JP2024067707A

JP2024067707A - Control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP2024067707A
Application number: JP2022177977A
Authority: JP
Inventors: 剛芦澤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2022-11-07
Filing date: 2022-11-07
Publication date: 2024-05-17

Abstract

【課題】安定した燃焼が可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】気筒の内部に燃料を噴射する燃料噴射弁を有する内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の点火プラグによる点火時期を制御する点火時期制御部と、前記燃料噴射弁からの燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御部と、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の圧力を制御する圧力制御部と、を具備し、前記点火時期制御部および前記噴射時期制御部は、前記点火時期と前記噴射時期とを同時期とし、前記点火時期および前記噴射時期が、前記内燃機関のピストンが上死点に来る時期に近いほど、前記圧力制御部は前記燃料の圧力を低くし、前記点火時期および前記噴射時期が、前記ピストンが上死点に来る時期から遠いほど、前記圧力制御部は前記燃料の圧力を高くする内燃機関の制御装置。【選択図】図４[Problem] To provide a control device for an internal combustion engine capable of stable combustion. [Solution] A control device for an internal combustion engine having a fuel injection valve that injects fuel into the inside of a cylinder, comprising an ignition timing control unit that controls the ignition timing by an ignition plug of the internal combustion engine, an injection timing control unit that controls the injection timing of fuel from the fuel injection valve, and a pressure control unit that controls the pressure of fuel injected from the fuel injection valve, the ignition timing control unit and the injection timing control unit synchronize the ignition timing and the injection timing, the closer the ignition timing and the injection timing are to the timing when the piston of the internal combustion engine reaches top dead center, the lower the pressure of the fuel, and the farther the ignition timing and the injection timing are from the timing when the piston reaches top dead center, the higher the pressure control unit. [Selected Figure] Figure 4

Description

本発明は内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

燃料噴射弁が気筒内に直接燃料を噴射する内燃機関が知られている（特許文献１など）。 Internal combustion engines are known in which a fuel injection valve injects fuel directly into a cylinder (see, for example, Patent Document 1).

特開２００６－１７７１８１号公報JP 2006-177181 A

燃料の噴霧に火花を誘引させる誘引効果を用いることで、安定した燃焼が可能である。しかし、点火時期を変化させると、誘引効果が低下する。燃焼が不安定になる恐れがある。そこで、安定した燃焼が可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 Stable combustion is possible by using the attraction effect, which attracts sparks to the fuel spray. However, changing the ignition timing reduces the attraction effect, which can lead to unstable combustion. Therefore, the objective of this invention is to provide a control device for an internal combustion engine that allows stable combustion.

上記目的は、気筒の内部に燃料を噴射する燃料噴射弁を有する内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の点火プラグによる点火時期を制御する点火時期制御部と、前記燃料噴射弁からの燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御部と、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の圧力を制御する圧力制御部と、を具備し、前記点火時期制御部および前記噴射時期制御部は、前記点火時期と前記噴射時期とを同時期とし、前記点火時期および前記噴射時期が、前記内燃機関のピストンが上死点に来る時期に近いほど、前記圧力制御部は前記燃料の圧力を低くし、前記点火時期および前記噴射時期が、前記ピストンが上死点に来る時期から遠いほど、前記圧力制御部は前記燃料の圧力を高くする内燃機関の制御装置によって達成できる。 The above object can be achieved by a control device for an internal combustion engine having a fuel injection valve that injects fuel into a cylinder, the control device comprising an ignition timing control unit that controls the timing of ignition by the spark plug of the internal combustion engine, an injection timing control unit that controls the timing of injection of fuel from the fuel injection valve, and a pressure control unit that controls the pressure of fuel injected from the fuel injection valve, the ignition timing control unit and the injection timing control unit synchronously ignition timing and injection timing, the closer the ignition timing and injection timing are to the timing when the piston of the internal combustion engine reaches top dead center, the lower the pressure of the fuel, and the farther the ignition timing and injection timing are from the timing when the piston reaches top dead center, the higher the pressure control unit.

前記点火時期制御部は、前記ピストンが上死点に来る時期よりも前記点火時期を遅角させ、前記圧力制御部は、前記ピストンが上死点に来る時期における燃圧に比べて、前記点火時期が遅角されるときの燃圧を高くしてもよい。 The ignition timing control unit may retard the ignition timing from the time when the piston reaches top dead center, and the pressure control unit may increase the fuel pressure when the ignition timing is retarded compared to the fuel pressure when the piston reaches top dead center.

前記点火プラグおよび前記燃料噴射弁は、前記内燃機関の燃焼室のうち天井の中央部に設けられてもよい。 The spark plug and the fuel injection valve may be provided in the center of the ceiling of the combustion chamber of the internal combustion engine.

前記燃料はアルコールを含み、前記燃料中の前記アルコールの濃度および前記気筒の温度に基づいて、前記圧力制御部は前記燃料の圧力を制御してもよい。 The fuel may contain alcohol, and the pressure control unit may control the pressure of the fuel based on the concentration of the alcohol in the fuel and the temperature of the cylinder.

前記圧力制御部は、前記気筒の温度に基づいて前記燃料の圧力の補正を行い、前記気筒の内部の温度が前記アルコールの沸点よりも高い場合、前記圧力制御部は前記燃料の圧力が高くなるように前記補正を行い、前記気筒の内部の温度が前記アルコールの沸点よりも低い場合、前記圧力制御部は前記燃料の圧力が低くなるように前記補正を行ってもよい。 The pressure control unit may correct the pressure of the fuel based on the temperature of the cylinder, and when the temperature inside the cylinder is higher than the boiling point of the alcohol, the pressure control unit may perform the correction to increase the pressure of the fuel, and when the temperature inside the cylinder is lower than the boiling point of the alcohol, the pressure control unit may perform the correction to decrease the pressure of the fuel.

安定した燃焼が可能な内燃機関の制御装置を提供できる。 It is possible to provide a control device for an internal combustion engine that enables stable combustion.

図１は第１実施形態に係るエンジンシステムを例示する模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an engine system according to the first embodiment. 図２（ａ）および図２（ｂ）は内燃機関を例示する図である。2(a) and 2(b) are diagrams illustrating an internal combustion engine. 図３は第１実施形態における処理を例示するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating the process in the first embodiment. 図４（ａ）は燃圧を例示する図である。図４（ｂ）はペネトレーションを例示する図である。Fig. 4(a) is a diagram illustrating an example of fuel pressure, and Fig. 4(b) is a diagram illustrating an example of penetration. 図５は第２実施形態における処理を例示するフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating the process according to the second embodiment. 図６（ａ）は燃圧の補正値を例示する図である。図６（ｂ）は温度と燃圧との関係を表す図である。6A is a diagram showing an example of a correction value for fuel pressure, and FIG 6B is a diagram showing the relationship between temperature and fuel pressure.

＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して本実施形態の内燃機関の制御装置について説明する。図１は第１実施形態に係るエンジンシステム１００を例示する図である。図１に示すように、エンジンシステム１００は、内燃機関１０、およびＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０を有する。 First Embodiment
Hereinafter, a control device for an internal combustion engine according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a diagram illustrating an engine system 100 according to a first embodiment. As shown in Fig. 1, the engine system 100 has an internal combustion engine 10 and an ECU (Electronic Control Unit) 40.

内燃機関１０は燃料を燃焼し、動力を発生させる。燃料は例えばガソリンとアルコールとの混合燃料である。内燃機関１０はシリンダヘッド１２およびシリンダブロックを備える。シリンダヘッド１２は、シリンダブロックの上部に取り付けられている。 The internal combustion engine 10 burns fuel to generate power. The fuel is, for example, a mixture of gasoline and alcohol. The internal combustion engine 10 includes a cylinder head 12 and a cylinder block. The cylinder head 12 is attached to the top of the cylinder block.

シリンダヘッド１２には吸気通路２０および排気通路２２が接続されている。排気通路２２には触媒２４が設けられている。 An intake passage 20 and an exhaust passage 22 are connected to the cylinder head 12. A catalyst 24 is provided in the exhaust passage 22.

内燃機関１０の気筒１１の内部にピストン１４が設けられている。ピストン１４によって、気筒１１の内部に燃焼室１３が区画される。燃焼室１３の天井の中央部に、燃料噴射弁１６および点火プラグ１８が設けられている。中央部とは、吸気通路２０が取り付けられた部分と、排気通路２２が取り付けられた部分との間である。図１の右から左にかけて、吸気通路２０、燃料噴射弁１６、点火プラグ１８、および排気通路２２が、この順番に並ぶ。 A piston 14 is provided inside a cylinder 11 of an internal combustion engine 10. A combustion chamber 13 is defined inside the cylinder 11 by the piston 14. A fuel injection valve 16 and an ignition plug 18 are provided in the center of the ceiling of the combustion chamber 13. The center is between the part where the intake passage 20 is attached and the part where the exhaust passage 22 is attached. From right to left in FIG. 1, the intake passage 20, fuel injection valve 16, spark plug 18, and exhaust passage 22 are arranged in this order.

燃料噴射弁１６には燃料通路１７が接続されている。燃料通路１７には燃料ポンプ３０が設けられている。燃料ポンプ３０は、不図示のタンクから燃料をくみあげ、燃料通路１７に供給する。燃料は燃料通路１７を通り、燃料噴射弁１６に供給される。燃料噴射弁１６は燃料を噴射する。レギュレータ３２は燃料の圧力を調整する。 A fuel passage 17 is connected to the fuel injection valve 16. A fuel pump 30 is provided in the fuel passage 17. The fuel pump 30 draws up fuel from a tank (not shown) and supplies it to the fuel passage 17. The fuel passes through the fuel passage 17 and is supplied to the fuel injection valve 16. The fuel injection valve 16 injects the fuel. A regulator 32 adjusts the pressure of the fuel.

空気は吸気通路２０を流れ、不図示の吸気バルブが開くと燃焼室１３に導入される。燃料噴射弁１６は気筒１１の内部に燃料を直接噴射する。空気と燃料とは混合気を形成する。点火プラグ１８は、混合気に点火する。混合気が燃焼することでピストン１４が運動し、動力が発生する。不図示の排気バルブが開くと、燃焼で発生する排気は燃焼室１３から排気通路２２に排出される。触媒２４は例えば三元触媒であり、排気を浄化する。 Air flows through the intake passage 20 and is introduced into the combustion chamber 13 when an intake valve (not shown) opens. A fuel injection valve 16 injects fuel directly into the inside of the cylinder 11. The air and fuel form a mixture. A spark plug 18 ignites the mixture. The mixture burns, causing the piston 14 to move and generating power. When an exhaust valve (not shown) opens, exhaust gas generated by the combustion is discharged from the combustion chamber 13 into the exhaust passage 22. The catalyst 24 is, for example, a three-way catalyst, and purifies the exhaust gas.

ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶装置を備え、ＲＯＭや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより各種制御を行う制御装置である。 The ECU 40 is a control device that includes a central processing unit (CPU), random access memory (RAM), read-only memory (ROM), and other storage devices, and performs various controls by executing programs stored in the ROM and storage devices.

ＥＣＵ４０は、燃料噴射弁１６、点火プラグ１８、温度センサ２７、濃度センサ２８、燃料ポンプ３０およびレギュレータ３２に接続されている。温度センサ２７は、気筒１１の内部の温度を検出する。ＥＣＵ４０は温度センサ２７から温度を取得する。濃度センサ２８は燃料中のアルコールの濃度を検出する。ＥＣＵ４０は濃度センサ２８からアルコール濃度を取得する。 The ECU 40 is connected to the fuel injector 16, the spark plug 18, the temperature sensor 27, the concentration sensor 28, the fuel pump 30, and the regulator 32. The temperature sensor 27 detects the temperature inside the cylinder 11. The ECU 40 obtains the temperature from the temperature sensor 27. The concentration sensor 28 detects the alcohol concentration in the fuel. The ECU 40 obtains the alcohol concentration from the concentration sensor 28.

ＥＣＵ４０は、点火プラグ１８による点火時期を制御する点火時期制御部として機能する。ＥＣＵ４０は、燃料噴射弁１６からの燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御部として機能する。ＥＣＵ４０は、点火時期と噴射時期とを同時期とする。点火時期と噴射時期とは、正確に同時でもよいし、例えばクランク角度で数度の違いがあってもよい。ＥＣＵ４０は、レギュレータ３２を用いて燃料の圧力（燃圧）を制御する圧力制御部として機能する。 The ECU 40 functions as an ignition timing control unit that controls the ignition timing of the spark plug 18. The ECU 40 functions as an injection timing control unit that controls the timing of fuel injection from the fuel injection valve 16. The ECU 40 synchronizes the ignition timing and the injection timing. The ignition timing and the injection timing may be exactly the same, or may differ by a few degrees in crank angle, for example. The ECU 40 functions as a pressure control unit that controls the fuel pressure (fuel pressure) using the regulator 32.

点火プラグ１８からは火花が発生する。燃料噴射弁１６からは燃料の噴霧が噴射される。誘引効果を利用することで、混合気を安定して燃焼させることができる。誘引効果とは、火花を噴霧に引き寄せることで、混合気に点火することである。 A spark is generated from the spark plug 18. A fuel spray is injected from the fuel injection valve 16. The air-fuel mixture can be stably burned by utilizing the attraction effect. The attraction effect is when a spark is attracted to the spray, igniting the air-fuel mixture.

ＥＣＵ４０は触媒２４を暖機する。暖機により触媒２４の温度が活性温度まで上昇する。触媒２４の排気浄化性能が向上する。暖機制御では、ＥＣＵ４０は点火時期を遅角させることで、触媒２４の暖機を行う。 The ECU 40 warms up the catalyst 24. The warm-up raises the temperature of the catalyst 24 to its activation temperature. This improves the exhaust purification performance of the catalyst 24. In the warm-up control, the ECU 40 warms up the catalyst 24 by retarding the ignition timing.

ＥＣＵ４０は点火時期と燃料の噴射時期とを同時期とする。点火時期が遅角されると、噴射時期も遅角される。点火時期および噴射時期が変わると、点火および燃料噴射が行われるときのピストン１４の位置が変わる。 The ECU 40 synchronizes the ignition timing and the fuel injection timing. If the ignition timing is retarded, the injection timing is also retarded. If the ignition timing and the injection timing are changed, the position of the piston 14 when ignition and fuel injection occur changes.

図２（ａ）および図２（ｂ）は内燃機関１０を例示する図である。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、燃焼室１３の内部にはタンブル流が発生する。図２（ａ）においてピストン１４の位置は上死点（ＴＤＣ：Top Dead Center）である。図２（ｂ）においてピストン１４の位置は上死点から離れている。ピストン１４の位置に応じて、タンブル流の方向が変わる。 Figures 2(a) and 2(b) are diagrams illustrating an internal combustion engine 10. As shown in Figures 2(a) and 2(b), a tumble flow occurs inside the combustion chamber 13. In Figure 2(a), the position of the piston 14 is at top dead center (TDC). In Figure 2(b), the position of the piston 14 is away from top dead center. The direction of the tumble flow changes depending on the position of the piston 14.

図２（ａ）のようにピストン１４が上死点に位置するとき、噴霧がタンブル流の中心に近くなり、タンブル流に乗りやすい。噴霧が点火プラグ１８の方向に流れることで、火花は噴霧に引き寄せられる。誘引効果が高くなり、燃焼が安定する。 When the piston 14 is at top dead center as shown in Figure 2(a), the spray is close to the center of the tumble flow and is more likely to ride the tumble flow. As the spray flows toward the spark plug 18, the spark is attracted to the spray. This increases the attraction effect and stabilizes combustion.

図２（ｂ）のようにピストン１４が上死点から遠ざかると、タンブル流の方向が噴霧の方向から外れる。噴霧がタンブル流に流されにくくなる。誘引効果が低くなり、燃焼が不安定になる恐れがある。第１実施形態では、燃圧を制御することで誘引効果を高くする。 When the piston 14 moves away from the top dead center as shown in Figure 2 (b), the direction of the tumble flow deviates from the direction of the spray. The spray becomes less likely to be swept away by the tumble flow. This reduces the attraction effect, and there is a risk of unstable combustion. In the first embodiment, the attraction effect is increased by controlling the fuel pressure.

図３は第１実施形態における処理を例示するフローチャートである。ＥＣＵ４０は、例えば吸気の温度および内燃機関１０の回転数に基づいて、点火時期および噴射時期を決定する（ステップＳ１０）。ＥＣＵ４０は、噴射時期に基づいて燃圧を決定する（ステップＳ１２）。ＥＣＵ４０はレギュレータ３２を用いて燃圧を制御し、所望の大きさとする（ステップＳ１４）。以上で図３の処理は終了する。 Figure 3 is a flow chart illustrating the processing in the first embodiment. The ECU 40 determines the ignition timing and the injection timing based on, for example, the intake air temperature and the rotation speed of the internal combustion engine 10 (step S10). The ECU 40 determines the fuel pressure based on the injection timing (step S12). The ECU 40 uses the regulator 32 to control the fuel pressure to the desired level (step S14). This ends the processing in Figure 3.

図４（ａ）は燃圧を例示する図である。横軸はピストン１４の位置を表す。縦軸は燃圧を表す。図４（ａ）に示すように、ピストン１４の位置が上死点（ＴＤＣ）にあるとき、燃圧は最小となる。ピストン１４の位置がＴＤＣから進角または遅角すると、燃圧は増加する。 Figure 4(a) is a diagram illustrating fuel pressure. The horizontal axis represents the position of the piston 14. The vertical axis represents fuel pressure. As shown in Figure 4(a), when the position of the piston 14 is at top dead center (TDC), the fuel pressure is at a minimum. When the position of the piston 14 is advanced or retarded from TDC, the fuel pressure increases.

図４（ｂ）はペネトレーションを例示する図である。横軸は燃圧を表す。縦軸は噴霧のペネトレーションの強さを表す。図４（ｂ）に示すように、燃圧が低いほどペネトレーションは弱い。燃圧が高いほどペネトレーションは強い。ペネトレーションが強くなることで、噴霧は遠くまで到達しやすくなり、火花の近くまで拡散する。誘引効果が高くなる。 Figure 4(b) is a diagram illustrating penetration. The horizontal axis represents fuel pressure. The vertical axis represents the strength of spray penetration. As shown in Figure 4(b), the lower the fuel pressure, the weaker the penetration. The higher the fuel pressure, the stronger the penetration. Stronger penetration allows the spray to reach farther and spread closer to the spark. This increases the attraction effect.

第１実施形態によれば、ＥＣＵ４０は点火時期および噴射時期を同時期とする。ピストン１４がＴＤＣに来る時期（ＴＤＣ時期）に対して点火時期および噴射時期が近いほど、ＥＣＵ４０は燃圧を低くする。誘引効果が高いため、燃焼が安定する。燃圧が低下することで、燃費が改善する。点火時期および噴射時期がＴＤＣ時期から遠いほど、ＥＣＵ４０は燃圧を高くする。図４（ｂ）に示すように、噴霧のペネトレーションが強くなる。誘引効果が高くなり、燃焼が安定する。ピストン１４の位置にかかわらず、安定した燃焼が可能である。 According to the first embodiment, the ECU 40 synchronizes the ignition timing and the injection timing. The closer the ignition timing and the injection timing are to the time when the piston 14 reaches TDC (TDC timing), the lower the fuel pressure is set by the ECU 40. The stronger the attraction effect, the more stable the combustion. The lower the fuel pressure, the better the fuel economy. The further the ignition timing and the injection timing are from the TDC timing, the higher the fuel pressure is set by the ECU 40. As shown in FIG. 4(b), the penetration of the spray becomes stronger. The stronger the attraction effect, the more stable the combustion. Stable combustion is possible regardless of the position of the piston 14.

ＥＣＵ４０は、例えば触媒２４の暖機のために、点火時期を遅角させる。点火時期および噴射時期がＴＤＣ時期より遅角する。ＥＣＵ４０は、点火時期および噴射時期に基づいて、燃圧を定める。触媒暖機中において、ＥＣＵ４０は燃圧を高めることで、ペネトレーションを強くする。火花が噴霧に引き寄せられ、点火する。触媒暖機中でも安定した燃焼が可能である。 The ECU 40 retards the ignition timing, for example, to warm up the catalyst 24. The ignition timing and injection timing are retarded from the TDC timing. The ECU 40 determines the fuel pressure based on the ignition timing and injection timing. During catalyst warm-up, the ECU 40 increases the fuel pressure to strengthen penetration. Sparks are attracted to the spray and ignite it. Stable combustion is possible even during catalyst warm-up.

燃料噴射弁１６および点火プラグ１８は、燃焼室１３のうち天井の中央部に設けられている。点火プラグ１８で発生する火花が、燃料噴射弁１６から噴射される噴霧に引き寄せられる。誘引効果により点火することで、安定した燃焼が可能である。 The fuel injection valve 16 and the spark plug 18 are located in the center of the ceiling of the combustion chamber 13. The spark generated by the spark plug 18 is attracted to the spray injected from the fuel injection valve 16. Ignition occurs due to the attraction effect, allowing for stable combustion.

内燃機関１０の気筒１１の個数は１つでもよいし、２つ以上でもよい。気筒１１のそれぞれに燃焼室１３が形成される。ＥＣＵ４０は燃焼室１３のそれぞれについて、点火時期および噴射時期を制御し、燃圧を制御する。燃焼室１３のそれぞれにおいて安定した燃焼が可能である。 The number of cylinders 11 in the internal combustion engine 10 may be one or two or more. A combustion chamber 13 is formed in each cylinder 11. The ECU 40 controls the ignition timing and injection timing for each combustion chamber 13, and controls the fuel pressure. Stable combustion is possible in each combustion chamber 13.

＜第２実施形態＞
第１実施形態と同じ構成については説明を省略する。図１の構成は第２実施形態にも共通である。燃料噴射弁１６は、アルコールとガソリンとの混合燃料を噴射することがある。ガソリンは、ある温度範囲内（Ｔ１からＴ２とする）で気化する。一方、アルコールは沸点より低い温度では気化しにくく、沸点で急激に気化する。アルコールが気化しない温度においては、噴霧のペネトレーションが強い。誘引効果が大きくなる。アルコールが気化する温度以上においては、噴霧のペネトレーションが弱い。誘引効果が小さくなる。第２実施形態では燃圧を補正することで、誘引効果を高くする。 Second Embodiment
The description of the same configuration as the first embodiment will be omitted. The configuration of FIG. 1 is also common to the second embodiment. The fuel injection valve 16 may inject a mixed fuel of alcohol and gasoline. Gasoline vaporizes within a certain temperature range (T1 to T2). On the other hand, alcohol does not vaporize easily at temperatures lower than its boiling point, and vaporizes rapidly at its boiling point. At temperatures at which alcohol does not vaporize, the penetration of the spray is strong. The attraction effect is large. At temperatures equal to or higher than the temperature at which alcohol vaporizes, the penetration of the spray is weak. The attraction effect is small. In the second embodiment, the attraction effect is increased by correcting the fuel pressure.

図５は第２実施形態における処理を例示するフローチャートである。ＥＣＵ４０はステップＳ１０およびＳ１２を行い、点火時期および噴射時期に基づいて燃圧を定める。 Figure 5 is a flowchart illustrating the processing in the second embodiment. The ECU 40 performs steps S10 and S12 to determine the fuel pressure based on the ignition timing and injection timing.

ＥＣＵ４０は、温度センサ２７から気筒１１内の温度（筒内温度）を取得し、濃度センサ２８から燃料中のアルコール濃度を取得する（ステップＳ２０）。ＥＣＵ４０は、筒内温度およびアルコール濃度に基づいて、燃圧に対する補正値を取得する（ステップＳ２２）。ＥＣＵ４０は、ステップＳ１２で定めた燃圧およびステップＳ２２で取得した補正値に基づいて、燃圧を制御する（ステップＳ２４）。ＥＣＵ４０は、ステップＳ１２で定めた燃圧に、補正値を加算し、燃圧を補正する。以上で図５の処理は終了する。 The ECU 40 obtains the temperature inside the cylinder 11 (in-cylinder temperature) from the temperature sensor 27 and the alcohol concentration in the fuel from the concentration sensor 28 (step S20). The ECU 40 obtains a correction value for the fuel pressure based on the in-cylinder temperature and the alcohol concentration (step S22). The ECU 40 controls the fuel pressure based on the fuel pressure determined in step S12 and the correction value obtained in step S22 (step S24). The ECU 40 adds the correction value to the fuel pressure determined in step S12 to correct the fuel pressure. This ends the processing in FIG. 5.

図６（ａ）は燃圧の補正値を例示する図である。横軸は気筒１１内の温度を表す。縦軸は燃圧に対する補正値を表す。温度Ｔｂはアルコールの沸点である。横軸のうち沸点Ｔｂより左側は、沸点Ｔｂよりも低温を表す。右側はＴｂよりも高温を表す。温度Ｔ１は沸点Ｔｂより低く、ガソリンが気化する温度である。温度Ｔ２は沸点Ｔｂより高く、ガソリンが完全に気化する温度である。図６（ａ）中の点破線はアルコール濃度が５０％の例を表す。実線はアルコール濃度が１００％の例を表す。 Figure 6(a) is a diagram illustrating an example of a correction value for fuel pressure. The horizontal axis represents the temperature inside the cylinder 11. The vertical axis represents the correction value for fuel pressure. Temperature Tb is the boiling point of alcohol. The left side of the boiling point Tb on the horizontal axis represents a temperature lower than the boiling point Tb. The right side represents a temperature higher than Tb. Temperature T1 is lower than the boiling point Tb and is the temperature at which gasoline vaporizes. Temperature T2 is higher than the boiling point Tb and is the temperature at which gasoline completely vaporizes. The dotted and dashed line in Figure 6(a) represents an example where the alcohol concentration is 50%. The solid line represents an example where the alcohol concentration is 100%.

アルコール濃度が０％ならば、いずれの温度においても補正値は０である。アルコール濃度が０％より大きい場合、補正値は０以外の値となる。筒内温度が沸点Ｔｂより低い場合、補正値は負の値である。筒内温度が沸点Ｔｂよりも高い場合、補正値は正の値である。筒内温度が沸点Ｔｂに近いほど、補正値の絶対値は大きい。筒内温度が沸点Ｔｂから離れるほど、補正値の絶対値は小さい。アルコール濃度が１００％のときの補正値の絶対値は、５０％のときの補正値の絶対値よりも大きい。アルコール濃度が高いほど補正値の絶対値は大きい。 If the alcohol concentration is 0%, the correction value is 0 at all temperatures. If the alcohol concentration is greater than 0%, the correction value is a value other than 0. If the in-cylinder temperature is lower than the boiling point Tb, the correction value is a negative value. If the in-cylinder temperature is higher than the boiling point Tb, the correction value is a positive value. The closer the in-cylinder temperature is to the boiling point Tb, the greater the absolute value of the correction value. The farther the in-cylinder temperature is from the boiling point Tb, the smaller the absolute value of the correction value. The absolute value of the correction value when the alcohol concentration is 100% is greater than the absolute value of the correction value when it is 50%. The higher the alcohol concentration, the greater the absolute value of the correction value.

図６（ｂ）は温度と燃圧との関係を表す図である。横軸はピストン１４の位置を表す。上段の縦軸は気筒１１内の温度（筒内温度）を表す。下段の縦軸は燃圧を表す。上段に示すように、ピストン１４の位置がＴＤＣのとき、筒内温度は最高になり、Ｔ２より高くなる。ピストン１４の位置がＴＤＣより遅角または進角すると、筒内温度はＴ２より低くなる。筒内温度はアルコールの沸点Ｔｂよりも高い温度および低い温度になることもあり、Ｔ１より低い温度になることもある。 Figure 6 (b) is a diagram showing the relationship between temperature and fuel pressure. The horizontal axis represents the position of the piston 14. The vertical axis in the upper row represents the temperature inside the cylinder 11 (in-cylinder temperature). The vertical axis in the lower row represents fuel pressure. As shown in the upper row, when the position of the piston 14 is at TDC, the in-cylinder temperature is at its highest and is higher than T2. When the position of the piston 14 is retarded or advanced from TDC, the in-cylinder temperature is lower than T2. The in-cylinder temperature can be higher or lower than the boiling point Tb of alcohol, or lower than T1.

図６（ｂ）の下段において、点線は補正なしの燃圧を表す。実線は補正後の燃圧を表す。筒内温度がＴ１未満、およびＴ２以上の場合、燃圧は補正されない。筒内温度がＴ１以上Ｔｂ未満の場合、補正値は負の値をとる。補正後の燃圧は点線の例よりも低い。筒内温度がＴｂ以上Ｔ２未満の場合、補正値は正の値をとる。補正後の燃圧は点線の例よりも高い。筒内温度が沸点Ｔｂに近いほど、補正値の絶対値は大きくなる。補正後の燃圧は点線から離れる。筒内温度が沸点Ｔｂに離れるほど、補正値の絶対値は小さくなる。補正後の燃圧は点線に近づく。 In the lower part of FIG. 6(b), the dotted line represents the fuel pressure without correction. The solid line represents the fuel pressure after correction. When the in-cylinder temperature is less than T1 and greater than or equal to T2, the fuel pressure is not corrected. When the in-cylinder temperature is greater than or equal to T1 and less than Tb, the correction value is a negative value. The corrected fuel pressure is lower than the dotted line example. When the in-cylinder temperature is greater than or equal to Tb and less than T2, the correction value is a positive value. The corrected fuel pressure is higher than the dotted line example. The closer the in-cylinder temperature is to the boiling point Tb, the larger the absolute value of the correction value. The corrected fuel pressure moves away from the dotted line. The farther the in-cylinder temperature is from the boiling point Tb, the smaller the absolute value of the correction value. The corrected fuel pressure moves closer to the dotted line.

第２実施形態によれば、ＥＣＵ４０は燃料中のアルコール濃度および気筒１１内の温度に基づいて、燃料の圧力を制御する。誘引効果を高めることができ、安定した燃焼が可能である。 According to the second embodiment, the ECU 40 controls the fuel pressure based on the alcohol concentration in the fuel and the temperature inside the cylinder 11. This enhances the induction effect and enables stable combustion.

ＥＣＵ４０は燃料の圧力を補正する。筒内温度がＴ１以上Ｔｂ未満の場合、アルコールが気化しにくい。ペネトレーションが強く、誘引効果が高い。ＥＣＵ４０は補正値を負の値とする。負の補正値が加算されるため、補正後の燃圧は補正前より低い。燃費を改善することができる。筒内温度がＴｂ以上Ｔ２未満の場合、アルコールが気化しやすい。ペネトレーションが弱くなる。ＥＣＵ４０は補正値を正の値とする。正の補正値が加算されるため、補正後の燃圧は補正前よりも高い。ペネトレーションが強くなり、誘引効果が高くなる。安定した燃焼が可能である。 The ECU 40 corrects the fuel pressure. When the in-cylinder temperature is equal to or greater than T1 and less than Tb, alcohol is less likely to vaporize. Penetration is strong and the attraction effect is high. The ECU 40 sets the correction value to a negative value. Because the negative correction value is added, the fuel pressure after correction is lower than before correction. Fuel economy can be improved. When the in-cylinder temperature is equal to or greater than Tb and less than T2, alcohol is more likely to vaporize. Penetration is weaker. The ECU 40 sets the correction value to a positive value. Because the positive correction value is added, the fuel pressure after correction is higher than before correction. Penetration is stronger and the attraction effect is higher. Stable combustion is possible.

アルコールの濃度が高いほど、補正値の絶対値は大きくなる。燃圧が高くなることで、ペネトレーションが強くなる。燃焼が安定する。アルコール濃度が低いほど、補正値の絶対値は小さくなる。燃圧が低くなることで、燃費が改善する。 The higher the alcohol concentration, the larger the absolute value of the correction value. Increasing fuel pressure results in stronger penetration and more stable combustion. The lower the alcohol concentration, the smaller the absolute value of the correction value. Reducing fuel pressure improves fuel efficiency.

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims.

１０内燃機関、１１気筒
１２シリンダヘッド、１３燃焼室
１４ピストン、１６燃料噴射弁
１７燃料通路、１８点火プラグ
２０吸気通路、２２排気通路
２４触媒、２７温度センサ
２８濃度センサ、３０燃料ポンプ
３２レギュレータ、４０ＥＣＵ
１００エンジンシステム

REFERENCE SIGNS LIST 10 internal combustion engine, 11 cylinder, 12 cylinder head, 13 combustion chamber, 14 piston, 16 fuel injector, 17 fuel passage, 18 spark plug, 20 intake passage, 22 exhaust passage, 24 catalyst, 27 temperature sensor, 28 concentration sensor, 30 fuel pump, 32 regulator, 40 ECU
100 Engine System

Claims

気筒の内部に燃料を噴射する燃料噴射弁を有する内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の点火プラグによる点火時期を制御する点火時期制御部と、
前記燃料噴射弁からの燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御部と、
前記燃料噴射弁から噴射される燃料の圧力を制御する圧力制御部と、を具備し、
前記点火時期制御部および前記噴射時期制御部は、前記点火時期と前記噴射時期とを同時期とし、
前記点火時期および前記噴射時期が、前記内燃機関のピストンが上死点に来る時期に近いほど、前記圧力制御部は前記燃料の圧力を低くし、
前記点火時期および前記噴射時期が、前記ピストンが上死点に来る時期から遠いほど、前記圧力制御部は前記燃料の圧力を高くする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine having a fuel injection valve that injects fuel into a cylinder,
an ignition timing control unit that controls an ignition timing by an ignition plug of the internal combustion engine;
an injection timing control unit for controlling the injection timing of the fuel from the fuel injection valve;
a pressure control unit that controls the pressure of the fuel injected from the fuel injection valve,
The ignition timing control unit and the injection timing control unit synchronize the ignition timing and the injection timing,
the pressure control unit reduces the pressure of the fuel as the ignition timing and the injection timing approach the timing when the piston of the internal combustion engine reaches the top dead center;
A control device for an internal combustion engine, wherein the pressure control unit increases the pressure of the fuel as the ignition timing and the injection timing become farther from the timing when the piston reaches top dead center.

前記点火時期制御部は、前記ピストンが上死点に来る時期よりも前記点火時期を遅角させ、
前記圧力制御部は、前記ピストンが上死点に来る時期における燃圧に比べて、前記点火時期が遅角されるときの燃圧を高くする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。 The ignition timing control unit retards the ignition timing from a timing when the piston reaches a top dead center,
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the pressure control section increases the fuel pressure when the ignition timing is retarded compared to the fuel pressure when the piston reaches top dead center.

前記点火プラグおよび前記燃料噴射弁は、前記内燃機関の燃焼室のうち天井の中央部に設けられている請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the spark plug and the fuel injection valve are provided in the center of the ceiling of the combustion chamber of the internal combustion engine.

前記燃料はアルコールを含み、
前記燃料中の前記アルコールの濃度および前記気筒の温度に基づいて、前記圧力制御部は前記燃料の圧力を制御する請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。 the fuel comprises alcohol;
3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the pressure control unit controls the pressure of the fuel based on the concentration of the alcohol in the fuel and the temperature of the cylinder.

前記圧力制御部は、前記気筒の温度に基づいて前記燃料の圧力の補正を行い、
前記気筒の内部の温度が前記アルコールの沸点よりも高い場合、前記圧力制御部は前記燃料の圧力が高くなるように前記補正を行い、
前記気筒の内部の温度が前記アルコールの沸点よりも低い場合、前記圧力制御部は前記燃料の圧力が低くなるように前記補正を行う請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
The pressure control unit corrects the pressure of the fuel based on the temperature of the cylinder,
When the temperature inside the cylinder is higher than the boiling point of the alcohol, the pressure control unit performs the correction so as to increase the pressure of the fuel,
5. The control device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein, when the temperature inside the cylinder is lower than the boiling point of the alcohol, the pressure control unit performs the correction so as to reduce the pressure of the fuel.