JP2024040807A - Fuel injection control device of internal combustion engine - Google Patents

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建仁 中嶋
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

To provide a fuel injection control device of an internal combustion engine capable of reducing the amount of discharged particles at the time of returning from fuel cut while suppressing degradation of combustion stability and fuel consumption in fast idling.SOLUTION: A fuel injection control device of an internal combustion engine 1 includes: a fuel supply device 3 for supplying a fuel in a fuel tank 4 to fuel injection valves 2a, 2b, 2c, 2d; and a fuel control device 20 for controlling the fuel supplied to the fuel injection valves and a fuel pressure by controlling the fuel supply device. The fuel control device degrades fuel supplying ability of a fuel pump when a fuel cut condition for cutting the fuel injection of the fuel injection valves is established, and executes the fuel cut after the lapse of a prescribed time from the degradation of the fuel supply ability.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、更に詳しくは、内燃機関へ供給する燃料をカットした後、燃料供給の復帰を行う際の燃圧制御に関する。 The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine, and more particularly to fuel pressure control when restarting fuel supply after cutting fuel supplied to the internal combustion engine.

特許文献1には、燃料カット条件の成立後に、所定のディレイ時間が経過するまで燃料供給を復帰せずに、燃料ポンプの回転数を徐々に低下させるようにした内燃機関の燃料供給装置が記載されている。 Patent Document 1 describes a fuel supply device for an internal combustion engine that gradually reduces the rotational speed of a fuel pump without restoring fuel supply until a predetermined delay time has elapsed after a fuel cut condition is satisfied. has been done.

特開平9-158803号公報Japanese Patent Application Publication No. 9-158803

しかしながら、特許文献1の技術では、燃料カットが長時間続くと受熱による圧力上昇などに適切に対応しきれず、燃料供給の復帰時の燃圧が過大となる可能性がある。また、燃料カットから燃料供給の復帰までに筒内温度が低下したり、高い燃圧状態となったりするにも拘わらず、標準的な燃圧と燃料噴射タイミングで制御するため、直噴エンジンでは壁面付着量が増加してPN(Particulate Number)が多量に排出される、という課題がある。 However, with the technique of Patent Document 1, if the fuel cut continues for a long time, it may not be possible to adequately cope with pressure increases due to heat reception, and the fuel pressure may become excessive when fuel supply is restored. In addition, even though the temperature inside the cylinder decreases and the fuel pressure becomes high between the time of fuel cut and the time when fuel supply is restored, direct injection engines are controlled with standard fuel pressure and fuel injection timing. There is a problem in that the amount of PN (Particulate Number) increases and a large amount of PN (Particulate Number) is discharged.

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ファーストアイドルの燃焼安定性と燃費率の低下を抑制しつつ、燃料カットからの復帰時の排出粒子数を低減させることができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。 The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to reduce the number of emitted particles upon recovery from fuel cut while suppressing the decrease in combustion stability and fuel efficiency during first idle. An object of the present invention is to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine that can reduce fuel injection.

本発明の一態様に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁に供給する燃料供給装置と、前記燃料供給装置を制御して前記燃料噴射弁に供給する燃料と燃圧を制御する燃料制御装置と、を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料制御装置は、前記燃料噴射弁の燃料噴射をカットする燃料カット条件が成立したときに前記燃料供給装置の燃料供給能力を低下させ、前記燃料供給能力の低下の後、所定時間経過してから燃料カットを実行させる、ことを特徴とする。 A fuel injection control device for an internal combustion engine according to one aspect of the present invention includes a fuel supply device that supplies fuel in a fuel tank to a fuel injection valve, and a fuel injection control device that controls the fuel supply device to supply fuel to the fuel injection valve. A fuel injection control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel control device for controlling fuel pressure; The present invention is characterized in that the fuel supply capacity is reduced, and the fuel cut is executed after a predetermined period of time has elapsed after the reduction in the fuel supply capacity.

本発明では、内燃機関の燃料カット中の燃圧を標準よりも低い圧力に設定し、燃料カット中は低圧状態を維持することで、燃料供給の復帰時の燃圧を低くし、相対的に長く弱い燃料の噴射を行うことで粒子状物質の生成を抑制する構成とした。
従って、本発明によれば、ファーストアイドルの燃焼安定性と燃費率の低下を抑制しつつ、燃料カットからの復帰時の排出粒子数を低減させることができる。
In the present invention, the fuel pressure during the fuel cut of the internal combustion engine is set to a lower pressure than the standard pressure, and by maintaining the low pressure state during the fuel cut, the fuel pressure is lowered when the fuel supply is restored, and the fuel pressure is lowered for a relatively long period of time. The structure is designed to suppress the generation of particulate matter by injecting fuel.
Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the number of emitted particles at the time of recovery from a fuel cut while suppressing a decrease in combustion stability and fuel efficiency during fast idle.

本発明の実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a fuel injection control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 図1に示した燃料噴射制御装置において、燃料カットの直前から燃料供給の復帰までの動作を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing the operation of the fuel injection control device shown in FIG. 1 from immediately before fuel cut to restoration of fuel supply. 従来と本発明を対比し、燃料カットの直前から燃料供給の復帰までの各部の第1の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 7 is a timing chart showing the first operation of each part from just before fuel cut to restoration of fuel supply, comparing the conventional technology and the present invention. FIG. 従来と本発明を対比し、燃料カットの直前から燃料供給の復帰までの各部の第2の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 7 is a timing chart showing a second operation of each part from just before fuel cut to restoration of fuel supply, comparing the conventional technology and the present invention. FIG. 従来と本発明を対比し、燃料カットの直前から燃料供給の復帰までの各部の第3の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 7 is a timing chart showing a third operation of each part from just before fuel cut to restoration of fuel supply, comparing the conventional technology and the present invention. FIG. 従来と本発明を対比し、燃料カットの直前から燃料供給の復帰までの各部の第4の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 7 is a timing chart showing a fourth operation of each part from just before fuel cut to restoration of fuel supply, comparing the conventional method and the present invention. FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置について説明するためのもので、関係する要部を抽出して示している。
エンジン(内燃機関、本例では4気筒)1は、筒内噴射式エンジンと呼ばれるもので、燃料であるガソリンを燃焼室であるシリンダー1a,1b,1c,1d内に高圧で直接噴射する燃料噴射弁(インジェクタ)2a,2b,2c,2dを備えている。これらの燃料噴射弁2a,2b,2c,2dは、例えば電磁コイルへの通電によって磁気吸引力が発生すると、スプリングによって閉弁方向に付勢されている弁体がリフトして開弁し、燃料を噴射する電磁式の噴射弁である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is for explaining a fuel injection control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, and shows relevant main parts extracted.
The engine (internal combustion engine, 4 cylinders in this example) 1 is called a direct injection engine, which uses fuel injection to directly inject gasoline, which is fuel, into cylinders 1a, 1b, 1c, and 1d, which are combustion chambers, at high pressure. It is equipped with valves (injectors) 2a, 2b, 2c, and 2d. In these fuel injection valves 2a, 2b, 2c, and 2d, when a magnetic attraction force is generated by, for example, energizing an electromagnetic coil, the valve body, which is biased in the valve closing direction by a spring, lifts and opens, and the fuel is injected. This is an electromagnetic injection valve that injects.

燃料噴射弁2a,2b,2c,2dは、各気筒のシリンダー1a,1b,1c,1dに対応して設置され、燃焼室内にガソリンをそれぞれ噴射供給するものである。燃焼室には、各吸気ポートから吸気バルブを介して吸引された空気が導入され、燃料噴射弁2から噴射されたガソリンが送り込まれて混ぜ合わされた後、点火プラグによる火花点火によって着火燃焼する。燃焼室内の燃焼ガスは、排気バルブを介して排気通路に排出される。 The fuel injection valves 2a, 2b, 2c, and 2d are installed corresponding to the cylinders 1a, 1b, 1c, and 1d, and inject and supply gasoline into the combustion chamber, respectively. Air sucked in from each intake port via an intake valve is introduced into the combustion chamber, and gasoline injected from a fuel injection valve 2 is fed and mixed, and then ignited and combusted by spark ignition from a spark plug. Combustion gas within the combustion chamber is discharged into the exhaust passage through the exhaust valve.

エンジン1には、燃料供給装置3からガソリンが供給される。この燃料供給装置3は、燃料タンク4、燃料ポンプ(FP)5、プレッシャレギュレータ(圧力調整弁)6、オリフィス7、燃料供給配管8、燃料ギャラリー配管9、燃料戻し配管10、ジェットポンプ11、燃料移送管12及び逆止弁13などで構成されている。
燃料タンク4には、給油キャップで閉塞される給油口が開口されており、この給油キャップを外して給油口から燃料が補給される(図示せず)。
Gasoline is supplied to the engine 1 from a fuel supply device 3. This fuel supply device 3 includes a fuel tank 4, a fuel pump (FP) 5, a pressure regulator (pressure regulating valve) 6, an orifice 7, a fuel supply pipe 8, a fuel gallery pipe 9, a fuel return pipe 10, a jet pump 11, a fuel It is composed of a transfer pipe 12, a check valve 13, and the like.
The fuel tank 4 has an open fuel filler port that is closed with a fuel filler cap, and fuel is supplied from the fuel filler port by removing the fuel filler cap (not shown).

燃料ポンプ5は、例えばモータでポンプインペラを回転駆動する電動式ポンプであり、燃料タンク4内に配置されている。燃料ポンプ5の吐出口には燃料供給配管8の一端が接続され、この燃料供給配管8の他端は燃料ギャラリー配管9に接続される。この燃料ギャラリー配管9には、その延設方向に沿って気筒数と同数の噴射弁接続部9a,9b,9c,9dが形成されており、各噴射弁接続部9a,9b,9c,9dに燃料噴射弁2a,2b,2c,2dの燃料取入口が接続されている。 The fuel pump 5 is, for example, an electric pump that rotates a pump impeller using a motor, and is disposed within the fuel tank 4 . One end of a fuel supply pipe 8 is connected to the discharge port of the fuel pump 5, and the other end of this fuel supply pipe 8 is connected to a fuel gallery pipe 9. This fuel gallery piping 9 has the same number of injection valve connection parts 9a, 9b, 9c, and 9d as the number of cylinders formed along its extending direction. The fuel intake ports of the fuel injection valves 2a, 2b, 2c, and 2d are connected.

また、燃料供給配管8には、燃料ポンプ5から燃料ギャラリー配管9へと向かうガソリンの流れを通過させ、燃料ギャラリー配管9から燃料ポンプ5へと向かうガソリンの流れ(逆流)を阻止する逆止弁13が配設されている。そして、燃料ポンプ5により、燃料タンク4内のガソリンを燃料供給配管8、逆止弁13、燃料ギャラリー配管9及び噴射弁接続部9a,9b,9c,9dをそれぞれ介して燃料噴射弁2a,2b,2c,2dに圧送する。 The fuel supply pipe 8 also includes a check valve that allows the flow of gasoline from the fuel pump 5 to the fuel gallery pipe 9 to pass therethrough and prevents the flow (backflow) of gasoline from the fuel gallery pipe 9 to the fuel pump 5. 13 are arranged. Then, the fuel pump 5 supplies gasoline in the fuel tank 4 to the fuel injection valves 2a, 2b via the fuel supply pipe 8, the check valve 13, the fuel gallery pipe 9, and the injection valve connections 9a, 9b, 9c, and 9d, respectively. , 2c, 2d.

燃料戻し配管10は、燃料タンク4内で燃料供給配管8から分岐延設され、この燃料戻し配管10の他端は燃料タンク4内に開口される。この燃料戻し配管10には、上流側から順に、プレッシャレギュレータ6、オリフィス7及びジェットポンプ11が介装されている。
プレッシャレギュレータ6は、燃料戻し配管10を開閉する弁体6aと、該弁体6aを燃料戻し配管10の上流側の弁座に向けて押圧するコイルスプリングなどの弾性部材6bとから概略構成されている。このプレッシャレギュレータ6は、燃料噴射弁2a,2b,2c,2dに供給される燃料圧力が最小圧力FPMINを超えたときに開弁し、燃料圧力が最小圧力FPMIN以下であるときに閉弁する。
The fuel return pipe 10 is branched and extended from the fuel supply pipe 8 within the fuel tank 4 , and the other end of the fuel return pipe 10 is opened into the fuel tank 4 . A pressure regulator 6, an orifice 7, and a jet pump 11 are installed in this fuel return pipe 10 in this order from the upstream side.
The pressure regulator 6 generally includes a valve body 6a that opens and closes the fuel return pipe 10, and an elastic member 6b such as a coil spring that presses the valve body 6a toward a valve seat on the upstream side of the fuel return pipe 10. There is. The pressure regulator 6 opens when the fuel pressure supplied to the fuel injection valves 2a, 2b, 2c, and 2d exceeds the minimum pressure FPMIN, and closes when the fuel pressure is below the minimum pressure FPMIN.

前述のように、プレッシャレギュレータ6は、燃料噴射弁2a,2b,2c,2dに供給される燃料の圧力(燃圧)が最小圧力FPMINよりも高くなると開弁するが、プレッシャレギュレータ6の下流側に設けられるオリフィス7によって、燃料戻し配管10を介して燃料タンク4内に戻される燃料流量が絞られるようになっている。このため、燃料ポンプ5からの燃料の吐出量を、戻し流量以上に増やすことで、最小圧力FPMINを超える圧力にまで燃圧を昇圧できる。 As mentioned above, the pressure regulator 6 opens when the pressure (fuel pressure) of the fuel supplied to the fuel injection valves 2a, 2b, 2c, and 2d becomes higher than the minimum pressure FPMIN. The provided orifice 7 restricts the flow rate of fuel returned into the fuel tank 4 via the fuel return pipe 10. Therefore, by increasing the amount of fuel discharged from the fuel pump 5 beyond the return flow rate, the fuel pressure can be increased to a pressure that exceeds the minimum pressure FPMIN.

換言すれば、プレッシャレギュレータ6で調整される最小圧力FPMINをベースに、燃料ポンプ5の吐出量を制御することで、燃圧を機関運転状態に応じて要求される目標燃圧(目標燃圧≧FPMIN)にまで昇圧できるようになっている。
なお、燃料ポンプ5の吐出量の制御によって、最小圧力FPMINを超える燃圧にまで昇圧できる程度に、燃料戻し配管10によって燃料タンク4内に戻される燃料量(リリーフ流量)が絞られるようになっていれば良い。よって、上記オリフィス7を設けずに、例えばプレッシャレギュレータ6が流量(リリーフ流量)を絞る機能を備える構成であっても良い。
In other words, by controlling the discharge amount of the fuel pump 5 based on the minimum pressure FPMIN adjusted by the pressure regulator 6, the fuel pressure can be adjusted to the target fuel pressure (target fuel pressure ≧FPMIN) required according to the engine operating state. It is possible to boost the pressure up to
In addition, by controlling the discharge amount of the fuel pump 5, the amount of fuel returned into the fuel tank 4 through the fuel return pipe 10 (relief flow rate) is throttled to the extent that the fuel pressure can be increased to a level exceeding the minimum pressure FPMIN. That's fine. Therefore, for example, the pressure regulator 6 may have a function of restricting the flow rate (relief flow rate) without providing the orifice 7.

ジェットポンプ11は、プレッシャレギュレータ6、オリフィス7を介して燃料タンク4内に戻されるガソリンの流れによって、燃料移送管12を介してガソリンを移送させるものである。燃料タンク4は、本例においては底面の一部が盛り上がって、底部空間を2つの領域4a,4bに隔てている所謂鞍型の燃料タンクであり、燃料ポンプ5の吸い込み口は領域4a内に開口する。このため、領域4b内の燃料を領域4a側に移送させないと、領域4b内の燃料が残存することになってしまう。 The jet pump 11 is configured to transfer gasoline via a fuel transfer pipe 12 by the flow of gasoline returned into the fuel tank 4 via the pressure regulator 6 and the orifice 7. In this example, the fuel tank 4 is a so-called saddle-shaped fuel tank in which a part of the bottom surface is raised to separate the bottom space into two regions 4a and 4b, and the suction port of the fuel pump 5 is in the region 4a. Open your mouth. Therefore, unless the fuel in the region 4b is transferred to the region 4a side, the fuel in the region 4b will remain.

そこで、ジェットポンプ11は、プレッシャレギュレータ6及びオリフィス7を介して燃料タンク4の領域4a内に戻されるガソリンの流れによって、燃料移送管12内に負圧を作用させ、燃料移送管12が開口する領域4b内のガソリンを、燃料移送管12を介してジェットポンプ11まで導き、戻し燃料と共に領域4a内に排出させている。 Therefore, the jet pump 11 applies negative pressure within the fuel transfer pipe 12 by the flow of gasoline returned into the region 4a of the fuel tank 4 via the pressure regulator 6 and the orifice 7, and the fuel transfer pipe 12 opens. Gasoline in the region 4b is guided to the jet pump 11 via the fuel transfer pipe 12, and is discharged into the region 4a together with the returned fuel.

マイクロコンピュータを内蔵したECU(エンジン・コントロール・ユニット)21は、燃料噴射弁2a,2b,2c,2dによる燃料噴射、点火プラグによる点火動作、電子制御スロットルの開度などを制御するものである。また、同じくマイクロコンピュータを内蔵したFPCM(フューエル・ポンプ・コントロール・モジュール)22は、燃料ポンプ5の駆動信号を出力して燃料ポンプ5を制御する。 An ECU (engine control unit) 21 having a built-in microcomputer controls fuel injection by the fuel injection valves 2a, 2b, 2c, and 2d, ignition operation by the spark plug, opening degree of the electronically controlled throttle, and the like. Further, an FPCM (fuel pump control module) 22, which also includes a microcomputer, outputs a drive signal for the fuel pump 5 to control the fuel pump 5.

ECU21とFPCM22は相互に信号の送受信が可能に構成され、燃料供給装置3を制御して燃料噴射弁2a,2b,2c,2dに供給する燃料と燃圧を制御する燃料制御装置20として機能する。ECU21は、燃料ポンプ5の駆動デューティ・駆動周波数の指示信号である方形波のパルス信号PINS(駆動指示信号)をFPCM22に向けて送信する。一方、FPCM22は、パルス信号PINSの入力異常の有無などの診断を実施し、診断結果を示す診断信号(方形波パルス信号)DIAGをECU21に向けて送信する。 The ECU 21 and the FPCM 22 are configured to be able to mutually transmit and receive signals, and function as a fuel control device 20 that controls the fuel supply device 3 to control the fuel and fuel pressure supplied to the fuel injection valves 2a, 2b, 2c, and 2d. The ECU 21 transmits a square wave pulse signal PINS (drive instruction signal), which is an instruction signal for the drive duty and drive frequency of the fuel pump 5, to the FPCM 22. On the other hand, the FPCM 22 diagnoses whether or not there is an input abnormality in the pulse signal PINS, and transmits a diagnosis signal (square wave pulse signal) DIAG indicating the diagnosis result to the ECU 21 .

ECU21には、エンジン1の運転状態を検出する各種センサからの検出信号が入力され、これらの検出信号に基づいて燃料圧力の目標値(目標燃圧)を演算する。また、このECU21は、算出した目標燃圧と実燃圧とから燃圧の規範応答モデル値を演算する。
上記各種センサとしては、負荷を検出する負荷センサ23、エンジン1の回転速度を検出する回転速度センサ24、エンジン1の冷却水温度(水温)を検出する水温センサ25、排気中の空燃比を検出する空燃比センサ26、及び燃料ギャラリー配管9における燃圧、換言すれば燃料噴射弁2a,2b,2c,2dへの燃料供給圧を検出する燃圧センサ27などが設けられている。
Detection signals from various sensors that detect the operating state of the engine 1 are input to the ECU 21, and a target value of fuel pressure (target fuel pressure) is calculated based on these detection signals. The ECU 21 also calculates a standard response model value of fuel pressure from the calculated target fuel pressure and actual fuel pressure.
The various sensors mentioned above include a load sensor 23 that detects the load, a rotational speed sensor 24 that detects the rotational speed of the engine 1, a water temperature sensor 25 that detects the cooling water temperature (water temperature) of the engine 1, and an air-fuel ratio that detects the air-fuel ratio in exhaust gas. and a fuel pressure sensor 27 that detects the fuel pressure in the fuel gallery piping 9, in other words, the fuel supply pressure to the fuel injection valves 2a, 2b, 2c, and 2d.

ここで、負荷としては、例えば吸気流量、吸気負圧、スロットル開度及び過給圧力など、エンジン1のトルクと密接に関連する状態量を用いることができる。また、空燃比センサ26に代えて、排気中の酸素濃度に応じてエンジン1の空燃比の理論空燃比(目標空燃比)に対するリッチ・リーンRLを検出する酸素センサを設けても良い。 Here, as the load, state quantities closely related to the torque of the engine 1 can be used, such as intake flow rate, intake negative pressure, throttle opening, and boost pressure. Further, instead of the air-fuel ratio sensor 26, an oxygen sensor may be provided that detects the rich/lean RL of the air-fuel ratio of the engine 1 with respect to the stoichiometric air-fuel ratio (target air-fuel ratio) according to the oxygen concentration in the exhaust gas.

ECU21は、燃圧センサ27により検出された燃圧値(実燃圧)が目標燃圧に近づくように、燃料ポンプ5の通電制御デューティ(操作量)をフィードフォワード制御及びフィードバック制御することで、燃料ギャラリー配管9における燃圧を可変制御する。 The ECU 21 controls the fuel gallery piping 9 by performing feedforward control and feedback control on the energization control duty (operation amount) of the fuel pump 5 so that the fuel pressure value (actual fuel pressure) detected by the fuel pressure sensor 27 approaches the target fuel pressure. variably controls the fuel pressure at

また、このECU21は、例えば負荷センサ23、回転速度センサ24、水温センサ25、空燃比センサ26及び燃圧センサ27からの各出力信号に基づいて、要求燃料量が噴射されるように、目標空燃比の混合気を形成する燃料に見合った噴射パルス幅(噴射時間)を演算する。
そして、このECU21から各燃料噴射弁2a,2b,2c,2dに対して、個別に噴射パルス幅に相当する開弁制御パルスを適宜出力することで、燃料噴射弁2a,2b,2c,2dによる燃料噴射量及び燃料噴射タイミングを制御する。
The ECU 21 also controls the target air-fuel ratio so that the required fuel amount is injected based on output signals from the load sensor 23, rotational speed sensor 24, water temperature sensor 25, air-fuel ratio sensor 26, and fuel pressure sensor 27, for example. The injection pulse width (injection time) commensurate with the fuel that forms the air-fuel mixture is calculated.
Then, by appropriately outputting a valve opening control pulse corresponding to the injection pulse width to each fuel injection valve 2a, 2b, 2c, 2d from this ECU 21, the fuel injection valve 2a, 2b, 2c, 2d is controlled. Controls fuel injection amount and fuel injection timing.

更に、ECU21は、燃圧センサ27で検出した燃圧(検出燃圧)及びエンジン1の運転条件に基づいて、燃料ポンプ5の駆動デューティDUTY(駆動電圧)及び駆動周波数fを決定し、この駆動デューティDUTY(%)及び駆動周波数f(Hz)に対応するデューティ(デューティ比)及び周波数の方形波パルス信号PINSを、燃料ポンプ5の駆動指示信号としてFPCM22に送信する。 Further, the ECU 21 determines the drive duty DUTY (drive voltage) and drive frequency f of the fuel pump 5 based on the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 27 (detected fuel pressure) and the operating conditions of the engine 1, and determines the drive duty DUTY (drive voltage) and drive frequency f of the fuel pump 5. %) and the drive frequency f (Hz), a square wave pulse signal PINS with a duty (duty ratio) and frequency corresponding to the drive frequency f (Hz) is transmitted to the FPCM 22 as a drive instruction signal for the fuel pump 5.

FPCM22は、ECU21から受信したパルス信号PINSに基づいて、燃料ポンプ5の駆動信号(駆動デューティDUTY及び駆動周波数f)を決定して出力する。すなわち、ECU21とFPCM22とで燃料ポンプ5の駆動を制御している。そして、このECU21とFPCM22で制御される燃料供給装置3、例えば燃料噴射弁2a,2b,2c,2dに燃料を送る燃料ポンプ5や、燃料噴射弁2a,2b,2c,2dに送られるガソリンを途中から燃料タンクに戻す経路を開閉するプレッシャレギュレータ6などで可変燃圧機構を構成している。 The FPCM 22 determines and outputs a drive signal (drive duty DUTY and drive frequency f) for the fuel pump 5 based on the pulse signal PINS received from the ECU 21 . That is, the ECU 21 and the FPCM 22 control the driving of the fuel pump 5. A fuel supply device 3 controlled by this ECU 21 and FPCM 22, for example, a fuel pump 5 that sends fuel to the fuel injection valves 2a, 2b, 2c, and 2d, and gasoline that sends fuel to the fuel injection valves 2a, 2b, 2c, and 2d. A variable fuel pressure mechanism includes a pressure regulator 6 that opens and closes a path returning to the fuel tank from the middle.

また、ECU21は、エンジン1の負荷を示す基本噴射パルス幅やエンジン回転速度などに基づいて点火時期(点火進角値)を演算し、該点火時期において点火プラグによる火花放電がなされるように、点火コイルへの通電を制御する。
更に、このECU21は、アクセル開度ACCなどから電子制御スロットルの目標開度を演算し、電子制御スロットルの実開度が目標開度に近づくようにスロットルモータを駆動制御する。
In addition, the ECU 21 calculates the ignition timing (ignition advance value) based on the basic injection pulse width and engine rotation speed indicating the load of the engine 1, and so that the spark discharge is performed by the spark plug at the ignition timing. Controls energization to the ignition coil.
Further, the ECU 21 calculates a target opening of the electronically controlled throttle from the accelerator opening ACC, etc., and drives and controls the throttle motor so that the actual opening of the electronically controlled throttle approaches the target opening.

次に、上述した燃料噴射制御装置の動作を、図2のフローチャートにより詳しく説明する。まず、ECU21で燃料カット(F/C)の条件が成立したか否か判定し(ステップST1)、成立した場合にはECU21で燃料カットディレイ(F/Cディレイ)が成立したか否か判定する(ステップST2)。燃料カットは、例えばスロットル開度が全閉で、エンジン1の回転数が所定値以上の場合に成立し、高速回転での燃料カットと、低速回転から中速回転での燃料カットの2パターンがある。上記燃料カット条件が成立しても、触媒温度が閾値以上の高温状態である場合は燃料カットを禁止し、吸気弁を閉じてタンブル流を生成して燃料カット禁止に伴う減速感の損失や燃料消費量の増大を抑制すると良い。 Next, the operation of the above-mentioned fuel injection control device will be explained in detail with reference to the flowchart of FIG. First, the ECU 21 determines whether the fuel cut (F/C) condition is satisfied (step ST1), and if the condition is satisfied, the ECU 21 determines whether the fuel cut delay (F/C delay) is satisfied. (Step ST2). A fuel cut occurs, for example, when the throttle opening is fully closed and the rotation speed of the engine 1 is above a predetermined value, and there are two patterns: fuel cut at high speed rotation and fuel cut at low to medium speed rotation. be. Even if the above fuel cut conditions are met, if the catalyst temperature is higher than the threshold, fuel cut is prohibited and the intake valve is closed to generate a tumble flow, resulting in loss of deceleration feeling due to fuel cut prohibition. It is better to suppress the increase in consumption.

そして、燃料カットディレイが成立すると、FPCM22により燃料供給装置3を制御して実燃圧を低下させる(ステップST3)。具体的には、燃料ポンプ5のポンプインペラを回転駆動するモータの回転数を低下させ、燃料ポンプ5の燃料供給能力を低下させて実燃圧を下げる。本例では、燃圧は水温の高低に応じた2つのマップで決定し、これらのマップはエンジン回転数と目標基本シリンダー空気量(TTPST)で決まる。
一方、ステップST1で燃料カットが成立しなかったと判定された場合には、成立するまでこのステップST1を繰り返す。同様に、ステップST2で燃料カットディレイが成立しなかったと判定された場合には、成立するまでこのステップST3を繰り返す。
When the fuel cut delay is established, the FPCM 22 controls the fuel supply device 3 to lower the actual fuel pressure (step ST3). Specifically, the rotational speed of the motor that rotationally drives the pump impeller of the fuel pump 5 is lowered, the fuel supply capacity of the fuel pump 5 is lowered, and the actual fuel pressure is lowered. In this example, the fuel pressure is determined by two maps depending on the water temperature, and these maps are determined by the engine speed and the target basic cylinder air amount (TTPST).
On the other hand, if it is determined in step ST1 that the fuel cut is not established, step ST1 is repeated until the fuel cut is established. Similarly, if it is determined in step ST2 that the fuel cut delay is not established, step ST3 is repeated until the fuel cut delay is established.

次のステップST4では、FPCM22により燃料供給装置3を制御して燃料カットを開始する。続いて、燃料カットからの即復帰か否か判定し(ステップST5)、即復帰であると判定されると、目標燃料噴射タイミング(目標IT)は現状値に設定し、目標燃圧は燃料カット時間と現状のエンジン回転数から空気流速の推定値を算出して設定する(ステップST6)。次に、燃料カットから燃料供給の復帰(F/Cリカバリ)を指示(ステップST7)した後、目標燃料噴射タイミングは現状値を維持し、燃圧設定は復帰後速やかにファーストアイドル、すなわちエンジン冷間始動後の回転保持の燃圧設定に戻して終了する(ステップST8)。 In the next step ST4, the FPCM 22 controls the fuel supply device 3 to start fuel cut. Next, it is determined whether or not there is an immediate return from the fuel cut (step ST5). If it is determined that the return is immediate, the target fuel injection timing (target IT) is set to the current value, and the target fuel pressure is set to the fuel cut time. An estimated value of the air flow velocity is calculated and set from the current engine rotation speed (step ST6). Next, after instructing the restoration of fuel supply (F/C recovery) from fuel cut (step ST7), the target fuel injection timing is maintained at the current value, and the fuel pressure setting is immediately set to fast idle, that is, when the engine is cold. The fuel pressure setting is returned to the one that maintains the rotation after starting, and the process ends (step ST8).

一方、ステップST5で燃料カットからの即復帰ではないと判定されると、エンジン停止からの復帰か否か判定する(ステップST9)。このステップST9で、エンジン停止からの復帰と判定されると、目標燃料噴射タイミングを燃料カット時間と現状のエンジン回転数から空気流速の推定値を算出して設定し、目標燃圧も燃料カット時間と現状のエンジン回転数から空気流速の推定値を算出して設定する(ステップST10)。 On the other hand, if it is determined in step ST5 that the return is not immediate from a fuel cut, it is determined whether the return is from an engine stop (step ST9). In this step ST9, when it is determined that the engine has returned from a stop, the target fuel injection timing is set by calculating the estimated value of the air flow velocity from the fuel cut time and the current engine speed, and the target fuel pressure is also set at the fuel cut time. An estimated value of air flow velocity is calculated and set from the current engine speed (step ST10).

次のステップST11では、アクセルを踏んだことによる減速中からの復帰(アクセル復帰)か否か判定し、アクセル復帰と判定されるとステップST10に移動して目標燃料噴射タイミングと目標燃圧を設定する。この目標燃圧は、燃料カット時間と燃焼室の壁温の推定値から設定する。燃焼室の壁温の推定は、例えば燃料カット中の吸入空気量の積算値、エンジン回転数、外気温、水温などから算出できる。燃焼室の壁温の推定値は、アイドル状態や通常運転よりも低い設定となる。
続くステップST12では、自然復帰による減速中からの復帰(自然復帰)か否か判定し、自然復帰と判定されるとステップST10に移動して目標燃料噴射タイミングと目標燃圧を設定する。この目標燃圧も、燃料カット時間と燃焼室の壁温の推定値から設定する。自然復帰ではないと判定されると、何もせずに終了する。
In the next step ST11, it is determined whether or not there is a return from deceleration (accelerator return) due to stepping on the accelerator, and if it is determined that the accelerator has returned, the process moves to step ST10 to set the target fuel injection timing and target fuel pressure. . This target fuel pressure is set based on the fuel cut time and an estimated value of the wall temperature of the combustion chamber. The wall temperature of the combustion chamber can be estimated from, for example, the integrated value of the intake air amount during fuel cut, the engine rotation speed, the outside temperature, the water temperature, etc. The estimated value of the wall temperature of the combustion chamber is set lower than in the idle state or normal operation.
In the following step ST12, it is determined whether or not there is a recovery from deceleration due to natural recovery (natural recovery), and if it is determined that the natural recovery has occurred, the process moves to step ST10 to set the target fuel injection timing and target fuel pressure. This target fuel pressure is also set based on the fuel cut time and the estimated value of the wall temperature of the combustion chamber. If it is determined that natural recovery is not occurring, the process ends without doing anything.

ステップST10で目標燃料噴射タイミングと目標燃圧が設定されると、燃料カットから燃料供給の復帰(F/Cリカバリ)を指示(ステップST13)した後、目標燃料噴射タイミングは現状値を維持し、燃圧設定は復帰後速やかにファーストアイドルの燃圧設定に戻して終了する(ステップST14)。 When the target fuel injection timing and target fuel pressure are set in step ST10, the target fuel injection timing is maintained at its current value and the fuel pressure is After the return, the setting is immediately returned to the first idle fuel pressure setting, and the setting ends (step ST14).

図3乃至図5はそれぞれ、従来と本発明を対比し、燃料カットの直前から燃料供給の復帰までの各部の動作を示すタイミングチャートである。図3及び図5はそれぞれ直噴エンジンで燃料カット時間が5秒以上の場合、図4は直噴エンジンで燃料カット時間が5秒以内の場合を示している。
図3(a)に示すように、まず、時刻t0に燃料カットを行う条件が成立すると、Δt時間(F/Cインディレイ)経過後の時刻t1に燃料カットを開始する。燃料カットによって、エンジン回転数は徐々に低下し、これに伴って排気温度も低下していく。また、排気中のPNも低下する。
3 to 5 are timing charts showing the operation of each part from immediately before fuel cut to restoration of fuel supply, comparing the conventional system and the present invention. 3 and 5 respectively show a case where the fuel cut time is 5 seconds or more in a direct injection engine, and FIG. 4 shows a case where the fuel cut time is 5 seconds or less in a direct injection engine.
As shown in FIG. 3(a), first, when conditions for fuel cut are established at time t0, fuel cut is started at time t1 after Δt time (F/C delay) has elapsed. Due to the fuel cut, the engine speed gradually decreases, and the exhaust temperature also decreases accordingly. Furthermore, PN in the exhaust gas also decreases.

このような状況では、従来は実燃圧が受熱による圧力上昇などにより目標燃圧に対して徐々に上昇していた。また、燃料噴射の復帰までに筒内温度が低下して排気温度が低下する。そして、時刻t2(時刻t1から5秒以上経過)にエンジンが燃料カットから復帰(F/Cリカバリ)すると、実燃圧が高くシリンダーの壁温が低い状態から始動するためPNが一気に上昇する。このときの目標燃圧は、マップやメモリに予め記憶された標準の目標燃圧を用いていた。 In such a situation, conventionally, the actual fuel pressure has gradually increased with respect to the target fuel pressure due to pressure increase due to heat reception. Moreover, the in-cylinder temperature decreases and the exhaust temperature decreases until fuel injection is restored. Then, when the engine recovers from the fuel cut (F/C recovery) at time t2 (more than 5 seconds have elapsed from time t1), the engine starts from a state where the actual fuel pressure is high and the cylinder wall temperature is low, so PN suddenly increases. The target fuel pressure at this time was a standard target fuel pressure stored in advance in a map or memory.

これに対し、本発明では、図3(b)に示すように、燃料カットを行う条件が成立すると、燃料カットを開始する前の時刻t0に実燃圧を低下させる。このため、Δt時間(F/Cインディレイ)経過後の時刻t1に燃料カットを開始すると、実燃圧は低下した圧力から目標燃圧に向かって徐々に上昇していく。また、エンジン回転数は徐々に低下し、これに伴って排気温度も低下して排気ガス中のPNも低下する。 In contrast, in the present invention, as shown in FIG. 3(b), when the conditions for performing a fuel cut are established, the actual fuel pressure is lowered at time t0 before starting the fuel cut. Therefore, when the fuel cut is started at time t1 after the lapse of the Δt time (F/C delay), the actual fuel pressure gradually increases from the reduced pressure toward the target fuel pressure. Further, the engine speed gradually decreases, and accordingly, the exhaust temperature also decreases, and the PN in the exhaust gas also decreases.

そして、時刻t2(時刻t1から5秒以上経過)に、エンジンが燃料カットから復帰(F/Cリカバリ)すると、目標燃圧を燃焼室内の温度低下分、燃料カット時間、及び空気流量の推定値などを考慮して設定する。この燃圧は、標準の目標燃圧よりも低い値となる。また、燃料噴射タイミングは、時刻t2に燃料カット時間と現状のエンジン回転数から推定した空気流速に基づいて制御する。
このように、燃料カットからの復帰時に、目標燃圧が低い状態から上昇を始めるので、実燃圧も同様に低い状態からアイドル状態、または通常運転に至るように上昇するので、PNのピークを抑えることができる。
Then, at time t2 (more than 5 seconds have elapsed since time t1), when the engine recovers from the fuel cut (F/C recovery), the target fuel pressure is calculated based on the temperature drop in the combustion chamber, the fuel cut time, and the estimated value of the air flow rate. Settings should be taken into consideration. This fuel pressure has a value lower than the standard target fuel pressure. Further, the fuel injection timing is controlled at time t2 based on the fuel cut time and the air flow velocity estimated from the current engine speed.
In this way, when returning from a fuel cut, the target fuel pressure starts to rise from a low state, so the actual fuel pressure also rises from a low state to the idle state or normal operation, so it is possible to suppress the peak of PN. I can do it.

また、燃料カットからの復帰時には、単段噴射より多段噴射の方がPNが悪化するため、多段噴射を行わないようにすると良い。更に、アイドル状態や通常運転よりも高い燃圧で復帰するとPNが悪化するため、燃料カット中に実燃圧がアイドル状態や通常運転の燃圧設定になる場合は、燃料カットから強制的に復帰させるようにしても良い。
このようにして、ファーストアイドルの燃焼安定性と燃費率の低下を抑制しつつ、燃料カットからの復帰時の排出粒子数を低減させることができる。
Further, when returning from a fuel cut, multi-stage injection causes worse PN than single-stage injection, so it is preferable not to perform multi-stage injection. Furthermore, if the engine returns to idle state or at a higher fuel pressure than normal operation, PN will deteriorate, so if the actual fuel pressure reaches the fuel pressure setting for idle state or normal operation during fuel cut, force a return from fuel cut. It's okay.
In this way, it is possible to reduce the number of emitted particles at the time of recovery from fuel cut while suppressing a decrease in combustion stability and fuel efficiency during fast idle.

図4は、燃料カット直前から燃料供給の復帰までの各部の動作であり、燃料カット時間が5秒以内の場合を示している。図4(a),(b)に示すように、時刻t10に燃料カットを行う条件が成立すると、Δt時間(F/Cインディレイ)経過後の時刻t11に燃料カットを開始する。燃料カットによって、エンジン回転数は徐々に低下し、これに伴って排気温度も低下していく。また、排気中のPNも低下する。そして、時刻t2にエンジンが燃料カットから復帰(F/Cリカバリ)する。
このように、燃料カットから燃料供給を復帰するまでの時間が短く、例えば5秒以下であった場合には、燃料噴射タイミングは変更しない。また、復帰するまでの時間が長い場合に比べてPNのピークも低くなるので、復帰時には燃圧を下げなくても構わない。
FIG. 4 shows the operation of each part from just before the fuel cut until the fuel supply is restored, and shows the case where the fuel cut time is 5 seconds or less. As shown in FIGS. 4(a) and 4(b), when the conditions for fuel cut are established at time t10, fuel cut is started at time t11 after Δt time (F/C delay) has elapsed. Due to the fuel cut, the engine speed gradually decreases, and the exhaust temperature also decreases accordingly. Furthermore, PN in the exhaust gas also decreases. Then, at time t2, the engine recovers from the fuel cut (F/C recovery).
In this way, if the time from the fuel cut until the fuel supply is restored is short, for example 5 seconds or less, the fuel injection timing is not changed. Furthermore, since the peak of PN is also lower than when it takes a long time to recover, there is no need to lower the fuel pressure at the time of recovery.

図5は、燃料カット直前から燃料供給の復帰までの各部の動作であり、燃料カット時間が5秒以上の場合を示している。図5(a),(b)に示すように、基本的な動作は図3(a),(b)と同様であるが、燃圧を戻す際に燃焼室内の温度が復帰してから、燃圧をアイドルまたは通常運転に戻している。
このような制御動作を行っても、図3の制御動作と実質的に同様な効果が得られる。
FIG. 5 shows the operation of each part from immediately before the fuel cut until the fuel supply is restored, and shows the case where the fuel cut time is 5 seconds or more. As shown in Figures 5(a) and (b), the basic operation is the same as that in Figures 3(a) and (b), but when the fuel pressure is restored, the temperature inside the combustion chamber is restored, and then the fuel pressure is is idle or returning to normal operation.
Even if such a control operation is performed, substantially the same effect as the control operation shown in FIG. 3 can be obtained.

なお、上述した実施形態で説明された構成や制御方法等については、本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものに過ぎない。従って、本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。 Note that the configuration, control method, etc. described in the embodiments described above are merely shown schematically to the extent that the present invention can be understood and implemented. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, but can be modified in various forms without departing from the scope of the technical idea indicated in the claims.

例えば、フューエルカット・イン・ディレイ制御を行う場合を例に取って説明したが、図6に示すような通常の燃料カット時においても適用できる。すなわち、図6(a),(b)に示すように、時刻t21にスロットルが全閉で燃料カットを行う直前の時刻t20に、アイドル状態や通常運転よりも低い目標燃圧に設定してから燃料カットを行う。
これによって、燃圧が上昇しても時刻t22に燃料供給を復帰する時点で燃圧が低くなる。この結果、従来は図6(a)に示すように燃料供給の復帰直後に多量のPNが発生したが、図6(b)に示すように低い燃圧から燃料供給を復帰させることで、フューエルカット・イン・ディレイ制御と同様にPNを抑制できる。
For example, although the case where fuel cut-in delay control is performed has been described as an example, the present invention can also be applied to a normal fuel cut as shown in FIG. That is, as shown in FIGS. 6(a) and 6(b), at time t20, just before the throttle is fully closed and fuel cut is performed at time t21, the target fuel pressure is set lower than that in the idling state or normal operation, and then the fuel is Make the cut.
As a result, even if the fuel pressure increases, the fuel pressure becomes low when the fuel supply is restored at time t22. As a result, conventionally a large amount of PN occurred immediately after the fuel supply was restored as shown in Figure 6(a), but by restoring the fuel supply from a low fuel pressure as shown in Figure 6(b), the fuel cut - PN can be suppressed in the same way as in-delay control.

また、燃料カットからの復帰を例に取って説明したが、アイドリングストップ(ISS)からの再始動時にも適用できる。
更に、ガソリンエンジンを例に取って説明したが、軽油を燃料とするディーゼルエンジンや、バイオエタノールを混合するなどした他の燃料を用いるエンジンにも同様にして適用可能である。
Further, although the explanation has been given by taking the example of recovery from a fuel cut, the present invention can also be applied to restarting from an idling stop (ISS).
Furthermore, although the explanation has been given using a gasoline engine as an example, the present invention can be similarly applied to a diesel engine that uses light oil as fuel, or an engine that uses other fuels such as those mixed with bioethanol.

1…エンジン(内燃機関)、1a,1b,1c,1d…シリンダー、2a,2b,2c,2d…燃料噴射弁、3…燃料供給装置、4…燃料タンク、5…燃料ポンプ、6…プレッシャレギュレータ、20…燃料制御装置、21…ECU、22…FPCM、23…負荷センサ、24…回転速度センサ、25…水温センサ、26…空燃比センサ、27…燃圧センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Engine (internal combustion engine), 1a, 1b, 1c, 1d... Cylinder, 2a, 2b, 2c, 2d... Fuel injection valve, 3... Fuel supply device, 4... Fuel tank, 5... Fuel pump, 6... Pressure regulator , 20...Fuel control device, 21...ECU, 22...FPCM, 23...Load sensor, 24...Rotational speed sensor, 25...Water temperature sensor, 26...Air-fuel ratio sensor, 27...Fuel pressure sensor

Claims (4)

燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁に供給する燃料供給装置と、
前記燃料供給装置を制御して前記燃料噴射弁に供給する燃料と燃圧を制御する燃料制御装置と、を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記燃料制御装置は、前記燃料噴射弁の燃料噴射をカットする燃料カット条件が成立したときに前記燃料供給装置の燃料供給能力を低下させ、
前記燃料供給能力の低下の後、所定時間経過してから燃料カットを実行させる、ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
a fuel supply device that supplies fuel in the fuel tank to a fuel injection valve;
A fuel injection control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel control device that controls the fuel supply device to control fuel and fuel pressure supplied to the fuel injection valve;
The fuel control device reduces the fuel supply capacity of the fuel supply device when a fuel cut condition for cutting fuel injection from the fuel injection valve is satisfied;
A fuel injection control device for an internal combustion engine, characterized in that a fuel cut is executed after a predetermined period of time has elapsed after the reduction in fuel supply capacity.
前記燃料制御装置は、前記燃料カットから復帰するときに、前記燃料噴射弁に供給する燃圧を標準の燃圧より低い値に設定するように前記燃料供給装置を制御する、ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 The fuel control device controls the fuel supply device so as to set the fuel pressure supplied to the fuel injection valve to a value lower than a standard fuel pressure when returning from the fuel cut. 1. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to 1. 燃焼室の壁温を推定する推定手段を更に備え、
前記標準の燃圧より低い値は、前記壁温に基づいて設定する、ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
Further comprising estimation means for estimating the wall temperature of the combustion chamber,
3. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the value lower than the standard fuel pressure is set based on the wall temperature.
前記燃料制御装置は、前記燃料カットから復帰するときに、燃料カット時間と現状のエンジン回転数から推定した空気流速に基づいて燃料噴射タイミングを制御する、ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 The fuel control device controls the fuel injection timing based on the air flow velocity estimated from the fuel cut time and the current engine rotation speed when returning from the fuel cut. Fuel injection control device for internal combustion engines.
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