JP5076983B2 - Engine fuel injection control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの燃料噴射制御に関し、特に、可変動弁機構を備えるエンジンにおける、バルブタイミング変更に伴う燃料噴射量の制御に関する。 The present invention relates to fuel injection control of an engine, and more particularly to control of fuel injection amount accompanying change in valve timing in an engine having a variable valve mechanism.
吸気ポート内に燃料を噴射する、いわゆるポート噴射式エンジンの場合、燃料噴射弁から噴射された燃料の一部は、吸気ポートの壁面や吸気バルブに付着し、シリンダに直接流入しない。特に、可変動弁機構により吸気バルブの開閉時期を変化させる場合には、開閉時期の変化に応じて吸気ポート壁面等に付着する燃料量も変化する。このため、これら吸気ポート壁面等に付着する燃料量の変化に応じた燃料噴射量の補正を行わないと、シリンダ内の空燃比にズレが生じる。 In the case of a so-called port injection type engine in which fuel is injected into the intake port, part of the fuel injected from the fuel injection valve adheres to the wall surface of the intake port and the intake valve and does not flow directly into the cylinder. In particular, when the opening / closing timing of the intake valve is changed by the variable valve mechanism, the amount of fuel adhering to the intake port wall surface or the like changes according to the change in the opening / closing timing. For this reason, if the fuel injection amount is not corrected in accordance with the change in the amount of fuel adhering to the intake port wall surface, the air-fuel ratio in the cylinder will be shifted.
特許文献1には、吸気バルブと排気バルブの開く時期が部分的に重なる開弁オーバーラップ期間の変化に応じた燃料噴射量補正の補正が開示されている。
ところで、エンジンと電動モータとを駆動源とするハイブリッド車両用のエンジンや、信号停止時等に機関停止するいわゆるアイドルストップ車両用のエンジンにおいて、エンジン始動時のショック低減のための方策として、吸気バルブ閉時期を、吸気下死点から圧縮上死点までのピストンストロークの中間付近まで遅角させることにより、圧縮反力を低減させる方法が知られている。一般的に知られているカムシャフトとクランクシャフトの位相を変化させる可変動弁機構では、閉時期を遅角させれば開時期も同じだけ遅角するので、上記のように吸気バルブ閉時期を遅角させると吸気バルブ開時期も遅角し、排気バルブが閉じてから吸気バルブが開くまで両バルブが閉じている期間(マイナスオーバーラップ)が生じる。 By the way, in a hybrid vehicle engine using an engine and an electric motor as a drive source, or an engine for a so-called idle stop vehicle that stops the engine when a signal is stopped, an intake valve is used as a measure for reducing the shock at the time of engine start. There is known a method of reducing the compression reaction force by retarding the closing timing to near the middle of the piston stroke from the intake bottom dead center to the compression top dead center. In a generally known variable valve mechanism that changes the phase of the camshaft and crankshaft, if the closing timing is retarded, the opening timing is also retarded by the same amount. When retarded, the intake valve opening timing is also retarded, and there is a period (minus overlap) in which both valves are closed after the exhaust valve is closed until the intake valve is opened.
このマイナスオーバーラップ期間中は、吸気バルブ及び排気バルブが閉じたままピストンが下降するので、シリンダ内圧力は低下する。すなわち、吸気バルブ閉時期の遅角量を大きくしてマイナスオーバーラップを大きくするほど、マイナスオーバーラップ期間中のピストン下降量が大きくなり、排気バルブ閉時期からのシリンダ内圧力の低下量は大きくなる。そして、シリンダ内圧力が低下するほど、吸気バルブ前後の圧力差、つまり吸気ポートとシリンダ内との圧力差が大きくなり、吸気バルブを開いたときの吸気流速が大きくなる。このように、マイナスオーバーラップ量が変化すると、吸気バルブを開いたときの吸気流速が変化することにより、吸気ポートの壁面等に付着する燃料量も変化する。 During the minus overlap period, the piston descends while the intake valve and the exhaust valve are closed, so the cylinder pressure decreases. That is, as the retard amount of the intake valve closing timing is increased and the minus overlap is increased, the piston lowering amount during the minus overlap period is increased, and the decrease in the cylinder pressure from the exhaust valve closing timing is increased. . As the cylinder pressure decreases, the pressure difference before and after the intake valve, that is, the pressure difference between the intake port and the cylinder increases, and the intake flow velocity when the intake valve is opened increases. Thus, when the amount of minus overlap changes, the amount of fuel adhering to the wall surface of the intake port also changes due to the change in the intake air flow velocity when the intake valve is opened.
しかしながら、特許文献1に記載された燃料噴射量補正では、吸気バルブと排気バルブがともに開いているオーバーラップ期間には対応しているものの、マイナスオーバーラップ期間については一切考慮されていない。
However, although the fuel injection amount correction described in
そこで、本発明では、マイナスオーバーラップ量が変化した場合にも、精度のよい空燃比制御を可能にすることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to enable accurate air-fuel ratio control even when the minus overlap amount changes.
本発明のエンジンの燃料噴射制御装置は、排気バルブ閉時期と吸気バルブ開時期との間に排気バルブ及び吸気バルブのいずれもが閉弁状態にあるマイナスオーバーラップ期間を有するようなバルブタイミングを実現し得る可変動弁機構と、吸気通路中に燃料を噴射する燃料噴射手段と、運転者の要求に応じた目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、目標トルクに応じた基本燃料噴射量を設定する基本燃料噴射量設定手段と、エンジンの運転状態を検知する運転状態検知手段と、運転状態に応じて基本燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、を備え、燃料噴射量補正手段は、運転状態検知手段により検知するマイナスオーバーラップ量に基づいて吸気バルブ開時点におけるシリンダの実効容積を算出し、このシリンダの実効容積を用いて前記吸気バルブ開時点におけるシリンダ内圧力を算出し、このシリンダ内圧力の変化量を用いて、マイナスオーバーラップ量が増大する方向に変化する場合には減量補正し、マイナスオーバーラップ量が減少する方向に変化する場合には増量補正し、かつ、前記マイナスオーバーラップ量の変化速度が大きいほど補正量を大きくする。 The engine fuel injection control device according to the present invention realizes a valve timing having a minus overlap period in which both the exhaust valve and the intake valve are closed between the exhaust valve closing timing and the intake valve opening timing. Possible variable valve mechanism, fuel injection means for injecting fuel into the intake passage, target torque setting means for setting a target torque according to the driver's request, and setting of a basic fuel injection amount according to the target torque A basic fuel injection amount setting means, an operating state detecting means for detecting the operating state of the engine, and a fuel injection amount correcting means for correcting the basic fuel injection amount in accordance with the operating state, the fuel injection amount correcting means The effective volume of the cylinder at the time of intake valve opening is calculated based on the minus overlap amount detected by the operating state detection means, and the effective volume of this cylinder is calculated. There calculates the pressure inside the cylinder in the intake valve opening time, using the amount of change in the cylinder pressure, is reduced and corrected when the minus overlap amount changes in a direction of increasing, negative valve overlap amount decreases When the direction changes, the amount of correction is corrected, and the amount of correction is increased as the rate of change of the minus overlap amount increases .
本発明によれば、マイナスオーバーラップ量が変化した場合に、マイナスオーバーラップ量の変化速度に応じて燃料噴射量を補正するので、精度のよい空燃比制御が可能となる。 According to the present invention, when the minus overlap amount changes, the fuel injection amount is corrected in accordance with the changing speed of the minus overlap amount, so that accurate air-fuel ratio control becomes possible.
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本実施形態を適用するシステムの構成図である。1はエンジン、2はエンジン1内に設けたシリンダ、3はシリンダ2内で往復動するピストン、4はシリンダ2に吸入空気を導入するための吸気通路、5はシリンダ2の既燃焼ガスを排出するための排気通路、6はシリンダ2内の吸気通路4開口部を開閉する吸気バルブ、7は同じく排気通路5開口部を開閉する排気バルブ、8は吸気バルブ6を駆動する吸気カムシャフト、9は吸気バルブ6の開閉時期を変化させる可変動弁機構、10は排気バルブ7を駆動する排気カムシャフト、11はシリンダ2内の混合気に火花点火する点火栓、12は吸気通路4内に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁、13は吸気通路4の燃料噴射弁12よりも上流側に設けたコレクタタンク、14はコレクタタンク13より上流側に設けた電子制御式スロットルバルブ、15は電子制御式スロットルバルブ14より上流側に設けた吸入空気量を検出するためのエアフローメータ、16は吸気カムシャフト6の回転角を検出するカム角センサ、17は排気通路5に介装した排気浄化用触媒、18は排気浄化用触媒17に流入する排気の空燃比を検出するための空燃比センサ、19はピストン3とコネクティングロッド22を介して連結されているクランクシャフト21の回転角を検出するクランク角センサ、20は点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、可変動弁機構9、電子制御式スロットルバルブ14等の制御を行うコントロールユニット、23はコレクタタンク13内の圧力を検出する圧力センサ、24は冷却水温を検出する水温センサ、25は燃料の温度を検出する燃料温度センサ、26は吸入空気の温度を検出する吸気温センサである。
FIG. 1 is a configuration diagram of a system to which this embodiment is applied. DESCRIPTION OF
コントロールユニット20は、クランク角センサ19や図示しないアクセル開度センサ等の検出値に基づいて目標トルクを設定し、この目標トルクを実現するように可変動弁機構9及び電子制御式スロットルバルブ14の開度を制御し、このときエアフローメータ15で検出した吸入空気量に対して、所定の空燃比を保つように燃料噴射を制御する。また、カム角センサ16とクランク角センサ19の検出信号から吸気カムシャフト6とクランクシャフト21の位相差を算出し、これに基づいて吸気バルブ6の開閉時期を検出する。なお、燃料噴射の制御は、まず目標トルク及び吸入空気量に基づいて基本燃料噴射量を設定し、この基本燃料噴射量を、冷却水温、吸入空気温度、そして後述するマイナスオーバーラップ期間に応じて補正することにより最終的な燃料噴射量を設定する。
The
図2は図1の吸気バルブ6周辺の拡大図である。噴射された燃料の一部は、図2に示すように、吸気通路4の壁面や吸気バルブ6に付着する。そして、これら付着した燃料は、吸気バルブ6が開いたときにシリンダ2に流入する。この付着した燃料のシリンダ2への流入量は、吸気通路4の壁面温度、吸入空気温度、燃料温度等に依存し、壁面温度等が高いほど燃料は気化しやすくなるため、吸入される燃料量は増加し、壁面等に残る燃料量は減少する。さらに、吸入空気の流速にも依存し、吸入空気の流速が速くなるほど吸入される燃料量は増加し、壁面等に残る燃料量は減少することとなる。
FIG. 2 is an enlarged view around the
図3は本実施形態で実施するバルブタイミングの一例を示すバルブタイミング図である。図3では、吸気バルブ6の閉時期(IVC)が、吸気下死点(BDC)と圧縮上死点(TDC)のほぼ中間となっている。このため、一旦シリンダ2に流入した吸入空気と燃料の混合気は、ピストン3の上昇によって吸気通路4に押し戻され、有効圧縮比は低下する。このようなバルブタイミングは、例えば信号停止時等にエンジン停止するいわゆるアイドルストップを行う車両において、圧縮反力を低減して始動時のショックを低減させる場合や、定常運転状態において、圧縮比に対して膨張比を大きくとることにより燃費向上を図る場合等に有効である。
FIG. 3 is a valve timing diagram showing an example of valve timing executed in the present embodiment. In FIG. 3, the closing timing (IVC) of the
ところで、図3に示したバルブタイミングでは、上死点後の排気バルブ7の閉時期(EVC)から吸気バルブ6の開時期(IVO)までは、吸気バルブ6及び排気バルブ7のいずれもが閉じた、いわゆるマイナスオーバーラップ期間となっている。
Incidentally, at the valve timing shown in FIG. 3, both the
このマイナスオーバーラップ期間中は、シリンダ2内の気体の出入りがない状態でピストン3が降下するため、ピストン3の降下量に応じてシリンダ2の内部圧力が低下する。すなわち、図4に示すように、排気バルブ7の閉時期EVCから吸気バルブ6の開時期IVOまでのピストン3の降下量分だけ、シリンダ2の内部圧力が低下する。
During the minus overlap period, the piston 3 descends in a state where there is no gas in and out of the
そして、シリンダ2の内部圧力が低下するほど、吸気通路4とシリンダ2との圧力差が大きくなり、吸気バルブ6を開いたときの吸気流速が速くなる。
As the internal pressure of the
すなわち、吸気バルブ6の閉時期IVCが遅角してマイナスオーバーラップ期間が長くなるほど、吸気バルブ6を開いたときの吸気流速が速くなり、シリンダ2に流入する燃料量が多くなる。
That is, as the
そこで、コントロールユニット20は、基本燃料噴射量をマイナスオーバーラップ期間に応じて補正することにより、最終的な燃料噴射量を設定する。
Therefore, the
図5は、コントロールユニット20で実行する、マイナスオーバーラップ期間に応じた燃料噴射量補正率を算出するための制御ロジックを示す制御ブロック図である。本制御は一定の微小時間ごと、例えば10msごとに繰り返し実行する。
FIG. 5 is a control block diagram showing a control logic for calculating the fuel injection amount correction rate corresponding to the minus overlap period, which is executed by the
吸気バルブ閉時期算出部B1では、クランク角センサ19及びカム角センサ16の検出値に基づいて、吸気バルブ6の閉時期IVC[degATDC]を算出する。例えば、クランク角センサ19及びカム角センサ16の検出値から算出したクランクシャフト21と吸気カムシャフト8との位相差に基づいて吸気バルブ6の閉時期IVC[degATDC]を算出することができる。
The intake valve closing timing calculation unit B1 calculates the closing timing IVC [degATDC] of the
吸気バルブ開時点シリンダ容積算出部B2では、吸気バルブ6の開時期IVO[degATDC]に基づいて、式(1)により吸気バルブ6の開時期IVO[degATDC]におけるシリンダ2の実効容積Vivo[m3]を算出する。なお、開時期IVO[degATDC]は、閉時期IVC[degATDC]と使用する吸気カムシャフト8の作用角とに基づいて算出することができる。
In the intake valve opening time cylinder volume calculation unit B2, the effective volume Vivo [m 3 of the
Vivo=Vcyl×(1−cos(IVO))/2+Vcmb・・・(1)
Vcyl:シリンダ部分の容積[m3]、Vcmb:燃焼室容積[m3]
吸気バルブ開時点シリンダ内圧推定部B3では、シリンダ実効容積Vivo[m3]に基づいて、式(2)により吸気バルブ6の開時期IVO[degATDC]におけるシリンダ2の内部圧力(以下、シリンダ内圧という)Pivo[kPA]を算出する。
Vivo = Vcyl × (1-cos (IVO)) / 2 + Vcmb (1)
Vcyl: cylinder part volume [m 3 ], Vcmb: combustion chamber volume [m 3 ]
In the intake valve opening time cylinder internal pressure estimation unit B3, based on the cylinder effective volume Vivo [m 3 ], the internal pressure of the cylinder 2 (hereinafter referred to as cylinder internal pressure) at the opening timing IVO [degATDC] of the
Pivo=101.3×Vcmb/Vivo ・・・(2)
なお、上式(2)の「101.3」は大気圧を示す。
Pivo = 101.3 × Vcmb / Vivo (2)
In the above formula (2), “101.3” indicates atmospheric pressure.
吸気バルブ前後差圧算出部B4では、シリンダ内圧Pivo[kPA]と、圧力センサ23で検出するコレクタ圧、つまりインテークマニホールド圧力Pmani[kPA]とから、式(3)により吸気バルブ6の前後差圧Pgap[kPA]を算出する。
In the intake valve front-rear differential pressure calculation unit B4, the front-rear differential pressure of the
Pgap=Pmani−Pivo ・・・(3)
燃料噴射量補正率算出部B5では、吸気バルブ6の前後差圧Pgap[kPa]に基づいて、後述する制御ロジックにより燃料噴射量の補正率Kmorを算出する。
Pgap = Pmani-Pivo (3)
The fuel injection amount correction factor calculation unit B5 calculates a fuel injection amount correction factor Kmor by a control logic, which will be described later, based on the front-rear differential pressure Pgap [kPa] of the
図6は、燃料噴射量補正率算出部B6で実行する制御のフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart of the control executed by the fuel injection amount correction rate calculation unit B6.
ステップS1では、マイナスオーバーラップの有無を判定する。吸気バルブ6の閉時期IVC[degATDC]が求まれば、使用する吸気カムシャフト8の仕様から開時期IVO[degATDC]も求まる。排気バルブ7のバルブタイミングは固定されているので、排気バルブ7の閉時期EVC[degATDC]は予め読み込んでおくことができる。したがって、吸気バルブ閉じタイミング算出部B1で算出した吸気バルブ6の閉時期IVC[degATDC]と、予め読み込んでおいた排気バルブ7の閉時期[degATDC]とから、マイナスオーバーラップ期間の有無を判定することができる。
In step S1, the presence or absence of a minus overlap is determined. If the closing timing IVC [degATDC] of the
マイナスオーバーラップ期間がある場合は、ステップS2に進み、ない場合は、マイナスオーバーラップ期間に応じた燃料噴射量補正の必要がないので、そのまま処理を終了する。 When there is a minus overlap period, the process proceeds to step S2, and when there is no minus overlap period, it is not necessary to correct the fuel injection amount in accordance with the minus overlap period, so the process is ended as it is.
ステップS2では、吸気バルブ前後差圧Pgapの変化量である吸気バルブ前後差圧変化量△Pgapを算出する。ここでは、吸気バルブ前後差圧Pgapの現在の値と所定時間前の値との差としてもよいし、前回演算値と今回演算値との差としてもよい。 In step S2, an intake valve front-rear differential pressure change amount ΔPgap, which is a change amount of the intake valve front-rear differential pressure Pgap, is calculated. Here, it may be the difference between the current value of the intake valve front-rear differential pressure Pgap and the value before a predetermined time, or may be the difference between the previous calculated value and the current calculated value.
ステップS3では、吸気バルブ前後差圧変化量△Pgapを用いて基本補正率Kbaseを算出する。具体的には図7に示すような基本補正率テーブルを予め作成しておき、これを検索する。 In step S3, the basic correction factor Kbase is calculated using the intake valve front-rear differential pressure change amount ΔPgap. Specifically, a basic correction rate table as shown in FIG. 7 is created in advance and searched.
図7は縦軸が基本補正率Kbase、横軸が吸気バルブ前後差圧変化量△Pgapとするテーブルであり、吸気バルブ前後差圧変化量△Pgapが大きくなるにつれて、基本補正率Kbaseが二次曲線的に大きくなっている。これは、吸気バルブ前後差圧変化量△Pgapが大きい場合、つまりマイナスオーバーラップ期間の変化速度が大きい場合には、吸気通路4の壁面等に付着する燃料量の変化も大きくなるため、より大きく補正する必要があるからである。
FIG. 7 is a table in which the vertical axis represents the basic correction rate Kbase and the horizontal axis represents the intake valve front-rear differential pressure change amount ΔPgap. As the intake valve front-rear differential pressure change amount ΔPgap increases, the basic correction rate Kbase increases to the second order. The curve is getting bigger. This is larger when the amount of change ΔPgap before and after the intake valve is large, that is, when the change rate of the minus overlap period is large, the change in the amount of fuel adhering to the wall surface of the
なお、吸気バルブ前後差圧変化量△Pgapを算出せずに、吸気バルブ前後差圧Pgapから基本補正率Kbaseを算出してもよい。この場合、基本補正率Kbaseテーブルは横軸を吸気バルブ前後差圧Pgapとする以外は図7と同様である。これは、インテークマニホールド圧力Pmani[kPa]が高いほど吸気通路4の壁面等に付着する燃料量が多くなるため、より大きく補正する必要があるからである。
The basic correction factor Kbase may be calculated from the intake valve front-rear differential pressure Pgap without calculating the intake valve front-rear differential pressure change amount ΔPgap. In this case, the basic correction rate Kbase table is the same as that of FIG. 7 except that the horizontal axis is the intake valve front-rear differential pressure Pgap. This is because as the intake manifold pressure Pmani [kPa] is higher, the amount of fuel adhering to the wall surface of the
ステップS4では、水温TW、吸気温TA、燃料温度TFを読み込み、これらを用いて水温補正係数Ktw、吸気温補正係数Kta、燃料温度補正係数Ktfを算出する。具体的には、図8から図10に示すテーブルを検索することにより求める。 In step S4, the water temperature TW, the intake air temperature TA, and the fuel temperature TF are read, and the water temperature correction coefficient Ktw, the intake air temperature correction coefficient Kta, and the fuel temperature correction coefficient Ktf are calculated using these. Specifically, it is obtained by searching the tables shown in FIGS.
図8は縦軸に水温補正係数Ktw、横軸に水温TWをとった水温補正係数テーブル、図9は縦軸に吸気温補正係数Kta、横軸に吸気温TAをとった吸気温補正係数テーブル、図10は縦軸に燃料温度補正係数Ktf、横軸に燃料温度TFをとった燃料温度補正係数テーブルである。いずれのテーブルも、入力値(水温TW、吸気温TA、燃料温度TF)が小さいほど補正係数Ktw、Kta、Ktfが大きくなり、逆に高くなるほど補正係数Ktw、Kta、Ktfが1に近づいている。なお、補正係数=1とは、補正しないことを意味する。これは、水温TWが低いほど吸気通路4の壁面温度も低くなり、吸気温TA、燃料温度TFが低いほど燃料が気化しにくくなるため、壁面等に付着する燃料量が多くなるため、より大きく補正する必要があるからである。
8 is a water temperature correction coefficient table in which the vertical axis represents the water temperature correction coefficient Ktw and the horizontal axis represents the water temperature TW, and FIG. 9 is an intake air temperature correction coefficient table in which the vertical axis represents the intake air temperature correction coefficient Kta and the horizontal axis represents the intake air temperature TA. FIG. 10 is a fuel temperature correction coefficient table in which the vertical axis represents the fuel temperature correction coefficient Ktf and the horizontal axis represents the fuel temperature TF. In both tables, the correction coefficients Ktw, Kta, Ktf increase as the input values (water temperature TW, intake air temperature TA, fuel temperature TF) decrease, and the correction coefficients Ktw, Kta,
ステップS5では、ステップS3で算出した基本補正率KbaseとステップS4で算出した補正係数Ktw、Kta、Ktfを用いて、式(4)により燃料噴射量補正率Kmorを算出する。 In step S5, the fuel injection amount correction rate Kmor is calculated by equation (4) using the basic correction rate Kbase calculated in step S3 and the correction coefficients Ktw, Kta, Ktf calculated in step S4.
Kmor=Kbase×Ktw×Kta×Ktf ・・・(4)
このようにして算出した燃料噴射量補正率Kmorを、基本燃料噴射量に乗じることにより、マイナスオーバーラップ期間に応じた燃料噴射量の補正を行うことができる。
Kmor = Kbase × Ktw × Kta × Ktf (4)
By multiplying the basic fuel injection amount by the fuel injection amount correction factor Kmor calculated in this way, the fuel injection amount can be corrected according to the minus overlap period.
なお、インテークマニホールド圧力Pmani[kPa]が高いほど吸気通路4の壁面等に付着する燃料量は増加するので、上述した水温TW、吸気温TA、燃料温度TFに応じた補正の他に、さらにインテークマニホールド圧力Pmani[kPa]に応じた補正を行うようにしてもよい。この場合、インテークマニホールド圧力Pmani[kPa]が高いほど大きく補正するようにする。
As the intake manifold pressure Pmani [kPa] increases, the amount of fuel adhering to the wall surface of the
以上により本実施形態では、次のような効果を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)排気バルブ閉時期と吸気バルブ開時期との間に排気バルブ7及び吸気バルブ6のいずれもが閉弁状態にあるマイナスオーバーラップ期間を有するようなバルブタイミングを実現し得る可変動弁機構9と、吸気通路4中に燃料を噴射する燃料噴射弁11と、運転者の要求に応じた目標トルクの設定及び目標トルクに応じた基本燃料噴射量を設定するコントロールユニット20と、エンジン1の運転状態を検知するクランク角センサ19、カム角センサ16、エアフローメータ15等のセンサ類と、運転状態に応じて基本燃料噴射量を補正するコントロールユニット20と、を備え、マイナスオーバーラップ量の変化速度に応じて燃料噴射量を増量または減量するよう基本燃料噴射量を補正するので、マイナスオーバーラップ領域内でバルブタイミングが変化する場合に、吸気通路4の壁面等に付着する燃料量の変化の影響を排して、混合気の空燃比を一定に保つことができる。
(1) A variable valve mechanism that can realize a valve timing that has a minus overlap period in which both the exhaust valve 7 and the
(2)マイナスオーバーラップ量が増大する方向に変化する場合には減量補正し、マイナスオーバーラップ量が減少する方向に変化する場合には増量補正するので、マイナスオーバーラップ量の増大に伴って吸気流速が高まることで、吸気通路4の壁面等に付着する燃料量が蒸発し易くなった場合には燃料噴射量は減量され、反対にオーバーラップ量の減少に伴って吸気流速が低くなる場合には増量される。したがって、吸気通路4の壁面等に付着する燃料量の変化の影響を排して、混合気の空燃比を一定に保つことができる。
(2) When the minus overlap amount changes in the increasing direction, the amount of decrease is corrected, and when the minus overlap amount changes in the decreasing direction, the amount of increase correction is corrected. Therefore, the intake air increases as the minus overlap amount increases. When the flow rate is increased and the amount of fuel adhering to the wall surface of the
(3)マイナスオーバーラップ量の変化速度が大きいほど補正量を大きくするので、吸気流速の変化速度に応じた補正が可能となる。 (3) Since the correction amount is increased as the change rate of the minus overlap amount is larger, the correction according to the change rate of the intake air flow rate is possible.
(4)吸気バルブ開時点における吸気バルブ前後差圧の変化速度を用いてマイナスオーバーラップ量の変化速度に応じた補正量を算出するので、吸気通路4の壁面等に付着する燃料量に直接の相関があるパラメータを用いて補正量を算出することとなり、精度の高い空燃比制御が可能となる。
(4) Since the correction amount corresponding to the change rate of the minus overlap amount is calculated using the change rate of the differential pressure before and after the intake valve when the intake valve is opened, the amount of fuel adhering to the wall surface of the
(5)冷却水温が低いほど補正量を大きくするので、吸気通路4の壁面温度によらず精度の高い空燃比制御が可能となる。
(5) Since the correction amount is increased as the cooling water temperature is lower, highly accurate air-fuel ratio control is possible regardless of the wall surface temperature of the
(6)吸入空気温度が低いほど補正量を大きくするので、吸気通路4の壁面等に付着する燃料量が多い場合にはより大きく補正することとなり、精度の高い空燃比制御が可能となる。
(6) The correction amount is increased as the intake air temperature is lower. Therefore, when the amount of fuel adhering to the wall surface or the like of the
(7)燃料温度が低いほど補正量を大きくするので、吸気通路4の壁面等に付着する燃料量が多い場合にはより大きく補正することとなり、精度の高い空燃比制御が可能となる。
(7) Since the correction amount is increased as the fuel temperature is lower, if the amount of fuel adhering to the wall surface or the like of the
(8)インテークマニホールド内圧力が高いほど補正量を大きくするので吸気通路4の壁面等に付着する燃料量が多い場合にはより大きく補正することとなり、精度の高い空燃比制御が可能となる。
(8) The higher the intake manifold pressure, the larger the correction amount. Therefore, when there is a large amount of fuel adhering to the wall surface of the
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.
1 エンジン
2 シリンダ
3 ピストン
4 吸気通路
5 排気通路
6 吸気バルブ
7 排気バルブ
8 吸気カムシャフト
9 可変動弁機構
10 排気カムシャフト
11 点火栓
12 燃料噴射弁
13 コレクタタンク
14 電子制御式スロットルバルブ
15 エアフローメータ
16 カム角センサ
17 排気浄化用触媒
18 空燃比センサ
19 クランク角センサ
20 コントロールユニット
21 クランクシャフト
22 コネクティングロッド
DESCRIPTION OF
Claims (6)
吸気通路中に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
運転者の要求に応じた目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
前記目標トルクに応じた基本燃料噴射量を設定する基本燃料噴射量設定手段と、
エンジンの運転状態を検知する運転状態検知手段と、
前記運転状態に応じて前記基本燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、
を備えるエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射量補正手段は、前記運転状態検知手段により検知するマイナスオーバーラップ量に基づいて吸気バルブ開時点におけるシリンダの実効容積を算出し、このシリンダの実効容積を用いて前記吸気バルブ開時点におけるシリンダ内圧力を算出し、このシリンダ内圧力の変化速度を用いて、マイナスオーバーラップ量が増大する方向に変化する場合には減量補正し、マイナスオーバーラップ量が減少する方向に変化する場合には増量補正し、かつ、前記マイナスオーバーラップ量の変化速度が大きいほど補正量を大きくすることを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。 A variable valve mechanism capable of realizing a valve timing having a minus overlap period in which both the exhaust valve and the intake valve are closed between the exhaust valve closing timing and the intake valve opening timing;
Fuel injection means for injecting fuel into the intake passage;
Target torque setting means for setting a target torque according to a driver's request;
Basic fuel injection amount setting means for setting a basic fuel injection amount in accordance with the target torque;
Driving state detection means for detecting the driving state of the engine;
Fuel injection amount correction means for correcting the basic fuel injection amount according to the operating state;
An engine fuel injection control device comprising:
The fuel injection amount correcting means calculates the effective volume of the cylinder at the intake valve opening time based on the minus overlap amount detected by the operating state detecting means, and uses the effective volume of the cylinder at the intake valve opening time. Calculate the cylinder pressure and use the rate of change of the cylinder pressure to correct the decrease when the minus overlap amount increases, and when the minus overlap amount decreases. A fuel injection control device for an engine , wherein the amount of correction is increased and the correction amount is increased as the rate of change of the minus overlap amount increases .
前記燃料噴射量補正手段は、前記シリンダ内圧力とインテークマニホールド内圧力とから算出した前記吸気バルブ開時点における吸気バルブ前後差圧の変化速度を用いてマイナスオーバーラップ量の変化速度に応じた補正量を算出することを特徴とする請求項1に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。 Intake manifold internal pressure detection means for detecting the intake manifold internal pressure as the operating state detection means,
The fuel injection amount correction means uses a change rate of the differential pressure before and after the intake valve calculated from the cylinder internal pressure and the intake manifold internal pressure, and a correction amount corresponding to the change rate of the minus overlap amount. The fuel injection control device for an engine according to claim 1, wherein:
前記燃料噴射量補正手段は、冷却水温が低いほど補正量を大きくすることを特徴とする請求項1または2に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。 A cooling water temperature detecting means for detecting an engine cooling water temperature as the operating state detecting means;
The engine fuel injection control device according to claim 1 or 2 , wherein the fuel injection amount correction means increases the correction amount as the cooling water temperature is lower.
前記燃料噴射量補正手段は、吸入空気温度が低いほど補正量を大きくすることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載のエンジンの燃料噴射制御装置。 An intake air temperature detection means for detecting the intake air temperature as the operating state detection means;
The engine fuel injection control apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the fuel injection amount correction means increases the correction amount as the intake air temperature is lower.
前記燃料噴射量補正手段は、燃料温度が低いほど補正量を大きくすることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載のエンジンの燃料噴射制御装置。 A fuel temperature detecting means for detecting a fuel temperature as the operating state detecting means;
The engine fuel injection control apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the fuel injection amount correction means increases the correction amount as the fuel temperature is lower.
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