JP5488707B2 - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection control device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP5488707B2
JP5488707B2 JP2012538498A JP2012538498A JP5488707B2 JP 5488707 B2 JP5488707 B2 JP 5488707B2 JP 2012538498 A JP2012538498 A JP 2012538498A JP 2012538498 A JP2012538498 A JP 2012538498A JP 5488707 B2 JP5488707 B2 JP 5488707B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
timing
fuel pressure
timing control
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012538498A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2012049740A1 (en
Inventor
雅智 吉永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of JPWO2012049740A1 publication Critical patent/JPWO2012049740A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5488707B2 publication Critical patent/JP5488707B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/047—Taking into account fuel evaporation or wall wetting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine.

内燃機関の燃料噴射装置において、燃料圧力と、１サイクル中の燃料噴射の回数（以下、「燃料噴射回数」と称する）とを変更可能なものが知られている。日本特開２００６−３３６５０９号公報には、機関始動時に、機関始動後の通常運転時に比して燃料圧力を高める制御と、燃料噴射回数を複数回とする制御とを行うことにより、燃料の壁面付着を抑制する技術が開示されている。   2. Description of the Related Art A fuel injection device for an internal combustion engine is known in which the fuel pressure and the number of fuel injections in one cycle (hereinafter referred to as “the number of fuel injections”) can be changed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-336509 discloses a fuel wall surface by performing a control for increasing the fuel pressure at the time of starting the engine as compared with the normal operation after the engine is started and a control for increasing the number of times of fuel injection. A technique for suppressing adhesion is disclosed.

日本特開２００６−３３６５０９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-336509 日本特開２００６−１６１６６１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-161661

本発明者の知見によれば、内燃機関の運転中に燃料圧力と燃料噴射回数との双方を変更した場合に、空燃比の乱れが生じ、トルク変動や、エミッションの悪化などの影響が出る場合がある。   According to the knowledge of the present inventor, when both the fuel pressure and the number of fuel injections are changed during the operation of the internal combustion engine, the air-fuel ratio is disturbed, resulting in an influence such as torque fluctuation or emission deterioration. There is.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、燃料圧力と燃料噴射回数との双方を変更する場合に空燃比の乱れを抑制することのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a fuel injection control device for an internal combustion engine capable of suppressing air-fuel ratio disturbance when both the fuel pressure and the number of fuel injections are changed. For the purpose.

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
内燃機関の筒内または吸気通路内に燃料を噴射する燃料インジェクタを有し、燃料圧力と、１サイクル中の燃料噴射の回数である燃料噴射回数とをそれぞれ変更可能な燃料噴射装置と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、燃料圧力と、燃料噴射回数とを制御する燃料噴射制御手段と、
を備え、
前記燃料噴射制御手段は、燃料圧力と燃料噴射回数との双方を変更する必要がある場合に、燃料圧力の変更のタイミングと燃料噴射回数の変更のタイミングとが重なることを防止するタイミング制御を実行するタイミング制御手段を含むことを特徴とする。In order to achieve the above object, a first invention is a fuel injection control device for an internal combustion engine,
A fuel injector having a fuel injector for injecting fuel into a cylinder or an intake passage of an internal combustion engine, and capable of respectively changing the fuel pressure and the number of fuel injections that is the number of fuel injections in one cycle;
Fuel injection control means for controlling the fuel pressure and the number of times of fuel injection based on the operating state of the internal combustion engine;
With
The fuel injection control means executes timing control for preventing the change timing of the fuel pressure and the change timing of the fuel injection from overlapping when the fuel pressure and the fuel injection frequency need to be changed. And a timing control means.

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記タイミング制御手段は、前記タイミング制御において、燃料噴射回数の変更のタイミングに対して、燃料圧力の変更が完了するタイミングが遅くなるようにすることを特徴とする。The second invention is the first invention, wherein
The timing control means is characterized in that, in the timing control, the timing for completing the change of the fuel pressure is delayed with respect to the timing for changing the number of fuel injections.

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記タイミング制御手段は、燃料圧力を上昇させ、且つ、燃料噴射回数を増やす場合に、前記タイミング制御を実行することを特徴とする。The third invention is the first or second invention, wherein
The timing control means performs the timing control when increasing the fuel pressure and increasing the number of fuel injections.

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記タイミング制御手段は、燃料圧力を低下させ、且つ、燃料噴射回数を減らす場合に、前記タイミング制御を実行することを特徴とする。According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The timing control means executes the timing control when the fuel pressure is reduced and the number of fuel injections is reduced.

また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記タイミング制御手段は、前記タイミング制御を実行した場合の燃料圧力の変化速度が前記タイミング制御を実行しない場合の燃料圧力の変化速度と比べて遅くなるようにすることを特徴とする。According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
The timing control means is characterized in that the change speed of the fuel pressure when the timing control is executed is slower than the change speed of the fuel pressure when the timing control is not executed.

また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の代表温度を検出する温度検出手段を備え、
前記タイミング制御手段は、前記代表温度が低い場合には、前記代表温度が高い場合に比して、燃料圧力の変更が完了するタイミングと燃料噴射回数の変更が完了するタイミングとの時間差が長くなるように前記タイミング制御を実行することを特徴とする。According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions,
Temperature detecting means for detecting a representative temperature of the internal combustion engine,
In the timing control means, when the representative temperature is low, the time difference between the timing at which the change of the fuel pressure is completed and the timing at which the change of the number of fuel injections is completed is longer than when the representative temperature is high. The timing control is executed as described above.

また、第７の発明は、第５の発明において、
前記内燃機関の代表温度を検出する温度検出手段を備え、
前記タイミング制御手段は、前記代表温度が低い場合には、前記代表温度が高い場合に比して、燃料圧力の変化速度が遅くなるように、前記タイミング制御を実行することを特徴とする。The seventh invention is the fifth invention, wherein
Temperature detecting means for detecting a representative temperature of the internal combustion engine,
The timing control means executes the timing control so that when the representative temperature is low, the change speed of the fuel pressure is slower than when the representative temperature is high.

第１の発明によれば、燃料噴射回数の変更のタイミングと、燃料圧力の変更のタイミングとが重なることを防止するタイミング制御を実行することにより、燃料噴射回数の変更が壁面付着燃料の量を変化させる影響と、燃料圧力の変更が壁面付着燃料の量を変化させる影響とが同時に重なることを防止できる。このため、壁面付着燃料の量の急変を防止することができる。その結果、筒内空燃比の乱れを抑制することができ、エミッションの悪化やトルク変動などの悪影響を確実に抑制することができる。   According to the first aspect of the present invention, the timing control for preventing the timing of changing the number of times of fuel injection and the timing of changing the fuel pressure from overlapping each other causes the change in the number of fuel injections to reduce the amount of fuel attached to the wall surface. It is possible to prevent the effect of changing and the effect of changing the fuel pressure from changing the amount of the fuel adhering to the wall at the same time. For this reason, a sudden change in the amount of fuel attached to the wall surface can be prevented. As a result, disturbance in the in-cylinder air-fuel ratio can be suppressed, and adverse effects such as emission deterioration and torque fluctuation can be reliably suppressed.

第２の発明によれば、燃料噴射回数の変更が壁面付着燃料の量を変化させる影響と、燃料圧力の変更が壁面付着燃料の量を変化させる影響とが同時に重なることをより確実に防止できる。   According to the second aspect of the present invention, it is possible to more reliably prevent the influence of changing the number of fuel injections from changing the amount of fuel attached to the wall and the influence of changing the fuel pressure from changing the amount of fuel attached to the wall simultaneously. .

第３の発明によれば、燃料圧力を上昇させ、且つ、燃料噴射回数を増やす場合に、タイミング制御を実行することにより、壁面付着燃料の量の急減を抑制することができる。このため、筒内空燃比の乱れを確実に抑制することができる。   According to the third aspect of the present invention, when the fuel pressure is increased and the number of times of fuel injection is increased, it is possible to suppress a rapid decrease in the amount of wall surface attached fuel by executing the timing control. For this reason, the disturbance of the in-cylinder air-fuel ratio can be reliably suppressed.

第４の発明によれば、燃料圧力を低下させ、且つ、燃料噴射回数を減らす場合に、タイミング制御を実行することにより、壁面付着燃料の量の急増を抑制することができる。このため、筒内空燃比の乱れを確実に抑制することができる。   According to the fourth invention, when the fuel pressure is reduced and the number of times of fuel injection is reduced, it is possible to suppress a rapid increase in the amount of fuel attached to the wall surface by executing the timing control. For this reason, the disturbance of the in-cylinder air-fuel ratio can be reliably suppressed.

第５の発明によれば、タイミング制御を実行した場合の燃料圧力の変化速度がタイミング制御を実行しない場合の燃料圧力の変化速度と比べて遅くなるようにすることにより、燃料噴射回数の変更が壁面付着燃料の量を変化させる影響と、燃料圧力の変更が壁面付着燃料の量を変化させる影響とが同時に重なることをより確実に防止できる。   According to the fifth aspect of the invention, by changing the fuel pressure change rate when the timing control is executed compared to the fuel pressure change rate when the timing control is not executed, the fuel injection frequency can be changed. It is possible to more reliably prevent the influence of changing the amount of fuel attached to the wall and the influence of changing the fuel pressure from changing the amount of fuel attached to the wall at the same time.

第６の発明によれば、内燃機関の温度が低く、壁面付着燃料の量が多いために筒内空燃比が影響され易い場合には、燃料圧力の変更が完了するタイミングと燃料噴射回数の変更が完了するタイミングとの時間差を長くすることができる。このため、内燃機関の温度が低いときであっても、筒内空燃比の乱れをより確実に抑制することができる。   According to the sixth aspect of the invention, when the temperature of the internal combustion engine is low and the amount of fuel attached to the wall surface is large, the in-cylinder air-fuel ratio is likely to be affected. The time difference from the completion timing can be increased. For this reason, even when the temperature of the internal combustion engine is low, the in-cylinder air-fuel ratio can be more reliably suppressed.

第７の発明によれば、内燃機関の温度が低く、壁面付着燃料の量が多いために筒内空燃比が影響され易い場合には、燃料圧力の変化速度を遅くし、燃料圧力の変更が完了するタイミングを更に遅延することができる。このため、内燃機関の温度が低いときであっても、筒内空燃比の乱れをより確実に抑制することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, when the temperature of the internal combustion engine is low and the amount of fuel attached to the wall surface is large, the in-cylinder air-fuel ratio is likely to be affected. The completion timing can be further delayed. For this reason, even when the temperature of the internal combustion engine is low, the in-cylinder air-fuel ratio can be more reliably suppressed.

本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１におけるタイミング制御を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the timing control in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２におけるタイミング制御を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the timing control in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 3 of the present invention.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、火花点火式の内燃機関１０を備えている。この内燃機関１０は、車両の動力源として好適である。内燃機関１０の気筒数および気筒配置は特に限定されない。図１には、一つの気筒のみが代表して描かれている。Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system of this embodiment includes a spark ignition type internal combustion engine 10. This internal combustion engine 10 is suitable as a power source for a vehicle. The number of cylinders and the cylinder arrangement of the internal combustion engine 10 are not particularly limited. In FIG. 1, only one cylinder is representatively depicted.

内燃機関１０の各気筒には、ピストン１２と、吸気弁１４と、排気弁１６と、点火プラグ１８と、気筒内（燃焼室内）に直接に燃料を噴射する燃料インジェクタ２０とが設けられている。各気筒には、吸気通路２２と排気通路２４とが接続されている。   Each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with a piston 12, an intake valve 14, an exhaust valve 16, a spark plug 18, and a fuel injector 20 that directly injects fuel into the cylinder (combustion chamber). . An intake passage 22 and an exhaust passage 24 are connected to each cylinder.

本実施形態の内燃機関１０は、過給機２６と、吸気弁１４を駆動する吸気動弁装置４４と、排気弁１６を駆動する排気動弁装置４６とを備えている。過給機２６は、コンプレッサ２６ａとタービン２６ｂとを有している。タービン２６ｂは、排気通路２４の途中に配置されており、排気通路２４を流れる排気ガスのエネルギーによって回転する。コンプレッサ２６ａは、吸気通路２２の途中に配置されており、タービン２６ｂに駆動されて回転することにより、吸気通路２２内の空気を圧縮する。ただし、本発明は、過給機を備えない内燃機関にも適用可能である。   The internal combustion engine 10 according to the present embodiment includes a supercharger 26, an intake valve device 44 that drives the intake valve 14, and an exhaust valve device 46 that drives the exhaust valve 16. The supercharger 26 has a compressor 26a and a turbine 26b. The turbine 26 b is disposed in the middle of the exhaust passage 24 and rotates by the energy of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 24. The compressor 26 a is disposed in the middle of the intake passage 22, and is compressed by the air in the intake passage 22 by being driven by the turbine 26 b and rotating. However, the present invention is also applicable to an internal combustion engine that does not include a supercharger.

コンプレッサ２６ａより上流側の吸気通路２２には、エアクリーナ２８と、吸入空気量を検出するエアフローメータ３０とが設置されている。コンプレッサ２６ａより下流側の吸気通路２２には、インタークーラ３２と、スロットル弁３４と、サージタンク３６とが設けられている。タービン２６ｂより下流側の排気通路２４には、排気ガスを浄化するための排気浄化触媒４２が設置されている。   An air cleaner 28 and an air flow meter 30 for detecting the amount of intake air are installed in the intake passage 22 upstream of the compressor 26a. An intercooler 32, a throttle valve 34, and a surge tank 36 are provided in the intake passage 22 downstream of the compressor 26a. An exhaust purification catalyst 42 for purifying exhaust gas is installed in the exhaust passage 24 downstream of the turbine 26b.

本実施形態のシステムは、内燃機関１０の各機器の作動を制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を備えている。ＥＣＵ５０には、エアフローメータ３０のほか、後述する各センサを含むセンサ系統が電気的に接続されている。クランク角センサ３８は、内燃機関１０のクランク軸の回転に同期した信号を出力する。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ３８の出力に基いてクランク角および機関回転数を検出することができる。水温センサ４０は、内燃機関１０の冷却水温を検出する。センサ系統には、上記の他にも、内燃機関１０または車両の制御に使用される各種のセンサが含まれている。また、ＥＣＵ５０には、上述した点火プラグ１８、燃料インジェクタ２０、スロットル弁３４のほか、燃料を加圧して燃料インジェクタ２０に供給するための燃料ポンプ４８などの各種の機器が接続されている。燃料ポンプ４８は、例えば駆動信号のデューティ比制御などにより、その吐出圧を変化させることができる。   The system of this embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 50 that controls the operation of each device of the internal combustion engine 10. In addition to the air flow meter 30, the ECU 50 is electrically connected to a sensor system including sensors described later. The crank angle sensor 38 outputs a signal synchronized with the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine 10. The ECU 50 can detect the crank angle and the engine speed based on the output of the crank angle sensor 38. The water temperature sensor 40 detects the cooling water temperature of the internal combustion engine 10. In addition to the above, the sensor system includes various sensors used for controlling the internal combustion engine 10 or the vehicle. In addition to the ignition plug 18, the fuel injector 20, and the throttle valve 34 described above, various devices such as a fuel pump 48 for pressurizing and supplying fuel to the fuel injector 20 are connected to the ECU 50. The fuel pump 48 can change its discharge pressure by, for example, duty ratio control of the drive signal.

なお、本実施形態では、内燃機関１０の代表温度として、水温センサ４０で検出される冷却水温を用いるが、本発明では、内燃機関１０の他の部分の温度を代表温度として用いてもよい。   In the present embodiment, the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 40 is used as the representative temperature of the internal combustion engine 10, but in the present invention, the temperature of another part of the internal combustion engine 10 may be used as the representative temperature.

ＥＣＵ５０は、センサ系統により内燃機関１０の運転状態を検出し、その検出結果に基いて各機器を駆動することにより、運転制御を行う。例えば、クランク角センサ３８の出力に基いて機関回転数とクランク角とを検出し、エアフローメータ３０により吸入空気量を検出する。また、吸入空気量、機関回転数等に基いて燃料噴射量を算出し、クランク角に基いて燃料噴射時期、点火時期等を決定した後に、燃料インジェクタ２０および点火プラグ１８を駆動する。   The ECU 50 detects the operating state of the internal combustion engine 10 using a sensor system, and controls the operation by driving each device based on the detection result. For example, the engine speed and the crank angle are detected based on the output of the crank angle sensor 38, and the intake air amount is detected by the air flow meter 30. Further, the fuel injection amount is calculated based on the intake air amount, the engine speed, and the like, and after determining the fuel injection timing, ignition timing, etc. based on the crank angle, the fuel injector 20 and the spark plug 18 are driven.

本実施形態の内燃機関１０の燃料噴射装置によれば、吸気行程または圧縮行程において燃料インジェクタ２０から筒内に直接に燃料を噴射することによって筒内に混合気を形成し、点火プラグ１８の点火を契機として混合気を燃焼させることができる。また、本実施形態の燃料噴射装置は、燃料ポンプ４８の吐出圧を変化させることにより、燃料インジェクタ２０内の燃料の圧力（以下、単に「燃料圧力」と称する）を任意に制御することができる。燃料圧力が高いほど、燃料インジェクタ２０からの噴射圧力が高くなり、噴射される燃料噴霧の粒径が微小化するので、燃料が気化し易くなる。   According to the fuel injection device of the internal combustion engine 10 of the present embodiment, an air-fuel mixture is formed in the cylinder by directly injecting the fuel from the fuel injector 20 into the cylinder in the intake stroke or the compression stroke, and the ignition of the spark plug 18 is performed. As a trigger, the air-fuel mixture can be burned. Further, the fuel injection device of the present embodiment can arbitrarily control the pressure of the fuel in the fuel injector 20 (hereinafter simply referred to as “fuel pressure”) by changing the discharge pressure of the fuel pump 48. . The higher the fuel pressure, the higher the injection pressure from the fuel injector 20 and the smaller the particle size of the injected fuel spray, and the more easily the fuel is vaporized.

更に、本実施形態の燃料噴射装置は、１サイクルに必要な量の燃料を燃料インジェクタ２０から一度に噴射するだけでなく、１サイクルに必要な量の燃料を燃料インジェクタ２０から複数回に分割して噴射することが可能となっている。本明細書では、１サイクル中の燃料噴射の回数を「燃料噴射回数」と称する。燃料噴射回数を多くするほど、１回当たりの噴射量は少なくなるので、燃料インジェクタ２０から噴射される燃料噴霧の長さは短くなる。噴霧長が短いほど、燃料噴霧が壁面に衝突して形成される液膜（壁面付着燃料）の膜厚が薄くなるので、燃料が気化し易くなる。   Furthermore, the fuel injection device according to the present embodiment not only injects the fuel necessary for one cycle from the fuel injector 20 at a time, but also divides the fuel necessary for one cycle from the fuel injector 20 into a plurality of times. Can be injected. In the present specification, the number of fuel injections in one cycle is referred to as “the number of fuel injections”. As the number of fuel injections is increased, the amount of injection per one is reduced, so the length of fuel spray injected from the fuel injector 20 is shortened. As the spray length is shorter, the film thickness of the liquid film (fuel on the wall surface) formed when the fuel spray collides with the wall surface becomes thinner, so the fuel is more easily vaporized.

本実施形態では、燃料圧力と燃料噴射回数とが、内燃機関１０の運転状態に応じたそれぞれの適切な値となるように、ＥＣＵ５０からの指令に基づき、燃料ポンプ４８および燃料インジェクタ２０の作動が制御される。なお、本実施形態では、機関回転数および機関負荷に基づいて、燃料圧力と燃料噴射回数とを制御するものとするが、本発明では、機関回転数および機関負荷以外の運転状態パラメータ（例えば、水温、バルブタイミング、ＥＧＲ率など）を考慮に入れて燃料圧力と燃料噴射回数とを制御するようにしてもよい。機関負荷の値は、通常、吸入空気量と機関回転数とに基づいて算出することができるが、それ以外のパラメータ（例えば、燃料噴射量、要求トルク等）を機関負荷の値として用いてもよい。   In the present embodiment, the operation of the fuel pump 48 and the fuel injector 20 is performed based on a command from the ECU 50 so that the fuel pressure and the number of fuel injections become appropriate values according to the operating state of the internal combustion engine 10. Be controlled. In the present embodiment, the fuel pressure and the number of fuel injections are controlled based on the engine speed and the engine load. However, in the present invention, operating state parameters other than the engine speed and the engine load (for example, The fuel pressure and the number of fuel injections may be controlled in consideration of water temperature, valve timing, EGR rate, and the like. The engine load value can usually be calculated based on the intake air amount and the engine speed, but other parameters (for example, fuel injection amount, required torque, etc.) may be used as the engine load value. Good.

本実施形態において、ＥＣＵ５０には、機関運転状態に基づいて燃料圧力を算出または決定するための燃料圧力マップと、機関運転状態に基づいて燃料噴射回数を算出または決定するための噴射回数マップとが予め記憶されており、ＥＣＵ５０はそれらのマップを参照することによって燃料圧力および燃料噴射回数を算出または決定する。燃料圧力マップは、例えば、機関負荷が高くなるにつれて燃料圧力が高くなるように、その両者の関係を定めている。燃料圧力マップをこのように定めた場合には、機関負荷が高い場合、すなわち燃料噴射量が多い場合には、燃料圧力を高くして噴霧を微粒化することができるので、多い量の燃料であっても気化を促進し、良好な混合気を形成することができる。噴射回数マップは、例えば、機関負荷が高くなるにつれて燃料噴射回数が多くなり、且つ機関回転数が高くなるにつれて燃料噴射回数が少なくなるように、その三者の関係を定めている。噴射回数マップをこのように定めた場合には、機関負荷が高い場合、すなわち燃料噴射量が多い場合には、燃料噴射回数を増やして噴霧長を短くすることができるので、多い量の燃料であっても気化を促進し、良好な混合気を形成することができる。   In the present embodiment, the ECU 50 has a fuel pressure map for calculating or determining the fuel pressure based on the engine operating state and an injection number map for calculating or determining the fuel injection number based on the engine operating state. ECU 50 calculates or determines the fuel pressure and the number of fuel injections by referring to these maps. The fuel pressure map defines the relationship between the two so that the fuel pressure increases as the engine load increases, for example. When the fuel pressure map is set in this way, when the engine load is high, that is, when the fuel injection amount is large, the fuel pressure can be increased to atomize the spray. Even if it exists, vaporization is accelerated | stimulated and a favorable air-fuel | gaseous mixture can be formed. The injection number map defines the relationship between the three so that, for example, the number of fuel injections increases as the engine load increases and the number of fuel injections decreases as the engine speed increases. When the injection frequency map is set in this way, when the engine load is high, that is, when the fuel injection amount is large, the spray length can be shortened by increasing the number of fuel injections. Even if it exists, vaporization is accelerated | stimulated and a favorable air-fuel | gaseous mixture can be formed.

上述した燃料圧力マップおよび噴射回数マップに基づいて燃料圧力および燃料噴射回数を制御する場合、過渡運転状態においては、燃料圧力と燃料噴射回数との双方を変更する必要が生ずる場合がある。例えば、加速時など、機関負荷が増大した場合には、燃料圧力を上昇させる必要と、燃料噴射回数を増やす必要とが生ずる。逆に、機関負荷が低下した場合には、燃料圧力を低下させる必要と、燃料噴射回数を減らす必要とが生ずる。本発明者は、内燃機関１０の運転中に燃料圧力と燃料噴射回数との双方を変更した場合に、内燃機関１０のトルク変動が生じたり、エミッションが悪化したりし易いことを見出した。本発明者の知見によれば、この原因は、次のように考えられる。   When the fuel pressure and the number of times of fuel injection are controlled based on the fuel pressure map and the number of times of injection described above, it may be necessary to change both the fuel pressure and the number of times of fuel injection in the transient operation state. For example, when the engine load increases, such as during acceleration, it becomes necessary to increase the fuel pressure and increase the number of fuel injections. Conversely, when the engine load is reduced, it is necessary to reduce the fuel pressure and to reduce the number of fuel injections. The present inventor has found that when both the fuel pressure and the number of fuel injections are changed during the operation of the internal combustion engine 10, the torque fluctuation of the internal combustion engine 10 is likely to occur or the emission is likely to deteriorate. According to the knowledge of the present inventor, this cause is considered as follows.

燃料インジェクタ２０から噴射された燃料の一部は、そのまま気化するのではなく、壁面に付着する。本実施形態の場合、燃料が付着する壁面とは、主としてシリンダの内壁である。そのほか、ピストン１２、吸気弁１４、シリンダヘッドなどの壁面にも燃料が付着し得る。壁面に付着した燃料は、緩やかに気化していく。定常運転状態においては、壁面から気化する燃料の量と、新たに壁面に付着する燃料の量とがほぼ等しくなることにより、壁面付着燃料の量がほぼ一定値で平衡する。壁面付着燃料の量が一定に保たれていれば、筒内の混合気に含まれる燃料の量は燃料噴射量（１サイクル分の燃料噴射量）と等しくなるので、燃料噴射量を制御することによって筒内の空燃比を正確に制御することが可能である。   Part of the fuel injected from the fuel injector 20 does not vaporize as it is, but adheres to the wall surface. In the case of this embodiment, the wall surface to which the fuel adheres is mainly the inner wall of the cylinder. In addition, fuel can adhere to the wall surfaces of the piston 12, the intake valve 14, the cylinder head, and the like. The fuel adhering to the wall gradually vaporizes. In the steady operation state, the amount of fuel vaporized from the wall surface and the amount of fuel newly adhering to the wall surface become substantially equal, so that the amount of fuel adhered to the wall surface is balanced at a substantially constant value. If the amount of fuel adhering to the wall is kept constant, the amount of fuel contained in the air-fuel mixture in the cylinder becomes equal to the fuel injection amount (fuel injection amount for one cycle). Thus, the air-fuel ratio in the cylinder can be accurately controlled.

燃料圧力を上昇させると、燃料噴霧は、粒径が小さくなり、気化し易くなる。このため、燃料圧力を上昇させると、噴射された燃料のうち、壁面に付着する割合が減少する。また、燃料噴射回数を増やすと、噴霧長が短くなるため、噴射された燃料のうち、壁面に付着する割合が減少する。燃料圧力の上昇と、燃料噴射回数の増加とが同時に実行された場合には、上記二つの効果が重なることにより、壁面付着燃料の量が急減する。その結果、筒内の混合気に含まれる燃料の量は燃料噴射量より多くなり、筒内の空燃比がリッチ側にずれる。   When the fuel pressure is increased, the fuel spray has a small particle size and is easily vaporized. For this reason, when the fuel pressure is increased, the proportion of the injected fuel that adheres to the wall surface decreases. Further, when the number of times of fuel injection is increased, the spray length is shortened, so the proportion of the injected fuel that adheres to the wall surface decreases. When the increase in the fuel pressure and the increase in the number of times of fuel injection are performed simultaneously, the amount of the fuel adhering to the wall surface decreases rapidly due to the overlap of the above two effects. As a result, the amount of fuel contained in the air-fuel mixture in the cylinder becomes larger than the fuel injection amount, and the air-fuel ratio in the cylinder shifts to the rich side.

一方、燃料圧力の低下と、燃料噴射回数の減少とが同時に実行された場合には、上記と逆の現象が生ずることにより、壁面付着燃料の量が急増する。その結果、筒内の混合気に含まれる燃料の量は燃料噴射量より少なくなり、筒内の空燃比がリーン側にずれる。   On the other hand, when the decrease in the fuel pressure and the decrease in the number of fuel injections are performed simultaneously, the reverse phenomenon occurs and the amount of fuel attached to the wall surface increases rapidly. As a result, the amount of fuel contained in the air-fuel mixture in the cylinder becomes smaller than the fuel injection amount, and the air-fuel ratio in the cylinder shifts to the lean side.

燃料圧力と燃料噴射回数との双方を同時に変更した場合、以上のような理由によって筒内の空燃比が乱れる結果、トルク変動が生じたり、排気浄化触媒４２の浄化ウィンドウから空燃比が外れてエミッションが悪化したりする。このような悪影響を回避するため、本実施形態では、燃料圧力と燃料噴射回数との双方を変更する必要がある場合に、燃料圧力の変更のタイミングと燃料噴射回数の変更のタイミングとが重なることを防止するタイミング制御を実行することとした。具体的には、タイミング制御として、燃料噴射回数の変更のタイミングに対して、燃料圧力の変更のタイミングが遅くなるようにする制御を行うこととした。燃料噴射回数の変更のタイミングと、燃料圧力の変更のタイミングとが重ならないようにすれば、燃料噴射回数の変更が壁面付着燃料の量を変化させる影響と、燃料圧力の変更が壁面付着燃料の量を変化させる影響とが同時に重なることを防止できるので、壁面付着燃料の量の急変を防止することができる。よって、筒内の空燃比の乱れを抑制することができ、エミッションの悪化やトルク変動などの悪影響を確実に抑制することができる。   If both the fuel pressure and the number of fuel injections are changed at the same time, the air-fuel ratio in the cylinder is disturbed for the reasons described above, resulting in torque fluctuations or the emission of the air-fuel ratio deviating from the purification window of the exhaust purification catalyst 42. Or get worse. In order to avoid such adverse effects, in this embodiment, when both the fuel pressure and the number of fuel injections need to be changed, the timing for changing the fuel pressure and the timing for changing the number of fuel injections overlap. It was decided to execute timing control to prevent this. Specifically, as the timing control, control is performed so that the change timing of the fuel pressure is delayed with respect to the change timing of the number of fuel injections. If the timing of changing the number of fuel injections does not overlap with the timing of changing the fuel pressure, the effect of changing the number of fuel injections will change the amount of fuel attached to the wall, and the change in fuel pressure will affect the amount of fuel attached to the wall. Since it is possible to prevent the effects of changing the amount from overlapping at the same time, it is possible to prevent a sudden change in the amount of fuel attached to the wall surface. Therefore, the disturbance of the air-fuel ratio in the cylinder can be suppressed, and adverse effects such as deterioration of emission and torque fluctuation can be reliably suppressed.

図２は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行されるものとする。図２に示すルーチンによれば、まず、現在の運転で実施されている燃料噴射回数の値Ｎ０が取得され（ステップ１００）、続いて現在の運転で実施されている燃料圧力の値Ｐ０が取得される（ステップ１０２）。ＥＣＵ５０は、センサ系統により検出される運転状態と、燃料圧力マップと、噴射回数マップとに基づいて、運転状態に応じた適切な燃料圧力および燃料噴射回数を逐次算出している。ここでは、最新の燃料圧力の算出値をＰ１とし、最新の燃料噴射回数の算出値をＮ１とする。上記ステップ１０２に続くステップ１０４では、上記ステップ１０２で取得された現在の燃料圧力Ｐ０と、最新の燃料圧力算出値Ｐ１とが比較される。Ｐ１＞Ｐ０が成立する場合には、燃料圧力を上昇させる必要があると判断できる。この場合には、次に、上記ステップ１００で取得された現在の燃料噴射回数Ｎ０と、最新の燃料噴射回数算出値Ｎ１とが比較される（ステップ１０６）。Ｎ１＞Ｎ０が成立する場合には、燃料噴射回数を増やす必要があると判断できる。このようにして、燃料圧力を上昇させる必要と、燃料噴射回数を増やす必要との両方があると判断された場合には、タイミング制御が実行される（ステップ１０８）。   FIG. 2 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the present embodiment in order to realize the above function. This routine is repeatedly executed every predetermined time. According to the routine shown in FIG. 2, first, the value N0 of the number of fuel injections performed in the current operation is acquired (step 100), and then the value P0 of the fuel pressure performed in the current operation is acquired. (Step 102). The ECU 50 sequentially calculates the appropriate fuel pressure and the number of fuel injections according to the operation state based on the operation state detected by the sensor system, the fuel pressure map, and the injection number map. Here, the latest calculated fuel pressure value is P1, and the latest calculated fuel injection count is N1. In step 104 following step 102, the current fuel pressure P0 acquired in step 102 is compared with the latest fuel pressure calculation value P1. If P1> P0 holds, it can be determined that the fuel pressure needs to be increased. In this case, the current fuel injection number N0 acquired in step 100 is compared with the latest fuel injection number calculation value N1 (step 106). If N1> N0 holds, it can be determined that the number of fuel injections needs to be increased. In this way, when it is determined that there is both a need to increase the fuel pressure and a need to increase the number of fuel injections, timing control is executed (step 108).

図３は、本実施形態のタイミング制御を説明するための図であり、燃料噴射回数の指令値、燃料圧力の指令値、筒内空燃比（Ａ／Ｆ）、および機関トルクを示すタイムチャートである。図３中の燃料圧力指令値、筒内空燃比、機関トルクにおいて、太線はタイミング制御を実行した場合を示しており、細線はタイミング制御を実行しない場合を比較例として示している。以下、図３を参照して本実施形態のタイミング制御について更に説明するが、まず、タイミング制御を実行しない比較例の場合について説明する。タイミング制御を実行しない場合には、燃料噴射回数の指令値が増加されるのと同時に、燃料圧力の指令値が上昇される。このため、燃料噴射回数が増加するタイミングと、燃料圧力が上昇するタイミングとが重なる（同じサイクルから両者が変更される）ことになり、壁面付着燃料の量が急減して、筒内空燃比が一時的に大きく低下（リッチ化）する。その結果、機関トルクが一時的に急増し、トルク変動を発生する。また、排気浄化触媒４２内の空燃比が乱れることにより、エミッションが悪化する。   FIG. 3 is a diagram for explaining the timing control of the present embodiment, and is a time chart showing the command value of the number of fuel injections, the command value of the fuel pressure, the in-cylinder air-fuel ratio (A / F), and the engine torque. is there. In the fuel pressure command value, in-cylinder air-fuel ratio, and engine torque in FIG. 3, the thick line indicates the case where the timing control is executed, and the thin line indicates the case where the timing control is not executed as a comparative example. Hereinafter, the timing control of the present embodiment will be further described with reference to FIG. 3, but first, the case of a comparative example in which the timing control is not executed will be described. When timing control is not executed, the command value for the number of fuel injections is increased, and at the same time, the command value for fuel pressure is increased. For this reason, the timing at which the number of times of fuel injection increases and the timing at which the fuel pressure rises overlap (both are changed from the same cycle), the amount of fuel adhering to the wall surface decreases rapidly, and the in-cylinder air-fuel ratio is reduced. Temporarily decreases (enriches). As a result, the engine torque suddenly increases temporarily and torque fluctuations occur. In addition, since the air-fuel ratio in the exhaust purification catalyst 42 is disturbed, the emission is deteriorated.

これに対し、ＥＣＵ５０が本実施形態のタイミング制御を実行する場合には、燃料噴射回数の指令値を増加するタイミングに対して、燃料圧力の指令値を上昇させるタイミングを遅らせるように制御する。燃料噴射回数の指令値を増加するタイミングと、燃料圧力の指令値を上昇させるタイミングとの時間差である遅れ時間Ｔは、例えば、内燃機関１０のサイクルで数サイクル（例えば２〜１０サイクル程度）に相当する時間とすることができる。ＥＣＵ５０は、遅れ時間Ｔを予め定められた時間となるように制御してもよいし、クランク角センサ３８で検出されるサイクル数が所定のサイクル数に達する時間となるように遅れ時間Ｔを制御してもよい。   On the other hand, when the ECU 50 executes the timing control of the present embodiment, the ECU 50 performs control so as to delay the timing of increasing the fuel pressure command value with respect to the timing of increasing the fuel injection command value. The delay time T, which is the time difference between the timing for increasing the command value for the number of fuel injections and the timing for increasing the command value for the fuel pressure, is, for example, several cycles (for example, about 2 to 10 cycles) in the cycle of the internal combustion engine 10. It can be a corresponding time. The ECU 50 may control the delay time T so as to be a predetermined time, or control the delay time T so that the number of cycles detected by the crank angle sensor 38 reaches a predetermined number of cycles. May be.

このようなタイミング制御を実行することにより、燃料噴射回数が増加するタイミングから、数サイクル遅れて、燃料圧力が上昇する。このため、壁面付着燃料の量の急減が抑制されるので、筒内空燃比の一時的な低下（リッチ化）が抑制される。よって、機関トルクの変化が抑制され、トルク変動を確実に回避することができる。また、排気浄化触媒４２内の空燃比の乱れを抑制することができ、エミッションの悪化を確実に回避することができる。   By executing such timing control, the fuel pressure rises with a delay of several cycles from the timing at which the number of fuel injections increases. For this reason, since the rapid decrease in the amount of fuel attached to the wall surface is suppressed, a temporary decrease (riching) of the in-cylinder air-fuel ratio is suppressed. Therefore, changes in the engine torque are suppressed, and torque fluctuations can be avoided reliably. Further, the disturbance of the air-fuel ratio in the exhaust purification catalyst 42 can be suppressed, and the deterioration of emission can be avoided reliably.

図２および図３では、燃料圧力を上昇させ、且つ、燃料噴射回数を増やす場合について説明したが、本発明では、燃料圧力を低下させ、且つ、燃料噴射回数を減らす場合にも、タイミング制御を同様に実行するようにしてもよい。また、本実施形態のタイミング制御では、燃料噴射回数を変更するタイミングに対して、燃料圧力を変更するタイミングを遅らせるように制御しているが、逆に、燃料圧力を変更するタイミングに対して、燃料噴射回数を変更するタイミングを遅らせるように制御してもよい。   2 and 3, the case where the fuel pressure is increased and the number of times of fuel injection is increased has been described. However, in the present invention, the timing control is also performed when the fuel pressure is decreased and the number of times of fuel injection is decreased. You may make it perform similarly. Further, in the timing control of the present embodiment, the timing for changing the fuel pressure is controlled to be delayed with respect to the timing for changing the number of times of fuel injection, but conversely, for the timing for changing the fuel pressure, You may control to delay the timing which changes the frequency | count of fuel injection.

また、上記遅れ時間Ｔの長さは、一定であってもよいが、水温センサ４０で検出される冷却水温に基づいて遅れ時間Ｔの長さを変化させてもよい。始動直後など、内燃機関１０が低温であるときには、壁面付着燃料の量が多くなるので、燃料噴射回数や燃料圧力の変更が筒内空燃比に及ぼす影響が大きくなり易い傾向がある。このため、筒内空燃比の乱れを抑制する上では、燃料噴射回数の変更の影響と、燃料圧力の変更の影響とが重なることをより確実に防止することが望まれる。この点に鑑み、タイミング制御において、冷却水温が低い場合ほど、遅れ時間Ｔが長くなるように制御することが望ましい。このようにすれば、内燃機関１０が低温のときには、燃料噴射回数の変更タイミングと、燃料圧力の変更タイミングとの時間差がより長くなるので、両者の影響が重なることがより確実に防止される。このため、内燃機関１０が低温のときであっても、筒内空燃比の乱れをより確実に抑制することができるので、その悪影響をより確実に抑制することができる。   The length of the delay time T may be constant, but the length of the delay time T may be changed based on the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 40. When the internal combustion engine 10 is at a low temperature, such as immediately after startup, the amount of fuel adhering to the wall surface increases, so that the influence of changes in the number of fuel injections and fuel pressure on the in-cylinder air-fuel ratio tends to increase. For this reason, in order to suppress the disturbance of the in-cylinder air-fuel ratio, it is desired to more reliably prevent the influence of the change in the number of fuel injections and the influence of the change in the fuel pressure from overlapping. In view of this point, in the timing control, it is desirable to control so that the delay time T becomes longer as the coolant temperature is lower. In this way, when the internal combustion engine 10 is at a low temperature, the time difference between the change timing of the number of fuel injections and the change timing of the fuel pressure becomes longer, so that the influence of both can be prevented more reliably. For this reason, even when the internal combustion engine 10 is at a low temperature, the disturbance of the in-cylinder air-fuel ratio can be more reliably suppressed, and the adverse effect can be more reliably suppressed.

また、本発明では、以下に説明する点火時期制御や燃料噴射時期制御をタイミング制御と併用して実行するようにしてもよい。
（点火時期制御）
点火時期制御は、燃料噴射回数および燃料圧力の変更の際にトルクが一時的に変化することを抑制するために、点火時期を一時的に補正する制御である。点火時期を遅角すると、トルクは低下する。このため、燃料噴射回数および燃料圧力の変更の際にトルクが一時的に増加する場合には、点火時期を一時的に遅角することにより、トルクの増加を抑制することができ、トルク変動をより確実に抑制することができる。In the present invention, the ignition timing control and fuel injection timing control described below may be executed in combination with the timing control.
(Ignition timing control)
The ignition timing control is a control that temporarily corrects the ignition timing in order to suppress a temporary change in torque when the number of fuel injections and the fuel pressure are changed. When the ignition timing is retarded, the torque decreases. For this reason, if the torque temporarily increases when the number of fuel injections and the fuel pressure are changed, the increase in torque can be suppressed by temporarily retarding the ignition timing, and torque fluctuation can be suppressed. It can suppress more reliably.

（燃料噴射時期制御）
燃料インジェクタ２０から噴射される燃料が壁面に付着する割合は、燃料噴射時期にも影響される。例えば、ピストン１２が上死点に近い位置にあるときに燃料インジェクタ２０から燃料が噴射されると、燃料噴霧がピストン１２に衝突するので、ピストン１２にも燃料が付着する。このため、壁面付着燃料の量が多くなる。逆に、ピストン１２が下死点に近い位置にあるときに燃料インジェクタ２０から燃料が噴射されると、ピストン１２に燃料が付着しにくいので、壁面付着燃料の量が少なくなる。また、吸気弁１４のリフトが大きくなっているときに燃料インジェクタ２０から燃料が噴射されると、吸気弁１４に付着する燃料が増えるので、壁面付着燃料の量が多くなる。このようなことから、燃料噴射時期を変化させると、壁面付着燃料の量が変化する。そこで、燃料噴射回数および燃料圧力の変更の際に、燃料噴射回数および燃料圧力の変更が壁面付着燃料の量に及ぼす影響を相殺する方向に燃料噴射時期を変化させることにより、壁面付着燃料の量の変化をより確実に抑制することができ、その結果、筒内空燃比の変化をより確実に抑制することができる。すなわち、燃料噴射回数を増やして燃料圧力を上昇させる際には、壁面付着燃料の量が減少するので、燃料噴射時期については、壁面付着燃料の量が増加するような方向に燃料噴射時期を一時的に補正すればよい。また、燃料噴射回数を減らして燃料圧力を低下させる際には、壁面付着燃料の量が増加するので、燃料噴射時期については、壁面付着燃料の量が減少するような方向に燃料噴射時期を一時的に補正すればよい。(Fuel injection timing control)
The rate at which the fuel injected from the fuel injector 20 adheres to the wall surface is also affected by the fuel injection timing. For example, if the fuel is injected from the fuel injector 20 when the piston 12 is near the top dead center, the fuel spray collides with the piston 12, so that the fuel adheres to the piston 12 as well. For this reason, the amount of fuel attached to the wall surface increases. Conversely, when fuel is injected from the fuel injector 20 when the piston 12 is near the bottom dead center, the fuel hardly adheres to the piston 12, so that the amount of fuel attached to the wall surface decreases. Further, if fuel is injected from the fuel injector 20 when the lift of the intake valve 14 is large, the amount of fuel adhering to the intake valve 14 increases, so the amount of fuel attached to the wall surface increases. For this reason, when the fuel injection timing is changed, the amount of fuel attached to the wall surface changes. Therefore, when the number of fuel injections and the fuel pressure are changed, the amount of fuel attached to the wall surface is changed by changing the fuel injection timing in a direction to offset the influence of the change in the number of fuel injections and the fuel pressure on the amount of fuel attached to the wall surface. Can be more reliably suppressed, and as a result, a change in the cylinder air-fuel ratio can be more reliably suppressed. That is, when the fuel pressure is increased by increasing the number of fuel injections, the amount of fuel attached to the wall surface decreases. Therefore, the fuel injection timing is temporarily set in a direction in which the amount of fuel attached to the wall surface increases. It may be corrected manually. Further, when the fuel pressure is decreased by reducing the number of fuel injections, the amount of fuel attached to the wall surface increases, so the fuel injection timing is temporarily set in a direction that reduces the amount of fuel attached to the wall surface. It may be corrected manually.

上述した実施の形態１においては、水温センサ４０が前記第６および前記第７の発明における「温度検出手段」に相当している。また、ＥＣＵ５０が、図２および図３に示す燃料噴射制御を実行することにより前記第１乃至第３の発明における「燃料噴射制御手段」および「タイミング制御手段」が実現されている。   In the first embodiment described above, the water temperature sensor 40 corresponds to the “temperature detection means” in the sixth and seventh inventions. Further, the “fuel injection control means” and the “timing control means” in the first to third inventions are realized by the ECU 50 executing the fuel injection control shown in FIGS.

実施の形態２．
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. The description will focus on the differences from the first embodiment described above, and the same matters will be simplified or described. Omitted.

本実施形態は、タイミング制御における燃料圧力の制御の仕方が異なること以外は、前述した実施の形態１と同様である。図４は、本実施形態のタイミング制御を説明するための図であり、燃料噴射回数の指令値、燃料圧力の指令値、筒内空燃比（Ａ／Ｆ）、および機関トルクを示すタイムチャートである。   This embodiment is the same as Embodiment 1 described above except that the method of controlling the fuel pressure in timing control is different. FIG. 4 is a diagram for explaining the timing control of this embodiment, and is a time chart showing the command value of the number of fuel injections, the command value of the fuel pressure, the in-cylinder air-fuel ratio (A / F), and the engine torque. is there.

タイミング制御を実行しない場合には、燃料圧力の指令値が急に変更されるので、実際の燃料圧力も急変する。これに対し、本実施形態のタイミング制御を実行する場合には、図４に示すように、燃料圧力の指令値を徐々に変化させるように制御する。実際の燃料圧力は、この燃料圧力指令値に追従して、徐々に変化する。このため、実際の燃料圧力の変化速度は、タイミング制御を実行しない場合と比べ、遅くなる。従って、燃料圧力の変更が完了するタイミングは、燃料噴射回数の変更が完了するタイミングに比べ、遅くなる。燃料圧力の変化速度が遅いほど、燃料噴射回数の変更が完了するタイミングと、燃料圧力の変更が完了するタイミングとの時間差である遅れ時間Ｔは、長くなる。   When the timing control is not executed, the actual fuel pressure also changes suddenly because the command value of the fuel pressure is suddenly changed. On the other hand, when performing the timing control of the present embodiment, as shown in FIG. 4, the control is performed so that the command value of the fuel pressure is gradually changed. The actual fuel pressure gradually changes following this fuel pressure command value. For this reason, the actual change speed of the fuel pressure is slower than when the timing control is not executed. Therefore, the timing for completing the change of the fuel pressure is later than the timing for completing the change of the number of fuel injections. The slower the change rate of the fuel pressure, the longer the delay time T, which is the time difference between the timing at which the change in the number of fuel injections is completed and the timing at which the change in the fuel pressure is completed.

このようなタイミング制御を実行することにより、燃料圧力は、例えば数サイクルの期間に渡って、徐々に（段階的に）変更される。このため、燃料圧力の変更が筒内空燃比に及ぼす影響は、徐々に（例えば数サイクルの期間に渡って）現れるので、燃料噴射回数の影響との重なりが防止される。よって、筒内空燃比の乱れを確実に抑制することができ、実施の形態１と同様の効果が得られる。   By executing such timing control, the fuel pressure is gradually (stepwise) changed, for example, over a period of several cycles. For this reason, since the influence of the change in the fuel pressure on the in-cylinder air-fuel ratio appears gradually (for example, over a period of several cycles), the overlap with the influence of the number of fuel injections is prevented. Therefore, the disturbance of the in-cylinder air-fuel ratio can be reliably suppressed, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

前述したように、内燃機関１０が低温のときには、壁面付着燃料の量が多いので、燃料噴射回数や燃料圧力の変更が筒内空燃比に及ぼす影響が大きくなり易い傾向がある。このため、本実施形態では、タイミング制御において、冷却水温が低い場合ほど、燃料圧力の変化速度を遅くすることが望ましい。すなわち、冷却水温が低い場合ほど、遅れ時間Ｔが長くなるように制御することが望ましい。このようにすれば、内燃機関１０が低温のときには、燃料圧力の変化をより緩やかにすることができるので、筒内空燃比の乱れをより確実に抑制することができる。   As described above, when the internal combustion engine 10 is at a low temperature, since the amount of fuel attached to the wall surface is large, the influence of changes in the number of fuel injections and fuel pressure on the in-cylinder air-fuel ratio tends to increase. For this reason, in this embodiment, in timing control, it is desirable to slow down the change speed of fuel pressure, so that cooling water temperature is low. That is, it is desirable to control so that the delay time T becomes longer as the cooling water temperature is lower. In this way, when the internal combustion engine 10 is at a low temperature, the change in the fuel pressure can be made more gradual, so that the disturbance of the in-cylinder air-fuel ratio can be more reliably suppressed.

上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、図４に示す燃料噴射制御を実行することにより前記第１乃至第３の発明における「燃料噴射制御手段」および前記第５の発明における「タイミング制御手段」がそれぞれ実現されている。   In the above-described second embodiment, the ECU 50 executes the fuel injection control shown in FIG. 4 so that the “fuel injection control means” in the first to third inventions and the “timing control means in the fifth invention”. "Is realized.

実施の形態３．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態３について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. The description will focus on the differences from the above-described embodiments, and the description of the same matters will be simplified or omitted. To do.

燃料噴射回数を変更する場合、変更の前後の回数の差（変化量）が大きいほど、その変更が筒内空燃比に及ぼす影響が大きい。例えば、燃料噴射回数を２回から３回に変更する場合よりも、２回から４回に変更する場合の方が、筒内空燃比の変化は大きくなる。また、燃料圧力を変更する場合も、変更の前後の燃料圧力の差（変化量）が大きいほど、その変更が筒内空燃比に及ぼす影響が大きい。したがって、燃料噴射回数および燃料圧力を変更する場合には、それらの変化量が大きいときほど、筒内空燃比が変化し易い。   When changing the number of times of fuel injection, the greater the difference (change amount) between the number of times before and after the change, the greater the influence of the change on the in-cylinder air-fuel ratio. For example, the change in the in-cylinder air-fuel ratio is greater when the number of fuel injections is changed from 2 to 4 than when the number is changed from 2 to 3. Also, when the fuel pressure is changed, the influence of the change on the in-cylinder air-fuel ratio is larger as the difference (change amount) in the fuel pressure before and after the change is larger. Therefore, when the number of fuel injections and the fuel pressure are changed, the in-cylinder air-fuel ratio is likely to change as the amount of change increases.

上記の事項に鑑み、本実施形態のタイミング制御では、燃料噴射回数および燃料圧力を変更する場合には、それらの変化量が大きいときほど、遅れ時間Ｔを長くすることとした。図５は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図５において、図２に示すルーチンのステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。   In view of the above matters, in the timing control of the present embodiment, when the number of fuel injections and the fuel pressure are changed, the delay time T is increased as the amount of change increases. FIG. 5 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the present embodiment in order to realize the above function. In FIG. 5, the same steps as those of the routine shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図５に示すルーチンによれば、ステップ１０４で現在の燃料圧力Ｐ０と最新の燃料圧力算出値Ｐ１とを比較し、Ｐ１＞Ｐ０が成立する場合には、燃料圧力変化量ΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ０）を算出する（ステップ１０５）。次いで、ステップ１０６で現在の燃料噴射回数Ｎ０と最新の燃料噴射回数算出値Ｎ１とを比較し、Ｎ１＞Ｎ０が成立する場合には、噴射回数変化量ΔＮ（Ｎ１−Ｎ０）を算出する（ステップ１１０）。続いて、燃料圧力変化量ΔＰおよび噴射回数変化量ΔＮを引数として、遅れ時間Ｔを決定する（ステップ１１２）。このステップ１１２では、燃料圧力変化量ΔＰが大きい場合ほど遅れ時間Ｔが長い値に設定され、また、噴射回数変化量ΔＮが大きい場合ほど遅れ時間Ｔが長い値に設定される。このようにして決定された遅れ時間Ｔに基づいて、タイミング制御が実行される（ステップ１１４）。このタイミング制御における燃料圧力の制御方法は、実施の形態１および２の何れの方法でもよい。   According to the routine shown in FIG. 5, the current fuel pressure P0 is compared with the latest calculated fuel pressure value P1 in step 104. If P1> P0 is satisfied, the fuel pressure change amount ΔP (= P1−P0). ) Is calculated (step 105). Next, in step 106, the current fuel injection number N0 is compared with the latest fuel injection number calculation value N1, and if N1> N0 is satisfied, the injection number change amount ΔN (N1-N0) is calculated (step 1). 110). Subsequently, the delay time T is determined using the fuel pressure change amount ΔP and the injection frequency change amount ΔN as arguments (step 112). In this step 112, the delay time T is set to a longer value as the fuel pressure change amount ΔP is larger, and the delay time T is set to a longer value as the injection number change amount ΔN is larger. Timing control is executed based on the delay time T thus determined (step 114). The fuel pressure control method in this timing control may be any of the methods in the first and second embodiments.

以上説明した本実施形態のタイミング制御によれば、燃料噴射回数や燃料圧力の変化量が大きい場合には、それらが小さい場合に比して、遅れ時間Ｔを長くすることができる。このため、燃料噴射回数や燃料圧力の変化量が大きく、その変更が筒内空燃比に及ぼす影響が大きい場合には、遅れ時間Ｔが長くなることにより、燃料噴射回数の影響と燃料圧力の影響とが重なることをより確実に抑制することができる。このため、燃料噴射回数や燃料圧力の変化量が大きい場合であっても、筒内空燃比の乱れをより確実に抑制することができるので、その悪影響をより確実に抑制することができる。また、燃料噴射回数や燃料圧力の変化量が小さい場合には、遅れ時間Ｔを短くすることができる。このため、燃料圧力（または燃料噴射回数）の変更のタイミングが必要以上に遅くなることを防止することができる。   According to the timing control of the present embodiment described above, when the number of fuel injections and the amount of change in fuel pressure are large, the delay time T can be lengthened as compared with the case where they are small. For this reason, when the amount of change in the number of fuel injections and the fuel pressure is large and the change has a great influence on the in-cylinder air-fuel ratio, the delay time T becomes longer, thereby affecting the effects of the number of fuel injections and the influence of the fuel pressure. Can be more reliably suppressed. For this reason, even if the number of fuel injections and the amount of change in fuel pressure are large, the disturbance of the in-cylinder air-fuel ratio can be more reliably suppressed, and the adverse effects can be more reliably suppressed. In addition, when the number of fuel injections and the amount of change in fuel pressure are small, the delay time T can be shortened. For this reason, it is possible to prevent the change timing of the fuel pressure (or the number of fuel injections) from being delayed more than necessary.

以上説明した各実施の形態では、筒内に燃料を直接に噴射する燃料噴射装置を備える内燃機関を例に説明したが、本発明は、燃料を吸気通路（吸気ポート）内に噴射する燃料噴射装置を備える内燃機関に適用することも可能である。   In each of the embodiments described above, an internal combustion engine including a fuel injection device that directly injects fuel into a cylinder has been described as an example. However, the present invention is directed to fuel injection that injects fuel into an intake passage (intake port). It is also possible to apply to an internal combustion engine provided with the device.

１０ 内燃機関
１２ ピストン
１４ 吸気弁
１６ 排気弁
１８ 点火プラグ
２０ 燃料インジェクタ
２２ 吸気通路
２４ 排気通路
４２ 排気浄化触媒
５０ ＥＣＵDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Piston 14 Intake valve 16 Exhaust valve 18 Spark plug 20 Fuel injector 22 Intake passage 24 Exhaust passage 42 Exhaust purification catalyst 50 ECU

Claims (4)

内燃機関の筒内または吸気通路内に燃料を噴射する燃料インジェクタを有し、燃料圧力と、１サイクル中の燃料噴射の回数である燃料噴射回数とをそれぞれ変更可能な燃料噴射装置と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、燃料圧力と、燃料噴射回数とを制御する燃料噴射制御手段と、
を備え、
前記燃料噴射制御手段は、燃料圧力と燃料噴射回数との双方を変更する必要がある場合に、燃料圧力の変更のタイミングと燃料噴射回数の変更のタイミングとが重なることを防止するタイミング制御を実行するタイミング制御手段を含み、
前記タイミング制御手段は、燃料圧力を上昇させ、且つ、燃料噴射回数を増やす場合、または、燃料圧力を低下させ、且つ、燃料噴射回数を減らす場合に、前記タイミング制御を実行し、
前記タイミング制御手段は、前記タイミング制御において、燃料噴射回数の変更のタイミングに対して、燃料圧力の変更が完了するタイミングが遅くなるようにすることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 A fuel injector having a fuel injector for injecting fuel into a cylinder or an intake passage of an internal combustion engine, and capable of respectively changing the fuel pressure and the number of fuel injections that is the number of fuel injections in one cycle;
Fuel injection control means for controlling the fuel pressure and the number of times of fuel injection based on the operating state of the internal combustion engine;
With
The fuel injection control means executes timing control for preventing the change timing of the fuel pressure and the change timing of the fuel injection from overlapping when the fuel pressure and the fuel injection frequency need to be changed. Including timing control means for
The timing control means executes the timing control when the fuel pressure is increased and the number of fuel injections is increased, or when the fuel pressure is decreased and the number of fuel injections is decreased .
The fuel injection control device for an internal combustion engine, wherein the timing control means causes the timing for completing the change of the fuel pressure to be delayed with respect to the timing for changing the number of times of fuel injection in the timing control. 内燃機関の筒内または吸気通路内に燃料を噴射する燃料インジェクタを有し、燃料圧力と、１サイクル中の燃料噴射の回数である燃料噴射回数とをそれぞれ変更可能な燃料噴射装置と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、燃料圧力と、燃料噴射回数とを制御する燃料噴射制御手段と、
を備え、
前記燃料噴射制御手段は、燃料圧力と燃料噴射回数との双方を変更する必要がある場合に、燃料圧力の変更のタイミングと燃料噴射回数の変更のタイミングとが重なることを防止するタイミング制御を実行するタイミング制御手段を含み、
前記タイミング制御手段は、燃料圧力を上昇させ、且つ、燃料噴射回数を増やす場合、または、燃料圧力を低下させ、且つ、燃料噴射回数を減らす場合に、前記タイミング制御を実行し、
前記タイミング制御手段は、前記タイミング制御を実行した場合の燃料圧力の変化速度が前記タイミング制御を実行しない場合の燃料圧力の変化速度と比べて遅くなるようにすることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 A fuel injector having a fuel injector for injecting fuel into a cylinder or an intake passage of an internal combustion engine, and capable of respectively changing the fuel pressure and the number of fuel injections that is the number of fuel injections in one cycle;
Fuel injection control means for controlling the fuel pressure and the number of times of fuel injection based on the operating state of the internal combustion engine;
With
The fuel injection control means executes timing control for preventing the change timing of the fuel pressure and the change timing of the fuel injection from overlapping when the fuel pressure and the fuel injection frequency need to be changed. Including timing control means for
The timing control means executes the timing control when the fuel pressure is increased and the number of fuel injections is increased, or when the fuel pressure is decreased and the number of fuel injections is decreased.
It said timing control means is an inner combustion engine you characterized in that as the rate of change of fuel pressure in the case of executing the timing control becomes slow as compared to the rate of change of fuel pressure in the case of not executing the timing control Fuel injection control device. 前記内燃機関の代表温度を検出する温度検出手段を備え、
前記タイミング制御手段は、前記代表温度が低い場合には、前記代表温度が高い場合に比して、燃料圧力の変化速度が遅くなるように、前記タイミング制御を実行することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 Temperature detecting means for detecting a representative temperature of the internal combustion engine,
The timing control means executes the timing control so that when the representative temperature is low, the change speed of the fuel pressure is slower than when the representative temperature is high. 3. A fuel injection control device for an internal combustion engine according to 2 . 内燃機関の筒内または吸気通路内に燃料を噴射する燃料インジェクタを有し、燃料圧力と、１サイクル中の燃料噴射の回数である燃料噴射回数とをそれぞれ変更可能な燃料噴射装置と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、燃料圧力と、燃料噴射回数とを制御する燃料噴射制御手段と、
前記内燃機関の代表温度を検出する温度検出手段と、
を備え、
前記燃料噴射制御手段は、燃料圧力と燃料噴射回数との双方を変更する必要がある場合に、燃料圧力の変更のタイミングと燃料噴射回数の変更のタイミングとが重なることを防止するタイミング制御を実行するタイミング制御手段を含み、
前記タイミング制御手段は、燃料圧力を上昇させ、且つ、燃料噴射回数を増やす場合、または、燃料圧力を低下させ、且つ、燃料噴射回数を減らす場合に、前記タイミング制御を実行し、
前記タイミング制御手段は、前記代表温度が低い場合には、前記代表温度が高い場合に比して、燃料圧力の変更が完了するタイミングと燃料噴射回数の変更が完了するタイミングとの時間差が長くなるように前記タイミング制御を実行することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 A fuel injector having a fuel injector for injecting fuel into a cylinder or an intake passage of an internal combustion engine, and capable of respectively changing the fuel pressure and the number of fuel injections that is the number of fuel injections in one cycle;
Fuel injection control means for controlling the fuel pressure and the number of times of fuel injection based on the operating state of the internal combustion engine;
Temperature detecting means for detecting a representative temperature of the internal combustion engine;
With
The fuel injection control means executes timing control for preventing the change timing of the fuel pressure and the change timing of the fuel injection from overlapping when the fuel pressure and the fuel injection frequency need to be changed. Including timing control means for
The timing control means executes the timing control when the fuel pressure is increased and the number of fuel injections is increased, or when the fuel pressure is decreased and the number of fuel injections is decreased.
In the timing control means, when the representative temperature is low, the time difference between the timing at which the change of the fuel pressure is completed and the timing at which the change of the number of fuel injections is completed is longer than when the representative temperature is high. the fuel injection control apparatus for internal combustion engine and the client performs the timing control so.
JP2012538498A 2010-10-13 2010-10-13 Fuel injection control device for internal combustion engine Expired - Fee Related JP5488707B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/067928 WO2012049740A1 (en) 2010-10-13 2010-10-13 Fuel injection control apparatus for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2012049740A1 JPWO2012049740A1 (en) 2014-02-24
JP5488707B2 true JP5488707B2 (en) 2014-05-14

Family

ID=45937990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012538498A Expired - Fee Related JP5488707B2 (en) 2010-10-13 2010-10-13 Fuel injection control device for internal combustion engine

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5488707B2 (en)
WO (1) WO2012049740A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10352266B2 (en) * 2017-05-11 2019-07-16 Ford Global Technologies, Llc Method of fuel injection control in diesel engines
CN112096535B (en) * 2020-08-13 2021-11-02 东风汽车集团有限公司 Engine fuel injection frequency control method and system and automobile

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4388258B2 (en) * 2002-07-26 2009-12-24 日産自動車株式会社 Control device for direct-injection spark ignition engine
JP2010024864A (en) * 2008-07-15 2010-02-04 Toyota Motor Corp Control device for engine

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012049740A1 (en) 2014-02-24
WO2012049740A1 (en) 2012-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5396430B2 (en) In-cylinder injection internal combustion engine control device
US20160305356A1 (en) Control apparatus of internal combustion engine
JP5779331B2 (en) In-cylinder injection gasoline engine controller
JP6167700B2 (en) In-cylinder injection engine control device
US10436170B2 (en) Internal combustion engine control device and internal combustion engine control method
JP5691914B2 (en) Control device for exhaust gas recirculation system
JP2007278223A (en) Control device for cylinder-injection spark-ignition internal combustion engine
WO2012098661A1 (en) Control device for internal combustion engine
JP6565875B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5488707B2 (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
JP5273310B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5273060B2 (en) Air-fuel ratio variation detector for internal combustion engine
JP2010019108A (en) Fuel injection controller of internal combustion engine
JP5282636B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2017166493A (en) Control device for direct injection engine
WO2019150146A1 (en) Fuel injection control method for spark ignition-type combustion engine, and fuel injection device
JP4232710B2 (en) Control device for hydrogenated internal combustion engine
JP2008121494A (en) Controller of internal combustion engine
JP2013104317A (en) Engine control device
JP2012189061A (en) Control device for internal combustion engine
JP2019094783A (en) Fuel injection control device of internal combustion engine
JP5120468B2 (en) Abnormality judgment device for multi-cylinder internal combustion engine
JP5637098B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2007321616A (en) Fuel injection control device and fuel injection control method of cylinder injection type internal combustion engine
JP6046370B2 (en) Engine control device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140128

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140210

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5488707

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees