JP6988382B2 - Internal combustion engine control device - Google Patents

Internal combustion engine control device Download PDF

Info

Publication number
JP6988382B2
JP6988382B2 JP2017214166A JP2017214166A JP6988382B2 JP 6988382 B2 JP6988382 B2 JP 6988382B2 JP 2017214166 A JP2017214166 A JP 2017214166A JP 2017214166 A JP2017214166 A JP 2017214166A JP 6988382 B2 JP6988382 B2 JP 6988382B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
injection
flow
compression stroke
strength
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.)
Active
Application number
JP2017214166A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019085914A (en
Inventor
岳志 佐久間
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso 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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2017214166A priority Critical patent/JP6988382B2/en
Publication of JP2019085914A publication Critical patent/JP2019085914A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6988382B2 publication Critical patent/JP6988382B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

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

従来、成層燃焼に際して、燃料噴射装置によって噴射された燃料を、タンブル流を利用して点火プラグ近傍に導く筒内噴射式火花点火内燃機関が知られている（例えば、特許文献１）。このような、内燃機関では、運転領域に関わらず、点火時期に点火プラグ近傍において可燃混合気が存在することが望ましい。そこで、特許文献１の内燃機関では、運転領域によって燃料を噴射する方向を異ならせる、又は気流（タンブル流）の流速を調整することにより、点火時期に点火プラグ近傍において可燃混合気が存在するようにし、着火性を向上させていた。 Conventionally, an in-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine that guides fuel injected by a fuel injection device to the vicinity of a spark plug by using a tumble flow during stratified combustion is known (for example, Patent Document 1). In such an internal combustion engine, it is desirable that a combustible air-fuel mixture is present in the vicinity of the spark plug at the ignition timing regardless of the operating region. Therefore, in the internal combustion engine of Patent Document 1, the combustible air-fuel mixture is present in the vicinity of the spark plug at the ignition timing by changing the direction of injecting fuel depending on the operating region or adjusting the flow velocity of the airflow (tumble flow). And improved the ignitability.

特開２００４−１７６６０４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-176604

ところで、筒内噴射式火花点火内燃機関には、燃料を複数回に分けて噴射するものが存在する。例えば、吸気行程において燃料を噴射して、燃焼室内に均質な混合気を形成させ、圧縮行程において燃料を噴射して、着火安定性を向上させている内燃機関が存在する。 By the way, some in-cylinder injection type spark ignition internal combustion engines inject fuel in a plurality of times. For example, there is an internal combustion engine that injects fuel in the intake stroke to form a homogeneous air-fuel mixture in the combustion chamber and injects fuel in the compression stroke to improve ignition stability.

しかしながら、１燃焼サイクル（吸気行程→圧縮行程→膨張行程→排気行程）において噴射される燃料の総量は、内燃機関などの状態などによって予め決定されている。このため、上記のように分割噴射を行う場合、分割噴射を行わない場合と比較して、１回あたりの燃料噴射量（燃料の質量）が少なくなり、燃料噴流の勢い（貫徹力若しくは運動量ともいう）が弱くなる傾向がある。これにより、燃焼室内における気流（タンブル流など）の勢い（流動強度若しくは運動量ともいう）に燃料噴流が押し負けて、気流に燃料をうまく乗せる（混合させる）ことができないことが考えられる。つまり、燃料がシリンダ壁面付近に分散し、点火時期に点火プラグ近傍において所望の空燃比となった混合気を存在させることができない可能性がある。 However, the total amount of fuel injected in one combustion cycle (intake stroke → compression stroke → expansion stroke → exhaust stroke) is predetermined depending on the state of the internal combustion engine and the like. Therefore, when the split injection is performed as described above, the fuel injection amount (mass of the fuel) at one time is smaller than that when the split injection is not performed, and the momentum (penetration force or momentum) of the fuel jet is also reduced. ) Tends to weaken. As a result, it is conceivable that the fuel jet is overwhelmed by the momentum (also referred to as flow strength or momentum) of the airflow (tumble flow, etc.) in the combustion chamber, and the fuel cannot be properly placed (mixed) in the airflow. That is, there is a possibility that the fuel is dispersed near the wall surface of the cylinder and it is not possible to have an air-fuel mixture having a desired air-fuel ratio in the vicinity of the spark plug at the ignition timing.

本発明は、上記実情に鑑み、点火時期に点火プラグ近傍において所望の空燃比となった混合気を存在させることができる内燃機関の制御装置を提供することを主たる目的とする。 In view of the above circumstances, it is a main object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine capable of allowing an air-fuel mixture having a desired air-fuel ratio to exist in the vicinity of a spark plug at the ignition timing.

上記課題を解決するため、内燃機関の制御装置は、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備える内燃機関に適用され、内燃機関の１燃焼サイクルでの燃料噴射を、吸気行程噴射と圧縮行程噴射とに分割して実行させる内燃機関の制御装置であって、圧縮行程での前記燃焼室内の流体流動の強さを推測する流動推測部と、前記流動推測部により推測された前記流体流動の強さに基づいて、前記圧縮行程における燃料噴流の貫徹力を調整する調整部と、を備えることを要旨とする。 In order to solve the above problems, the control device of the internal combustion engine is applied to an internal combustion engine provided with a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber, and the fuel injection in one combustion cycle of the internal combustion engine is compressed by the intake stroke injection. An internal combustion engine control device that is divided into stroke injection and executed, and is a flow estimation unit that estimates the strength of the fluid flow in the combustion chamber in the compression stroke, and the fluid flow estimated by the flow estimation unit. It is a gist to include an adjusting unit for adjusting the penetrating force of the fuel jet in the compression stroke based on the strength of the above.

内燃機関の１燃焼サイクルにおいて吸気行程噴射と圧縮行程噴射とがそれぞれ実施される場合には、吸気行程噴射により筒内に均質混合気が形成される一方で、圧縮行程噴射により好適なる燃料着火が実現される。ただし、こうした分割噴射の実施時には、圧縮行程噴射での噴射量が少なくなるため、筒内が高流動となるような運転領域において燃料噴流が押し負けて、流体（気流）に燃料をうまく乗せる（混合させる）ことができない可能性が高くなる。つまり、燃料がシリンダ壁面付近に分散し、点火時期に点火プラグ近傍において所望の空燃比となった混合気を存在させることができない可能性が高くなる。 When the intake stroke injection and the compression stroke injection are performed in one combustion cycle of the internal combustion engine, the intake stroke injection forms a homogeneous air-fuel mixture in the cylinder, while the compression stroke injection provides suitable fuel ignition. It will be realized. However, when such split injection is performed, the injection amount in the compression stroke injection is small, so that the fuel jet is pushed away in the operating region where the inside of the cylinder has a high flow rate, and the fuel is successfully placed on the fluid (air flow) ( It is more likely that it cannot be mixed). That is, there is a high possibility that the fuel will be dispersed near the wall surface of the cylinder, and it will not be possible to have an air-fuel mixture having a desired air-fuel ratio in the vicinity of the spark plug at the ignition timing.

この点、上記構成では、圧縮行程での前記燃焼室内の流体流動の強さを推測し、推測された流体流動の強さに基づいて、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力が調整される。このため、流体流動の強さと、燃料噴流の貫徹力とが対応するように調整することでき、点火時期に点火プラグ近傍において所望の空燃比となった混合気を好適に存在させることができる。 In this respect, in the above configuration, the strength of the fluid flow in the combustion chamber in the compression stroke is estimated, and the penetration force of the fuel jet in the compression stroke is adjusted based on the estimated strength of the fluid flow. Therefore, the strength of the fluid flow and the penetration force of the fuel jet can be adjusted so as to correspond to each other, and an air-fuel mixture having a desired air-fuel ratio can be preferably present in the vicinity of the spark plug at the ignition timing.

エンジン制御システムの概略を示す図。The figure which shows the outline of an engine control system. 燃料の流れを示す模式図。Schematic diagram showing the flow of fuel. 制御処理を示すフローチャート。A flowchart showing the control process. （ａ）及び（ｂ）は、タンブル流の中心位置と、燃料の流れの関係を示す図。(A) and (b) are diagrams showing the relationship between the center position of the tumble flow and the fuel flow.

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、車両に搭載される筒内噴射式の多気筒４サイクルガソリンエンジン（内燃機関）を制御対象とし、当該エンジンにおける各種アクチュエータの電子制御を実施するものとしている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an in-cylinder injection type multi-cylinder 4-cycle gasoline engine (internal combustion engine) mounted on a vehicle is targeted for control, and various actuators in the engine are electronically controlled. In each of the following embodiments, the parts that are the same or equal to each other are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be used for the parts having the same reference numerals.

まず、図１によりエンジン制御システムの全体概略構成を説明する。図１に示す筒内噴射エンジン（以下、エンジン１０という）において、吸気通路としての吸気管１１の上流部には吸入空気量を検出するためのエアフロメータ１２が設けられている。エアフロメータ１２の下流側には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１３によって開度調節されるスロットルバルブ１４が設けられており、該スロットルバルブ１４の開度（スロットル開度）は、スロットルアクチュエータ１３に内蔵されたスロットル開度センサにより検出される。スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６には吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ１７が設けられている。サージタンク１６には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されている。 First, the overall schematic configuration of the engine control system will be described with reference to FIG. In the in-cylinder injection engine shown in FIG. 1 (hereinafter referred to as engine 10), an air flow meter 12 for detecting the amount of intake air is provided in the upstream portion of the intake pipe 11 as an intake passage. A throttle valve 14 whose opening degree is adjusted by a throttle actuator 13 such as a DC motor is provided on the downstream side of the air flow meter 12, and the opening degree (throttle opening degree) of the throttle valve 14 is built in the throttle actuator 13. It is detected by the throttle opening sensor. A surge tank 16 is provided on the downstream side of the throttle valve 14, and the surge tank 16 is provided with an intake pipe pressure sensor 17 for detecting the intake pipe pressure. An intake manifold 18 for introducing air into each cylinder of the engine 10 is connected to the surge tank 16.

吸気マニホールド１８の出口（エンジン１０の吸気ポートであって、後述するインジェクタ２１の上流側）には、吸気通路を上下に仕切る仕切板５０が気筒毎に設けられ、この仕切板５０によって上側通路５１と下側通路５２とが形成されている。各気筒の下側通路５２の入口部には、下側通路５２を開閉するタンブル制御弁（ＴＣＶ）５３がそれぞれ配置されている。ＴＣＶ５３は、モータ等からなるアクチュエータにより電気的に開閉駆動されることで、エンジン１０の気筒内における気流の強さ（流体流動の強さ）を調整する気流制御弁である。このＴＣＶ５３によれば、気筒内において縦方向の吸気旋回流（タンブル流）を発生させ、また、その旋回位置を調整できる。 At the outlet of the intake manifold 18 (the intake port of the engine 10 and the upstream side of the injector 21 described later), a partition plate 50 for vertically partitioning the intake passage is provided for each cylinder, and the upper passage 51 is provided by the partition plate 50. And the lower passage 52 are formed. A tumble control valve (TCV) 53 for opening and closing the lower passage 52 is arranged at the inlet of the lower passage 52 of each cylinder. The TCV53 is an airflow control valve that adjusts the strength of the airflow (strength of fluid flow) in the cylinder of the engine 10 by being electrically opened and closed by an actuator including a motor or the like. According to this TCV53, a vertical intake swirl flow (tumble flow) can be generated in the cylinder, and the swivel position can be adjusted.

シリンダブロック２０には気筒ごとに電磁駆動式のインジェクタ２１が設けられている。シリンダ内壁とピストン２２の上面（頂部）とにより区画形成される燃焼室２３内には、インジェクタ２１から燃料が直接噴射される。インジェクタ２１が筒内噴射用の燃料噴射弁に相当する。インジェクタ２１に対しては、高圧ポンプ２６を有してなる高圧燃料システムから高圧燃料が供給されるようになっている。 The cylinder block 20 is provided with an electromagnetically driven injector 21 for each cylinder. Fuel is directly injected from the injector 21 into the combustion chamber 23 partitioned by the inner wall of the cylinder and the upper surface (top) of the piston 22. The injector 21 corresponds to a fuel injection valve for in-cylinder injection. High-pressure fuel is supplied to the injector 21 from a high-pressure fuel system having a high-pressure pump 26.

高圧燃料システムについて簡単に説明する。本システムは、燃料タンク２４内の燃料をくみ上げる低圧ポンプ２５と、この低圧ポンプ２５にてくみ上げられた低圧燃料を高圧化する高圧ポンプ２６と、高圧ポンプ２６から吐出される高圧燃料を蓄える蓄圧室を構成するデリバリパイプ２７とを有している。デリバリパイプ２７には、各気筒のインジェクタ２１がそれぞれ接続されている。高圧ポンプ２６により高圧化されデリバリパイプ２７内に蓄えられた高圧燃料は、インジェクタ２１により燃焼室２３内（気筒内）に噴射される。また、高圧ポンプ２６とデリバリパイプ２７とを接続する高圧燃料配管２８、又はデリバリパイプ２７には、燃料圧力（燃圧）を検出する燃圧センサ２９が設けられている。 A brief description of the high pressure fuel system. This system has a low-pressure pump 25 that pumps fuel in the fuel tank 24, a high-pressure pump 26 that increases the pressure of the low-pressure fuel pumped by the low-pressure pump 25, and a pressure accumulator chamber that stores the high-pressure fuel discharged from the high-pressure pump 26. It has a delivery pipe 27 constituting the above. Injectors 21 of each cylinder are connected to the delivery pipe 27. The high-pressure fuel that has been increased in pressure by the high-pressure pump 26 and stored in the delivery pipe 27 is injected into the combustion chamber 23 (inside the cylinder) by the injector 21. Further, the high-pressure fuel pipe 28 or the delivery pipe 27 connecting the high-pressure pump 26 and the delivery pipe 27 is provided with a fuel pressure sensor 29 for detecting the fuel pressure (fuel pressure).

高圧ポンプ２６は、機械式の燃料ポンプであり、エンジン１０のカム軸の回転により駆動される。高圧ポンプ２６の燃料吐出量は、高圧ポンプ２６に設けられた燃圧制御弁２６ａの開度により制御され、デリバリパイプ２７内の燃圧が例えば最大２０ＭＰａ程度に高圧化される。燃圧制御弁２６ａは、高圧ポンプ２６の燃料加圧室に吸入される燃料の量を調整する吸入調量弁、又は燃料加圧室から吐出される燃料の量を調節する吐出調量弁よりなり、燃圧制御弁２６ａの開度調整によりデリバリパイプ２７内の燃圧が可変に制御される。 The high-pressure pump 26 is a mechanical fuel pump and is driven by the rotation of the camshaft of the engine 10. The fuel discharge amount of the high-pressure pump 26 is controlled by the opening degree of the fuel pressure control valve 26a provided in the high-pressure pump 26, and the fuel pressure in the delivery pipe 27 is increased to, for example, about 20 MPa at the maximum. The fuel pressure control valve 26a comprises a suction metering valve that adjusts the amount of fuel sucked into the fuel pressurizing chamber of the high-pressure pump 26, or a discharge metering valve that regulates the amount of fuel discharged from the fuel pressurizing chamber. The fuel pressure in the delivery pipe 27 is variably controlled by adjusting the opening degree of the fuel pressure control valve 26a.

また、エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ図示しないカム軸の回転に応じて開閉動作する吸気弁３１及び排気弁３２が設けられている。吸気弁３１の開動作により吸入空気が燃焼室２３内に導入され、排気弁３２の開動作により燃焼後の排気が排気管３３に排出される。吸気弁３１及び排気弁３２には、それら各弁の開閉タイミングを可変とする可変動弁機構３１Ａ，３２Ａが設けられている。可変動弁機構３１Ａ，３２Ａは、エンジン１０のクランク軸と吸気カム軸との相対回転位相を調整するものであり、所定の基準位置に対して進角側及び遅角側への位相調整が可能となっている。可変動弁機構３１Ａ，３２Ａとしては、油圧駆動式又は電動式の可変動弁機構が用いられる。 Further, the intake port and the exhaust port of the engine 10 are provided with an intake valve 31 and an exhaust valve 32 that open and close according to the rotation of a camshaft (not shown), respectively. The intake air is introduced into the combustion chamber 23 by the opening operation of the intake valve 31, and the exhaust gas after combustion is discharged to the exhaust pipe 33 by the opening operation of the exhaust valve 32. The intake valve 31 and the exhaust valve 32 are provided with variable valve mechanisms 31A and 32A that change the opening / closing timing of each of the valves. The variable valve mechanisms 31A and 32A adjust the relative rotation phase between the crank shaft and the intake cam shaft of the engine 10, and can adjust the phase to the advance angle side and the retard angle side with respect to a predetermined reference position. It has become. As the variable valve mechanisms 31A and 32A, hydraulically driven or electrically driven variable valve mechanisms are used.

エンジン１０のシリンダヘッドには各気筒に点火プラグ３４が取り付けられており、点火プラグ３４には、図示しない点火コイル等を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ３４の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内において燃料が着火されて燃焼に供される。 A spark plug 34 is attached to each cylinder of the cylinder head of the engine 10, and a high voltage is applied to the spark plug 34 at a desired ignition timing through an ignition coil or the like (not shown). By applying this high voltage, a spark discharge is generated between the facing electrodes of each spark plug 34, and the fuel is ignited in the combustion chamber 23 to be used for combustion.

排気管３３には、排気を浄化するための浄化装置３５が設けられている。浄化装置３５としては、例えば選択還元触媒コンバータ（ＳＣＲ触媒コンバータ）、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒、三元触媒等である。また、排気管３３において浄化装置３５の上流側には、排気を検出対象として混合気の空燃比を検出する空燃比センサ３６が設けられている。 The exhaust pipe 33 is provided with a purification device 35 for purifying the exhaust gas. Examples of the purification device 35 include a selective reduction catalyst converter (SCR catalyst converter), a NOx storage reduction catalyst, and a three-way catalyst. Further, on the upstream side of the purification device 35 in the exhaust pipe 33, an air-fuel ratio sensor 36 that detects the air-fuel ratio of the air-fuel mixture with the exhaust as the detection target is provided.

その他に、シリンダブロック２０には、エンジン水温（エンジン温度に相当）を検出する水温センサ３７や、エンジン１０の所定クランク角ごとに（例えば１０°ＣＡ周期で）、矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ３８が取り付けられている。また、図示しないが、排気管３３には、ＮＯｘセンサや、ＰＭセンサなどが設けられている。 In addition, the cylinder block 20 outputs a water temperature sensor 37 that detects the engine water temperature (corresponding to the engine temperature) and a rectangular crank angle signal for each predetermined crank angle of the engine 10 (for example, in a 10 ° CA cycle). A crank angle sensor 38 is attached. Although not shown, the exhaust pipe 33 is provided with a NOx sensor, a PM sensor, and the like.

上述した各種センサの出力は、エンジン制御を司る制御装置としての電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ４０という）に入力される。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを有して構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じてインジェクタ２１の燃料噴射量を制御したり、点火プラグ３４の点火時期等を制御したり、燃圧制御を実施したりする。 The outputs of the various sensors described above are input to an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU 40) as a control device that controls engine control. The ECU 40 includes a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, etc., and controls the fuel injection amount of the injector 21 according to the engine operating state by executing various control programs stored in the ROM. It also controls the ignition timing of the spark plug 34 and controls the fuel pressure.

たとえば、ＥＣＵ４０は、高圧ポンプ２６の駆動を制御することで、デリバリパイプ２７内の燃圧、すなわち噴射圧を所望の圧力に維持するよう燃圧制御を実施する。具体的には、ＥＣＵ４０は、目標燃圧を設定するとともに、その目標燃圧と燃圧センサ２９により検出される実燃圧との偏差に基づいて燃圧フィードバック制御を実施する。 For example, the ECU 40 controls the drive of the high-pressure pump 26 to perform fuel pressure control so as to maintain the fuel pressure in the delivery pipe 27, that is, the injection pressure at a desired pressure. Specifically, the ECU 40 sets a target fuel pressure and performs fuel pressure feedback control based on the deviation between the target fuel pressure and the actual fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 29.

ここで、燃料噴射の基本制御について説明する。ＥＣＵ４０は、エンジン負荷（例えば吸入空気量）とエンジン回転速度とをパラメータとし、これらに基づいて基本噴射量を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、その基本噴射量に対して水温補正や空燃比補正等を適宜実施して最終の燃料噴射量（全噴射量）を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、噴射時期において、噴射信号を生成し、その噴射信号によりインジェクタ２１を駆動制御する。 Here, the basic control of fuel injection will be described. The ECU 40 uses the engine load (for example, the intake air amount) and the engine rotation speed as parameters, and calculates the basic injection amount based on these parameters. Then, the ECU 40 appropriately performs water temperature correction, air-fuel ratio correction, and the like with respect to the basic injection amount, and calculates the final fuel injection amount (total injection amount). Then, the ECU 40 generates an injection signal at the injection timing, and drives and controls the injector 21 by the injection signal.

そして、本実施形態では、吸気行程及び圧縮行程においてそれぞれ燃料を噴射させている。すなわち、ＥＣＵ４０は、吸気行程において燃料を噴射して（吸気行程噴射によって）、燃焼室２３内に均質な混合気を形成させている。そして、ＥＣＵ４０は、圧縮行程において燃料を噴射して（圧縮行程噴射によって）、着火安定性を向上させている。 Then, in the present embodiment, fuel is injected in the intake stroke and the compression stroke, respectively. That is, the ECU 40 injects fuel in the intake stroke (by the intake stroke injection) to form a homogeneous air-fuel mixture in the combustion chamber 23. Then, the ECU 40 injects fuel in the compression stroke (by the compression stroke injection) to improve the ignition stability.

ところで、着火安定性を好適に向上させるためには、点火時期に点火プラグ３４近傍において所望の空燃比となった混合気を存在させるように、圧縮行程噴射を実行させる必要がある。しかしながら、分割噴射を行う場合、分割噴射を行わない場合と比較して、圧縮行程において噴射される噴射量は少なくなり、燃料噴流の貫徹力は弱くなる傾向がある。 By the way, in order to suitably improve the ignition stability, it is necessary to execute the compression stroke injection so that the air-fuel mixture having a desired air-fuel ratio exists in the vicinity of the spark plug 34 at the ignition timing. However, when the split injection is performed, the injection amount injected in the compression stroke tends to be smaller and the penetration force of the fuel jet tends to be weaker than when the split injection is not performed.

このため、圧縮行程において、燃焼室２３内の流体流動の強さと燃料噴流の貫徹力とが対応しなくなる場合がある。この場合、図２に示すように、圧縮行程において、流体流動の勢いに燃料噴流が押し負けて、流体（気流）に燃料をうまく乗せる（混合させる）ことができない可能性が高くなる。つまり、燃料が燃焼室２３の壁面付近に分散し、点火時期に点火プラグ３４近傍において、所望の空燃比となった混合気を好適に存在させることができない可能性が高くなる。したがって、点火時期に点火プラグ３４近傍において所望の空燃比となった混合気を好適に存在させるためには、圧縮行程における燃焼室２３内の流体流動の強さ（以下、単に圧縮流動の強さと示す）を推測し、圧縮流動の強さに応じた貫徹力で燃料を噴射させる必要がある。 Therefore, in the compression stroke, the strength of the fluid flow in the combustion chamber 23 and the penetration force of the fuel jet may not correspond to each other. In this case, as shown in FIG. 2, in the compression stroke, there is a high possibility that the fuel jet is overwhelmed by the momentum of the fluid flow and the fuel cannot be properly placed (mixed) on the fluid (air flow). That is, there is a high possibility that the fuel is dispersed in the vicinity of the wall surface of the combustion chamber 23, and the air-fuel mixture having a desired air-fuel ratio cannot be suitably present in the vicinity of the spark plug 34 at the ignition timing. Therefore, in order to suitably exist the air-fuel mixture having a desired air-fuel ratio in the vicinity of the spark plug 34 at the ignition timing, the strength of the fluid flow in the combustion chamber 23 in the compression stroke (hereinafter, simply referred to as the strength of the compression flow). It is necessary to inject fuel with a penetrating force according to the strength of the compression flow by guessing (shown).

そこで、ＥＣＵ４０は、点火時期に点火プラグ３４近傍において所望の空燃比となった混合気を好適に存在させるため、以下の噴射制御に関わる制御処理を実行している。この制御処理は、ＥＣＵ４０により、１燃焼サイクルごとに実行される。 Therefore, the ECU 40 executes the following control processes related to injection control in order to preferably allow an air-fuel mixture having a desired air-fuel ratio in the vicinity of the spark plug 34 at the ignition timing. This control process is executed by the ECU 40 every one combustion cycle.

図３に示すように、ＥＣＵ４０は、エンジン運転状態に基づいて、圧縮流動の強さを算出するための基本となるベース値、及び燃焼室２３内に発生する渦流の旋回位置を算出する（ステップＳ１０１）。ベース値は、ＴＣＶ５３による気流制御が行われないと仮定した場合に、燃焼室２３内で生じる流体流動の強さに対応する値であり、エンジン運転状態によって算出される値である。このベース値は、後述する気流制御を実行する際にどのように制御を行うかを決定するための基本となる値でもある。 As shown in FIG. 3, the ECU 40 calculates the basic base value for calculating the strength of the compression flow and the turning position of the vortex generated in the combustion chamber 23 based on the engine operating state (step). S101). The base value is a value corresponding to the strength of the fluid flow generated in the combustion chamber 23 when it is assumed that the airflow control by the TCV53 is not performed, and is a value calculated by the engine operating state. This base value is also a basic value for determining how to control when executing the airflow control described later.

燃焼室２３内に発生する渦流の旋回位置とは、具体的には、タンブル流の中心位置Ｋのことである。ステップＳ１０１において推測されるタンブル流の中心位置Ｋは、ＴＣＶ５３による気流制御が行われないと仮定した場合に、エンジン運転状態に基づき推測されるタンブル流の中心位置Ｋである。 The swirling position of the vortex flow generated in the combustion chamber 23 is specifically the center position K of the tumble flow. The center position K of the tumble flow estimated in step S101 is the center position K of the tumble flow estimated based on the engine operating state, assuming that the airflow control by the TCV53 is not performed.

ステップＳ１０１において、ＥＣＵ４０は、エンジン回転速度及びエンジン負荷に基づき、ベース値、及びタンブル流の中心位置Ｋを算出する。具体的には、エンジン回転速度及びエンジン負荷に応じたベース値、及びエンジン回転速度及びエンジン負荷に応じたタンブル流の中心位置Ｋを予め適合試験により取得してマップ化して記憶しておく。そして、当該マップを用いてベース値及びタンブル流の中心位置Ｋを推定（算出）する。ステップＳ１０１により、ＥＣＵ４０は、燃焼室２３内における渦流の旋回位置（タンブル流の中心位置Ｋ）を推定する位置推定部としての機能を備えることとなる。 In step S101, the ECU 40 calculates the base value and the center position K of the tumble flow based on the engine rotation speed and the engine load. Specifically, the base value according to the engine rotation speed and the engine load, and the center position K of the tumble flow according to the engine rotation speed and the engine load are acquired in advance by a conformance test and stored as a map. Then, the base value and the center position K of the tumble flow are estimated (calculated) using the map. By step S101, the ECU 40 is provided with a function as a position estimation unit for estimating the swirling position of the vortex flow (center position K of the tumble flow) in the combustion chamber 23.

次に、ＥＣＵ４０は、最終的な燃圧を算出するための基礎とする目標燃圧を算出し、また、各行程における基本噴射量を算出する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、ＥＣＵ４０は、エンジン運転状態（エンジン回転速度及びエンジン負荷）に基づいて、最終的な燃圧を算出するための基礎とする目標燃圧を算出する。 Next, the ECU 40 calculates a target fuel pressure as a basis for calculating the final fuel pressure, and also calculates a basic injection amount in each stroke (step S102). In step S102, the ECU 40 calculates a target fuel pressure as a basis for calculating the final fuel pressure based on the engine operating state (engine rotation speed and engine load).

また、ステップＳ１０２において、ＥＣＵ４０は、エンジン運転状態（エンジン回転速度及びエンジン負荷）に基づいて、全噴射量を算出し、全噴射量を分割して吸気行程及び圧縮行程における各基本噴射量を決定する。なお、各行程における基本噴射量は、各行程において噴射可能な噴射量の範囲が定められており、各範囲内で分割されるように構成されている。なお、各行程において噴射可能な噴射量の範囲は、エミッション要求や着火安定性の観点等に基づき、適合試験などによって設定される。 Further, in step S102, the ECU 40 calculates the total injection amount based on the engine operating state (engine rotation speed and engine load), divides the total injection amount, and determines each basic injection amount in the intake stroke and the compression stroke. do. The basic injection amount in each stroke is defined as a range of injection amounts that can be injected in each stroke, and is configured to be divided within each range. The range of the injection amount that can be injected in each stroke is set by a conformity test or the like based on the viewpoint of emission requirement and ignition stability.

次に、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１０１にて算出されたベース値が、予め決められた閾値Ｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ベース値が予め決められた閾値Ｔｈ以上である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、タンブル流の中心位置Ｋが、燃料噴射位置（方向）よりも下側となるように、気流制御を実施する（ステップＳ１０４）。具体的には、ＴＣＶ５３の開度調整により、吸気流を制御して、タンブル流の中心位置Ｋが燃料噴射位置（方向）よりも下側となるように調整する。ＴＣＶ５３の制御量は、ステップＳ１０１で推定されたベース値、タンブル流の中心位置Ｋなどに基づき決定される。 Next, the ECU 40 determines whether or not the base value calculated in step S101 is equal to or higher than a predetermined threshold value Th (step S103). When the base value is equal to or higher than a predetermined threshold value Th (step S103: YES), the ECU 40 performs airflow control so that the center position K of the tumble flow is lower than the fuel injection position (direction). (Step S104). Specifically, the intake air flow is controlled by adjusting the opening degree of the TCV53 so that the center position K of the tumble flow is adjusted to be lower than the fuel injection position (direction). The control amount of TCV53 is determined based on the base value estimated in step S101, the center position K of the tumble flow, and the like.

図４（ａ）に示すように、タンブル流の中心位置Ｋが、燃料噴射位置（方向）よりも下側となった場合、燃焼室２３内を一周して点火プラグ３４近傍に到達する。なお、燃料噴射方向は、インジェクタ２１の軸線方向である。このため、流体流動が強く、燃焼室２３内のタンブル流の速度が速い場合、燃料噴射位置よりも中心位置Ｋを下側にして、燃料（混合気）がタンブル流に乗って移動する距離を長くする。これにより、点火時期に混合気が点火プラグ３４近傍に好適に存在させることができる。 As shown in FIG. 4A, when the center position K of the tumble flow is below the fuel injection position (direction), it goes around the inside of the combustion chamber 23 and reaches the vicinity of the spark plug 34. The fuel injection direction is the axial direction of the injector 21. Therefore, when the fluid flow is strong and the speed of the tumble flow in the combustion chamber 23 is high, the center position K is set below the fuel injection position, and the distance that the fuel (air-fuel mixture) moves on the tumble flow is set. Lengthen. Thereby, the air-fuel mixture can be suitably present in the vicinity of the spark plug 34 at the ignition timing.

一方、ベース値が予め決められた閾値Ｔｈよりも小さい場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、推定されたタンブル流の中心位置Ｋが、燃料噴射位置よりも上側となるように、吸気流を制御する（ステップＳ１０５）。ＴＣＶ５３の制御量は、ステップＳ１０４と同様に決定される。 On the other hand, when the base value is smaller than the predetermined threshold value Th (step S103: NO), the ECU 40 sets the intake flow so that the estimated center position K of the tumble flow is above the fuel injection position. Control (step S105). The control amount of TCV53 is determined in the same manner as in step S104.

タンブル流の中心位置Ｋが、燃料噴射位置（方向）よりも上側となった場合（中心位置Ｋよりも燃料噴射位置が下側となった場合）、図４（ｂ）に示すように、燃焼室２３内を一周する前に点火プラグ３４近傍に到達する。このため、流体流動が弱く、燃焼室２３内のタンブル流の速度が遅い場合、燃料噴射位置よりも中心位置Ｋを上側にして、燃料（混合気）がタンブル流に乗って移動する距離を短くする。これにより、点火時期に混合気が点火プラグ３４近傍に好適に存在させることができる。 When the center position K of the tumble flow is above the fuel injection position (direction) (when the fuel injection position is below the center position K), combustion is as shown in FIG. 4 (b). It reaches the vicinity of the spark plug 34 before going around the inside of the chamber 23. Therefore, when the fluid flow is weak and the speed of the tumble flow in the combustion chamber 23 is slow, the center position K is set above the fuel injection position, and the distance that the fuel (air-fuel mixture) moves on the tumble flow is shortened. do. Thereby, the air-fuel mixture can be suitably present in the vicinity of the spark plug 34 at the ignition timing.

ところで、ステップＳ１０４、Ｓ１０５において、ＴＣＶ５３による気流制御が実施されると、圧縮流動の強さにも影響を与える。つまり、圧縮流動の強さは、気流制御後の吸気流に依存するものと考えられるため、ベース値（ステップＳ１０１で推定される強さ）を補正する必要がある。 By the way, when the airflow control by TCV53 is carried out in steps S104 and S105, it also affects the strength of the compression flow. That is, since the strength of the compressed flow is considered to depend on the intake flow after the airflow control, it is necessary to correct the base value (strength estimated in step S101).

そこで、ＥＣＵ４０は、ベース値を補正して、圧縮流動の強さを推測する（ステップＳ１０６）。すなわち、ステップＳ１０６では、ステップＳ１０４，１０５に基づく気流制御（吸気流の制御）が実施された場合における圧縮流動の強さを推測する。 Therefore, the ECU 40 corrects the base value and estimates the strength of the compression flow (step S106). That is, in step S106, the strength of the compressed flow is estimated when the airflow control (control of the intake flow) based on steps S104 and 105 is performed.

具体的には、ＴＣＶ５３の制御量に基づきベース値の補正量を予め適合試験により取得してマップ化して記憶しておく。そして、ＥＣＵ４０は、当該マップを参照して、ステップＳ１０４，Ｓ１０５において決定されたＴＣＶ５３の制御量に基づきベース値を補正して、圧縮流動の強さを推測する。 Specifically, the correction amount of the base value is acquired in advance by the conformity test based on the control amount of the TCV53, and the map is stored in the map. Then, the ECU 40 corrects the base value based on the control amount of the TCV53 determined in steps S104 and S105 with reference to the map, and estimates the strength of the compression flow.

ステップＳ１０１，Ｓ１０６の処理を実行することにより、ＥＣＵ４０は、エンジン運転状態（エンジン回転速度及びエンジン負荷）、及びＴＣＶ５３の制御状態に基づき、圧縮流動の強さを推測している。つまり、ＥＣＵ４０は、エンジン運転状態に基づきベース値を算出し、算出したベース値を、ＴＣＶ５３の制御状態に基づき補正することにより、圧縮流動の強さを推測している。ステップＳ１０１，Ｓ１０６の処理を実行することにより、ＥＣＵ４０は、圧縮行程での燃焼室２３内の流体流動の強さを推測する流動推測部４１としての機能を備えることとなる。 By executing the processes of steps S101 and S106, the ECU 40 estimates the strength of the compression flow based on the engine operating state (engine rotation speed and engine load) and the control state of the TCV53. That is, the ECU 40 calculates the base value based on the engine operating state, and corrects the calculated base value based on the control state of the TCV 53 to estimate the strength of the compression flow. By executing the processes of steps S101 and S106, the ECU 40 is provided with a function as a flow estimation unit 41 for estimating the strength of the fluid flow in the combustion chamber 23 in the compression stroke.

次に、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１０６で推測された圧縮流動の強さに基づき、圧縮行程において要求される燃料噴流の貫徹力（要求貫徹力）を算出する（ステップＳ１０７）。 Next, the ECU 40 calculates the penetration force (required penetration force) of the fuel jet required in the compression stroke based on the strength of the compression flow estimated in step S106 (step S107).

そして、ＥＣＵ４０は、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力が要求貫徹力を満たすように、圧縮行程における基本噴射量を変更（補正）して、圧縮行程噴射での噴射量を決定し、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力を調整する（ステップＳ１０８）。具体的には、ＥＣＵ４０は、圧縮流動の強さが大きい場合に、小さい場合に比べて圧縮行程噴射での噴射量を多くすることにより、貫徹力を調整する。なお、圧縮行程における噴射量を多くする場合、その分、吸気行程における噴射量が少なくする必要がある。 Then, the ECU 40 changes (corrects) the basic injection amount in the compression stroke so that the penetration force of the fuel jet in the compression stroke satisfies the required penetration force, determines the injection amount in the compression stroke injection, and determines the injection amount in the compression stroke. The penetration force of the fuel jet is adjusted (step S108). Specifically, when the strength of the compression flow is large, the ECU 40 adjusts the penetration force by increasing the injection amount in the compression stroke injection as compared with the case where the compression flow strength is small. When the injection amount in the compression stroke is increased, it is necessary to reduce the injection amount in the intake stroke accordingly.

また、前述したように、各行程において噴射可能な噴射量は、予め範囲が定められているため、各行程の噴射量が各範囲内に収まるように、圧縮行程での噴射量を決定（変更）する。このため、圧縮行程での噴射量の範囲内において、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力が要求貫徹力を満たすように、噴射量を決定することができない場合（要求貫徹力に満たない場合）には、圧縮行程において噴射可能な範囲内における上限値が噴射量として決定される。 Further, as described above, since the range of the injection amount that can be injected in each stroke is predetermined, the injection amount in the compression stroke is determined (changed) so that the injection amount in each stroke falls within each range. )do. Therefore, when the injection amount cannot be determined so that the penetration force of the fuel jet in the compression stroke satisfies the required penetration force within the range of the injection amount in the compression stroke (when the required penetration force is not satisfied). In the compression stroke, the upper limit value within the range that can be injected is determined as the injection amount.

次に、ＥＣＵ４０は、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力が、要求貫徹力を満たすように、燃圧（噴射圧）を変更することで貫徹力を調整する（ステップＳ１０９）。例えば、ＥＣＵ４０は、圧縮流動の強さが大きい場合に、小さい場合に比べてインジェクタ２１から噴射される燃圧を高くすることにより、貫徹力を調整する。ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８で設定された噴射量で燃料を噴射することを前提として、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力が、要求貫徹力を満たすように、燃圧（噴射圧）を変更している。 Next, the ECU 40 adjusts the penetration force by changing the fuel pressure (injection pressure) so that the penetration force of the fuel jet in the compression stroke satisfies the required penetration force (step S109). For example, when the strength of the compression flow is large, the ECU 40 adjusts the penetration force by increasing the fuel pressure injected from the injector 21 as compared with the case where the strength of the compression flow is small. In step S109, the fuel pressure (injection pressure) is changed so that the penetration force of the fuel jet in the compression stroke satisfies the required penetration force on the premise that the fuel is injected at the injection amount set in step S108. ..

具体的には、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１０８で設定された噴射量で燃料を噴射する場合に、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力が要求貫徹力を満たすように、ステップＳ１０２で算出された基礎となる目標燃圧を補正（変更）する。そして、補正後の目標燃圧と燃圧センサ２９により検出される実燃圧との偏差に基づいて燃圧フィードバック制御を実施する。そして、制御処理を終了する。 Specifically, the ECU 40 is the basis calculated in step S102 so that the penetration force of the fuel jet in the compression stroke satisfies the required penetration force when the fuel is injected at the injection amount set in step S108. Correct (change) the target fuel pressure. Then, the fuel pressure feedback control is performed based on the deviation between the corrected target fuel pressure and the actual fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 29. Then, the control process is terminated.

ステップＳ１０８、Ｓ１０９の処理を実行することにより、ＥＣＵ４０は、圧縮流動の強さに基づいて、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力を調整する調整部４２としての機能を備えることとなる。また、ステップＳ１０８の処理を実行することにより、ＥＣＵ４０は、圧縮行程噴射での噴射量を変更することで貫徹力を調整する第１調整部としての機能を備えることとなる。また、ステップＳ１０９の処理を実行することにより、ＥＣＵ４０は、インジェクタ２１から噴射される燃料の圧力である噴射圧を変更することで、貫徹力を調整する第２調整部としての機能を備えることとなる。 By executing the processes of steps S108 and S109, the ECU 40 has a function as an adjusting unit 42 for adjusting the penetration force of the fuel jet in the compression stroke based on the strength of the compression flow. Further, by executing the process of step S108, the ECU 40 is provided with a function as a first adjusting unit for adjusting the penetration force by changing the injection amount in the compression stroke injection. Further, by executing the process of step S109, the ECU 40 has a function as a second adjusting unit for adjusting the penetration force by changing the injection pressure which is the pressure of the fuel injected from the injector 21. Become.

なお、ステップＳ１０８は、ステップＳ１０９よりも前において実行されるため、流体流動の強さに基づいて貫徹力を調整する場合に、第１調整部と第２調整部とのうち第１調整部による調整を優先的に実施しているといえる。 Since step S108 is executed before step S109, when the penetration force is adjusted based on the strength of the fluid flow, the first adjustment unit of the first adjustment unit and the second adjustment unit is used. It can be said that the adjustment is given priority.

また、ステップＳ１０８では、圧縮行程での噴射量の範囲内において、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力が要求貫徹力を満たすように、噴射量を決定（変更）することができない場合には、圧縮行程において噴射可能な範囲内における上限値が噴射量として決定される。このため、ＥＣＵ４０は、噴射量による調整を実施している場合において、その調整量が所定の上限になったことに基づいて、噴射圧による調整を実施していることとなる。 Further, in step S108, if the injection amount cannot be determined (changed) so that the penetration force of the fuel jet in the compression stroke satisfies the required penetration force within the range of the injection amount in the compression stroke, compression is performed. The upper limit value within the range that can be injected in the stroke is determined as the injection amount. Therefore, when the adjustment by the injection amount is performed, the ECU 40 performs the adjustment by the injection pressure based on the fact that the adjustment amount reaches a predetermined upper limit.

以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。 According to the present embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.

１燃焼サイクルにおいて吸気行程噴射と圧縮行程噴射とがそれぞれ実施される場合には、吸気行程噴射により筒内に均質混合気が形成される一方で、圧縮行程噴射により好適なる燃料着火が実現される。ただし、こうした分割噴射の実施時には、圧縮行程噴射での噴射量が少なくなるため、燃焼室２３内が高流動となるような状態において燃料噴流が押し負けて、流体（気流）に燃料をうまく乗せる（混合させる）ことができない可能性が高くなる。つまり、燃料が燃焼室２３の壁面付近に分散し、点火時期に点火プラグ３４近傍において、所望の空燃比となった混合気を存在させることができない可能性が高くなる。 When the intake stroke injection and the compression stroke injection are performed in one combustion cycle, the intake stroke injection forms a homogeneous air-fuel mixture in the cylinder, while the compression stroke injection realizes suitable fuel ignition. .. However, when such split injection is performed, the injection amount in the compression stroke injection is small, so that the fuel jet is pushed away in a state where the inside of the combustion chamber 23 has a high flow rate, and the fuel is successfully placed on the fluid (air flow). There is a high possibility that it cannot be (mixed). That is, it is highly possible that the fuel is dispersed in the vicinity of the wall surface of the combustion chamber 23, and the air-fuel mixture having a desired air-fuel ratio cannot be present in the vicinity of the spark plug 34 at the ignition timing.

この点、上記構成では、圧縮行程での燃焼室２３内の流体流動の強さを推測し、推測された流体流動（圧縮流動）の強さに基づいて、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力が調整される。このため、圧縮流動の強さに対応するように、燃料噴流の貫徹力に調整することでき、点火時期に点火プラグ３４近傍において所望の空燃比となった混合気を好適に存在させることができる。 In this regard, in the above configuration, the strength of the fluid flow in the combustion chamber 23 in the compression stroke is estimated, and the penetration force of the fuel jet in the compression stroke is based on the estimated strength of the fluid flow (compression flow). It will be adjusted. Therefore, the penetration force of the fuel jet can be adjusted so as to correspond to the strength of the compression flow, and the air-fuel ratio having a desired air-fuel ratio can be suitably present in the vicinity of the spark plug 34 at the ignition timing. ..

燃料の噴射量を増やすことで燃料噴流の貫徹力が大きくなることが考えられる。これを利用して、燃焼室２３内の流体流動の強さが大きい場合に、小さい場合に比べて圧縮行程における噴射量を多くした。これにより、燃焼室２３内の流体流動（圧縮流動）の強さが大きい状態下にあっても、点火時期に点火プラグ３４近傍において所望の空燃比となった混合気を好適に存在させることができる。 It is conceivable that increasing the fuel injection amount will increase the penetration force of the fuel jet. Utilizing this, when the strength of the fluid flow in the combustion chamber 23 is large, the injection amount in the compression stroke is increased as compared with the case where the strength is small. As a result, even when the strength of the fluid flow (compressed flow) in the combustion chamber 23 is large, the air-fuel mixture having a desired air-fuel ratio can be suitably present in the vicinity of the spark plug 34 at the ignition timing. can.

インジェクタ２１の噴射圧（燃圧）を高くすることで燃料噴流の貫徹力が大きくなることが考えられる。これを利用して、燃焼室２３内の流体流動（圧縮流動）の強さが大きい場合に、小さい場合に比べて噴射圧を大きくした。これにより、燃焼室２３内の流体流動の強さが大きい状態下にあっても、点火時期に点火プラグ３４近傍において所望の空燃比となった混合気を好適に存在させることができる。 It is conceivable that increasing the injection pressure (fuel pressure) of the injector 21 increases the penetration force of the fuel jet. Utilizing this, when the strength of the fluid flow (compressive flow) in the combustion chamber 23 is large, the injection pressure is increased as compared with the case where the strength is small. As a result, even under a state where the strength of the fluid flow in the combustion chamber 23 is large, an air-fuel mixture having a desired air-fuel ratio can be suitably present in the vicinity of the spark plug 34 at the ignition timing.

上記構成では、噴射量と噴射圧を変更することにより、貫徹力を調整している。このため、いずれか一方又は両方において設定可能な範囲に制限があったとしても、調整の自由度を向上することができる。 In the above configuration, the penetration force is adjusted by changing the injection amount and the injection pressure. Therefore, even if there is a limit to the range that can be set in either one or both, the degree of freedom of adjustment can be improved.

なお、噴射圧（燃圧）を高くする際、エンジン１０の出力が利用されるため、燃費が悪くなる。そこで、要求貫徹力に応じて、貫徹力を調整する場合、噴射量を優先的に変更することにより、燃費への影響を低減している。また、上記実施形態では、ＥＣＵ４０は、噴射量が所定の上限となった場合、ステップＳ１０９において、噴射圧（燃圧）を変更している。このため、燃圧の変更を最小限にすることができ、燃費への影響を最小限にすることができる。 When the injection pressure (fuel pressure) is increased, the output of the engine 10 is used, so that the fuel consumption is deteriorated. Therefore, when the penetration force is adjusted according to the required penetration force, the influence on the fuel consumption is reduced by preferentially changing the injection amount. Further, in the above embodiment, the ECU 40 changes the injection pressure (fuel pressure) in step S109 when the injection amount reaches a predetermined upper limit. Therefore, the change in fuel pressure can be minimized, and the influence on fuel efficiency can be minimized.

点火時期に混合気が点火プラグ３４の近傍に好適に存在させるためにタンブル流の中心位置Ｋを調整すべく、気流制御弁としてのＴＣＶ５３による気流制御（吸気流の制御）が行われる。具体的には、ベース値が強い場合、燃料噴射位置よりもタンブル流の中心位置Ｋが下側となるように、ＴＣＶ５３の開度調整が行われる。一方、ベース値が弱い場合、燃料噴射位置よりもタンブル流の中心位置Ｋが上側となるように、ＴＣＶ５３の開度調整が行われる。 Airflow control (intake flow control) is performed by the TCV53 as an airflow control valve in order to adjust the center position K of the tumble flow so that the air-fuel mixture is suitably present in the vicinity of the spark plug 34 at the ignition timing. Specifically, when the base value is strong, the opening degree of the TCV53 is adjusted so that the center position K of the tumble flow is lower than the fuel injection position. On the other hand, when the base value is weak, the opening degree of the TCV53 is adjusted so that the center position K of the tumble flow is above the fuel injection position.

このような吸気流の制御が行われた場合、エンジン運転状態のみからでは、圧縮行程における流体流動の強さを推測することは難しい。そこで、ＥＣＵ４０は、エンジン運転状態と、ＴＣＶ５３の制御状態に基づき、圧縮行程における流体流動の強さを推測することとした。より詳しくは、ＥＣＵ４０は、エンジン運転状態に基づき、ベース値を推定し、ＴＣＶ５３の制御量に基づき、ベース値を補正して、圧縮流動の強さを推測することとした。これにより、ＴＣＶ５３によって吸気流が制御されても、圧縮行程における流体流動の強さを適切に推測することができる。 When such intake flow control is performed, it is difficult to estimate the strength of the fluid flow in the compression stroke only from the engine operating state. Therefore, the ECU 40 has decided to estimate the strength of the fluid flow in the compression stroke based on the engine operating state and the control state of the TCV53. More specifically, the ECU 40 estimates the base value based on the engine operating state, corrects the base value based on the control amount of the TCV53, and estimates the strength of the compression flow. Thereby, even if the intake flow is controlled by the TCV53, the strength of the fluid flow in the compression stroke can be appropriately estimated.

（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.

上記実施形態では、ＴＣＶ５３の開度調整により、タンブル流の中心位置Ｋを調整したが、吸気弁３１のプロフィール（開弁時期、リフト量など）を調整して、タンブル流の中心位置Ｋを調整してもよい。この場合、吸気弁３１が気流制御弁に相当する。 In the above embodiment, the center position K of the tumble flow is adjusted by adjusting the opening degree of the TCV53, but the profile of the intake valve 31 (valve opening timing, lift amount, etc.) is adjusted to adjust the center position K of the tumble flow. You may. In this case, the intake valve 31 corresponds to the airflow control valve.

上記実施形態では、タンブル流の中心位置Ｋを調整したが、気流制御の代わりに、又は気流制御と共に、インジェクタ２１の噴射方向を変更可能に構成し、タンブル流の中心位置Ｋに応じて、噴射方向を変更してもよい。これにより、気流制御によって、タンブル流の中心位置Ｋを調整する必要がなくなる。インジェクタ２１の噴射方向を変更可能するためには、例えば、インジェクタ２１を回動可能に構成することにより、変更可能となる。また、例えば、噴射角度が異なる複数のインジェクタ２１を備えて、噴射角度に応じて噴射させるインジェクタ２１を選択してもよい。また、噴射角度が異なる複数の噴射孔をインジェクタ２１に備えて、噴射孔を選択してもよい。 In the above embodiment, the center position K of the tumble flow is adjusted, but the injection direction of the injector 21 can be changed instead of the air flow control or together with the air flow control, and the injection is performed according to the center position K of the tumble flow. You may change the direction. This eliminates the need to adjust the center position K of the tumble flow by airflow control. In order to change the injection direction of the injector 21, for example, the injector 21 can be rotatably configured. Further, for example, a plurality of injectors 21 having different injection angles may be provided, and the injector 21 to be injected may be selected according to the injection angle. Further, the injector 21 may be provided with a plurality of injection holes having different injection angles, and the injection holes may be selected.

上記実施形態において、ＥＣＵ４０は、圧縮流動の強さ及びタンブル流の中心位置Ｋに基づいて、貫徹力を調整してもよい。例えば、圧縮流動の強さが閾値以上であって、タンブル流の中心位置が燃料噴射位置よりも下側となる場合には、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力が大きくなるように調整してもよい。一方、圧縮流動の強さが閾値よりも小さい場合又はタンブル流の中心位置が燃料噴射位置よりも上側となる場合には、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力が小さくなるように調整してもよい。これにより、点火時期に点火プラグ３４近傍において所望の空燃比となった混合気をより好適に存在させることができる。 In the above embodiment, the ECU 40 may adjust the penetration force based on the strength of the compression flow and the center position K of the tumble flow. For example, if the strength of the compression flow is equal to or higher than the threshold value and the center position of the tumble flow is below the fuel injection position, the penetration force of the fuel jet in the compression stroke may be adjusted to be large. good. On the other hand, if the strength of the compression flow is smaller than the threshold value or the center position of the tumble flow is above the fuel injection position, the penetration force of the fuel jet in the compression stroke may be adjusted to be small. .. Thereby, the air-fuel mixture having a desired air-fuel ratio can be more preferably present in the vicinity of the spark plug 34 at the ignition timing.

上記実施形態では、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力を調整する際、噴射圧及び噴射量を共に変更可能に構成したが、いずれか一方のみ変更可能に構成してもよい。 In the above embodiment, both the injection pressure and the injection amount can be changed when adjusting the penetration force of the fuel jet in the compression stroke, but only one of them may be changeable.

上記実施形態では、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力を調整する際、噴射量を優先的に変更したが、噴射圧（燃圧）を優先的に変更してもよい。 In the above embodiment, when adjusting the penetration force of the fuel jet in the compression stroke, the injection amount is preferentially changed, but the injection pressure (fuel pressure) may be preferentially changed.

上記実施形態では、タンブル流の中心位置Ｋを調整しなくてもよい。 In the above embodiment, it is not necessary to adjust the center position K of the tumble flow.

１０…エンジン、２１…インジェクタ、２３…燃焼室、４０…ＥＣＵ、４１…流動推測部、４２…調整部。 10 ... engine, 21 ... injector, 23 ... combustion chamber, 40 ... ECU, 41 ... flow estimation unit, 42 ... adjustment unit.

Claims (2)

燃焼室（２３）内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁（２１）を備える内燃機関（１０）に適用され、内燃機関の１燃焼サイクルでの燃料噴射を、吸気行程噴射と圧縮行程噴射とに分割して実行させる内燃機関の制御装置（４０）において、
圧縮行程での前記燃焼室内の流体流動の強さを推測する流動推測部（４１）と、
前記流動推測部により推測された前記流体流動の強さに基づいて、前記圧縮行程における燃料噴流の貫徹力を調整する調整部（４２）と、
を備え、
前記調整部は、
前記圧縮行程噴射での噴射量を変更することで前記貫徹力を調整する第１調整部（４０）と、
前記燃料噴射弁から噴射される燃料の圧力である噴射圧を変更することで前記貫徹力を調整する第２調整部（４０）と、を備えており、
前記流体流動の強さに基づいて前記貫徹力を調整する場合に、前記第１調整部と前記第２調整部とのうち前記第１調整部による調整を優先的に実施する内燃機関の制御装置。 It is applied to an internal combustion engine (10) provided with a fuel injection valve (21) that directly injects fuel into the combustion chamber (23), and the fuel injection in one combustion cycle of the internal combustion engine is divided into an intake stroke injection and a compression stroke injection. In the control device (40) of the internal combustion engine that is divided and executed,
A flow estimation unit (41) that estimates the strength of the fluid flow in the combustion chamber in the compression stroke, and
An adjusting unit (42) that adjusts the penetration force of the fuel jet in the compression stroke based on the strength of the fluid flow estimated by the flow estimation unit.
Equipped with
The adjustment unit
The first adjusting unit (40) that adjusts the penetration force by changing the injection amount in the compression stroke injection,
It is provided with a second adjusting unit (40) that adjusts the penetration force by changing the injection pressure, which is the pressure of the fuel injected from the fuel injection valve.
A control device for an internal combustion engine that preferentially performs adjustment by the first adjusting unit among the first adjusting unit and the second adjusting unit when the penetration force is adjusted based on the strength of the fluid flow. .. 前記調整部は、前記第１調整部と前記第２調整部とのうち前記第１調整部による調整を実施している場合において、その調整量が所定の上限になったことに基づいて、前記第２調整部による調整を実施する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。 The adjusting unit is based on the fact that the adjustment amount reaches a predetermined upper limit when the adjustment by the first adjusting unit is performed among the first adjusting unit and the second adjusting unit. The control device for an internal combustion engine according to claim 1 , wherein the adjustment is performed by the second adjusting unit.
JP2017214166A 2017-11-06 2017-11-06 Internal combustion engine control device Active JP6988382B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017214166A JP6988382B2 (en) 2017-11-06 2017-11-06 Internal combustion engine control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017214166A JP6988382B2 (en) 2017-11-06 2017-11-06 Internal combustion engine control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019085914A JP2019085914A (en) 2019-06-06
JP6988382B2 true JP6988382B2 (en) 2022-01-05

Family

ID=66762633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017214166A Active JP6988382B2 (en) 2017-11-06 2017-11-06 Internal combustion engine control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6988382B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4415497B2 (en) * 2000-03-29 2010-02-17 マツダ株式会社 Spark ignition direct injection engine
JP6319170B2 (en) * 2015-04-30 2018-05-09 トヨタ自動車株式会社 Multi-cylinder engine
JP6323686B2 (en) * 2015-07-07 2018-05-16 マツダ株式会社 Engine control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019085914A (en) 2019-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3539302B2 (en) Fuel supply device for internal combustion engine
US10024266B2 (en) Direct injection engine controlling device
JP6011477B2 (en) Engine control device
JP6111899B2 (en) Engine control device
JP5040884B2 (en) Fuel injection control device
US10907566B2 (en) Control device for internal combustion engine
US9624862B2 (en) Control apparatus for internal combustion engine
US20120097128A1 (en) Cylinder Injection Engine and Control Device Therefor
JP6960370B2 (en) Internal combustion engine fuel injection control device
JP6988382B2 (en) Internal combustion engine control device
JP6406398B2 (en) In-cylinder injection engine control device
KR102371599B1 (en) Water injection system and method for controlling the same
JP4586662B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2006342733A (en) Control device of fuel pressure of internal combustion engine
US10344701B2 (en) Engine system and control method for engine system
WO2017110358A1 (en) Injection control device
JP2021050641A (en) Fuel injection control device
JP5637098B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2024094929A (en) Engine equipment
JP2024094909A (en) Engine equipment
JP2022097008A (en) Engine device
JP2015010500A (en) Control device for cylinder injection engine
JPH0237153A (en) Fuel injection control device
JP2017015006A (en) Control device of internal combustion engine
JP2017186916A (en) engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201013

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210831

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210907

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211018

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: 20211102

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211115

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6988382

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151