fipは、上記基本噴射割合Rに基づくポート噴射量Fipに上記所定量を加えて得られる量に再決定される。これにより、1サイクルあたりの総燃料噴射量を変化させることなく、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも遅角側に推移しないよう筒内噴射を制御することができる。以上が本装置が行う燃料噴射制御の概要である。
On the other hand, the port injection amount Fip is redetermined to an amount obtained by adding the predetermined amount to the port injection amount Fip based on the basic injection ratio R. Thus, without changing the total fuel injection amount per cycle, the final CAec of the valve opening period of the in-
(実際の作動)
以下、本装置の実際の作動について、図2に示したタイムチャート、及び図3に示したフローチャートを参照しながら説明していく。
(Actual operation)
Hereinafter, the actual operation of the present apparatus will be described with reference to the time chart shown in FIG. 2 and the flowchart shown in FIG.
図2は、本装置による燃料噴射制御が行われる場合における、アクセルペダルの操作量Accp、ポート噴射量Fip、及び筒内噴射量Ficの変化の一例を示したタイムチャートである。時刻t1以前においては上記操作量Accpが値Accp1に維持され、時刻t1にて上記操作量Accpが値Accp1から値Accp2(>値Accp1)に増大するものとする。そして、時刻t1以降上記操作量Accpが値Accp2に維持されるものとする。また、時刻t1から十分に時間が経過した時刻t2にて上記操作量Accpが値Accp2から値Accp1に減少し、時刻t2以降上記操作量Accpが値Accp1に維持されるものとする。 FIG. 2 is a time chart showing an example of changes in the accelerator pedal operation amount Accp, the port injection amount Fip, and the in-cylinder injection amount Fic when fuel injection control is performed by the present apparatus. Before the time t1, the manipulated variable Accp is maintained at the value Accp1, and at the time t1, the manipulated variable Accp is increased from the value Accp1 to the value Accp2 (> value Accp1). The manipulated variable Accp is maintained at the value Accp2 after time t1. Further, it is assumed that the manipulated variable Accp decreases from the value Accp2 to the value Accp1 at a time t2 when a sufficient time has elapsed from the time t1, and the manipulated variable Accp is maintained at the value Accp1 after the time t2.
なお、本例では、説明を容易にするために、アクセルペダルの操作量Accpのステップ的な変化に応じて、筒内吸入空気量Mcも上記値Accp1に対応する値Mc1から上記値Accp2に対応する値Mc2(>値Mc1)にステップ的に変化するものとし、それに応じて1サイクルあたりの総燃料噴射量(後述する基本燃料噴射量Fbase)もステップ的に変化するものとする。 In this example, in order to facilitate the explanation, the in-cylinder intake air amount Mc also corresponds to the value Accp2 from the value Mc1 corresponding to the value Accp1 in accordance with the step change of the accelerator pedal operation amount Accp. It is assumed that the value Mc2 (> value Mc1) changes stepwise, and the total fuel injection amount per cycle (basic fuel injection amount Fbase described later) also changes stepwise accordingly.
加えて、時刻t1の前後及び時刻t2の前後においては、内燃機関10の運転状態が、基本噴射割合Rがゼロに決定される運転状態(高負荷・高回転運転状態)であるものとする。また、時刻t1以前(時刻t2以降)においては、基本噴射割合Rに基づく筒内噴射量Ficに対応する筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが、吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも進角側に推移するものとする。一方、時刻t1以降(時刻t2以前)においては、上記終期CAecが、上記終期IVCよりも遅角側に推移するものとする。
In addition, before and after time t1 and before and after time t2, the operation state of the
以下、説明の便宜上、「MapX(a1,a2,…)」は、a1,a2,…を引数とする値Xを求めるためのテーブルを表すものとする。また、引数の値がセンサの検出値である場合、現在値が使用される。 Hereinafter, for convenience of explanation, “MapX (a1, a2,...)” Represents a table for obtaining a value X having a1, a2,. Further, when the value of the argument is a detection value of the sensor, the current value is used.
CPU71は、図3にフローチャートにより示した燃料噴射制御を行うルーチンを、各気筒のクランク角が各吸気上死点前の所定クランク角度(例えば、BTDC90°CA)となる毎に、繰り返し実行するようになっている。従って、任意の気筒のクランク角度が上記所定クランク角度になると、CPU71はステップ300から処理を開始してステップ302に進み、テーブルMapMc(NE,Ga)を利用して、吸気行程にて燃焼室25内に吸入される空気量である筒内吸入空気量Mcを算出する。
The
次に、CPU71はステップ304に進んで、ステップ302にて算出された筒内吸入空気量Mcを現時点において設定されている目標空燃比abyfr(例えば、理論空燃比)で除して得られる値「Mc/abyfr」に、フィードバック係数Kを乗じることで基本燃料噴射量Fbaseを算出する。即ち、基本燃料噴射量Fbaseは、吸気行程において燃焼室25内に吸入された空気量に対して目標空燃比abyfsを得るための燃料の量に相当する。ここにおいて、フィードバック係数Kは、空燃比センサ65の出力に基づいて別途図示しないルーチンにて算出される最新値が用いられる。
Next, the
次いで、CPU71はステップ306に進んで、テーブルMapR(NE,Mc,THW)を利用して、基本噴射割合Rを算出する。上記テーブルMapR(NE,Mc,THW)によれば、基本噴射割合Rは、運転速度NEが大きいほどより小さい値に決定される。これは、運転速度NEが大きいほど燃焼室25の体積の変化速度が大きいため、筒内噴射による燃料と新気との混合度合いの悪化を抑制しつつ筒内噴射量Ficの割合を大きくできる余裕度が大きくなることに基づく。また、基本噴射割合Rは、筒内吸入空気量Mcが大きいほど、冷却水温THWが高いほど、より小さい値に決定される。これは、筒内吸入空気量Mcが大きいほど燃焼室25内のガスの圧力が大きいこと、並びに、冷却水温THWが大きいほど燃焼室25内のガスの温度が高いことに起因してノッキングが発生し易くなるところ、筒内噴射量Ficの割合を大きくすることで燃焼室25内のガス等を冷却する度合いを大きくして、ノッキングの発生を抑制することに基づく。
Next, the
続いて、CPU71はステップ308に進んで、ステップ306にて算出された基本噴射割合Rと、ステップ304にて算出された基本燃料噴射量Fbaseと、ステップ308内に記載の式とに基づいてポート噴射量Fipを決定する。このステップ308にて決定されるポート噴射量Fipが前記基本ポート噴射量に相当する。
Subsequently, the
次に、CPU71はステップ310に進んで、ステップ306にて算出された基本噴射割合Rと、ステップ304にて算出された基本燃料噴射量Fbaseと、ステップ310内に記載の式とに基づいて筒内噴射量Ficを決定する。このステップ310にて決定される筒内噴射量Ficが前記基本筒内噴射量に相当する。
Next, the
次いで、CPU71はステップ312に進んで、ポート噴射弁39Pの開弁期間の終期CAepを算出する。この終期CAepは、ポート噴射弁39Pの開弁期間の始期CAspと、ステップ308にて決定されたポート噴射量Fipとに基づいて算出される。なお、本例では、上記始期CAspは、吸気弁32の開弁期間の始期IVOよりも進角側の時期であって、排気行程後半の所定の時期に設定される。上記始期CAspが一定の時期に維持される場合、ポート噴射量Fipが大きいほど上記終期CAepはより遅角側の時期に算出される。このポート噴射弁39Pの開弁期間の始期CAsp、及び終期CAepが、それぞれ前記基本ポート噴射始期、及び前記基本ポート噴射終期に相当する。
Next, the
続いて、CPU71はステップ314に進んで、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecを算出する。この終期CAecは、筒内噴射弁39Cの開弁期間の始期CAscと、ステップ310にて決定された筒内噴射量Ficとに基づいて算出される。なお、本例では、上記始期CAscは、排気弁35の開弁期間の終期EVCよりも遅角側の時期であって、吸気行程前半の所定の時期に設定される。上記始期CAscが一定の時期に維持される場合、筒内噴射量Ficが大きいほど上記終期CAecはより遅角側の時期に算出される。この筒内噴射弁39Cの開弁期間の始期CAsc、及び終期CAecが、それぞれ前記基本筒内噴射始期、及び前記基本筒内噴射終期に相当する。
Subsequently, the
次に、CPU71はステップ316に進んで、吸気弁32の開弁期間の終期IVCを取得する。ここにおいて、この終期IVCは、運転速度NE及び筒内吸入空気量Mc等に基づいて別途図示しないルーチンにて算出される最新値が用いられる。
Next, the
続いて、CPU71はステップ318に進んで、ステップ314にて算出された筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが、ステップ316にて取得された吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも進角側であるか否かを判定する。CPU71はステップ318にて「Yes」と判定する場合、ステップ395に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。
Subsequently, the
図2の時刻t1以前においては、ステップ318にて「Yes」と判定される。従って、CPU71はステップ302〜318,395の処理を繰り返し実行する。この結果、時刻t1以前、ステップ304にて基本燃料噴射量Fbaseが、アクセルペダルの操作量Accpが値Accp1である場合に対応する(値Mc1に対応する)値Fbase1に決定される。ステップ306にて基本噴射割合Rがゼロに算出され、ステップ308,310にてポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficが、それぞれゼロ及び上記値Fbase1と等しい量に決定される。即ち、基本燃料噴射量Fbaseの燃料の噴射が、筒内噴射のみにより達成される。なお、この場合、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecは、吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも進角側に推移するため、同終期IVC以降に筒内噴射される燃料(即ち、上記「混合され難い」燃料)の量はゼロである。従って、筒内噴射による燃料と新気との混合度合いが悪化する事態は回避され得る。
Before time t1 in FIG. 2, “Yes” is determined in
図2の時刻t1が到来すると、ステップ304にて基本燃料噴射量Fbaseが、アクセルペダルの操作量Accpが値Accp2である場合に対応する(値Mc2(>値Mc1)に対応する)値Fbase2(>値Fbase1)に決定される。従って、ステップ310にて筒内噴射量Ficが上記値Fbase2に決定され、ステップ314にて筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも遅角側の時期に算出される。
When time t1 in FIG. 2 arrives, in
従って、上記処理を繰り返し実行していたCPU71は、ステップ318に進んだとき「No」と判定してステップ320に進むようになる。CPU71はステップ320に進んで、ステップ314にて算出された筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAec(に対応するクランク角度)から、ステップ316にて取得された吸気弁32の開弁期間の終期IVC(に対応するクランク角度)を減じて得られるクランク角度差ΔCAを算出する。なお、本明細書においては、クランク角度が遅角側であるほどクランク角度はより大きい値になるものとする。
Therefore, the
次に、CPU71はステップ322に進んで、テーブルMapΔFi(NE,ΔCA)を利用してクランク角度差相当噴射量ΔFiを算出する。テーブルMapΔFi(NE,ΔCA)によれば、クランク角度差相当噴射量ΔFiは、ステップ320にて算出されたクランク角度差が大きいほどより大きい量に算出される。また、クランク角度差相当噴射量ΔFiは、運転速度NEが小さいほどより大きい値に算出される。これは、運転速度NEが小さいほど単位クランク角度あたりの時間間隔が長いことに基づく。このクランク角度差相当噴射量ΔFiが「前記基本筒内噴射終期と前記吸気弁の開弁期間の終期との間隔に対応する量」に相当し、また、上述した「混合され難い」燃料の量にも相当する。
Next, the
次いで、CPU71はステップ324に進んで、ポート噴射量Fipを、ステップ308にて決定されたポート噴射量Fipにステップ322にて算出されたクランク角度差相当噴射量ΔFiを加えて得られる量に再決定する。
Next, the
続いて、CPU71はステップ326に進んで、筒内噴射量Ficを、ステップ310にて決定された筒内噴射量Ficからステップ322にて算出されたクランク角度差相当噴射量ΔFiを減じて得られる量に再決定する。
Subsequently, the
次に、CPU71はステップ328に進んで、ポート噴射弁39Pの開弁期間の終期CAepを、ステップ312にて算出された終期CAepにステップ320にて算出されたクランク角度差ΔCAを加えて得られる値に対応する時期(即ち、ステップ312にて算出された終期CAepよりもクランク角度差ΔCAだけ遅角側の時期)に再設定する。なお、ポート噴射弁39Pの開弁期間の始期CAspは再設定されず、上記吸気弁32の開弁期間の始期IVOよりも進角側の時期であって、排気行程後半の所定の時期に維持される。ステップ308,312,318,324,328が前記ポート噴射決定手段の一部に対応する。
Next, the
次に、CPU71はステップ330に進んで、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecを、ステップ314にて算出された終期CAecにステップ316にて取得された吸気弁32の開弁期間の終期IVCと等しい時期に再設定する。なお、筒内噴射弁39Cの開弁期間の始期CAscは再設定されず、上記排気弁35の開弁期間の終期EVCよりも遅角側の時期であって、吸気行程前半の所定の時期に維持される。そして、CPU71はステップ395に進んで本ルーチンを一旦終了する。ステップ310,314,318,326,330が前記筒内噴射決定手段の一部に対応する。
Next, the
図2の時刻t1以降、CPU71はステップ302〜318,320〜395の処理を繰り返し実行する。この結果、時刻t1以降、ポート噴射量Fipは、ステップ308にてゼロに決定された後、ステップ324にてクランク角度差相当噴射量ΔFiと等しい量に再決定される。筒内噴射量Ficは、ステップ310にて上記値Fbase2と等しい量に決定された後、ステップ326にて上記値Fbase2からクランク角度差相当噴射量ΔFiを減じて得られる量に再決定される。
After time t1 in FIG. 2, the
即ち、上記値Fbase2のうち図2の斜線で示した部分に相当する燃料の量が、上記吸気弁32の開弁期間の終期IVC以降に筒内噴射される燃料の量(即ち、上記「混合され難い」燃料)に対応する。上記斜線で示した部分に相当する燃料の量が、筒内噴射量Ficからポート噴射量Fipへ移し変えられることで、上記値Fbase2の燃料の噴射が、筒内噴射弁39Cからの噴射とポート噴射弁39Pからの噴射とによって達成される。
That is, the amount of fuel corresponding to the hatched portion of FIG. 2 in the value Fbase2 is the amount of fuel injected into the cylinder after the end IVC of the valve opening period of the intake valve 32 (that is, the “mixing” Corresponding to “difficult” fuel). The amount of fuel corresponding to the hatched portion is transferred from the in-cylinder injection amount Fic to the port injection amount Fip, so that the fuel injection of the value Fbase2 is performed between the injection from the in-
また、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが吸気弁32の開弁期間の終期IVCと等しい時期に設定される。以上より、吸気弁32の開弁期間の終期IVC以降に筒内噴射される燃料の量(即ち、上記「混合され難い」燃料)がゼロとなり得る。従って、筒内噴射による燃料と新気との混合度合いが悪化する事態は回避され得る。
Further, the end CAec of the valve opening period of the in-
図2の時刻t2が到来すると、上記処理を繰り返し実行していたCPU71は、ステップ318に進んだとき「Yes」と判定してステップ395に直ちに進むようになり、時刻t2以降、時刻t1以前と同様、CPU71はステップ302〜318,395の処理を繰り返し実行する。この結果、時刻t2以降、ステップ308,310にてポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficが、それぞれゼロ及び値Fbase1に決定される。この場合も、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecは、吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも進角側に推移するため、筒内噴射による燃料と新気との混合度合いが悪化する事態は回避され得る。
When time t2 in FIG. 2 has arrived, the
以上、説明したように、第1実施形態に係る燃料噴射制御装置によれば、基本噴射割合Rに基づく筒内噴射量Fic(=(1−R)・Fbase)に対応する筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが、吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも遅角側であると判定された場合、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが上記終期IVCと等しい時期に再設定されるとともに、筒内噴射量Ficが基本噴射割合Rに基づく筒内噴射量Ficよりもクランク角度差相当噴射量ΔFiだけ小さい量に再決定される。従って、上述したように筒内噴射による燃料と新気との混合度合いが悪化する事態は回避され得る。
As described above, according to the fuel injection control device according to the first embodiment, the in-
また、ポート噴射量Fipが、基本噴射割合Rに基づくポート噴射量Fip(=R・Fbase)よりも上記クランク角度差相当噴射量ΔFiだけ大きい量に再決定される。従って、1サイクルあたりの総燃料燃料量が基本燃料噴射量Fbaseと等しい量に維持される。以上より、内燃機関10の出力が低下するという事態を回避することができる。
Further, the port injection amount Fip is redetermined to an amount larger than the port injection amount Fip (= R · Fbase) based on the basic injection ratio R by the crank angle difference equivalent injection amount ΔFi. Accordingly, the total fuel amount per cycle is maintained equal to the basic fuel injection amount Fbase. From the above, it is possible to avoid a situation in which the output of the
加えて、筒内噴射弁39Cの開弁期間の始期CAscは、常に上記排気弁35の開弁期間の終期EVCよりも遅角側の時期であって、吸気行程前半の所定の時期に維持される。従って、筒内噴射が確実に上記終期EVC以降にて開始され得る。更に、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも進角側に再設定される場合に比して、再決定された筒内噴射量Ficの上記値「(1−R)・Fbase」からの減少度合いが小さくなり得る。従って、上記「混合され難い」燃料の量をゼロとしつつ、筒内噴射による冷却効果の低下度合いも小さくすることができる。
In addition, the start period CAsc of the opening period of the in-
本発明は上記第1実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記第1実施形態においては、ステップ318内に記載の条件が成立しないと判定された場合、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが、吸気弁32の開弁期間の終期IVCと等しい時期に再設定されていたが、これに代えて、吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも進角側の時期に再設定されてもよい。また、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが、ステップ314にて算出される終期CAecよりも進角側となるクランク角度の範囲内において、吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも遅角側の時期に再設定されてもよい。
The present invention is not limited to the first embodiment, and various modifications can be employed within the scope of the present invention. For example, in the first embodiment, when it is determined that the condition described in
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る燃料噴射制御装置について説明する。この第2実施形態では、ポート噴射量Fipの変化速度の絶対値が超えるべきでない上限変化速度よりも大きくなると判定された場合、ポート噴射量Fipの変化速度の絶対値が上記上限変化速度と一致するようにポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficが再決定される。第2実施形態は、この点においてのみ上記第1実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
Next, a fuel injection control device according to a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, when it is determined that the absolute value of the change rate of the port injection amount Fip is larger than the upper limit change rate that should not be exceeded, the absolute value of the change rate of the port injection amount Fip matches the upper limit change rate. Thus, the port injection amount Fip and the in-cylinder injection amount Fic are determined again. The second embodiment is different from the first embodiment only in this point.
このようにポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficを決定する理由について説明する。上述したようにポート噴射量Fipが増大(減少)すると、ポート噴射量Fipに対する吸気系(吸気管41の壁面、吸気弁32の傘部等)に付着する燃料の量が増大(減少)することに起因して、空燃比が目標空燃比abyfrに対してリーン方向(リッチ方向)に偏移し易いという傾向がある。この空燃比の目標空燃比abyfrからの偏移程度は、ポート噴射量Fipの変化速度の絶対値が大きいほどより大きくなる。従って、ポート噴射量Fipの変化速度の絶対値が大きい速度とならないように、ポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficが決定されることが好ましい。 The reason for determining the port injection amount Fip and the in-cylinder injection amount Fic in this way will be described. As described above, when the port injection amount Fip increases (decreases), the amount of fuel attached to the intake system (the wall surface of the intake pipe 41, the umbrella portion of the intake valve 32, etc.) with respect to the port injection amount Fip increases (decreases). As a result, the air-fuel ratio tends to easily shift in the lean direction (rich direction) with respect to the target air-fuel ratio abyfr. The degree of deviation of the air-fuel ratio from the target air-fuel ratio abyfr increases as the absolute value of the change speed of the port injection amount Fip increases. Therefore, it is preferable that the port injection amount Fip and the in-cylinder injection amount Fic are determined so that the absolute value of the change speed of the port injection amount Fip does not become a large speed.
係る知見に基づき、本例では、ポート噴射量Fipの変化速度の上限速度が、空燃比の目標空燃比abyfrからの偏移程度が適正範囲内の偏移程度となる場合に対応する変化速度の絶対値に設定される。これにより、空燃比の目標空燃比abyfrからの偏移程度が抑制され得る。以上がポート噴射量Fipの変化速度を制限する理由である。 Based on this knowledge, in this example, the upper limit speed of the change speed of the port injection amount Fip is the change speed corresponding to the case where the degree of deviation of the air-fuel ratio from the target air-fuel ratio abyfr is within the appropriate range. Set to an absolute value. As a result, the degree of deviation of the air / fuel ratio from the target air / fuel ratio abyfr can be suppressed. The above is the reason for limiting the changing speed of the port injection amount Fip.
以下、第2実施形態の上記第1実施形態とは異なる点についてのみ、図2に対応する図4のタイムチャート、及び図3に対応する図5及び図6のフローチャートを参照しながら説明する。図4における時刻t1,t2は、図2における時刻t1,t2に対応している。また、第2実施形態に係る燃料噴射制御装置のCPU71は、図5及び図6にフローチャートにより示した一連のルーチンを、図3のルーチンに代えて実行する。図5及び図6に示した一連のルーチンにおいて図3のルーチンと同じステップについては、同じステップ番号を付することでそれらの説明に代える。
Hereinafter, only the differences of the second embodiment from the first embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. 4 corresponding to FIG. 2 and the flowcharts of FIGS. 5 and 6 corresponding to FIG. Times t1 and t2 in FIG. 4 correspond to times t1 and t2 in FIG. Further, the
図5及び図6に示した一連のルーチンは、図3のルーチンにステップ502〜512を追加した点のみが図3のルーチンと異なる。ステップ502では、ステップ308又はステップ324にて決定されたポート噴射量Fipから、前回の本ルーチン実行時に後述するステップ512にて更新されたポート噴射量前回値Fipbを減じた値の絶対値が、ポート噴射量上限変化量ΔFipthよりも大きいか否かが判定される。ここにおいて、ポート噴射量上限変化量ΔFipthは、上記上限変化速度に対応するように設定される、本ルーチンの実行間隔に対するポート噴射量Fipの変化量の絶対値である。このポート噴射量上限変化量ΔFipthは、運転速度NEが大きいほど本ルーチンの実行間隔が小さいため、より小さい値に設定される。
The series of routines shown in FIGS. 5 and 6 differ from the routine of FIG. 3 only in that steps 502 to 512 are added to the routine of FIG. In
ステップ502にて「Yes」と判定される場合、ステップ504〜512の処理が順に実行される。ステップ504では、ステップ504内に記載の式に基づいてポート噴射量Fipが再決定される。ここにおいて、sgn(Fip−Fipb)は、値「Fip−Fipb」が正の値、負の値、及びゼロであるとき、それぞれ「1」、「−1」、及び「0」となるサイン関数(符号関数)である。
When it is determined as “Yes” in
ステップ506では、筒内噴射量Ficが、ステップ304にて算出された基本燃料噴射量Fbaseからステップ504にて再決定されたポート噴射量Fipを減じて得られる値に決定される。ステップ508では、ポート噴射弁39Pの開弁期間の始期CAsp、及びステップ504にて再決定されたポート噴射量Fipに基づいてポート噴射弁39Pの開弁期間の終期CAepが算出・再設定される。ステップ510では、筒内噴射弁39Cの開弁期間の始期CAsc、及びステップ506にて再決定された筒内噴射量Ficに基づいて筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが算出・再設定される。
In
なお、本例においても、ポート噴射弁39P及び筒内噴射弁39Cの開弁期間の始期CAsp、及びCAscは再設定されず、上記吸気弁32の開弁期間の始期IVOよりも進角側の時期であって排気行程後半の所定の時期、及び上記排気弁35の開弁期間の終期EVCよりも遅角側の時期であって吸気行程前半の所定の時期にそれぞれ維持される。
Also in this example, the start periods CAsp and CAsc of the valve opening period of the
ステップ512では、ポート噴射量前回値Fipbがステップ504にて再決定されたポート噴射量Fipに更新される。また、ステップ502にて「No」と判定される場合、直ちにステップ512の処理が実行される。この場合、ステップ512では、ポート噴射量前回値Fipbがステップ308又はステップ324にて決定されたポート噴射量Fipに更新される。ステップ308,312,318,324,328,502,504,508が前記ポート噴射決定手段の一部に対応する。また、ステップ310,314,318,326,330,502,506,510が前記筒内噴射決定手段の一部に対応する。
In
図4の時刻t1以前においては、ステップ318にて「Yes」と判定されてステップ502の条件が成立しているか否かが判定される。この場合、ステップ308にて決定されたポート噴射量Fip、及びポート噴射量前回値Fipbはゼロであるため、ステップ502にて「No」と判定される。そして、ステップ512にてポート噴射量前回値Fipbはゼロに更新される。即ち、第2実施形態に係るCPU71は、ステップ302〜318,502,512,595の処理を繰り返し実行する。この結果、時刻t1以前、ポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficは、ゼロ及び上記値Fbase1に維持される。
Before time t1 in FIG. 4, it is determined as “Yes” in
図4の時刻t1が到来すると、上記処理を繰り返し実行していたCPU71は、ステップ318に進んだとき「No」と判定してステップ320〜330に順に進んだ後、ステップ502に進むようになる。この場合、ステップ324にて決定されたポート噴射量Fipは上記値ΔFiと等しい量であるため、値「Fip(=ΔFi)−Fipb(=0)」はその絶対値が上記ポート噴射量上限変化量ΔFipthよりも大きい正の値となる。従って、ステップ502にて「Yes」と判定されて、ステップ504以降の処理が実行される。時刻t1では、ポート噴射量Fipがゼロであるため、筒内噴射量Ficが値Fbase2と等しい量に決定される(ステップ506を参照)。ステップ506の値「Fbase−Fip」が、「前記基本筒内噴射量よりも、前記決定されたポート噴射量から前記基本ポート噴射量を減じた量だけ小さい量」に相当する。
When the time t1 in FIG. 4 arrives, the
時刻t1以降、CPU71は、ステップ302〜318,320〜330,502,504〜595の処理を繰り返し実行する。この結果、ポート噴射量Fipは値「Fipb+ΔFipth」に再決定されていく(ステップ504を参照)。これにより、ポート噴射量Fipは、上記第1実施形態におけるステップ的なポート噴射量Fipの増大(図4の破線を参照)に対して、遅れをもってゼロから値ΔFiに向かって増大していく。一方、筒内噴射量Ficは、上記値Fbase2から値「Fbase2−ΔFi」に向かって減少していく。即ち、上記第1実施形態に対して、本例では、図4の右上がり斜線で示した部分に相当する燃料の量が、ポート噴射量Fipから筒内噴射量Ficへ移し変えられる。このポート噴射量Fipの増大速度は上記上限変化速度に一致し得る。従って、空燃比の目標空燃比abyfrからのリーン方向への偏移程度が抑制され得る。他方、時刻t1以降、ステップ512にて更新されるポート噴射量前回値Fipbも増大していくことで、値「Fip(=ΔFi)−Fipb」も減少していく。
After time t1, the
値「Fip(=ΔFi)−Fipb」の絶対値が上記ポート噴射量上限変化量ΔFipth以下となる、図4の時刻t3が到来すると、上記処理を繰り返し実行していたCPU71は、ステップ502に進んだとき「No」と判定して直ちにステップ512に進むようになる。従って、ポート噴射量Fipが上記値ΔFiと等しい量に決定される。また、筒内噴射量Ficが上記値「Fbase2−ΔFi」と等しい量に決定される。時刻t3以降、CPU71は、ステップ302〜318,320〜330,502,512,595の処理を繰り返し実行する。この結果、ポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficが、それぞれ上記値ΔFi及び上記値「Fbase2−ΔFi」に維持される。
When the absolute value of the value “Fip (= ΔFi) −Fipb” becomes equal to or smaller than the port injection amount upper limit change amount ΔFipth and time t3 in FIG. 4 arrives, the
図4の時刻t2が到来すると、上記処理を繰り返し実行していたCPU71は、ステップ318に進んだとき「Yes」と判定してステップ502に進むようになる。この場合、ステップ308にて決定されたポート噴射量Fipはゼロであるため、値「Fip(=0)−Fipb(=ΔFi)」はその絶対値が上記ポート噴射量上限変化量ΔFipthよりも大きい負の値となる。従って、ステップ502にて「Yes」と判定されて、ステップ504以降の処理が実行される。時刻t2では、ポート噴射量Fipが上記値ΔFiであるため、筒内噴射量Ficが値「Fbase1−ΔFi」と等しい量に決定される(ステップ506を参照)。
When the time t2 in FIG. 4 arrives, the
時刻t2以降、CPU71は、ステップ302〜318,320〜330,502,504〜595の処理を繰り返し実行する。この結果、ポート噴射量Fipは値「Fipb−ΔFipth」に再決定されていく(ステップ504を参照)。これにより、ポート噴射量Fipは、上記第1実施形態におけるステップ的なポート噴射量Fipの減少(図4の破線を参照)に対して、遅れをもって値ΔFiからゼロに向かって減少していく。一方、筒内噴射量Ficは、上記値「Fbase1−ΔFi」から上記値Fbase1に向かって増大していく。即ち、上記第1実施形態に対して、本例では、図4の左上がり斜線で示した部分に相当する燃料の量が、筒内噴射量Ficからポート噴射量Fipへ移し変えられる。このポート噴射量Fipの減少速度は上記上限変化速度に一致し得る。従って、空燃比の目標空燃比abyfrからのリッチ方向への偏移程度が抑制され得る。他方、時刻t2以降、ステップ512にて更新されるポート噴射量前回値Fipbも減少していくことで、値「Fip(=0)−Fipb」も増大していく。
After time t2, the
値「Fip(=0)−Fipb」の絶対値が上記ポート噴射量上限変化量ΔFipth以下となる、図4の時刻t4が到来すると、上記処理を繰り返し実行していたCPU71は、ステップ502に進んだとき「No」と判定して直ちにステップ512に進むようになる。従って、ポート噴射量Fipがゼロに決定される。また、筒内噴射量Ficが上記値Fbase1と等しい量に決定される。時刻t4以降、CPU71は、ステップ302〜318,502,512,595の処理を繰り返し実行する。この結果、ポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficが、それぞれゼロ及び上記値Fbase1に維持される。
When the absolute value of the value “Fip (= 0) −Fipb” becomes equal to or smaller than the port injection amount upper limit change ΔFipth and time t4 in FIG. 4 arrives, the
以上、説明したように、第2実施形態に係る燃料噴射制御装置によれば、ポート噴射量Fipの変化速度の絶対値が上記上限速度よりも大きいと判定された場合、ポート噴射量Fipの変化速度の絶対値が上記上限速度と一致するようにポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficが再決定される。従って、空燃比の目標空燃比abyfrからの偏移程度が抑制され得る。 As described above, according to the fuel injection control device according to the second embodiment, when it is determined that the absolute value of the change speed of the port injection amount Fip is larger than the upper limit speed, the change of the port injection amount Fip. The port injection amount Fip and the in-cylinder injection amount Fic are redetermined so that the absolute value of the speed matches the upper limit speed. Therefore, the degree of deviation of the air / fuel ratio from the target air / fuel ratio abyfr can be suppressed.
また、第2実施形態によれば、基本噴射割合Rに基づく筒内噴射量Fic(=(1−R)・Fbase)に係る筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが、吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも遅角側であると判定された場合であって、ポート噴射量Fipの増大速度が上記上限速度よりも大きいと判定されたとき、ポート噴射量Fipが遅れをもって増大していくとともに、上記終期IVC以降に筒内噴射される燃料(即ち、上記「混合され難い」燃料)の量も遅れをもってゼロに向かって減少していく(図4の右上がりの斜線で示した部分を参照)。従って、例えば、上記終期CAecが上記終期IVCよりも遅角側であると判定された場合であっても、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが同じ時期に維持される形態(例えば、図2の破線を参照)に比して、筒内噴射による燃料と新気との混合度合いが悪化することを抑制できる。
Further, according to the second embodiment, the final CAec of the valve opening period of the in-
本発明は上記第2実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記第2実施形態においては、ポート噴射量Fipの変化速度の絶対値が上記上限速度よりも大きいと判定された場合、増大速度及び減少速度の両方が上記上限速度と一致するようにポート噴射量Fipが決定されていたが、これに代えて、上述のように判定された場合、増大速度のみ上記上限速度と一致させ減少速度を制限せずにポート噴射量Fipが決定されてもよい。 The present invention is not limited to the second embodiment, and various modifications can be adopted within the scope of the present invention. For example, in the second embodiment, when it is determined that the absolute value of the change speed of the port injection amount Fip is larger than the upper limit speed, the port is set so that both the increase speed and the decrease speed coincide with the upper limit speed. Although the injection amount Fip has been determined, instead of this, if it is determined as described above, the port injection amount Fip may be determined without matching the increase speed with the upper limit speed only and limiting the decrease speed. .
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る燃料噴射制御装置について説明する。この第3実施形態では、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも遅角側であると判定された場合において、ポート噴射量Fipが増大傾向にあるときには、ポート噴射量Fipの増大速度を制限することなくポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficが決定される。第3実施形態は、この点においてのみ上記第2実施形態と異なる。
(Third embodiment)
Next, a fuel injection control apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, when it is determined that the final CAec of the valve opening period of the in-
即ち、第3実施形態では、上記終期CAecが上記終期IVCよりも進角側であると判定された場合であってポート噴射量Fipの変化速度の絶対値が上記上限速度よりも大きいと判定されたときに、ポート噴射量Fipの変化速度の絶対値が上記上限速度に一致するようにポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficが再決定される。また、上記終期CAecが上記終期IVCよりも遅角側であると判定された場合であってポート噴射量Fipの減少速度が上記上限速度よりも大きいと判定されたときに、ポート噴射量Fipの減少速度が上記上限速度に一致するようにポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficが再決定される。 That is, in the third embodiment, when it is determined that the final CAec is on the more advanced side than the final IVC, it is determined that the absolute value of the changing speed of the port injection amount Fip is larger than the upper limit speed. The port injection amount Fip and the in-cylinder injection amount Fic are redetermined so that the absolute value of the change speed of the port injection amount Fip matches the upper limit speed. Further, when it is determined that the end CAec is more retarded than the end IVC, and it is determined that the decrease rate of the port injection amount Fip is larger than the upper limit speed, the port injection amount Fip The port injection amount Fip and the in-cylinder injection amount Fic are redetermined so that the decreasing speed matches the upper limit speed.
このようにポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficを決定する理由について説明する。上記第2実施形態においては、上記終期CAecが上記終期IVCよりも遅角側であると判定された場合であってポート噴射量Fipの増大速度が上記上限速度よりも大きいと判定されたとき、ポート噴射量Fipの増大速度が制限される一方、上記終期IVC以降に筒内噴射される燃料の量が一旦ゼロよりも大きい値に増大する(図4の時刻t1、及び右上がりの斜線で示した部分を参照)。即ち、上記終期IVC以降に筒内噴射される燃料の量が直ちにゼロになり難い。従って、空燃比の目標空燃比abyfrからのリーン方向への偏移程度が抑制され得るものの、筒内噴射による燃料と新気との混合度合いの悪化を確実に抑制することが困難となる。 The reason for determining the port injection amount Fip and the in-cylinder injection amount Fic in this way will be described. In the second embodiment, when it is determined that the final CAec is more retarded than the final IVC, and when the increase rate of the port injection amount Fip is determined to be greater than the upper limit speed, While the increase speed of the port injection amount Fip is limited, the amount of fuel injected into the cylinder after the end IVC is temporarily increased to a value larger than zero (indicated by time t1 in FIG. See below). That is, it is difficult for the amount of fuel injected into the cylinder after the final IVC to become zero immediately. Therefore, although the degree of deviation of the air-fuel ratio from the target air-fuel ratio abyfr in the lean direction can be suppressed, it is difficult to reliably suppress the deterioration of the degree of mixing of fuel and fresh air due to in-cylinder injection.
上記終期IVC以降に筒内噴射される燃料の量をゼロに維持して、上記混合度合いの悪化を確実に抑制することを優先させるためには、上述の場合、ポート噴射量Fipの増大速度を制限しないことが好ましい。 In order to maintain priority on keeping the amount of fuel injected in the cylinder after the above-mentioned final IVC to zero and reliably suppressing the deterioration of the mixing degree, in the above-described case, the increase rate of the port injection amount Fip is set to It is preferable not to limit.
一方、上記終期CAecが上記終期IVCよりも遅角側であると判定された場合であってポート噴射量Fipが増大傾向にあるとき以外の場合においては、上記終期IVC以降に筒内噴射される燃料の量はゼロに維持され得る。従って、この場合には、空燃比の目標空燃比abyfrからの偏移程度を抑制するために、ポート噴射量Fipの変化速度の絶対値を制限することが好ましい。以上が上述のようにポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficを決定する理由である。 On the other hand, in the case where it is determined that the end CAec is more retarded than the end IVC and the port injection amount Fip tends to increase, in-cylinder injection is performed after the end IVC. The amount of fuel can be maintained at zero. Therefore, in this case, it is preferable to limit the absolute value of the change speed of the port injection amount Fip in order to suppress the degree of deviation of the air / fuel ratio from the target air / fuel ratio abyfr. The above is the reason for determining the port injection amount Fip and the in-cylinder injection amount Fic as described above.
以下、第3実施形態の上記第2実施形態とは異なる点についてのみ、図4に対応する図7のタイムチャート、及び図6に対応する図8のフローチャートを参照しながら説明する。図7における時刻t1,t2,t4は、図4における時刻t1,t2,t4に対応している。また、第3実施形態に係る燃料噴射制御装置のCPU71は、図5及び図6に示した一連のルーチンの後半部である図6のルーチンを、図8にフローチャートにより示したルーチンに置換えた一連のルーチンを実行する。図8において図6のルーチンと同じステップについては、同じステップ番号を付することでそれらの説明に代える。
Hereinafter, only differences of the third embodiment from the second embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. 7 corresponding to FIG. 4 and the flowchart of FIG. 8 corresponding to FIG. Times t1, t2, and t4 in FIG. 7 correspond to times t1, t2, and t4 in FIG. Further, the
図8に示したルーチンは、図6のルーチンにステップ802,804を追加し、ステップ318にて「No」と判定される場合にはステップ502,504の処理が実行されないようになっている点のみが図6のルーチンと異なる。ステップ802では、前回の本ルーチン実行時にステップ512にて更新されたポート噴射量前回値Fipbから、ステップ324にて決定されたポート噴射量Fipを減じた値が、上記ポート噴射量上限変化量ΔFipthよりも大きいか否かが判定される。
The routine shown in FIG. 8 is such that
ステップ802にて「Yes」と判定される場合、ステップ804の処理が実行された後、ステップ506以降の処理が実行される。ステップ804では、ポート噴射量Fipが、上記ポート噴射量前回値Fipbから上記ポート噴射量上限変化量ΔFipthを減じて得られる量に決定される。
When it is determined as “Yes” in
また、ステップ802にて「No」と判定される場合、直ちにステップ512の処理が実行される。この場合、ステップ512では、ポート噴射量前回値Fipbがステップ324にて決定されたポート噴射量Fipに更新される。ステップ308,312,318,324,328,502,504,508,802,804が前記ポート噴射決定手段の一部に対応する。また、ステップ310,314,318,326,330,502,506,510が前記筒内噴射決定手段の一部に対応する。
If “No” is determined in
図7の時刻t1が到来すると、ステップ302〜318,502,512,895の処理を繰り返し実行していたCPU71は、ステップ318に進んだとき「No」と判定してステップ320〜330に順に進んだ後、ステップ802に進むようになる。この場合、ステップ324にて決定されたポート噴射量Fipは上記値ΔFiと等しい量であるため、値「Fipb(=0)−Fip(=ΔFi)」は上記ポート噴射量上限変化量ΔFipthよりも小さい負の値となる。従って、ステップ802にて「No」と判定されて、ステップ512以降の処理が実行される。ステップ512では、ポート噴射量前回値Fipbがステップ324にて決定されたポート噴射量Fip(=ΔFi)に更新される。この結果、時刻t1にてポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficは、それぞれステップ324,326にて決定された値ΔFi及び値「Fbase2−ΔFi」に決定される。
When time t1 in FIG. 7 has arrived, the
時刻t1以降、値「Fipb−Fip」がゼロとなるためステップ802にて「No」と判定され、CPU71は、ステップ302〜318,320〜330,802,512,895の処理を繰り返し実行する。この結果、ポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficは、値ΔFi及び値「Fbase2−ΔFi」に維持される。即ち、上記第2実施形態に対して、本例では、図7の右上がり斜線で示した部分に相当する燃料の量が、筒内噴射量Ficからポート噴射量Fipへ移し変えられる。従って、吸気弁32の開弁期間の終期IVC以降に筒内噴射される燃料(即ち、上記「混合され難い」燃料)の量はゼロに維持される。この結果、筒内噴射による燃料と新気との混合度合いの悪化が確実に抑制され得る。
Since the value “Fipb−Fip” becomes zero after time t1, “No” is determined in
また、時刻t2以降においては、ポート噴射量Fipの減少速度が上記上限速度に一致するようにポート噴射量Fipが決定されるため、上記第2実施形態と同様、空燃比の目標空燃比abyfrからのリッチ方向への偏移程度が抑制され得る。 Further, after time t2, since the port injection amount Fip is determined so that the decreasing speed of the port injection amount Fip matches the upper limit speed, the target air-fuel ratio abyfr of the air-fuel ratio is determined from the same as in the second embodiment. The degree of shift in the rich direction can be suppressed.
なお、ステップ802にて「Yes」と判定される場合(即ち、ステップ314にて算出された筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも遅角側であると判定され、且つ、ポート噴射量Fipの減少速度が上記上限速度よりも大きいと判定された場合)、ステップ804にてポート噴射量Fipが値「Fipb−ΔFipth」に再決定され、ステップ506にて筒内噴射量Ficが値「Fbase−Fip」に再決定される。この場合、この再決定されたポート噴射量Fipは、ステップ324にて決定された量よりも大きくなる。これに応じて、上記再決定された筒内噴射量Ficは、ステップ326にて決定された量よりも小さくなる。
When it is determined as “Yes” in step 802 (that is, the end CAec of the opening period of the in-
従って、この場合には、吸気弁32の開弁期間の終期IVC以降に筒内噴射される燃料(即ち、上記「混合され難い」燃料)の量はゼロに維持されつつ、ポート噴射量Fipの減少速度が上記上限速度に一致する。この結果、筒内噴射による燃料と新気との混合度合いの悪化が確実に抑制され得つつ、空燃比の目標空燃比からのリッチ方向への偏移が抑制され得る。 Therefore, in this case, the amount of fuel injected in-cylinder after the end stage IVC of the valve opening period of the intake valve 32 (that is, the “difficult to mix” fuel) is maintained at zero, while the port injection amount Fip The decreasing speed matches the upper limit speed. As a result, the deterioration of the degree of mixing of fuel and fresh air due to in-cylinder injection can be reliably suppressed, and the shift of the air-fuel ratio from the target air-fuel ratio in the rich direction can be suppressed.
以上、説明したように、第3実施形態に係る燃料噴射制御装置によれば、筒内噴射弁39Cの開弁期間の終期CAecが吸気弁32の開弁期間の終期IVCよりも遅角側であると判定された場合において、ポート噴射量Fipの減少速度が上記上限速度よりも大きいと判定されたときにはポート噴射量Fipの減少速度が上記上限速度と一致するようにポート噴射量Fipが決定され、ポート噴射量Fipの減少速度が上記上限速度よりも大きいと判定されないときには、ポート噴射量Fipの変化速度が制限されないようにポート噴射量Fipが決定される。
As described above, according to the fuel injection control device according to the third embodiment, the final CAec of the valve opening period of the in-
これにより、筒内噴射量Ficは、吸気弁32の開弁期間の終期IVC以降に筒内噴射される燃料(即ち、上記「混合され難い」燃料)の量がゼロとなる量に決定される。この結果、筒内噴射による燃料と新気との混合度合いの悪化が確実に抑制され得る。また、空燃比の目標空燃比からのリッチ方向への偏移も抑制され得る。 As a result, the in-cylinder injection amount Fic is determined to be an amount at which the amount of fuel injected into the cylinder after the final stage IVC of the valve opening period of the intake valve 32 (that is, the above-mentioned “difficult to mix” fuel) becomes zero. . As a result, deterioration of the degree of mixing of fuel and fresh air due to in-cylinder injection can be reliably suppressed. Further, the shift of the air-fuel ratio from the target air-fuel ratio in the rich direction can be suppressed.
本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各実施形態においては、基本噴射割合Rに基づいて決定されるポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficに代えて最終的なポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficが再決定されているが、これに代えて、基本噴射割合Rに代えてポート噴射量Fipと筒内噴射量Ficとの割合が再決定されることで、最終的なポート噴射量Fip及び筒内噴射量Ficが決定されてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be adopted within the scope of the present invention. For example, in each of the above embodiments, the final port injection amount Fip and the in-cylinder injection amount Fic are redetermined instead of the port injection amount Fip and the in-cylinder injection amount Fic determined based on the basic injection ratio R. However, instead of this, instead of the basic injection ratio R, the ratio of the port injection amount Fip and the in-cylinder injection amount Fic is redetermined, so that the final port injection amount Fip and the in-cylinder injection amount Fic are It may be determined.
加えて、上記各実施形態においては、基本噴射割合Rとして、値「Fip/(Fip+Fic)」が採用されて構成されているが、これに代えて、値「Fic/(Fip+Fic)」、値「Fip/Fic」、値「Fic/Fip」等が採用されて構成されてもよい。 In addition, in each of the above embodiments, the value “Fip / (Fip + Fic)” is adopted as the basic injection ratio R, but instead, the value “Fic / (Fip + Fic)” and the value “ "Fip / Fic", the value "Fic / Fip", etc. may be adopted.
10…内燃機関、25…燃焼室、31…吸気ポート、32…吸気弁、39P…ポート噴射弁、39C…筒内噴射弁、70…電気制御装置、71…CPU
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記内燃機関の燃焼室内にて燃料を直接噴射する筒内噴射弁と、
を備えた内燃機関に適用され、
前記ポート噴射弁により噴射される燃料の量であるポート噴射量、前記ポート噴射弁の開弁期間の始期、及び終期を、前記内燃機関の運転状態に基づいて、基本ポート噴射量、基本ポート噴射始期、及び基本ポート噴射終期に決定するポート噴射決定手段と、
前記筒内噴射弁により噴射される燃料の量である筒内噴射量、前記筒内噴射弁の開弁期間の始期、及び終期を、前記内燃機関の運転状態に基づいて、基本筒内噴射量、基本筒内噴射始期、及び基本筒内噴射終期に決定する筒内噴射決定手段と、
を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記筒内噴射決定手段は、
前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合、前記筒内噴射弁の開弁期間の終期を、前記基本筒内噴射終期よりも進角側の時期に決定し、前記筒内噴射量を、前記基本筒内噴射量よりも所定量だけ小さい量に決定し、
前記ポート噴射決定手段は、
前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合、前記ポート噴射量を、前記基本ポート噴射量よりも前記所定量だけ大きい量に決定するように構成された内燃機関の燃料噴射制御装置。 A port injection valve for injecting fuel in an intake passage upstream of the intake valve of the internal combustion engine;
An in-cylinder injection valve for directly injecting fuel in the combustion chamber of the internal combustion engine;
Applied to an internal combustion engine with
Based on the operating state of the internal combustion engine, the basic port injection amount, the basic port injection, and the port injection amount, which is the amount of fuel injected by the port injection valve, and the start and end of the opening period of the port injection valve Port injection determining means for determining at the beginning and at the end of basic port injection;
The in-cylinder injection amount, which is the amount of fuel injected by the in-cylinder injection valve, and the beginning and end of the valve opening period of the in-cylinder injection valve are determined based on the operating state of the internal combustion engine. In-cylinder injection determining means for determining the basic in-cylinder injection start period and the basic in-cylinder injection end period;
In a fuel injection control device for an internal combustion engine comprising:
The in-cylinder injection determining means includes
When it is determined that the basic in-cylinder injection end is on the more retarded side than the end of the intake valve opening period, the end of the in-cylinder injection valve opening period is set higher than the basic in-cylinder injection end period. Determined at an advanced timing, and the in-cylinder injection amount is determined to be a predetermined amount smaller than the basic in-cylinder injection amount,
The port injection determining means
When it is determined that the basic in-cylinder injection end is retarded from the end of the intake valve opening period, the port injection amount is determined to be an amount larger by the predetermined amount than the basic port injection amount. A fuel injection control device for an internal combustion engine configured to do so.
前記筒内噴射決定手段は、
前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合、前記筒内噴射弁の開弁期間の始期を前記基本筒内噴射始期に維持し、前記筒内噴射弁の開弁期間の終期を前記吸気弁の開弁期間の終期と等しい時期に決定し、前記筒内噴射量を、前記基本筒内噴射量よりも前記基本筒内噴射終期と前記吸気弁の開弁期間の終期との間隔に対応する量だけ小さい量に決定し、
前記ポート噴射決定手段は、
前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合、前記ポート噴射量を、前記基本ポート噴射量よりも前記間隔に対応する量だけ大きい量に決定するように構成された内燃機関の燃料噴射制御装置。 The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1,
The in-cylinder injection determining means includes
When it is determined that the basic in-cylinder injection end time is retarded from the end of the intake valve opening period, the start time of the in-cylinder injection valve opening period is maintained at the basic in-cylinder injection start time. Determining the end of the in-cylinder injection valve opening period to be equal to the end of the intake valve opening period, and setting the in-cylinder injection amount to the basic in-cylinder injection end time rather than the basic in-cylinder injection amount. And an amount corresponding to the interval between the opening period of the intake valve and the end of the valve opening period,
The port injection determining means
When it is determined that the end of the basic in-cylinder injection is retarded from the end of the intake valve opening period, the port injection amount is larger than the basic port injection amount by an amount corresponding to the interval. A fuel injection control device for an internal combustion engine configured to determine a quantity.
前記ポート噴射決定手段は、
前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合であって且つ前記ポート噴射量の変化速度の絶対値が所定変化速度よりも大きいと判定されたとき、前記変化速度の絶対値が前記所定変化速度と一致するように前記ポート噴射量を決定し、
前記筒内噴射決定手段は、
前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合であって且つ前記ポート噴射量の変化速度の絶対値が前記所定変化速度よりも大きいと判定されたとき、前記筒内噴射量を、前記基本筒内噴射量よりも、前記決定されたポート噴射量から前記基本ポート噴射量を減じた量だけ小さい量に決定するように構成された内燃機関の燃料噴射制御装置。 The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The port injection determining means
When it is determined that the basic in-cylinder injection end is retarded from the end of the intake valve opening period, and the absolute value of the change rate of the port injection amount is greater than a predetermined change rate When determined, the port injection amount is determined so that the absolute value of the change speed matches the predetermined change speed;
The in-cylinder injection determining means includes
The basic in-cylinder injection end time is determined to be retarded from the end of the intake valve opening period, and the absolute value of the change rate of the port injection amount is greater than the predetermined change rate The in-cylinder injection amount is determined to be smaller than the basic in-cylinder injection amount by an amount obtained by subtracting the basic port injection amount from the determined port injection amount. A fuel injection control device for an internal combustion engine.
前記ポート噴射決定手段は、
前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合であって且つ前記ポート噴射量の減少速度が所定減少速度よりも大きいと判定されたとき、前記減少速度が前記所定減少速度と一致するように前記ポート噴射量を決定し、
前記筒内噴射決定手段は、
前記基本筒内噴射終期が前記吸気弁の開弁期間の終期よりも遅角側であると判定された場合であって且つ前記ポート噴射量の減少速度が前記所定減少速度よりも大きいと判定されたとき、前記筒内噴射量を、前記基本筒内噴射量よりも、前記決定されたポート噴射量から前記基本ポート噴射量を減じた量だけ小さい量に決定するように構成された内燃機関の燃料噴射制御装置。 The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The port injection determining means
It is determined that the basic in-cylinder injection end time is retarded from the end of the intake valve opening period, and the port injection amount reduction rate is determined to be greater than a predetermined reduction rate. And determining the port injection amount so that the decreasing speed matches the predetermined decreasing speed,
The in-cylinder injection determining means includes
When it is determined that the basic in-cylinder injection end is retarded from the end of the intake valve opening period, it is determined that the rate of decrease in the port injection amount is greater than the predetermined decrease rate. The in-cylinder injection amount is determined to be smaller than the basic in-cylinder injection amount by an amount obtained by subtracting the basic port injection amount from the determined port injection amount. Fuel injection control device.
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