JP2012052456A - 内燃機関燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】推定計算される内燃機関停止中の高圧燃料系の最高燃料温度Temxが基準燃料温度Tefsより高いと判定されると(S308でYES)、ステップS310〜S318にて目標燃料噴射比率Rtを変更することで筒内噴射インジェクタからの燃料噴射量を増加している。このことにより高圧燃料系からの排熱量を増加させて燃料温度を低下させることができる。この手法は、高温化した高圧燃料のリターンによるものではないので燃料タンク内に燃料ベーパーを大量に発生させることはない。このようにして内燃機関停止中の過熱状態が防止されることから課題が達成される。
【選択図】図8
Description
請求項1に記載の内燃機関燃料噴射制御装置は、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを備え、これら両方のインジェクタによる燃料噴射比率を内燃機関運転状態に応じて設定するデュアル噴射型の内燃機関燃料噴射制御装置において、前記筒内噴射用インジェクタに燃料を供給する高圧燃料系内の燃料温度を実測又は推定により検出する燃料温度検出手段と、前記燃料温度検出手段にて検出される前記高圧燃料系の燃料温度が基準燃料温度より高い場合には、前記燃料噴射比率を変更することで前記筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量を増加する燃料噴射比率変更手段とを備えたことを特徴とする。
請求項3に記載の内燃機関燃料噴射制御装置では、請求項1又は2に記載の内燃機関燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射比率変更手段は、前記高圧燃料系内での高圧燃料の飽和蒸気圧が燃料圧力以下である温度範囲内で、前記基準燃料温度を設定していることを特徴とする。
請求項6に記載の内燃機関燃料噴射制御装置では、請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関燃料噴射制御装置において、内燃機関に対して自動停止条件が成立したときに内燃機関の運転を自動停止し、この自動停止中において自動始動条件が成立したときに内燃機関を自動始動される自動運転制御が実行されていると共に、前記燃料噴射比率変更手段による燃料噴射比率の変更では、前記高圧燃料系内の燃料温度又は最高燃料温度が予想されるタイミングの燃料温度を十分に低下できない場合あるいは前記燃料噴射比率の変更自体が不可能な場合は、前記自動停止を禁止する自動停止禁止手段を備えたことを特徴とする。
図1は、上述した発明が適用された車両用駆動装置の概略構成を表すブロック図である。この車両用駆動装置は、ハイブリッド車両に搭載されたものであり、ハイブリッド車両を駆動するために内燃機関2と電動モータ4とを備えている。更にこの車両用駆動装置は内燃機関2の出力を受けて発電を行う発電機6を有している。
低圧燃料系50は、PFI(吸気管噴射)デリバリパイプ54、このPFIデリバリパイプ54を介して連結されたPFIインジェクタ56、PFI配管58及びフューエルポンプ60を備えている。
DIインジェクタ64による燃料噴射量/トータルの燃料噴射量
ステップS102では、マップなどを用いて基本燃料噴射比率Reを算出している。具体的には、前述したごとく機関回転数NEあるいは機関負荷率KLが高い側では燃料噴射比率は大きくし、これとは逆方向では燃料噴射比率は小さくしている。
[式2] Rf←100×Fps/Fa
尚、高圧燃料ポンプ通過燃料量Fpsが要求燃料噴射量Faより大きい場合、すなわち前記式2の計算で過熱時要求燃料噴射比率Rf>100%となった場合には、過熱時要求燃料噴射比率Rf=100%に設定する。
その後の制御周期において、推定燃料温度Tphが低下して、推定燃料温度Tph≦基準燃料温度TfsとなることでステップS108にてNOと判定される。そして次のステップS120の判定では、前述したごとく過熱時対策処理中であるので、Tph<Tfs−ΔTか否かが判定される。
そしてこのように過熱時対策処理が継続した後に、図4のタイミングt1に示したごとく、Tph<Tfs−ΔTとなると(S120でYES)、過熱時対策処理は終了して、図4のタイミングt1後に示すごとく、直ちにステップS122にて目標燃料噴射比率Rtに基本燃料噴射比率Reが設定される状態に戻ることになる。
(1)燃料噴射比率制御処理(図3)では高圧燃料系52の推定燃料温度Tphが基準燃料温度Tfsより高いと判定された場合には(S108でYES)、高圧燃料系52が高温化して、過熱状態にある、あるいはそのおそれがあると判断できる。この場合には、ステップS110〜S118にて目標燃料噴射比率Rtを変更することでDIインジェクタ64からの燃料噴射量を増加している。このように両インジェクタ56,64間での燃料噴射比率を変更することで、DIインジェクタ64とPFIインジェクタ56との両方からなされる燃料噴射量の合計を変更せずにDIインジェクタ64からの燃料噴射量を増加することができる。このことにより高圧燃料系52からの排熱量を増加させて高圧燃料系52内の燃料温度を低下させることができる。
このような内燃機関2においても、本実施の形態の燃料噴射比率制御処理(図3)により内燃機関2の運転時での高圧燃料系52における燃料ベーパーを効果的に抑制できる。したがってハイブリッド車両に用いられる内燃機関2においても自動制御における運転安定性を高めることができ、ハイブリッド車両の円滑な駆動制御が可能となる。
本実施の形態における燃料噴射比率制御処理を図6のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態1と同じであるので、図1,2を参照して説明する。
推定燃料温度Tph≦基準燃料温度Tfsであれば(S208でNO)、次に、過熱時対策処理中でないとの条件と、推定燃料温度Tphが基準燃料温度Tfs−ΔTより低くなっている条件とのいずれかの条件が満足されているか否かが判定される(S212)。この判定処理は前記図3のステップS120と同じ判定である。
(1)前記実施の形態1の効果を生じる。更に、高圧燃料系52の推定燃料温度Tphが基準燃料温度Tfsより高いと判定された場合には(S208でYES)、過熱対策のために直ちに目標燃料噴射比率Rt=100%にして、DIインジェクタ64からの燃料噴射量を最大限に増加している。
[実施の形態3]
本実施の形態における燃料噴射比率制御処理を図8のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態1と同じであるので、図1,2を参照して説明する。
次に基準燃料温度Tefsが設定される(S306)。基準燃料温度Tefsは、高圧燃料系52内での高圧燃料の飽和蒸気圧が、燃料圧力以下となる温度範囲内で設定した値である。内燃機関2の停止中においても、高圧燃料系52は密閉されており、運転時でのDIデリバリパイプ62内の燃料圧力とほぼ同じ値であることから、燃料圧力の制御範囲で最低となる圧力あるいはこの圧力よりも少し低い圧力を、飽和蒸気圧として、これに対応する燃料温度を、基準燃料温度Tefsとして予め設定しておいたものを用いる。
ここでは前記ステップS304にて説明した内燃機関停止中最高燃料温度算出処理にて説明した冷却水温THW、油温THO、吸気温度THA及びDIインジェクタ64からの燃料噴射量に基づいて高圧燃料ポンプ68内の最高燃料温度Temxを算出する算出手法を利用して高圧燃料ポンプ通過燃料量Fepsを算出する。
[式3] Ref←100×Feps/Fa
尚、高圧燃料ポンプ通過燃料量Fepsが要求燃料噴射量Faより大きい場合、すなわち前記式3の計算で、停止中過熱時要求燃料噴射比率Ref>100%となった場合には、停止中過熱時要求燃料噴射比率Ref=100%に設定する。
(1)燃料噴射比率制御処理(図8)では、内燃機関停止中における高圧燃料系52の最高燃料温度Temxが基準燃料温度Tefsより高いと判定された場合は(S308でYES)、内燃機関停止中において高圧燃料系52の過熱が予想される状態であると判断できる。この場合には、ステップS310〜S318にて目標燃料噴射比率Rtを変更することでDIインジェクタ64からの燃料噴射量を増加している。このことにより高圧燃料系52からの排熱量を増加させて高圧燃料系52内の燃料温度を低下させることができる。そしてこの内燃機関運転中の高圧燃料系52内の燃料温度低下処理により、直後に内燃機関2が停止したとしても、最高燃料温度Temxを抑制でき、停止中に高圧燃料系52が過熱状態とならないようにできる。
[実施の形態4]
本実施の形態における燃料噴射比率制御処理を図12のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態1と同じであるので、図1,2を参照して説明する。
すなわち基本燃料噴射比率Reの算出(S402)、最高燃料温度Temxの読込(S404)、基準燃料温度Tefsの設定(S406)の後に、最高燃料温度Temx>基準燃料温度Tefsか否かが判定される(S408)。この判定の結果、Temx>Tefsであれば(S408でYES)、目標燃料噴射比率Rtに直ちに100%が設定される(S410)。このことにより燃料は全てDIインジェクタ64から筒内に噴射されることになる。したがって高圧燃料系52内が燃料流により最大限に冷却される。
そして最高燃料温度Temxが十分に低下するまでは、ステップS408でNO、ステップS412ではNOと判定とされて、目標燃料噴射比率Rtが100%とされる状態(S410)が継続する。
(1)前記実施の形態3の効果を生じる。更に、内燃機関停止中の高圧燃料系52の最高燃料温度Temxが基準燃料温度Tefsより高いと判定された場合には(S408でYES)、内燃機関停止中での過熱予防対策のために直ちに目標燃料噴射比率Rt=100%にして、DIインジェクタ64からの燃料噴射量を最大限に増加している。
[実施の形態5]
本実施の形態では、前記実施の形態3の燃料噴射比率制御処理(図8)の一部を、図13の部分フローチャートに示すごとく変更している。
停止中過熱時要求燃料噴射比率Ref≦100%である場合には(S516でYES)、前記図8のステップS316に処理が移行する。
(1)前記実施の形態3の効果に加えて、両インジェクタ56,64のトータルの燃料噴射量を変化させずに燃料噴射比率のみで対応できない場合には(S516でNO)、間欠運転禁止がなされることにより、間欠運転制御の内で特に自動始動時における始動不安定性を生じることがない。
本実施の形態では、図14に示すごとく高圧燃料系152にてリターン通路152aが存在している。このリターン通路152aには、電磁リリーフ弁152bが設けられている。ECU116は、DIデリバリパイプ162内の燃料圧力に応じて電磁リリーフ弁152bを開弁して、リターン通路152aを介して燃料タンク170に高圧燃料を戻している。
このように電磁リリーフ弁152bにて高圧燃料系152内の燃料を燃料タンク170に戻すことができる構成であれば、高圧燃料系152内の高圧燃料を燃料タンク170に戻すと、燃料タンク170内に大量の燃料ベーパーが大量発生する可能性が高まる。
これと共に、リターン通路が存在する従来技術に比較して、本実施の形態では、リターン通路152aが存在しても燃料ベーパーを排出しにくくなり、環境上、より好ましいものとなる。
・前記実施の形態1,2において、高圧燃料系52内の高圧燃料温度は、推定燃料温度Tphとして推定した値であったが、高圧燃料ポンプ68、高圧燃料ポンプ68に近接した位置のDI配管66、あるいはDIデリバリパイプ62に温度センサを設けることで、該当する部分の温度を、高圧燃料温度として実測して制御に用いても良い。
Claims (6)
- 筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを備え、これら両方のインジェクタによる燃料噴射比率を内燃機関運転状態に応じて設定するデュアル噴射型の内燃機関燃料噴射制御装置において、
前記筒内噴射用インジェクタに燃料を供給する高圧燃料系内の燃料温度を実測又は推定により検出する燃料温度検出手段と、
前記燃料温度検出手段にて検出される前記高圧燃料系の燃料温度が基準燃料温度より高い場合には、前記燃料噴射比率を変更することで前記筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量を増加する燃料噴射比率変更手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関燃料噴射制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関燃料噴射制御装置において、前記高圧燃料系では高圧燃料ポンプによる加圧により高圧燃料が形成され、前記高圧燃料系からの前記高圧燃料の放出は前記筒内噴射用インジェクタからのみであることを特徴とする内燃機関燃料噴射制御装置。
- 請求項1又は2に記載の内燃機関燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射比率変更手段は、前記高圧燃料系内での高圧燃料の飽和蒸気圧が燃料圧力以下である温度範囲内で、前記基準燃料温度を設定していることを特徴とする内燃機関燃料噴射制御装置。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射比率変更手段は、前記高圧燃料系内での高圧燃料の飽和蒸気圧が燃料圧力以下である温度範囲内で目標燃料温度を設定し、前記燃料噴射比率の変更として、前記燃料噴射比率を、前記高圧燃料系内の燃料温度又は最高燃料温度が予想されるタイミングの燃料温度が前記目標燃料温度に低下する燃料量を前記筒内噴射用インジェクタから噴射する値に変更する処理を行うものであることを特徴とする内燃機関燃料噴射制御装置。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射比率変更手段は、前記燃料噴射比率の変更として、前記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射比率を100%にする処理を行うものであることを特徴とする内燃機関燃料噴射制御装置。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関燃料噴射制御装置において、内燃機関に対して自動停止条件が成立したときに内燃機関の運転を自動停止し、この自動停止中において自動始動条件が成立したときに内燃機関を自動始動される自動運転制御が実行されていると共に、
前記燃料噴射比率変更手段による燃料噴射比率の変更では、前記高圧燃料系内の燃料温度又は最高燃料温度が予想されるタイミングの燃料温度を十分に低下できない場合あるいは前記燃料噴射比率の変更自体が不可能な場合は、前記自動停止を禁止する自動停止禁止手段を備えたことを特徴とする内燃機関燃料噴射制御装置。
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