JP2020016173A - Fuel injection control device - Google Patents
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Abstract
Description
この明細書における開示は、燃料噴射制御装置に関する。 The disclosure in this specification relates to a fuel injection control device.
特許文献１に記載の内燃機関は、気筒毎に２種類の燃料噴射弁を備える。２種類のうちの１つは、燃焼室へ直接燃料を噴射する直噴噴射弁であり、もう１つは、吸気ポートへ燃料を噴射するポート噴射弁である。そして、いずれの噴射弁から噴射させるかを、内燃機関の負荷および回転速度に応じて切り替えている。 The internal combustion engine described in Patent Literature 1 includes two types of fuel injection valves for each cylinder. One of the two types is a direct injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber, and the other is a port injection valve that injects fuel into an intake port. Then, which injection valve is used for injection is switched according to the load and the rotation speed of the internal combustion engine.
例えば、上記負荷および回転速度が予め設定された直噴領域の値である場合には直噴噴射弁から燃料を噴射させ、ポート噴射領域の値である場合にはポート噴射弁から燃料を噴射させる。 For example, when the load and the rotation speed are values in a preset direct injection region, fuel is injected from the direct injection valve, and when the values are in the port injection region, fuel is injected from the port injection valve. .
ここで、これらの噴射弁へ供給される燃料の圧力（供給燃圧）に関し、直噴噴射弁の場合には、高圧状態の燃焼室へ燃料を噴射させるため、要求される供給燃圧はポート噴射弁に比べて高い。特に、直噴噴射弁への供給燃圧を十分に高くしておかないと、噴射された液体燃料が霧化し燃焼室の中で拡散することを十分に促進できなくなり、排気エミッションの増加を招いてしまう。 Here, regarding the pressure of the fuel supplied to these injection valves (supply fuel pressure), in the case of a direct injection injection valve, the fuel is injected into the combustion chamber in a high pressure state. Higher than. In particular, unless the fuel pressure supplied to the direct injection injector is sufficiently high, the injected liquid fuel cannot be sufficiently atomized and diffused in the combustion chamber, resulting in an increase in exhaust emissions. I will.
開示される１つの目的は、排気エミッションの増加抑制を図りつつ、直噴噴射弁およびポート噴射弁のいずれから噴射させるかを切り替える燃料噴射制御装置を提供することである。 One object disclosed is to provide a fuel injection control device that switches between direct injection and a port injection valve to perform injection while suppressing increase in exhaust emission.
上記目的を達成するため、開示された１つの態様は、
内燃機関（１０）の燃焼室（１１ａ）へ直接燃料を噴射する直噴噴射弁（３０）、および内燃機関の吸気ポート（１２ａ）へ燃料を噴射するポート噴射弁（２０）の作動を制御する燃料噴射制御装置において、
内燃機関の運転状態が所定の直噴条件を満たす状態の場合には、直噴噴射弁から噴射させる直噴モードを要求し、直噴条件を満たしていない状態の場合には、直噴噴射弁からの噴射を停止させつつポート噴射弁から噴射させるポート噴射モードを要求するモード要求部（６１）と、
モード要求部により直噴モードが要求され、かつ、直噴噴射弁へ供給される燃料の圧力である供給燃圧（Ｐ）のうち現時点での供給燃圧が所定圧（Ｐｔｈ）以上である場合に、直噴モードでの噴射を許可する直噴許可部（Ｓ１２、Ｓ１３）と、
を備える燃料噴射制御装置とされる。
In order to achieve the above object, one embodiment disclosed is:
The operation of a direct injection valve (30) for directly injecting fuel into a combustion chamber (11a) of the internal combustion engine (10) and a port injection valve (20) for injecting fuel to an intake port (12a) of the internal combustion engine is controlled. In the fuel injection control device,
When the operating state of the internal combustion engine satisfies a predetermined direct injection condition, a direct injection mode for injecting from the direct injection valve is requested, and when the direct injection condition is not satisfied, the direct injection valve A mode requesting unit (61) for requesting a port injection mode in which injection from the port injection valve is performed while stopping injection from the fuel injection port;
When the direct injection mode is requested by the mode requesting unit and the current supply fuel pressure of the supply fuel pressure (P) which is the pressure of the fuel supplied to the direct injection injection valve is equal to or higher than the predetermined pressure (Pth), A direct injection permission unit (S12, S13) for permitting injection in the direct injection mode;
And a fuel injection control device including:
ここに開示された燃料噴射制御装置によると、内燃機関の運転状態が直噴モードを要求する状態になっているだけでは直噴モードでの噴射が許可されず、現時点での供給燃圧が所定圧以上である場合に直噴モードでの噴射が許可される。よって、直噴噴射弁への供給燃圧が十分に高くなっていない状態で直噴噴射弁から噴射させることを回避でき、排気エミッションの増加抑制を図ることができる。 According to the fuel injection control device disclosed herein, injection in the direct injection mode is not permitted only when the operating state of the internal combustion engine is in a state requiring the direct injection mode, and the supply fuel pressure at the present time is the predetermined pressure. In this case, the injection in the direct injection mode is permitted. Therefore, it is possible to avoid injection from the direct injection valve in a state where the fuel pressure supplied to the direct injection valve is not sufficiently high, and it is possible to suppress an increase in exhaust emission.
尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。 It should be noted that the reference numbers in the parentheses merely show an example of a correspondence relationship with a specific configuration in the embodiment described later, and do not limit the technical scope at all.
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In addition, in each embodiment, the corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configuration of another embodiment described earlier can be applied to the other part of the configuration.
（第１実施形態）
図１に示す内燃機関１０は、車両に搭載されて走行駆動源として機能する。この内燃機関１０は、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２、ピストン１３、吸気バルブ１４、排気バルブ１５、点火装置１６、スロットルバルブ１７、ポート噴射弁２０および直噴噴射弁３０等を備える。内燃機関１０は、ピストン１３で圧縮された混合気に点火装置１６で着火する点火着火式のガソリンエンジンである。内燃機関１０は、複数の気筒を備える多気筒エンジンであり、各気筒に、ポート噴射弁２０および直噴噴射弁３０が取り付けられている。
(1st Embodiment)
The
ポート噴射弁２０は、シリンダヘッド１２のうち、吸気管１８が接続される吸気ポート１２ａの部分に取り付けられており、吸気ポート１２ａへ液体燃料を噴射する。直噴噴射弁３０は、シリンダヘッド１２に取り付けられており、液体燃料を燃焼室１１ａへ直接噴射する。なお、燃焼室１１ａは、ピストン１３の頂面、シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２に囲まれて形成されている。燃焼室１１ａには、スロットルバルブ１７で調節された量の空気（吸気）が吸気ポート１２ａから流入する。
The
ポート噴射弁２０から燃料を噴射させる場合には、吸気ポート１２ａ内で燃料と吸気が混合して混合気が形成される。直噴噴射弁３０から燃料を噴射させる場合には、燃焼室１１ａ内で燃料と吸気が混合して混合気が形成される。以下の説明では、ポート噴射弁２０からの燃料噴射を停止させつつ直噴噴射弁３０から燃料噴射させる状態を直噴モードＤＩと呼び、直噴噴射弁３０からの燃料噴射を停止させつつポート噴射弁２０から燃料噴射させる状態をポート噴射モードＰＦＩと呼ぶ。また、ポート噴射弁２０および直噴噴射弁３０の両方から燃料噴射させる状態をデュアルモードＰＦＩ＋ＤＩと呼ぶ。
When fuel is injected from the
車両には、燃料タンク４０Ｔ内の液体燃料をポート噴射弁２０および直噴噴射弁３０へ供給する燃料供給システムが搭載されている。この燃料供給システムは、低圧ポンプ４０、高圧ポンプ５０（燃料ポンプ）およびデリバリパイプ４３等を備える。
The vehicle is equipped with a fuel supply system that supplies the liquid fuel in the
低圧ポンプ４０は、図示しない電動モータと、電動モータにより回転駆動するインペラとを有する。低圧ポンプ４０は、インペラを回転させることで、燃料タンク４０Ｔ内の燃料を、低圧配管４１を通じて高圧ポンプ５０へ送り込む。高圧ポンプ５０は、低圧ポンプ４０から送り込まれた低圧燃料を加圧して高圧化し、高圧配管４２を通じてデリバリパイプ４３へ高圧燃料を圧送する。
The low-
高圧ポンプ５０は、加圧室（図示せず）を内部に形成するボデー５１と、往復移動可能な状態でボデー５１内に収容されるピストン５２と、ボデー５１に取り付けられた調量弁５３および圧力弁５４と、を有する。ピストン５２は、内燃機関１０のクランク軸（出力軸）を駆動源として往復移動する。
The high-
具体的には、ピストン５２は、クランク軸に接続されているカムにより押し上げられて加圧室内の燃料を加圧する作動と、図示しない弾性部材により押し下げられて加圧室へ燃料を吸入する作動とを繰り返す。なお、上記カムは、クランク軸に替えて、吸気バルブ１４や排気バルブ１５を駆動させるカムシャフトに接続されていてもよい。いずれにしても、ピストン５２のストローク位置は、クランク軸の回転角度（クランク角）の位相変化に同期して変化する。
Specifically, the
調量弁５３は、電磁駆動式の構造であり、かつ、通電すると閉弁作動して通電オフすると開弁作動するノーマリオープン式である。調量弁５３は、低圧配管４１から加圧室への低圧燃料の流入量を調整する。具体的には、ピストン５２の吸入作動期間では、調量弁５３を常時開弁させて加圧室へ燃料を流入させる。ピストン５２の加圧作動期間の初動期間では、開弁させて加圧室から燃料を流出させ、初動期間後には閉弁させて加圧室の燃料を加圧させる。要するに、初動期間の長さを調整することで加圧室からの流出量を調整して、加圧対象となる燃料の量を調整する。
The metering valve 53 is of a normally open type that has an electromagnetically driven structure and that opens when the power is turned off and closes when the power is turned off. The metering valve 53 adjusts the amount of low-pressure fuel flowing from the low-
圧力弁５４は、加圧室の吐出口に配置されている。圧力弁５４は、弾性部材の弾性力により閉弁する機械式の構造であり、加圧室で加圧された燃料の圧力が所定値以上になると開弁する。その結果、加圧された高圧燃料が、高圧配管４２を通じてデリバリパイプ４３へ供給される。
The
デリバリパイプ４３は、供給された高圧燃料を蓄圧するとともに、各気筒のポート噴射弁２０および直噴噴射弁３０へ分配する。具体的には、デリバリパイプ４３には、直噴噴射弁３０に接続される直噴用配管４４と、ポート噴射弁２０に接続されるポート噴射用配管４５が接続されている。換言すると、ポート噴射弁２０および直噴噴射弁３０は、デリバリパイプ４３を共通の燃料供給源とする。また、直噴用配管４４およびポート噴射用配管４５は、複数気筒の各々に対して備えられている。換言すると、気筒間においても、ポート噴射弁２０および直噴噴射弁３０は、デリバリパイプ４３を共通の燃料供給源とする。
The
燃料噴射制御装置（ＥＣＵ７０）は、電子制御装置（Electronic Control Unit）である。ＥＣＵ７０は、演算処理装置（プロセッサ７０ａ）と、プログラムおよびデータを記憶する記憶媒体（メモリ７０ｂ）とを有する。記憶媒体は、プロセッサ７０ａによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。ＥＣＵ７０は、１つのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、プロセッサ７０ａにより実行されることによって、ＥＣＵ７０をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するようにＥＣＵ７０を機能させる。
The fuel injection control device (ECU 70) is an electronic control unit (Electronic Control Unit). The
ＥＣＵ７０は、各種センサにより検出された値に基づき、点火装置１６、スロットルバルブ１７、低圧ポンプ４０、ポート噴射弁２０、直噴噴射弁３０および調量弁５３の作動を制御する。上記センサの具体例としては、燃圧センサ４６、吸気流量センサ６１およびクランク角センサ６２等が挙げられる。
The
燃圧センサ４６は、デリバリパイプ４３に取り付けられており、デリバリパイプ４３に蓄圧された高圧燃料の圧力（供給燃圧Ｐ）を検出する。吸気流量センサ６１は、スロットルバルブ１７により調節された吸気量を検出する。ＥＣＵ７０は、吸気流量センサ６１の検出値に基づき、燃焼室１１ａの空気充填率を算出する。空気充填率は、１回の燃焼サイクルで燃焼室１１ａに吸入される吸気量を、１回の燃焼サイクルで排出される排気量で除した値であり、内燃機関１０の負荷（エンジン負荷）を意味する。クランク角センサ６２は、クランク軸の単位時間当りの回転数（エンジン回転数）、つまりクランク軸の回転速度を検出する。
The fuel pressure sensor 46 is attached to the
ＥＣＵ７０は、検出されたエンジン負荷およびエンジン回転数に基づき、点火装置１６による点火時期、およびスロットルバルブ１７の開度を制御する。ＥＣＵ７０は、内燃機関１０の駆動期間では低圧ポンプ４０を常時駆動させる。低圧ポンプ４０へ供給される電力は一定に制御される。低圧ポンプ４０から高圧ポンプ５０へ過剰に圧送された余剰燃料は、図示しないリターン配管を通じて燃料タンク４０Ｔへ戻される。
The
さらにＥＣＵ７０は、プロセッサ７０ａがメモリ７０ｂに記憶されている所定のプログラムを実行することで、以下に説明するポンプ制御部７１、噴射制御部７２およびモード要求部７３としても機能する。
Further, the
ポンプ制御部７１は、検出されたエンジン負荷およびエンジン回転数に基づき、供給燃圧Ｐの目標値（目標供給燃圧）を設定する。具体的には、高負荷および高回転数であるほど目標供給燃圧を高い値に設定する。ポンプ制御部７１は、燃圧センサ４６で検出された供給燃圧Ｐと目標供給燃圧との偏差に応じて調量弁５３の作動を制御する。具体的には、目標供給燃圧に対する供給燃圧Ｐの不足分が大きいほど、調量弁５３を開弁させる上記初動期間を短くして、加圧対象となる燃料の量を増大させる。 The pump control unit 71 sets a target value of the supply fuel pressure P (target supply fuel pressure) based on the detected engine load and engine speed. Specifically, the target supply fuel pressure is set to a higher value as the load and the rotation speed increase. The pump control unit 71 controls the operation of the metering valve 53 in accordance with the deviation between the supply fuel pressure P detected by the fuel pressure sensor 46 and the target supply fuel pressure. Specifically, as the shortage of the supply fuel pressure P with respect to the target supply fuel pressure is larger, the above-described initial operation period in which the metering valve 53 is opened is shortened, and the amount of fuel to be pressurized is increased.
なお、内燃機関１０を駆動源としてピストン５２が往復移動することは先述した通りである。そのため、調量弁５３を開弁させる初動期間が同じであっても、エンジン回転数が大きいほど供給燃圧Ｐの上昇速度は速くなる。
Note that the
さらにポンプ制御部７１は、ポート噴射モードＰＦＩ、直噴モードＤＩおよびデュアルモードＰＦＩ＋ＤＩのいずれが要求されているかに応じて目標供給燃圧を補正する。具体的には、直噴モードＤＩが要求されている場合には、ポート噴射モードＰＦＩが要求されている場合に比べて、補正による目標供給燃圧の増加量を大きくする。なぜなら、直噴噴射弁３０からの燃料噴射時には、供給燃圧Ｐを十分に高くしておかないと、噴射された液体燃料を霧化し燃焼室１１ａの中で拡散することを十分に促進できなくなり、排気エミッションの増加を招いてしまうからである。また、ポート噴射弁２０からの燃料噴射時には、供給燃圧Ｐを十分に高くしておく必要がないので、供給燃圧Ｐを低くして高圧ポンプ５０の駆動エネルギ低減を図っている。
Further, the pump control unit 71 corrects the target supply fuel pressure according to which of the port injection mode PFI, the direct injection mode DI, and the dual mode PFI + DI is required. Specifically, when the direct injection mode DI is required, the amount of increase in the target supply fuel pressure due to the correction is made larger than when the port injection mode PFI is required. This is because, at the time of fuel injection from the
また、デュアルモードＰＦＩ＋ＤＩが要求されている場合には、直噴モードＤＩが要求されている場合に比べて、補正による目標供給燃圧の増加量をさらに大きくする。先述した通り、ポート噴射弁２０および直噴噴射弁３０は、デリバリパイプ４３を共通の燃料供給源とする。そのため、デュアルモードＰＦＩ＋ＤＩでは、直噴噴射弁３０での霧化促進を目的とした供給燃圧の増大に伴い、ポート噴射弁２０への供給燃圧も増大させることになっている。
Further, when the dual mode PFI + DI is required, the increase amount of the target supply fuel pressure by the correction is further increased as compared with the case where the direct injection mode DI is required. As described above, the
以下の説明では、直噴モードＤＩおよびデュアルモードＰＦＩ＋ＤＩにおける補正後の目標供給燃圧を、推奨燃圧Ｐｔｈ（所定圧）と呼ぶ。上記補正の量は予め設定した固定した値であるものの、先述した通り、補正前の目標供給燃圧は高負荷および高回転数であるほど高い値に設定されるので、推奨燃圧Ｐｔｈは、高負荷および高回転数であるほど高い値に設定される。 In the following description, the corrected target supply fuel pressure in the direct injection mode DI and the dual mode PFI + DI is referred to as a recommended fuel pressure Pth (predetermined pressure). Although the amount of correction is a fixed value set in advance, as described above, the target supply fuel pressure before correction is set to a higher value as the load and the rotation speed increase, so the recommended fuel pressure Pth is The higher the number of revolutions, the higher the value.
噴射制御部７２は、検出されたエンジン負荷およびエンジン回転数に基づき、ポート噴射弁２０または直噴噴射弁３０からの燃料噴射量のおよび燃料噴射開始時期の目標値を設定する。噴射制御部７２は、ポート噴射弁２０および直噴噴射弁３０に設けられた電気アクチュエータへの通電期間を制御することで、燃料噴射量が目標値となるように制御する。噴射制御部７２は、上記電気アクチュエータへの通電開始時期を制御することで、燃料噴射開始時期が目標値となるように制御する。
The injection control unit 72 sets target values of the fuel injection amount from the
なお、上記通電期間が同じであっても、供給燃圧が高いほど燃料噴射量は増大する。そのため、供給燃圧Ｐが高いほど、燃料噴射量の目標値に対応する通電期間は短く設定される。 It should be noted that even if the energization period is the same, the fuel injection amount increases as the supplied fuel pressure increases. Therefore, the higher the supply fuel pressure P, the shorter the energization period corresponding to the target value of the fuel injection amount.
モード要求部７３は、内燃機関１０の運転状態が所定の直噴条件を満たす状態の場合には、直噴モードＤＩおよびデュアルモードＰＦＩ＋ＤＩのいずれかを要求する。直噴条件を満たしていない状態の場合には、ポート噴射モードＰＦＩを要求する。具体的には、図２に示すように、モード要求部７３は、検出されたエンジン負荷（空気充填率）およびエンジン回転数に基づき、上記３つのモードのいずれを要求するかを選択する。
The mode requesting unit 73 requests one of the direct injection mode DI and the dual mode PFI + DI when the operating state of the
図２の例では、空気充填率およびエンジン回転数の全領域が判別直線Ｌで区画されており、判別直線Ｌよりも空気充填率が小さい側の領域では、モード要求部７３はポート噴射モードＰＦＩを選択する。また、判別直線Ｌよりも空気充填率が大きい側の領域のうち、斜線で示す領域では、モード要求部７３は直噴モードＤＩを選択し、それ以外の領域ではデュアルモードＰＦＩ＋ＤＩを選択する。 In the example of FIG. 2, the entire region of the air filling ratio and the engine speed is divided by the discrimination line L. In the region where the air filling ratio is smaller than the discrimination line L, the mode requesting unit 73 sets the port injection mode PFI Select Further, among the regions on the side where the air filling rate is higher than the discrimination line L, the mode requesting unit 73 selects the direct injection mode DI in the region indicated by oblique lines, and selects the dual mode PFI + DI in the other regions.
ここで、先述した通り、ポート噴射モードＰＦＩでは、高圧ポンプ５０の駆動エネルギ低減を図るべく供給燃圧Ｐを低くする。その一方で、直噴モードＤＩでは、噴射燃料の霧化促進を図るべく供給燃圧Ｐを高くする。しかしながら、ポート噴射モードＰＦＩから直噴モードＤＩに切り替わった直後では、供給燃圧Ｐを上昇させる過渡期が存在する。そのため、エンジン負荷およびエンジン回転数がポート噴射モードＰＦＩの領域から直噴モードＤＩの領域に変化した直後の過渡期では、供給燃圧Ｐが推奨燃圧Ｐｔｈにまで上昇していない。よって、このような過渡期に直噴モードＤＩに切り替えると、直噴噴射弁３０から噴射される燃料を十分に霧化させ燃焼室１１ａの中で拡散することができず、排気エミッションの悪化が懸念される。
Here, as described above, in the port injection mode PFI, the supply fuel pressure P is reduced in order to reduce the driving energy of the high-
この懸念の対策として、ＥＣＵ７０は図３の処理を実行する。図３の処理は、内燃機関１０の駆動中にプロセッサ７０ａにより常時実行される。
As a countermeasure for this concern, the
先ず、図３のステップＳ１０では、ポート噴射モードＰＦＩから直噴モードＤＩまたはデュアルモードＰＦＩ＋ＤＩに切り替えるようにモード要求部７３が要求しているか否かを判定する。上記切り替えの要求があると肯定判定された場合には、続くステップＳ１１において、燃圧センサ４６により検出される現時点での供給燃圧Ｐを取得する。続くステップＳ１２では、取得した供給燃圧Ｐが、先述した推奨燃圧Ｐｔｈ（所定圧）以上であるか否かを判定する。 First, in step S10 in FIG. 3, it is determined whether or not the mode requesting unit 73 requests to switch from the port injection mode PFI to the direct injection mode DI or the dual mode PFI + DI. If it is determined that there is a request for the switching, the process proceeds to step S11 to acquire the current supply fuel pressure P detected by the fuel pressure sensor 46. In the following step S12, it is determined whether or not the obtained supplied fuel pressure P is equal to or higher than the above-described recommended fuel pressure Pth (predetermined pressure).
供給燃圧Ｐが推奨燃圧Ｐｔｈ以上であると肯定判定された場合には、続くステップＳ１３において、直噴モードＤＩまたはデュアルモードＰＦＩ＋ＤＩへの切り替えを許可する。供給燃圧Ｐが推奨燃圧Ｐｔｈ以上でないと否定判定された場合には、続くステップＳ１４において、次回の噴射開始時点での供給燃圧Ｐを予測する。この予測の処理手順については、図４を用いて後に詳述する。続くステップＳ１５では、ステップＳ１４で予測された燃圧である予測燃圧Ｐａが、推奨燃圧Ｐｔｈ以上であるか否かを判定する。 When it is determined that the supply fuel pressure P is equal to or higher than the recommended fuel pressure Pth, in the following step S13, switching to the direct injection mode DI or the dual mode PFI + DI is permitted. If it is determined that the supply fuel pressure P is not equal to or higher than the recommended fuel pressure Pth, a subsequent step S14 predicts the supply fuel pressure P at the start of the next injection. The prediction procedure will be described later in detail with reference to FIG. In the following step S15, it is determined whether or not the predicted fuel pressure Pa, which is the fuel pressure predicted in step S14, is equal to or higher than the recommended fuel pressure Pth.
予測燃圧Ｐａが推奨燃圧Ｐｔｈ以上であると肯定判定された場合には、ステップＳ１３にて直噴モードＤＩ等への切り替えを許可する。予測燃圧Ｐａが推奨燃圧Ｐｔｈ以上でないと否定判定された場合には、続くステップＳ１６において、直噴モードＤＩおよびデュアルモードＰＦＩ＋ＤＩへの切り替えを禁止し、ポート噴射モードＰＦＩの実行を許可する。なお、ステップＳ１０にて否定判定された場合にも、ステップＳ１６にて直噴モードＤＩ等を禁止しつつポート噴射モードＰＦＩの実行を許可する。 When it is determined that the predicted fuel pressure Pa is equal to or higher than the recommended fuel pressure Pth, switching to the direct injection mode DI or the like is permitted in step S13. When it is determined that the predicted fuel pressure Pa is not equal to or higher than the recommended fuel pressure Pth, in a succeeding step S16, the switching to the direct injection mode DI and the dual mode PFI + DI is prohibited, and the execution of the port injection mode PFI is permitted. Even when a negative determination is made in step S10, execution of the port injection mode PFI is permitted while prohibiting the direct injection mode DI and the like in step S16.
図４に示す予測燃圧Ｐａの算出処理では、先ずステップＳ２０において、クランク角センサ６２による検出値から算出される、現時点でのクランク角を取得する。続くステップＳ２１では、ステップＳ２０で取得したクランク角に基づき、現時点でのＢＴＤＣ角度を算出する。ＢＴＤＣ角度とは、ピストン１３の上死点位置でのクランク角を基準に、何度前であるかを表した角度のことである。
In the calculation process of the predicted fuel pressure Pa shown in FIG. 4, first, in step S20, the current crank angle calculated from the value detected by the
例えば図５に示す状況では、燃圧の予測を開始する現時点ｔ１（予測開始時点）でのＢＴＤＣ角度は、約７００゜ＣＡである。予測開始時点は、モード要求部７３が要求するモードを決定したタイミングである。なお、図５の状況では、予測開始時点がポート噴射弁２０からの噴射開始時期と一致しているが、予測開始時点は、噴射開始前の場合も有り得るし、噴射開始前の場合も有り得る。
For example, in the situation shown in FIG. 5, the BTDC angle at the present time t1 (the prediction start time) at which the prediction of the fuel pressure is started is about 700 ° CA. The prediction start time is the timing at which the mode requesting unit 73 determines the mode requested. In the situation of FIG. 5, the prediction start time coincides with the injection start timing from the
続くステップＳ２２では、次回の直噴噴射弁３０からの噴射開始時期までの、高圧ポンプ５０による高圧燃料の吐出可能期間を算出する。例えば図５の状況では、吐出期間Ａと吐出期間Ｂが、吐出可能期間として算出される。吐出期間Ａは、燃圧が上昇する期間のうち現時点ｔ１以降の期間であり、吐出期間Ｂは、燃圧が上昇する期間のうち直噴噴射弁３０からの噴射開始時期（次回噴射開始時点ｔ２）までの期間である。
In the following step S22, a period during which high-pressure fuel can be discharged by the high-
続くステップＳ２３では、ステップＳ２２で算出された吐出可能期間、つまり吐出期間Ａおよび吐出期間Ｂを用いて、現時点から次回噴射開始時点ｔ２までに高圧ポンプ５０から吐出される高圧燃料の量（予測吐出量）を算出する。この予測吐出量は、調量弁５３の通電開始時期が早いほど多くなる。つまり、吐出期間Ａおよび吐出期間Ｂと、各々の期間における通電開始時期とに基づき、予測吐出量は算出される。但し、ピストン５２が加圧室を圧縮する向きにリフトアップを開始する時点に相当する時期が、調量弁５３の通電開始時期を最大限早くする時期である。
In the subsequent step S23, the amount of the high-pressure fuel discharged from the high-
また、図６に示すように、通電開始時期が同じであっても、エンジン回転数が高いほど吐出量は少なくなる。そのため、吐出可能期間および通電開始時期に加えて、エンジン回転数も考慮して予測吐出量は算出される。 Further, as shown in FIG. 6, even when the energization start timing is the same, the discharge amount decreases as the engine speed increases. Therefore, the predicted discharge amount is calculated in consideration of the engine rotation speed in addition to the dischargeable period and the energization start timing.
図７の上段は、燃圧センサ４６で検出される供給燃圧Ｐの変化を示し、下段は調量弁５３の通電オン期間Ｔａを示す。図示される供給燃圧Ｐは、エンジン回転数が変化することに伴って変化する。ｔ１時点で調量弁５３への通電を開始してから無効吐出期間Ｔｂが経過したｔ２時点で、高圧ポンプ５０からの燃料吐出が開始される。吐出期間Ｔｃで生じた燃圧変化量の積分値であって、図７中の斜線部分の面積が、図４のステップＳ２３で予測される吐出量に相当する。
7 shows a change in the supply fuel pressure P detected by the fuel pressure sensor 46, and the lower part shows the energization ON period Ta of the metering valve 53. The illustrated supply fuel pressure P changes as the engine speed changes. The fuel discharge from the high-
そして、上述の如くステップＳ２３で算出された予測吐出量に基づき、次回の直噴開始時点での供給燃圧（予測燃圧Ｐａ）を予測する。要するにステップＳ２３では、現時点から次回の噴射開始時点までにおけるピストン１３による加圧期間、および現時点での供給燃圧Ｐに基づき予測燃圧Ｐａを予測する。さらに詳細には、上記加圧期間は、現時点から次回の直噴噴射開始時点までにおける調量弁５３の閉弁期間、およびエンジン回転数に基づき予測される。さらに詳細には、予測吐出量から予測燃圧Ｐａを予測するにあたり、高圧配管４２の体積を考慮して、上記体積が大きいほど予測燃圧Ｐａを小さい値に予測する。
Then, the supply fuel pressure (predicted fuel pressure Pa) at the start of the next direct injection is predicted based on the predicted discharge amount calculated in step S23 as described above. In short, in step S23, the predicted fuel pressure Pa is predicted based on the pressurization period by the
図３のステップＳ１２、Ｓ１３の処理を実行している時のプロセッサ７０ａは、「直噴許可部」として機能する。この直噴許可部は、直噴モードが要求され、かつ、現時点での供給燃圧Ｐが推奨燃圧Ｐｔｈ（所定圧）以上である場合に、直噴モードでの噴射を許可する。このように、本実施形態では直噴許可部を備えるので、直噴噴射弁３０への供給燃圧Ｐが十分に高くなっていない状態で直噴噴射弁３０から噴射させることを回避でき、排気エミッションの増加抑制を図ることができる。
The
図３のステップＳ１５、Ｓ１３の処理を実行している時のプロセッサ７０ａは、「予測許可部」として機能する。この予測許可部は、直噴モードが要求されている場合において、現時点での供給燃圧Ｐが推奨燃圧Ｐｔｈ未満であっても、次回の噴射開始時点での供給燃圧（予測燃圧Ｐａ）が推奨燃圧Ｐｔｈ以上になっていると予測される場合には、直噴モードでの噴射を許可する。このように、本実施形態では直噴許可部を備えるので、直噴モードが要求されているにも拘らず直噴モードを禁止するといった機会を減少できる。よって、エンジン負荷およびエンジン回転数等の変化に応じた直噴モードへの最適な切り替えタイミングに対して、実際の切り替えタイミングが遅れることを抑制できるので、ドライバビリティを向上できる。
The
図３のステップＳ１５、Ｓ１６の処理を実行している時のプロセッサ７０ａは、「予測禁止部」として機能する。この予測禁止部は、直噴モードが要求されている場合において、現時点での供給燃圧Ｐおよび次回の噴射開始時点での供給燃圧（予測燃圧Ｐａ）のいずれもが推奨燃圧Ｐｔｈ未満と予測される場合に、直噴モードでの噴射を禁止する。このように、本実施形態では予測禁止部を備えるので、直噴噴射弁３０への供給燃圧Ｐが十分に高くなっていない状態で直噴噴射弁３０から噴射させることを回避でき、排気エミッションの増加抑制を図ることができる。
The
図３のステップＳ１４の処理を実行している時のプロセッサ７０ａは、「燃圧予測部」として機能する。この燃圧予測部は、現時点から次回の噴射開始時点までにおけるピストン１３による加圧期間、および現時点での供給燃圧Ｐに基づき、次回の直噴開始時点での供給燃圧（予測燃圧Ｐａ）を予測する。これによれば、上記予測を高精度で実現できる。
The
（第２実施形態）
図８に示す本実施形態では、図３に係るステップＳ１４、Ｓ１５の処理を廃止している。そして、直噴モードが要求されている場合に、現時点での供給燃圧Ｐが推奨燃圧Ｐｔｈより小さい場合には、次回の噴射開始時点での供給燃圧を予測することなく直噴モードでの噴射を禁止する。
(2nd Embodiment)
In the present embodiment shown in FIG. 8, the processes of steps S14 and S15 according to FIG. 3 are omitted. Then, when the direct injection mode is required, if the current supply fuel pressure P is smaller than the recommended fuel pressure Pth, the injection in the direct injection mode is performed without predicting the supply fuel pressure at the start of the next injection. Ban.
図８のステップＳ１２、Ｓ１６の処理を実行している時のプロセッサ７０ａは、「直噴禁止部」として機能する。この直噴禁止部は、モード要求部により直噴モードが要求されている場合であっても、現時点での供給燃圧Ｐが推奨燃圧Ｐｔｈより小さければ、直噴モードでの噴射を禁止する。
The
このように、本実施形態では、ステップＳ１４に係る燃圧予測部を廃止しているので、プロセッサ７０ａの演算処理負荷を軽減させつつ、供給燃圧Ｐが十分に高くなっていない状態での直噴実行を回避できる。
As described above, in the present embodiment, since the fuel pressure predicting unit according to step S14 is abolished, it is possible to reduce the calculation processing load on the
（他の実施形態）
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
(Other embodiments)
As described above, a plurality of embodiments of the present disclosure have been described. Not only the combination of configurations explicitly described in the description of each embodiment but also a plurality of embodiments even if not explicitly described unless a problem occurs in the combination. Can be partially combined. Unspecified combinations of configurations described in a plurality of embodiments and modifications are also disclosed by the following description.
・上記第１実施形態では、エンジン負荷およびエンジン回転数が高負荷高回転であるほど、推奨燃圧Ｐｔｈは高い値に設定されている。これに対し、エンジン高負荷および高回転数に拘らず、推奨燃圧Ｐｔｈは固定した値に設定されていてもよい。 In the first embodiment, the recommended fuel pressure Pth is set to a higher value as the engine load and the engine speed are higher and the engine speed is higher. On the other hand, the recommended fuel pressure Pth may be set to a fixed value regardless of the engine high load and the high engine speed.
・上記第１実施形態では、デュアルモードＰＦＩ＋ＤＩが要求されている場合には、直噴モードＤＩが要求されている場合に比べて、補正による目標供給燃圧の増加量は大きく設定されている。これに対し、デュアルモードＰＦＩ＋ＤＩが要求されている場合と直噴モードＤＩが要求されている場合とで、補正による目標供給燃圧の増加量は同じに設定されていてもよい。 In the first embodiment, when the dual mode PFI + DI is required, the amount of increase in the target supply fuel pressure by the correction is set to be larger than when the direct injection mode DI is required. On the other hand, the amount of increase in the target supply fuel pressure by the correction may be set to be the same between when the dual mode PFI + DI is required and when the direct injection mode DI is required.
・上記第１実施形態では、モード要求部７３は、ポート噴射モード、直噴モードおよびデュアルモードの３つのモードを切り替えて要求している。これに対し、デュアルモードを廃止して、ポート噴射モードおよび直噴モードの２つのモードを切り替えて要求してもよい。 In the above-described first embodiment, the mode requesting unit 73 requests switching between the three modes of the port injection mode, the direct injection mode, and the dual mode. On the other hand, the dual mode may be abolished and a request may be made by switching between the two modes, the port injection mode and the direct injection mode.
・上記第１実施形態では、直噴噴射弁３０は、シリンダヘッド１２に取り付けられているが、シリンダブロック１１に取り付けられていてもよい。また、上記第１実施形態に係る直噴噴射弁３０は、吸気バルブ１４に対してピストン１３頂面に近い側の位置に配置されているが、点火装置１６の隣の位置、つまり吸気バルブ１４に対してピストン１３頂面から遠い側の位置に配置されていてもよい。
In the first embodiment, the
１０ 内燃機関、 １１ａ 燃焼室、 １２ａ 吸気ポート、 ２０ ポート噴射弁、 ３０ 直噴噴射弁、 ５０ 燃料ポンプ、 ５２ ピストン、 ６１ モード要求部、 Ｐ 供給燃圧、 Ｓ１２ 直噴許可部、 Ｓ１２ 直噴禁止部、 Ｓ１３ 直噴許可部、 Ｓ１３ 予測許可部、 Ｓ１４ 燃圧予測部、 Ｓ１５ 予測許可部、 Ｓ１５ 予測禁止部、 Ｓ１６ 直噴禁止部、 Ｓ１６ 予測禁止部。
Claims (5)
前記内燃機関の運転状態が所定の直噴条件を満たす状態の場合には、前記直噴噴射弁から噴射させる直噴モードを要求し、前記直噴条件を満たしていない状態の場合には、前記直噴噴射弁からの噴射を停止させつつ前記ポート噴射弁から噴射させるポート噴射モードを要求するモード要求部（６１）と、
前記モード要求部により前記直噴モードが要求され、かつ、前記直噴噴射弁へ供給される燃料の圧力である供給燃圧（Ｐ）のうち現時点での前記供給燃圧が所定圧（Ｐｔｈ）以上である場合に、前記直噴モードでの噴射を許可する直噴許可部（Ｓ１２、Ｓ１３）と、
を備える燃料噴射制御装置。 The operation of a direct injection valve (30) for directly injecting fuel into a combustion chamber (11a) of an internal combustion engine (10) and a port injection valve (20) for injecting fuel to an intake port (12a) of the internal combustion engine is controlled. In the fuel injection control device,
When the operating state of the internal combustion engine is a state that satisfies a predetermined direct injection condition, a request is made for a direct injection mode for injecting from the direct injection valve. A mode request unit (61) for requesting a port injection mode in which injection from the port injection valve is performed while stopping injection from the direct injection valve;
The direct injection mode is requested by the mode request unit, and the supply fuel pressure at the present time among the supply fuel pressure (P) which is the pressure of the fuel supplied to the direct injection valve is equal to or higher than a predetermined pressure (Pth). In some cases, a direct injection permission unit (S12, S13) for permitting injection in the direct injection mode;
A fuel injection control device comprising:
現時点から次回の噴射開始時点までにおける前記ピストンによる加圧期間、および現時点での前記供給燃圧に基づき、次回の噴射開始時点での前記供給燃圧を予測する燃圧予測部（Ｓ１４）を備える請求項２または３に記載の燃料噴射制御装置。 A fuel pump (50) for supplying fuel to the direct injection valve has a piston (52) for pressurizing fuel by reciprocating using an output shaft of the internal combustion engine as a drive source,
3. A fuel pressure prediction unit (S14) for predicting the supply fuel pressure at the next injection start time based on the pressurization period by the piston from the present time to the next injection start time and the supply fuel pressure at the current time. Or the fuel injection control device according to 3.
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