JP2024014409A

JP2024014409A - Internal combustion engine fuel injection system

Info

Publication number: JP2024014409A
Application number: JP2022117214A
Authority: JP
Inventors: 徹澤田; Toru Sawada
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2022-07-22
Filing date: 2022-07-22
Publication date: 2024-02-01

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine fuel injection system capable of preventing misfire of an internal combustion engine even when a port injection mode is switched from a port injection mode to an in-cylinder injection mode during operation of the internal combustion engine.

SOLUTION: A control device of an internal combustion engine fuel injection system switches between a port injection mode to drive an internal combustion engine with fuel injected through a port injection valve, and an in-cylinder injection mode to drive the internal combustion engine with fuel injected through at least an in-cylinder injection valve. When switching a fuel injection mode from the port injection mode to the in-cylinder injection mode, the control device also causes the internal combustion engine to perform fuel injection through the port injection valve and blank injection injecting fuel through the in-cylinder injection valve at a timing which does not contribute to fuel combustion in the internal combustion engine for a predetermined period before performing fuel injection in the in-cylinder injection mode.

SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、内燃機関の燃料噴射システムに関する。 The present disclosure relates to a fuel injection system for an internal combustion engine.

特許文献１には、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁と、燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射弁とを備え、機関冷間時にはポート噴射弁及び筒内噴射弁のうちポート噴射弁から燃料を噴射する内燃機関の燃料噴射装置が開示されている。 Patent Document 1 includes a port injection valve that injects fuel into an intake port and an in-cylinder injection valve that injects fuel into a combustion chamber, and when the engine is cold, the port injection valve is used among the port injection valve and the in-cylinder injection valve. A fuel injection device for an internal combustion engine is disclosed that injects fuel from the engine.

特開２０１４－２３４７３０号公報JP2014-234730A

特許文献１に開示された内燃機関の燃料噴射装置では、ポート噴射弁からの燃料噴射による内燃機関の運転中に、燃料の燃焼による熱を受けて筒内噴射弁のノーズが加熱され、ノーズに充填された燃料が昇温して高温になる場合がある。ノーズに充填された燃料が高温になると、ノーズ内の燃料密度が低下したり、ベーパーが発生する。このとき、燃料噴射をポート噴射弁からの燃料噴射により内燃機関を駆動するポート噴射モードから少なくとも筒内噴射弁からの燃料噴射により内燃機関を駆動する筒内噴射モードに切り替えると、燃料密度の低下やベーパーの発生により内燃機関が失火する虞がある。 In the fuel injection device for an internal combustion engine disclosed in Patent Document 1, during operation of the internal combustion engine by injecting fuel from a port injection valve, the nose of the in-cylinder injection valve is heated by heat from combustion of fuel, and the nose is heated. The temperature of the filled fuel may rise to a high temperature. When the fuel filled in the nose becomes hot, the fuel density inside the nose decreases and vapor is generated. At this time, if the fuel injection is switched from the port injection mode in which the internal combustion engine is driven by fuel injection from the port injection valve to the in-cylinder injection mode in which the internal combustion engine is driven by fuel injection from at least the in-cylinder injection valve, the fuel density decreases. There is a risk that the internal combustion engine may misfire due to the generation of smoke or vapor.

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、内燃機関の運転中にポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替える場合でも、内燃機関が失火することを抑制できる内燃機関の燃料噴射システムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present invention provides a fuel injection system for an internal combustion engine that can suppress misfires in the internal combustion engine even when switching from port injection mode to direct injection mode during operation of the internal combustion engine. The purpose is to provide

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射システムは、内燃機関に設けられた吸気ポートに燃料を噴射するためのポート噴射弁と、前記内燃機関に設けられた燃焼室に燃料を噴射するための筒内噴射弁と、前記ポート噴射弁及び前記筒内噴射弁を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記ポート噴射弁からの燃料噴射により前記内燃機関を駆動するポート噴射モードと、少なくとも前記筒内噴射弁からの燃料噴射により前記内燃機関を駆動する筒内噴射モードと、を切り換えるとともに、前記ポート噴射モードから前記筒内噴射モードに切り替える場合に、前記ポート噴射弁から前記燃料を噴射させるとともに前記内燃機関の燃焼に寄与しないタイミングで前記筒内噴射弁から前記燃料を噴射させる捨て噴射を前記内燃機関が予め定められた所定期間を終了するまで行い、前記捨て噴射を行った後に前記筒内噴射モードを行う。 (1) A fuel injection system for an internal combustion engine according to at least one embodiment of the present invention includes a port injection valve for injecting fuel into an intake port provided in the internal combustion engine, and a combustion chamber provided in the internal combustion engine. The control device includes an in-cylinder injection valve for injecting fuel, and a control device that controls the port injection valve and the in-cylinder injection valve, and the control device drives the internal combustion engine by fuel injection from the port injection valve. and a direct injection mode in which the internal combustion engine is driven by fuel injection from at least the direct injection valve, and when switching from the port injection mode to the direct injection mode, the port injection mode The fuel is injected from the injector and the in-cylinder injection valve is injected at a timing that does not contribute to the combustion of the internal combustion engine. A deferred injection is performed until the internal combustion engine completes a predetermined period, and the After the waste injection is performed, the in-cylinder injection mode is performed.

上記（１）の構成によれば、制御装置は、ポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替える場合に、ポート噴射弁から燃料を噴射させるとともに内燃機関の燃焼に寄与しないタイミングで筒内噴射弁から燃料を噴射させる捨て噴射を内燃機関が予め定められた所定期間を終了するまで行い、捨て噴射を行った後に筒内噴射モードを行う。これにより、内燃機関の運転中に燃料噴射をポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替えても内燃機関が失火することを抑制できる。 According to configuration (1) above, when switching from port injection mode to direct injection mode, the control device injects fuel from the port injection valve and injects fuel from the direct injection valve at a timing that does not contribute to combustion in the internal combustion engine. A sacrificial injection for injecting fuel is performed until the internal combustion engine completes a predetermined period, and after the sacrificial injection is performed, a direct injection mode is performed. Thereby, even if the fuel injection is switched from the port injection mode to the in-cylinder injection mode during operation of the internal combustion engine, misfires in the internal combustion engine can be suppressed.

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記内燃機関の温度が予め定められた温度未満の場合に、前記燃料の燃焼に寄与しないタイミングは、前記内燃機関の排気行程であり、前記内燃機関の温度が前記温度以上の場合に、前記燃料の燃焼に寄与しないタイミングは、前記内燃機関の燃焼行程の後期である。 (2) In some embodiments, in the configuration of (1) above, when the temperature of the internal combustion engine is lower than a predetermined temperature, the timing at which the fuel does not contribute to combustion is set during the exhaust stroke of the internal combustion engine. When the temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than the temperature, the timing at which the fuel does not contribute to combustion is in the latter half of the combustion stroke of the internal combustion engine.

上記（２）の構成によれば、内燃機関の温度が予め定められた温度未満の場合に、内燃機関の排気行程で筒内噴射弁から燃料を噴射するので、当該燃料は内燃機関の下流で燃えて排気浄化装置（触媒）を活性化できる。内燃機関の温度が予め定められた温度以上の場合に、内燃機関の燃焼行程の後期に筒内噴射弁から燃料を噴射するので、内燃機関の下流に設けられた排気浄化装置（触媒）が高温となるのを抑制し、触媒が破損するのを防止できる。 According to the configuration (2) above, when the temperature of the internal combustion engine is lower than a predetermined temperature, fuel is injected from the cylinder injection valve during the exhaust stroke of the internal combustion engine, so the fuel is downstream of the internal combustion engine. It can be burned to activate the exhaust purification device (catalyst). When the temperature of the internal combustion engine is higher than a predetermined temperature, fuel is injected from the in-cylinder injection valve in the latter half of the internal combustion engine's combustion stroke, so the exhaust purification device (catalyst) installed downstream of the internal combustion engine is heated to a high temperature. This can prevent damage to the catalyst.

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記ポート噴射弁は、前記所定期間を終了するまで、前記内燃機関に要求される目標空燃比をリーン側に補正した補正空燃比となるように燃料を噴射する。 (3) In some embodiments, in the configuration of (1) or (2) above, the port injection valve maintains the target air-fuel ratio required for the internal combustion engine on a lean side until the predetermined period ends. Fuel is injected to achieve the corrected air-fuel ratio.

上記（３）の構成によれば、ポート噴射弁は、内燃機関が予め定められた所定期間を終了するまで内燃機関に要求される目標空燃比をリーン側に補正した補正空燃比となるように燃料を噴射するので、排気浄化装置（触媒）に酸素が蓄えられ、捨て噴射によって噴射された燃料（ＨＣ）を処理（酸化）できる。 According to the configuration (3) above, the port injection valve maintains the corrected air-fuel ratio by correcting the target air-fuel ratio required of the internal combustion engine toward the lean side until the internal combustion engine completes a predetermined period. Since fuel is injected, oxygen is stored in the exhaust purification device (catalyst), and the injected fuel (HC) can be processed (oxidized) by waste injection.

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記内燃機関の低負荷運転時には、前記ポート噴射弁は、前記所定期間を終了するまで、前記内燃機関に要求される目標空燃比をリーン側に補正した補正空燃比となるように燃料を噴射し、前記内燃機関の高負荷運転時には、前記ポート噴射弁は、前記所定期間を終了するまで、前記内燃機関に要求される目標空燃比となるように燃料を噴射する。 (4) In some embodiments, in the configuration of (1) or (2) above, during low-load operation of the internal combustion engine, the port injection valve requests the internal combustion engine until the predetermined period ends. During high load operation of the internal combustion engine, the port injection valve injects the fuel so as to achieve a corrected air-fuel ratio that is corrected to a leaner target air-fuel ratio. Fuel is injected to achieve the required target air-fuel ratio.

上記（４）の構成によれば、内燃機関の低負荷運転時には、ポート噴射弁は、所定期間を終了するまで、内燃機関に要求される目標空燃比をリーン側に補正した補正空燃比となるように燃料を噴射するので、排気浄化装置（触媒）に酸素が蓄えられ、捨て噴射によって噴射された燃料（ＨＣ）を処理（酸化）できる。また、内燃機関の高負荷運転時には、ポート噴射弁は、所定期間を終了するまで、内燃機関に要求される目標空燃比となるように燃料を噴射するので、内燃機関の運転中に燃料噴射をポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替える場合でも内燃機関の高負荷運転を維持できる。 According to configuration (4) above, during low-load operation of the internal combustion engine, the port injection valve maintains a corrected air-fuel ratio that corrects the target air-fuel ratio required for the internal combustion engine toward the lean side until the end of the predetermined period. Since the fuel is injected in this manner, oxygen is stored in the exhaust purification device (catalyst), and the fuel (HC) injected by the waste injection can be processed (oxidized). Furthermore, during high-load operation of the internal combustion engine, the port injection valve injects fuel to achieve the target air-fuel ratio required by the internal combustion engine until the end of a predetermined period, so fuel injection is performed while the internal combustion engine is operating. Even when switching from port injection mode to direct injection mode, high-load operation of the internal combustion engine can be maintained.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、内燃機関の運転中に燃料噴射をポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替えても内燃機関が失火することを抑制できる。 According to at least one embodiment of the present invention, misfires in the internal combustion engine can be suppressed even when fuel injection is switched from port injection mode to in-cylinder injection mode during operation of the internal combustion engine.

実施形態に係る内燃機関を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing an internal combustion engine according to an embodiment. 図１に示したポート噴射弁及び筒内噴射弁、並びにこれらを制御する制御装置を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a port injection valve and an in-cylinder injection valve shown in FIG. 1, and a control device that controls them. 図２に示した制御装置が制御するポート噴射弁及び筒内噴射弁の動作を示すタイムチャートであって、内燃機関の運転中に燃料噴射をポート噴射弁から筒内噴射弁に切り替えるときの動作を示すタイムチャートである。3 is a time chart showing the operations of the port injection valve and the in-cylinder injection valve controlled by the control device shown in FIG. 2, the operation when switching fuel injection from the port injection valve to the in-cylinder injection valve during operation of the internal combustion engine; It is a time chart showing.

以下、添付図面を参照して実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Embodiments will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention thereto, and are merely illustrative examples. do not have.

図１は、実施形態に係る内燃機関を概略的に示す図である。図２は、図１に示したポート噴射弁及び筒内噴射弁、並びにこれらを制御する制御装置を示す図である。図３は、図２に示した制御装置が制御するポート噴射弁及び筒内噴射弁の動作を示すタイムチャートであって、内燃機関の運転中に燃料噴射をポート噴射弁から筒内噴射弁に切り替える時の動作を示すタイムチャートである。 FIG. 1 is a diagram schematically showing an internal combustion engine according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram showing the port injection valve and in-cylinder injection valve shown in FIG. 1, and a control device that controls them. FIG. 3 is a time chart showing the operation of the port injection valve and the in-cylinder injection valve controlled by the control device shown in FIG. It is a time chart showing the operation at the time of switching.

図１に示すように、実施形態に係る内燃機関１は、シリンダブロック１０とシリンダヘッド１２とを備えている。シリンダブロック１０には、ピストン１４が往復動するシリンダ１６が設けられ、シリンダブロックに１０には、シリンダヘッド１２が固定されている。シリンダヘッド１２には、点火プラグ１８が設けられ、シリンダヘッド１２とピストン１４との間には、燃焼室２０が形成されている。シリンダヘッド１２には、吸気ポート２２及び排気ポート２４が設けられている。排気ポート２４には排気管が接続され、排気管には排気浄化装置が設けられる。排気浄化装置は、例えば三元触媒である。吸気ポート２２及び排気ポート２４は、例えば、１つの燃焼室２０に対して２つずつ設けられているが、これに限定されるものではない。吸気ポート２２には、吸気ポート２２を開閉する吸気バルブ２６が設けられ、排気ポート２４には、排気ポート２４を開閉する排気バルブ２８が設けられている。吸気ポート２２には吸気ポート２２に燃料を噴射するためのポート噴射弁３０が設けられている。また、シリンダブロック１０又はシリンダヘッド１２には燃焼室２０に燃料を噴射するための筒内噴射弁３２が設けられている。これらポート噴射弁３０及び筒内噴射弁３２は、図２に示すように、制御装置３４によって制御される。 As shown in FIG. 1, an internal combustion engine 1 according to the embodiment includes a cylinder block 10 and a cylinder head 12. A cylinder block 10 is provided with a cylinder 16 in which a piston 14 reciprocates, and a cylinder head 12 is fixed to the cylinder block 10. A spark plug 18 is provided in the cylinder head 12, and a combustion chamber 20 is formed between the cylinder head 12 and the piston 14. The cylinder head 12 is provided with an intake port 22 and an exhaust port 24. An exhaust pipe is connected to the exhaust port 24, and the exhaust pipe is provided with an exhaust purification device. The exhaust purification device is, for example, a three-way catalyst. For example, two intake ports 22 and two exhaust ports 24 are provided for one combustion chamber 20, but the present invention is not limited to this. The intake port 22 is provided with an intake valve 26 that opens and closes the intake port 22, and the exhaust port 24 is provided with an exhaust valve 28 that opens and closes the exhaust port 24. The intake port 22 is provided with a port injection valve 30 for injecting fuel into the intake port 22. Further, the cylinder block 10 or the cylinder head 12 is provided with an in-cylinder injection valve 32 for injecting fuel into the combustion chamber 20. These port injection valves 30 and in-cylinder injection valves 32 are controlled by a control device 34, as shown in FIG.

制御装置３４は、演算装置、命令や情報を格納するレジスタ、及び周辺回路等から構成されるプロセッサ（図示せず）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等のメモリ（図示せず）、及び入力インタフェース（図示せず）によって構成される。 The control device 34 includes a processor (not shown) consisting of an arithmetic unit, registers for storing instructions and information, peripheral circuits, etc., and a memory (not shown) such as ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory). ), and an input interface (not shown).

制御装置３４は、ポート噴射弁３０からの燃料噴射により内燃機関１を駆動するモード（以下「ポート噴射モード」という）と、少なくとも筒内噴射弁３２からの燃料噴射により内燃機関１を駆動するモード（以下「筒内噴射モード」という）と、を切り替え可能である。筒内噴射モードには、少なくとも筒内噴射弁３２からの燃料噴射により内燃機関１を駆動するものであれば、筒内噴射弁３２及びポート噴射弁３０からの燃料噴射により内燃機関１を駆動するものであってもよいし、筒内噴射弁３２のみからの燃料噴射により内燃機関１を駆動するものであってもよい。 The control device 34 operates in a mode in which the internal combustion engine 1 is driven by fuel injection from the port injection valve 30 (hereinafter referred to as "port injection mode"), and a mode in which the internal combustion engine 1 is driven by fuel injection from at least the in-cylinder injection valve 32. (hereinafter referred to as "in-cylinder injection mode"). In the direct injection mode, if the internal combustion engine 1 is driven by fuel injection from at least the direct injection valve 32, the internal combustion engine 1 is driven by fuel injection from the direct injection valve 32 and the port injection valve 30. Alternatively, the internal combustion engine 1 may be driven by fuel injection from only the in-cylinder injection valve 32.

図３に示すように、制御装置３４は、ポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替える場合に、ポート噴射弁３０から燃料を噴射させるとともに、内燃機関１の燃焼に寄与しないタイミングで筒内噴射弁３２から燃料を噴射させる捨て噴射を内燃機関１が予め定められた所定期間を終了するまで行い、捨て噴射を行った後に筒内噴射モードを行う。尚、内燃機関１の燃焼に寄与しないタイミングで筒内噴射弁３２から燃料を噴射させる捨て噴射を、捨て噴射モードと称する。ポート噴射モードから筒内噴射モードへの切り替えは、微視的には、ポート噴射モード、捨て噴射モード、筒内噴射モードの順の切り替えとしてイメージされる。すなわち、ポート噴射モード中に筒内噴射モードへの切替指令が発せられると、捨て噴射モードに移行してポート噴射弁３０から燃料を噴射させて内燃機関１を駆動を維持しつつ、内燃機関１の燃焼に寄与しないタイミングで筒内噴射弁３２から燃料を噴射する。捨て噴射モードを所定期間行うと、捨て噴射モードを終了して筒内噴射モードに移行し、筒内噴射弁３２から内燃機関１の燃焼に寄与するタイミングで燃料を噴射する。なお、図３には筒内噴射モードとして筒内噴射弁３２のみからの燃料噴射により内燃機関１を駆動するものを例示する。 As shown in FIG. 3, when switching from the port injection mode to the in-cylinder injection mode, the control device 34 injects fuel from the port injection valve 30, and controls the in-cylinder injector at a timing that does not contribute to combustion in the internal combustion engine 1. A sacrificial injection in which fuel is injected from 32 is performed until the internal combustion engine 1 completes a predetermined period, and after the sacrificial injection is performed, the in-cylinder injection mode is performed. Note that a sacrificial injection in which fuel is injected from the in-cylinder injection valve 32 at a timing that does not contribute to combustion in the internal combustion engine 1 is referred to as a sacrificial injection mode. Microscopically, switching from port injection mode to in-cylinder injection mode can be imagined as switching in the order of port injection mode, waste injection mode, and in-cylinder injection mode. That is, when a command to switch to the direct injection mode is issued during the port injection mode, the mode shifts to the discard injection mode and fuel is injected from the port injection valve 30 to maintain the internal combustion engine 1 while driving the internal combustion engine 1. Fuel is injected from the in-cylinder injection valve 32 at a timing that does not contribute to combustion. When the sacrificial injection mode is performed for a predetermined period, the sacrificial injection mode is ended and the mode shifts to the in-cylinder injection mode, where fuel is injected from the in-cylinder injection valve 32 at a timing that contributes to combustion in the internal combustion engine 1. Note that FIG. 3 illustrates a mode in which the internal combustion engine 1 is driven by fuel injection from only the in-cylinder injection valve 32 as an in-cylinder injection mode.

燃料の燃焼に寄与しないタイミングは、内燃機関１の回転トルクに変換されないタイミングであり、例えば、内燃機関１の吸気行程及び圧縮行程以外である。 Timings that do not contribute to the combustion of fuel are timings that are not converted into rotational torque of the internal combustion engine 1, and are, for example, timings other than the intake stroke and compression stroke of the internal combustion engine 1.

予め定められた所定期間は、任意に定めることができるが、例えば、内燃機関１のサイクル数を単位に定めることができる。予め定められた所定期間を内燃機関１のサイクル数で定める場合に、予め定められた所定期間は、内燃機関１が予め定められたサイクル数を終了するまで、とすることができる。予め定められたサイクルは、任意に設定可能であり、１サイクルや、数サイクル、例えば、２～３サイクルとすることができる。 Although the predetermined period can be arbitrarily determined, for example, it can be determined in units of the number of cycles of the internal combustion engine 1. When the predetermined period is determined by the number of cycles of the internal combustion engine 1, the predetermined period may be until the internal combustion engine 1 completes the predetermined number of cycles. The predetermined cycle can be set arbitrarily, and can be one cycle or several cycles, for example, two to three cycles.

制御装置３４は、内燃機関１が予め定められた所定期間を終了するまで、内燃機関１に要求される目標空燃比をリーン側（希薄側）に補正した補正空燃比となるようにポート噴射弁３０に燃料を噴射させる。これにより、ポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替える前の目標空燃比よりも、捨て噴射モードでのポート噴射弁３０からの燃料噴射の目標空燃比がリーン（希薄）となる。ポート噴射モードや筒内噴射モードでは、車両の走行状態等により設定された目標空燃比となるように燃料噴射量が設定される。捨て噴射モードでのポート噴射弁３０からの燃料噴射を行う場合は、捨て噴射モードへ切り替わる直前のポート噴射モードでの目標空燃比をリーン側に補正した補正空燃比となるように燃料噴射量が設定される。例えば、切替指令前のポート噴射弁３０からの噴射時間をｔ１とし、切替指令後の噴射時間をｔ２とすると、切替指令前の噴射時間ｔ１＞切替指令後の噴射時間ｔ２とすることで、切替指令前の空燃比よりも切替指令後の空燃比をリーンとする。 The control device 34 controls the port injection valve so that the target air-fuel ratio required for the internal combustion engine 1 is corrected to the lean side (lean side) until the internal combustion engine 1 finishes a predetermined period. 30 injects fuel. As a result, the target air-fuel ratio for fuel injection from the port injection valve 30 in the waste injection mode becomes leaner than the target air-fuel ratio before switching from the port injection mode to the in-cylinder injection mode. In the port injection mode and the in-cylinder injection mode, the fuel injection amount is set so as to reach a target air-fuel ratio set based on the driving state of the vehicle and the like. When injecting fuel from the port injection valve 30 in the sacrificial injection mode, the fuel injection amount is adjusted so that the fuel injection amount becomes a corrected air-fuel ratio that is leaner than the target air-fuel ratio in the port injection mode immediately before switching to the sacrificial injection mode. Set. For example, if the injection time from the port injection valve 30 before the switching command is t1 and the injection time after the switching command is t2, then the injection time before the switching command is greater than the injection time t2 after the switching command. The air-fuel ratio after the switching command is made leaner than the air-fuel ratio before the command.

但し、内燃機関１の高負荷運転時には、上記のように内燃機関１が予め定められた所定期間を終了するまで目標空燃比をリーン側に補正することは行わず、内燃機関１に要求される目標空燃比となるようにポート噴射弁３０に燃料を噴射させる。内燃機関１の高負荷運転時には、例えば、車両の高速走行時（例えば、時速６０ｋｍ／ｈ以上）、車両の登坂車線走行時、又はアクセルが所定以上踏み込まれた時が含まれる。 However, when the internal combustion engine 1 is operating under high load, the target air-fuel ratio is not corrected to the lean side until the internal combustion engine 1 completes a predetermined period as described above, and the correction is made to the lean side when the internal combustion engine 1 is requested to do so. Fuel is injected into the port injection valve 30 to achieve the target air-fuel ratio. The high-load operation of the internal combustion engine 1 includes, for example, when the vehicle is running at high speed (for example, 60 km/h or more), when the vehicle is running on an uphill lane, or when the accelerator is depressed for a predetermined amount or more.

よって、内燃機関１に要求される目標空燃比をリーン側に補正した補正空燃比となるようにポート噴射弁３０に燃料を噴射させるのは、内燃機関１の低負荷運転時（高負荷運転時以外）に限られる。内燃機関１の低負荷運転時には、例えば、内燃機関１のアイドル運転時、又は車両の市街地における低速運転時が含まれる。 Therefore, injecting fuel into the port injection valve 30 so as to obtain a corrected air-fuel ratio that is leaner than the target air-fuel ratio required for the internal combustion engine 1 is performed during low-load operation (high-load operation) of the internal combustion engine 1. (other than). The low-load operation of the internal combustion engine 1 includes, for example, the idling operation of the internal combustion engine 1 or the low-speed operation of the vehicle in an urban area.

なお、捨て噴射を行う際に筒内噴射弁３２から燃料を噴射する燃料量は、極力少ないことが好ましい。例えば、燃料の燃焼に寄与しないタイミングで筒内噴射弁３２から燃料を噴射させる内燃機関１のサイクルは、１サイクルである。 Note that it is preferable that the amount of fuel injected from the in-cylinder injection valve 32 when performing the waste injection is as small as possible. For example, the cycle of the internal combustion engine 1 in which fuel is injected from the in-cylinder injection valve 32 at a timing that does not contribute to fuel combustion is one cycle.

また、燃料の燃焼に寄与しないタイミングで筒内噴射弁３２から噴射される燃料は、筒内噴射弁３２から噴射可能な最小量である。筒内噴射弁３２から噴射可能な最小量は、筒内噴射弁３２の性能によって定まる量であって、筒内噴射弁３２によって燃料噴射量を正確にコントロールできる範囲の最小量である。筒内噴射弁３２から噴射可能な最小量は、実験によって求めてもよいし、筒内噴射弁３２の噴射口の口径、筒内噴射弁３２の燃料噴射圧力等から計算によって求めてもよい。なお、捨て噴射を行う際の所定期間や燃料噴射量は、上記のものに限られない。例えば、筒内噴射弁３２内の高温の燃料を全て噴射できるように所定期間や燃料噴射量を設定すればよい。 Further, the amount of fuel injected from the in-cylinder injection valve 32 at a timing that does not contribute to fuel combustion is the minimum amount that can be injected from the in-cylinder injection valve 32. The minimum amount that can be injected from the in-cylinder injection valve 32 is determined by the performance of the in-cylinder injection valve 32, and is the minimum amount within a range that allows the in-cylinder injection valve 32 to accurately control the fuel injection amount. The minimum amount that can be injected from the in-cylinder injection valve 32 may be determined by experiment, or may be calculated from the diameter of the injection port of the in-cylinder injection valve 32, the fuel injection pressure of the in-cylinder injection valve 32, and the like. Note that the predetermined period and fuel injection amount when performing the waste injection are not limited to those described above. For example, the predetermined period and fuel injection amount may be set so that all of the high temperature fuel in the cylinder injection valve 32 can be injected.

捨て噴射を行う際に筒内噴射弁３２から燃料を噴射するタイミングは、所定の条件により変更してもよい。例えば、内燃機関１の温度が予め定められた温度未満の場合に、筒内噴射弁３２から燃料を噴射させる燃料の燃焼に寄与しないタイミングは、内燃機関１の排気行程であり、内燃機関１の温度が予め定められた温度以上の場合に、筒内噴射弁３２から燃料を噴射させる燃料の燃焼に寄与しないタイミングは、内燃機関１の燃焼行程の後期である。 The timing at which fuel is injected from the in-cylinder injection valve 32 when performing the waste injection may be changed depending on predetermined conditions. For example, when the temperature of the internal combustion engine 1 is lower than a predetermined temperature, the timing at which the fuel is injected from the direct injection valve 32 and does not contribute to the combustion of the fuel is the exhaust stroke of the internal combustion engine 1; When the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the timing at which fuel is injected from the in-cylinder injection valve 32 and does not contribute to the combustion of fuel is in the latter half of the combustion stroke of the internal combustion engine 1.

例えば、予め定められた温度は、排気ポート２４の下流に設けられた排気浄化装置に内蔵される触媒が活性化する温度である。したがって、例えば、内燃機関１の温度が触媒が活性化する温度未満の場合には、内燃機関１の排気行程において筒内噴射弁３２から燃料を噴射させ、触媒が活性化する温度以上の場合には、内燃機関１の燃焼行程の後期において筒内噴射弁３２から燃料を噴射させる。 For example, the predetermined temperature is a temperature at which a catalyst built in an exhaust purification device provided downstream of the exhaust port 24 is activated. Therefore, for example, when the temperature of the internal combustion engine 1 is lower than the temperature at which the catalyst is activated, fuel is injected from the in-cylinder injection valve 32 during the exhaust stroke of the internal combustion engine 1, and when the temperature is at or above the temperature at which the catalyst is activated, The in-cylinder injection valve 32 injects fuel in the latter half of the combustion stroke of the internal combustion engine 1.

上述した実施形態に係る内燃機関１の燃料噴射システムによれば、制御装置３４は、ポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替える場合に、ポート噴射弁３０から燃料を噴射させるとともに内燃機関１の燃焼に寄与しないタイミングで筒内噴射弁３２から燃料を噴射させる捨て噴射を内燃機関１が予め定められた所定期間を終了するまで行い、捨て噴射行った後に筒内噴射モードを行う。これにより、内燃機関１の運転中に燃料噴射をポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替える際に、筒内噴射弁３２内の高温の燃料を排出できるため、内燃機関１の失火を抑制できる。このとき、ポート噴射弁３０から燃料を噴射して内燃機関１の駆動を維持しつつ筒内噴射弁３２内の燃料を排出できるため、内燃機関１の運転に大きな影響を与えることもない。 According to the fuel injection system for the internal combustion engine 1 according to the embodiment described above, the control device 34 injects fuel from the port injection valve 30 and controls the combustion of the internal combustion engine 1 when switching from the port injection mode to the in-cylinder injection mode. A sacrifice injection in which fuel is injected from an in-cylinder injection valve 32 at a timing that does not contribute to the performance is performed until the internal combustion engine 1 ends a predetermined period, and the in-cylinder injection mode is performed after the sacrifice injection. Thereby, when switching the fuel injection from the port injection mode to the in-cylinder injection mode during operation of the internal combustion engine 1, the high temperature fuel in the in-cylinder injection valve 32 can be discharged, so that misfires in the internal combustion engine 1 can be suppressed. At this time, the fuel in the in-cylinder injection valve 32 can be discharged while maintaining the drive of the internal combustion engine 1 by injecting fuel from the port injection valve 30, so that the operation of the internal combustion engine 1 is not significantly affected.

また、例えば、制御装置３４は、内燃機関１が予め定められた所定期間を終了するまで、内燃機関１に要求される目標空燃比をリーン側に補正した補正空燃比となるようにポート噴射弁３０に燃料を噴射させるので、排気浄化装置（触媒）に酸素が蓄えられ、捨て噴射によって噴射された燃料（ＨＣ）を処理（酸化）できる。 Further, for example, the control device 34 controls the port injection valve so that the target air-fuel ratio required for the internal combustion engine 1 is corrected to the lean side until the internal combustion engine 1 finishes a predetermined period. Since the fuel is injected into the exhaust gas purifier 30, oxygen is stored in the exhaust purification device (catalyst), and the fuel (HC) injected by the waste injection can be processed (oxidized).

また、例えば、制御装置３４は、内燃機関１の高負荷運転時には、内燃機関１が予め定められた所定期間を終了するまで、内燃機関１に要求される目標空燃比となるようにポート噴射弁３０に燃料を噴射させるので、内燃機関１の運転中に燃料噴射をポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替える場合でも内燃機関１の高負荷運転を維持できる。 For example, during high-load operation of the internal combustion engine 1, the control device 34 controls the port injection valve so that the target air-fuel ratio required for the internal combustion engine 1 is achieved until the internal combustion engine 1 completes a predetermined period. Since the fuel is injected into the internal combustion engine 30, the high-load operation of the internal combustion engine 1 can be maintained even when the fuel injection is switched from the port injection mode to the in-cylinder injection mode while the internal combustion engine 1 is operating.

また、例えば、燃料の燃焼に寄与しないタイミングで筒内噴射弁３２から燃料が噴射される内燃機関１のサイクルは、１サイクルであるから、筒内噴射弁３２から廃棄される燃料の量を抑制できる。 Further, for example, since the cycle of the internal combustion engine 1 in which fuel is injected from the in-cylinder injection valve 32 at a timing that does not contribute to fuel combustion is one cycle, the amount of fuel discarded from the in-cylinder injection valve 32 is suppressed. can.

また、例えば、内燃機関１の温度が予め定められた温度未満の場合に、内燃機関１の排気行程で筒内噴射弁から燃料を噴射するので、当該燃料は内燃機関の下流で燃えて排気浄化装置（触媒）を活性化できる。また、例えば、内燃機関１の温度が予め定められた温度以上の場合に、内燃機関１の燃焼行程の後期に筒内噴射弁３２から燃料を噴射するので、内燃機関１の下流に設けられた排気浄化装置（触媒）が高温となるのを抑制し、触媒が破損するのを防止できる。 Further, for example, when the temperature of the internal combustion engine 1 is lower than a predetermined temperature, fuel is injected from the in-cylinder injection valve during the exhaust stroke of the internal combustion engine 1, so the fuel is burned downstream of the internal combustion engine and purifies the exhaust gas. The device (catalyst) can be activated. Further, for example, when the temperature of the internal combustion engine 1 is higher than a predetermined temperature, fuel is injected from the in-cylinder injection valve 32 in the latter half of the combustion stroke of the internal combustion engine 1. It is possible to suppress the exhaust purification device (catalyst) from becoming high temperature and prevent the catalyst from being damaged.

１内燃機関
１０シリンダブロック
１２シリンダヘッド
１４ピストン
１６シリンダ
１８点火プラグ
２０燃焼室
２２吸気ポート
２４排気ポート
２６吸気バルブ
２８排気バルブ
３０ポート噴射弁
３２筒内噴射弁
３４制御装置

1 Internal combustion engine 10 Cylinder block 12 Cylinder head 14 Piston 16 Cylinder 18 Spark plug 20 Combustion chamber 22 Intake port 24 Exhaust port 26 Intake valve 28 Exhaust valve 30 Port injection valve 32 In-cylinder injection valve 34 Control device

Claims

内燃機関に設けられた吸気ポートに燃料を噴射するためのポート噴射弁と、
前記内燃機関に設けられた燃焼室に燃料を噴射するための筒内噴射弁と、
前記ポート噴射弁及び前記筒内噴射弁を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記ポート噴射弁からの燃料噴射により前記内燃機関を駆動するポート噴射モードと、少なくとも前記筒内噴射弁からの燃料噴射により前記内燃機関を駆動する筒内噴射モードと、を切り換えるとともに、
前記ポート噴射モードから前記筒内噴射モードに切り替える場合に、前記ポート噴射弁から前記燃料を噴射させるとともに前記内燃機関の燃焼に寄与しないタイミングで前記筒内噴射弁から前記燃料を噴射させる捨て噴射を前記内燃機関が予め定められた所定期間を終了するまで行い、前記捨て噴射を行った後に前記筒内噴射モードを行う、
内燃機関の燃料噴射システム。 a port injection valve for injecting fuel into an intake port provided in an internal combustion engine;
an in-cylinder injection valve for injecting fuel into a combustion chamber provided in the internal combustion engine;
comprising a control device that controls the port injection valve and the in-cylinder injection valve,
The control device includes:
Switching between a port injection mode in which the internal combustion engine is driven by fuel injection from the port injection valve and an in-cylinder injection mode in which the internal combustion engine is driven by at least fuel injection from the in-cylinder injection valve,
When switching from the port injection mode to the in-cylinder injection mode, the fuel is injected from the port injection valve and the fuel is injected from the in-cylinder injection valve at a timing that does not contribute to combustion in the internal combustion engine. performing the in-cylinder injection mode until the internal combustion engine completes a predetermined period, and after performing the waste injection;
Fuel injection system for internal combustion engines.

前記内燃機関の温度が予め定められた温度未満の場合に、前記燃料の燃焼に寄与しないタイミングは、前記内燃機関の排気行程であり、
前記内燃機関の温度が前記温度以上の場合に、前記燃料の燃焼に寄与しないタイミングは、前記内燃機関の燃焼行程の後期である、
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射システム。 When the temperature of the internal combustion engine is less than a predetermined temperature, the timing that does not contribute to combustion of the fuel is an exhaust stroke of the internal combustion engine,
When the temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than the temperature, the timing at which the fuel does not contribute to combustion is in the latter half of the combustion stroke of the internal combustion engine.
A fuel injection system for an internal combustion engine according to claim 1.

前記ポート噴射弁は、前記所定期間を終了するまで、前記内燃機関に要求される目標空燃比をリーン側に補正した補正空燃比となるように燃料を噴射する、
請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射システム。 The port injection valve injects fuel until the predetermined period ends so as to achieve a corrected air-fuel ratio that is a leaner correction of the target air-fuel ratio required for the internal combustion engine.
A fuel injection system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.

前記内燃機関の低負荷運転時には、前記ポート噴射弁は、前記所定期間を終了するまで、前記内燃機関に要求される目標空燃比をリーン側に補正した補正空燃比となるように燃料を噴射し、
前記内燃機関の高負荷運転時には、前記ポート噴射弁は、前記所定期間を終了するまで、前記内燃機関に要求される目標空燃比となるように燃料を噴射する、
請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射システム。

During low-load operation of the internal combustion engine, the port injection valve injects fuel until the predetermined period ends so as to achieve a corrected air-fuel ratio that is a leaner correction of the target air-fuel ratio required for the internal combustion engine. ,
During high-load operation of the internal combustion engine, the port injection valve injects fuel to a target air-fuel ratio required for the internal combustion engine until the predetermined period ends.
A fuel injection system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.