JP7111674B2 - fuel injection controller - Google Patents
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Description
本発明は、燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射部を制御する燃焼噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a combustion injection control device that controls a fuel injection section that injects fuel into a combustion chamber.
この種の装置として、従来、エンジンの低負荷低回転運転時に圧縮行程で燃料を噴射し、中負荷中回転時に吸気行程と圧縮行程とで燃料を噴射し、高負荷高回転時に吸気行程で燃料を噴射させるようにした装置が知られている(例えば特許文献1参照)。特許文献1記載の装置では、燃料の噴射方向が排気弁に向かう方向とピストン頂面に向かう方向とに切換可能に燃料噴射弁が構成され、中負荷中回転時では、エンジン回転数が低くなるに従い排気弁に向かう燃料の割合を増加させる。
Conventionally, this type of device injects fuel in the compression stroke when the engine is running at low load and low speed, injects fuel in the intake and compression strokes when the engine is running at medium load and medium speed, and injects fuel in the intake stroke when the engine is running at high load and high speed. is known (see
ところで、燃焼室に燃料を噴射する場合、噴射した燃料が気筒の内壁に付着してエンジンオイルに混ざり、エンジンオイルのダイリューション(希釈)が生じるおそれがある。ダイリューションの発生を抑えるために、例えば上記文献1記載の装置のように、燃料噴射方向を排気弁に向かう方向に切換可能に構成すると、燃料噴射弁の構成が複雑化し、装置の価格上昇を招く。
By the way, when fuel is injected into the combustion chamber, the injected fuel may adhere to the inner wall of the cylinder and mix with the engine oil, resulting in dilution of the engine oil. In order to suppress the occurrence of dilution, if the fuel injection direction can be switched to the direction toward the exhaust valve, for example, as in the device described in
本発明の一態様である燃料噴射制御装置は、気筒と、気筒の内壁に沿って摺動可能に配置されたピストンと、ピストンの上方の燃焼室に面して設けられた燃料噴射部と、を有する内燃機関における燃料噴射制御装置であって、燃料噴射部から噴射される燃料はアルコールを含み、内燃機関の回転数を検出する回転数検出部と、内燃機関の負荷を検出する負荷検出部と、回転数検出部により検出された回転数と負荷検出部により検出された負荷とに基づいて、燃料噴射部を制御する噴射制御部と、燃料のアルコール濃度を特定する濃度特定部と、を備える。噴射制御部は、内燃機関の運転領域が、回転数検出部により検出された回転数が第1回転数以下で、かつ、負荷検出部により検出された負荷が第1所定値以下である低負荷低回転領域であるとき、圧縮行程のみで燃料を噴射し、内燃機関の運転領域が、回転数検出部により検出された回転数が第1回転数よりも大きい第2回転数以下で、かつ、負荷検出部により検出された負荷が第1所定値よりも大きい第2所定値以下で、かつ、低負荷低回転領域を除く中負荷中回転領域であるとき、圧縮行程と吸気行程とで燃料を噴射し、内燃機関の運転領域が、回転数検出部により検出された回転数が第2回転数よりも大きい、または、負荷検出部により検出された負荷が第2所定値よりも大きい高負荷高回転領域であるとき、吸気行程のみで燃料を噴射するように燃料噴射部を制御する。さらに、噴射制御部は、内燃機関の運転領域が、中負荷中回転領域のうちの、回転数検出部により検出された回転数が第1回転数と第2回転数との間の第3回転数以下で、かつ、負荷検出部により検出された負荷が第1所定値と第2所定値との間の第3所定値以下である第1中負荷中回転領域であるとき、中負荷中回転領域から第1中負荷中回転領域を除いた第2中負荷中回転領域であるときよりも、吸気行程での燃料噴射量に対する圧縮行程での燃料噴射量の割合である噴射割合が大きくなるように燃料噴射部を制御し、第1回転数、第2回転数、第3回転数、第1所定値、第2所定値および第3所定値の少なくともいずれかは、アルコール濃度に応じて変化する可変値であり、噴射制御部は、濃度特定部により特定されたアルコール濃度が高いほど、アルコール濃度に応じて変化する可変値を大きい値に設定する。
A fuel injection control device, which is one aspect of the present invention, includes a cylinder, a piston slidably arranged along an inner wall of the cylinder, a fuel injection section provided facing a combustion chamber above the piston, A fuel injection control device for an internal combustion engine, wherein the fuel injected from the fuel injection unit contains alcohol, a rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the internal combustion engine, and a load detection unit that detects the load of the internal combustion engine an injection control unit that controls the fuel injection unit based on the rotation speed detected by the rotation speed detection unit and the load detected by the load detection unit ; and a concentration identification unit that identifies the alcohol concentration of the fuel. Prepare. The injection control unit is configured such that the operating region of the internal combustion engine is a low load state in which the rotation speed detected by the rotation speed detection unit is equal to or lower than a first rotation speed and the load detected by the load detection unit is equal to or lower than a first predetermined value. When it is in the low speed region, fuel is injected only in the compression stroke, and the operating region of the internal combustion engine is equal to or lower than the second speed detected by the speed detection unit, which is higher than the first speed, and When the load detected by the load detection unit is equal to or less than a second predetermined value that is larger than the first predetermined value and is in a medium load medium speed region excluding a low load low speed region, fuel is supplied during the compression stroke and the intake stroke. Injection and the operating range of the internal combustion engine is such that the rotational speed detected by the rotational speed detector is higher than the second rotational speed, or the load detected by the load detector is higher than the second predetermined value. In the rotational region, the fuel injection section is controlled so as to inject fuel only during the intake stroke. Further, the injection control unit determines that the operating region of the internal combustion engine is the third rotation speed detected by the rotation speed detection unit between the first rotation speed and the second rotation speed in the middle load medium rotation region. and the load detected by the load detection unit is equal to or less than a third predetermined value between the first predetermined value and the second predetermined value, when the medium load during rotation is in the first medium load medium rotation region. The injection ratio, which is the ratio of the fuel injection amount in the compression stroke to the fuel injection amount in the intake stroke, is made larger than in the second medium load medium speed region excluding the first medium load medium speed region from the region. and at least one of the first rotation speed, second rotation speed, third rotation speed, first predetermined value, second predetermined value, and third predetermined value changes according to the alcohol concentration It is a variable value, and the injection control unit sets the variable value that changes according to the alcohol concentration to a larger value as the alcohol concentration specified by the concentration specifying unit is higher .
本発明によれば、簡易な構成により、エンジンオイルのダイリューションの発生を良好に抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to satisfactorily suppress the occurrence of engine oil dilution with a simple configuration.
以下、図1~図6を参照して本発明の一実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る燃料噴射制御装置は、内燃機関としての火花点火式のエンジンに適用される。このエンジンは、例えば動作周期(1サイクル)の間に吸気、膨張、圧縮および排気の4つの行程を経る4サイクルエンジンであ。エンジンには、エタノールなどのアルコール燃料が用いられる。なお、アルコールとガソリンとを混合した燃料、すなわち所定割合(例えば85%)のアルコールを含む混合燃料を用いることもできる。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. A fuel injection control device according to an embodiment of the present invention is applied to a spark ignition engine as an internal combustion engine. This engine is, for example, a four-cycle engine that goes through four strokes of intake, expansion, compression and exhaust during an operating cycle (one cycle). Alcohol fuel such as ethanol is used for the engine. It is also possible to use fuel in which alcohol and gasoline are mixed, that is, mixed fuel containing a predetermined proportion (eg, 85%) of alcohol.
図1は、本実施形態に係る燃料噴射制御装置が適用されるエンジン1の要部構成を概略的に示す図である。なお、エンジン1は多気筒エンジンであるが、図1には単一の気筒のみを示す。図1に示すように、エンジン1は、シリンダブロックに形成された複数のシリンダ2と、各シリンダ2の内部に摺動可能に配置されたピストン3と、ピストン3とシリンダヘッドとの間に形成された燃焼室4と、を有する。ピストン3は、コンロッド5を介してクランクシャフト6に連結され、シリンダ2の内壁に沿ってピストン3が往復動することにより、クランクシャフト6が回転する。なお、シリンダ2の内壁をスリーブと呼ぶことがある。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the essential configuration of an
シリンダヘッドには、吸気ポート11と排気ポート12とが設けられる。燃焼室4には、吸気ポート11を介して吸気通路13が連通する一方、排気ポート12を介して排気通路14が連通する。吸気ポート11は吸気バルブ15により開閉され、排気ポート12は排気バルブ16により開閉される。吸気バルブ15の上流側の吸気通路13には、スロットルバルブ17が設けられる。
The cylinder head is provided with an
スロットルバルブ17は、例えばバタフライ弁により構成され、スロットルバルブ17により燃焼室4へ流れる吸気量が調整される。なお、スロットルバルブ17は、電動モータなどのスロットル用アクチュエータにより駆動される。吸気バルブ15と排気バルブ16とは、不図示の動弁機構により、クランクシャフト6の回転に同期した所定のタイミングで開閉駆動される。なお、バルブ15,16の開閉のタイミングは適宜変更可能である。
The
シリンダヘッドおよびシリンダブロックのいずれか(例えばシリンダヘッド)には、各シリンダ2の燃焼室4に臨むようにそれぞれ点火プラグ18および直噴式のインジェクタ19が装着される。点火プラグ18は、吸気ポート11と排気ポート12との間に配置され、電気エネルギーにより火花を発生し、燃焼室4内の燃料と空気との混合気を点火する。インジェクタ19は、シリンダブロックの側方かつ吸気バルブ15の近傍に、例えば先端の燃料噴射口を斜め下方に向けて配置される。
A
インジェクタ19は、後述するコントローラからの制御信号により駆動され、所定の噴射タイミングでかつ所定のパルス幅で開弁し、燃焼室4内に燃料を噴射する。すなわち、インジェクタ19は、筒内噴射型の燃料噴射弁として構成される。なお、インジェクタ19の配置はこれに限らず、点火プラグ18の近傍に配置することもできる。インジェクタ19は、例えばピエゾアクチュエータにより駆動され、高い応答性を有する。
The
インジェクタ19には、燃料供給部20から燃料が供給される。燃料供給部20は、燃料タンク21に貯留されたアルコール燃料またはアルコールとガソリンの混合燃料を吸い込む低圧ポンプ22と、低圧ポンプ22により吸い込まれた燃料を昇圧する高圧ポンプ23とを有する。高圧ポンプ23で目標圧まで昇圧された燃料が各インジェクタ19に供給される。なお、燃料タンク21に貯留される燃料のアルコール濃度は、燃料の全体積に対するアルコールの占める割合(%)であり、燃料の供給元によって決定される。インジェクタ19からの燃料噴射量は、実空燃比がアルコール濃度に応じた理論空燃比となるようにエンジン1の吸入空気量に応じて制御される。
Fuel is supplied to the
このようなアルコール燃料またはアルコール濃度が高い混合燃料を用いる構成では、例えばエンジン冷却水温が低い状態であるとき、インジェクタ19から噴射した燃料は気化しにくく、燃焼安定性が悪化して、失火の可能性がある。また、インジェクタ19から噴射した燃料がシリンダ2の内壁面に付着し、付着した燃料が滴下してエンジンオイルと混ざり、エンジンオイルのダイリューション(希釈)が生じるおそれがある。この点を考慮し、本実施形態は以下のように燃料噴射制御装置を構成する。
In a configuration using such an alcohol fuel or a mixed fuel with a high alcohol concentration, for example, when the temperature of the engine cooling water is low, the fuel injected from the
図2は、本実施形態に係る燃料噴射制御装置100の要部構成を示すブロック図である。図2に示すように、燃料噴射制御装置100は、エンジン制御用のコントローラ30を中心として構成され、コントローラ30に接続されたクランク角センサ31と、負荷センサ32と、空燃比センサ33と、水温センサ34と、濃度センサ35と、インジェクタ19と、を有する。
FIG. 2 is a block diagram showing the essential configuration of the fuel
クランク角センサ31は、クランクシャフト6に設けられ、クランクシャフト6の回転に伴いパルス信号を出力するように構成される。コントローラ30は、クランク角センサ31から出力されたパルス信号に基づいて、エンジン回転数を算出する。すなわち、クランク角センサ31は、エンジン回転数を検出する回転数センサとしても機能する。
The
さらにコントローラ30は、クランク角センサ31から出力された信号に基づいて、各シリンダ2の吸気行程開始時のクランク角、すなわちピストン3の上死点の位置を基準(0°)としたクランク角(位相)を特定する。吸入行程のクランク角は、ピストン3が上死点から下死点まで降下するときのクランク角であり、0°~180°の範囲内で定まる。圧縮行程のクランク角は、ピストン3が下死点から上死点まで上昇する時のクランク角であり、180°~360°までの範囲内で定まる。
Furthermore, based on the signal output from the
負荷センサ32は、エンジン1の負荷を検出する。負荷センサ32は、エンジン1の負荷と相関関係を有する物理量を検出するセンサであり、例えばスロットルバルブ17の下流の吸気圧を検出する圧力センサ、吸入空気量を検出するエアフローメーター、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ等を用いることができる。
A
空燃比センサ33は、排気通路14に設けられた酸素濃度を検出するセンサにより構成され、空燃比センサ33により出力された信号に基づいて、実空燃比が検出される。水温センサ34は、エンジン1の冷却水が循環する循環経路に設けられ、水温センサ34から出力された信号により、エンジン冷却水温が検出される。濃度センサ35は、燃料タンク21に設けられ、濃度センサ35から出力された信号により、燃料のアルコール濃度が検出される。なお、図示は省略するが、コントローラ30には、アクセルペダルの操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ等も接続される。
The air-
コントローラ30は、電子制御ユニット(ECU)により構成され、CPU、ROM,RAMおよびI/Oインターフェース等のその他の周辺回路を有するコンピュータを含んで構成される。コントローラ30は、クランク角センサ31と、負荷センサ32と、空燃比センサ33と、水温センサ34と、濃度センサ35と、からの信号に基づいて、インジェクタ19に制御信号を出力する。
The
コントローラ30は、機能的構成として、インジェクタ制御部36と、記憶部37とを有する。記憶部37には、予め各種マップや閾値、制御プログラム等が記憶される。より具体的には、アルコール濃度に対応する目標空燃比(例えば理論空燃比)、噴射モードを設定する際のアルコール濃度およびエンジン冷却水温にそれぞれ対応する閾値等が記憶される。なお、図示は省略するが、コントローラ30は、アクセル開度センサにより検出されたアクセル開度に基づいてスロットルバルブ17の駆動用アクチュエータに制御信号を出力し、スロットル開度を制御するスロットル制御部も有する。
The
インジェクタ制御部36は、目標噴射量算出部361と、閾値設定部362と、噴射モード決定部363と、信号出力部364とを有する。
The
目標噴射量算出部361は、予め記憶部37に記憶されたアルコール濃度に対応する目標空燃比の関係を用いて、濃度センサ35により検出されたアルコール濃度に応じた目標空燃比(理論空燃比)を算出する。さらに、空燃比センサ33により検出された実空燃比が目標空燃比となるようなフィードバック制御を行いながら、エアフローセンサ等により検出された吸気量に応じて1サイクル当たりの目標噴射量を算出する。なお、目標噴射量の算出の手法はこれに限らない。
The target injection amount calculation unit 361 calculates a target air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio) according to the alcohol concentration detected by the
閾値設定部362は、燃料の噴射モードを決定するための閾値を設定する。この閾値は、予め記憶部37に記憶されたエンジン冷却水温との対応関係およびアルコール濃度との対応関係を用いて、水温センサ34により検出されたエンジン冷却水温と濃度センサ35により検出されたアルコール濃度とに応じて設定する。噴射モード決定部363は、閾値設定部362により設定された閾値を用いて燃料の噴射モードを決定する。
The
図3は、閾値設定部362により設定される閾値の一例を、横軸をエンジン回転数Ne、縦軸をエンジントルクTeとしたマップ上に示す図である。このマップは、エンジン冷却水温が0℃以下の低温で、かつ、アルコール濃度が100%の高濃度のときのマップであり、図中の特性f1は、スロットルバルブ17の全開時のエンジン1の最大トルクを表すエンジン性能曲線である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of thresholds set by the
図3では、特性f1の内側が3つの領域AR1,AR2,AR3に大別される。領域AR1は、エンジン回転数Neが第1所定回転数Ne1以下(Ne≦Ne1)、かつ、エンジントルクTeが第1所定トルクTe1以下(Te≦Te1)の低負荷低回転領域である。領域AR2は、エンジン回転数Neが第1所定回転数Ne1より大きい第2所定回転数Ne2以下(Ne≦Ne2)、かつ、エンジントルクTeが第1所定トルクTe1より大きい第2所定トルクTe2以下(Te≦Te2)で、低負荷低回転領域AR1を除く中負荷中回転領域である。領域AR3は、エンジン回転数Neが第2所定回転数Ne2より大きい(Ne>Ne2)、または、エンジントルクTeが第2所定トルクTe2より大きい(Te>Te2)高負荷高回転領域である。 In FIG. 3, the inside of the characteristic f1 is roughly divided into three areas AR1, AR2 and AR3. The region AR1 is a low-load low-rotation region in which the engine speed Ne is equal to or lower than the first predetermined speed Ne1 (Ne≦Ne1) and the engine torque Te is equal to or lower than the first predetermined torque Te1 (Te≦Te1). The area AR2 is defined such that the engine rotation speed Ne is greater than the first predetermined rotation speed Ne1 and is equal to or less than a second predetermined rotation speed Ne2 (Ne≦Ne2), and the engine torque Te is greater than the first predetermined torque Te1 and is equal to or less than a second predetermined torque Te2 ( Te.ltoreq.Te2), which is a medium load medium speed region excluding the low load low speed region AR1. Area AR3 is a high-load, high-speed area where engine speed Ne is greater than second predetermined engine speed Ne2 (Ne>Ne2) or engine torque Te is greater than second predetermined torque Te2 (Te>Te2).
噴射モード決定部363は、クランク角センサ31により検出されたエンジン回転数Neと負荷センサ32により検出されたエンジントルクTeとにより、マップ上のエンジン1の動作点を特定する。そして、エンジン1の動作点が低負荷低回転領域AR1にあるとき、圧縮行程で2回の噴射を行う圧縮2段モードに噴射モードを決定する。圧縮2段モードでは、例えば圧縮行程前半で1回、圧縮行程後半で1回、燃料が噴射される。
The injection
噴射モード決定部363は、エンジン1の動作点が中負荷中回転領域AR2にあるとき、吸気行程で1回かつ圧縮行程で1回の噴射を行う吸圧2段モードに噴射モードを決定する。吸圧2段モードでは、例えば吸気行程後半で1回、圧縮行程後半で1回、燃料が噴射される。噴射エンジン1の動作点が高負荷高回転領域AR3にあるとき、吸気行程で1回の噴射を行う吸気単発モードを設定する。なお、低負荷低回転領域AR1は、点火プラグ18の近傍での混合気の燃焼である成層燃焼領域である。高負荷高回転領域AR3は、混合気全体の燃焼である均質燃焼領域である。中負荷中回転領域AR2は、成層燃焼領域と均質燃焼領域との間の弱成層燃焼領域である。
When the operating point of the
図3の第1所定回転数Ne1は、インジェクタ19の能力などによって定まる2段噴射が可能な回転数である。すなわち、インジェクタ19が2段噴射する場合には、1回目の噴射と2回目の噴射との間に、所定時間以上のインターバルが必要であり、2段噴射の開始(1回目の噴射開始)から終了(2回目の噴射終了)までには、例えば所定時間Δt以上を要する。この所定時間Δtが圧縮行程に要する時間よりも短ければ、圧縮2段モードでの噴射が可能である。しかし、エンジン回転数Neの増加に従い圧縮行程に要する時間が短くなるため、エンジン回転数Neが第1所定回転数Ne1を超えると、圧縮2段モードでの噴射が困難となる。したがって、第1所定回転数Ne1は、圧縮2段モードを実現可能な最大回転数である。
The first predetermined rotation speed Ne1 in FIG. 3 is the rotation speed at which the two-stage injection is possible, which is determined by the performance of the
第2所定回転数Ne2は、コントローラ30の能力によって定まる吸気圧縮行程で2段噴射が可能な回転数である。すなわち、エンジン回転数Neの増加に従い、吸圧2段噴射、つまり吸気行程で1段噴射、圧縮行程で1段噴射するためのコントローラ30の負荷(主に熱負荷)は高くなる。このため、エンジン回転数Neが第2所定回転数Ne2を超えると、吸圧2段モードでの噴射が困難となる。したがって、第2所定回転数Ne2は、吸圧2段モードを実現可能な最大回転数である。なお、インジェクタ19の能力によって定まる吸圧2段モードを実現可能な回転数は、第2所定回転数Ne2よりも高い。もし、インジェクタ19の能力によって定まる回転数がコントローラ30の負荷によって定まる回転数よりも低ければ、インジェクタ19の能力によって定まる回転数が第2所定回転数Ne2となる。
The second predetermined rotation speed Ne2 is the rotation speed at which the two-stage injection is possible in the intake-compression stroke, which is determined by the capability of the
第1所定トルクTe1および第2所定トルクTe2は、それぞれインジェクタ19の能力などによって定まるエンジントルクである。すなわち、エンジントルクTeが大きくなると、必要な燃料噴射量も増加するため、エンジントルクTeが所定トルクTe1を越えると、圧縮行程での2段噴射が困難になる。したがって、第1所定トルクTe1は、圧縮2段モードを実現可能な最大エンジントルクである。同様に、第2所定トルクTe2は、吸圧2段モードを実現可能な最大エンジントルクである。なお、以上の第1所定回転数Ne1、第2所定回転数Ne2、第1所定トルクTe1および第2所定トルクTe2は、予め実験や解析によって求められ、記憶部37に記憶される。
The first predetermined torque Te1 and the second predetermined torque Te2 are engine torques determined by the performance of the
記憶部37には、上述した閾値の他、さらに第1所定回転数Ne1と第2所定回転数Ne2との間の第3所定回転数Ne3(Ne1<Ne3<Ne2)と、第1所定トルクTe1と第2所定トルクTe2との間の第3所定トルクTe3(Te1<Te3<Te2)と、第1所定トルクTe1よりも小さい最小トルクTe0とが記憶される。
In addition to the threshold values described above, the
最小トルクTe0は、インジェクタ19が1回の噴射で噴射可能な最小流量によって規定されるトルクである。すなわち、インジェクタ19は、その構造上、最小噴射流量が規定されており、最小流量以下の流量は噴射できない。このため、エンジントルクTeの最小値である最小トルクTe0が規定される。
The minimum torque Te0 is torque defined by the minimum flow rate that the
第3所定回転数Ne3と第3所定トルクTe3とは、図3に異なるハッチングで示すように、中負荷中回転領域AR2を第1中負荷中回転領域AR21および第2中負荷中回転領域AR22の2つの領域に分割するために設定される。第1中負荷中回転領域AR21は、中負荷中回転領域AR2のうち、エンジン回転数Neが第3所定回転数Ne3以下であり、エンジントルクTeが第3所定トルクTe3以下かつ最小トルクTe0以上の領域である。すなわち、中負荷中回転領域AR2のうち、相対的に低負荷低回転の領域である。第2中負荷中回転領域AR22は、中負荷中回転領域AR2のうち、第1中負荷中回転領域AR21を除く領域である。すなわち、中負荷中回転領域AR2のうち、相対的に高負荷高回転の領域である。 As indicated by different hatching in FIG. 3, the third predetermined rotation speed Ne3 and the third predetermined torque Te3 are different from the middle load middle rotation region AR2 into the first middle load middle rotation region AR21 and the second middle load middle rotation region AR22. Set to split into two regions. In the first medium-load medium rotation area AR21, the engine rotation speed Ne is equal to or lower than a third predetermined rotation speed Ne3, and the engine torque Te is lower than or equal to a third predetermined torque Te3 and equal to or higher than the minimum torque Te0 in the intermediate-load medium rotation region AR2. area. That is, it is a relatively low-load, low-rotation region in the medium-load, middle-rotation region AR2. The second medium-load medium rotation area AR22 is an area of the medium-load medium-rotation area AR2 excluding the first medium-load medium-rotation area AR21. That is, it is a relatively high-load, high-speed region within the medium-load, medium-speed region AR2.
噴射モード決定部363は、吸圧2段噴射モードにおいて、領域AR21,AR22毎に、吸気行程での燃料噴射量に対する圧縮行程での燃焼噴射量の割合である噴射割合αを変更する。具体的には、第1中負荷中回転領域AR21における噴射モードを第1吸圧2段モード、第2中負荷中回転領域AR22における噴射モードを第2吸圧2段モードと定義するとき、第1吸圧2段モードの噴射割合α1を第2吸圧2段モードの噴射割合α2よりも大きくする。
The injection
より具体的には、第1吸圧2段モードの吸気行程と圧縮行程の噴射量の比を4:6(噴射割合α1=6/4)に設定し、第2吸圧2段モードの吸気行程と圧縮行程の噴射量の比を5:5(噴射割合α2=5/5)に設定する。これにより中負荷中回転領域AR2のうち、低負荷低回転であるほど、圧縮行程での燃料噴射の割合が増加する。 More specifically, the ratio of the injection amount in the first intake pressure two-stage mode to the injection amount in the compression stroke is set to 4:6 (injection ratio α1=6/4), and the intake The ratio of the injection amount between the stroke and the compression stroke is set to 5:5 (injection ratio α2=5/5). As a result, the ratio of fuel injection in the compression stroke increases as the load is low and the rotation speed is low in the medium load and medium speed range AR2.
図3では、最小トルクTe0によって領域AR21,AR22が区画されるが、この理由は、吸気行程と圧縮行程の噴射量の比が4:6になると、吸気行程での噴射量がインジェクタ19の最小噴射量以下まで減少し、4:6での噴射が不能となるからである。なお、圧縮2段モードで2回噴射するときの噴射量の比は5:5であり、圧縮行程前半と圧縮行程後半の噴射量は互いに等しい。また、吸気単発モードにおける吸気行程と圧縮行程の噴射量の比は10:0である。 In FIG. 3, the regions AR21 and AR22 are defined by the minimum torque Te0. This is because the injection amount is reduced to less than the injection amount, and the 4:6 injection becomes impossible. The ratio of the injection amount when two injections are performed in the two-stage compression mode is 5:5, and the injection amounts in the first half of the compression stroke and the second half of the compression stroke are equal to each other. Also, the ratio of the injection amount in the intake stroke and the compression stroke in the intake single-engine mode is 10:0.
信号出力部364は、目標噴射量算出部361で算出された目標噴射量に相当する量の燃料を、噴射モード決定部363で決定された噴射モードに応じた所定の噴射タイミングで噴射するように、インジェクタ19に制御信号を出力する。すなわち、クランク角センサ31からの信号に基づいて現在のクランク角を特定し、燃料を所定のタイミングで噴射させる。例えば、噴射モード決定部363により圧縮2段モードが設定されると、信号出力部364は、目標噴射量算出部361により算出された量の燃料を、圧縮行程で2回に分けて噴射するように制御信号を出力する。吸圧2段モードが設定されると、吸気行程と圧縮行程の2回に分けて燃料を噴射するように制御信号を出力する。吸気単発モードが設定されると、2回に分けずに吸気行程で連続的に燃料を噴射するように制御信号を出力する。
The
この場合、信号出力部364は、吸圧2段モードのうち、噴射モード決定部363により第1吸圧2段モードが設定されると、吸気行程と圧縮行程との噴射量の比が4:6となるように、インジェクタ19に制御信号を出力する。噴射モード決定部363により第2吸圧2段モードが設定されると、吸気行程と圧縮行程との噴射量の比が5:5となるように、インジェクタ19に制御信号を出力する。
In this case, when the injection
図4は、図3の低負荷低回転領域AR1内の所定動作点P1における、各噴射モードでの必要燃料量を示す図である。横軸は、エンジン冷却水温Tw、縦軸は水温補正係数KTWである。水温補正係数KTWとは、燃料の気化率が低い低水温時に、必要燃料量をどの程度増量させるかを示す値である。水温補正係数KTWが大きいほど、必要燃料量が多くなり、シリンダ2の内壁(スリーブ)への燃料の付着量が増大する。したがって、水温補正係数KTWとエンジンオイルのダイリューションの生じやすさとは相関関係があり、水温補正係数KTWが大きいほど、エンジンオイルのダイリューションが生じやすくなる。
FIG. 4 is a diagram showing the required fuel amount in each injection mode at a predetermined operating point P1 within the low-load, low-rotation region AR1 of FIG. The horizontal axis is the engine cooling water temperature Tw, and the vertical axis is the water temperature correction coefficient KTW. The water temperature correction coefficient KTW is a value that indicates how much the required amount of fuel should be increased when the water temperature is low and the vaporization rate of the fuel is low. The larger the water temperature correction coefficient KTW, the larger the required amount of fuel, and the more the amount of fuel that adheres to the inner wall (sleeve) of the
図4の特性f1(太い実線)は、圧縮2段モードでの特性、すなわち圧縮行程で5:5の比で2回に分けて噴射する場合の水温補正係数KTWの特性である。特性f2(太い点線)は、第1吸圧2段モードでの特性、すなわち、吸気行程と圧縮行程とで4:6の比で噴射する場合の特性である。特性f3(細い実線)は、第2吸圧2段モードでの特性、すなわち、吸気行程と圧縮行程とで4:6の比で噴射する場合の特性である。特性f4(細い点線)は、吸圧2段モードでの他の特性の例であり、吸気行程と圧縮行程とで6:4の比で噴射する場合の特性である。これらの特性f1~f4は、例えば実験により得られる。 The characteristic f1 (thick solid line) in FIG. 4 is the characteristic in the two-stage compression mode, that is, the characteristic of the water temperature correction coefficient KTW when two injections are performed at a ratio of 5:5 in the compression stroke. The characteristic f2 (thick dotted line) is the characteristic in the first two-stage suction mode, that is, the characteristic in the case of injection at a ratio of 4:6 between the intake stroke and the compression stroke. The characteristic f3 (thin solid line) is the characteristic in the second suction pressure two-stage mode, that is, the characteristic when the fuel is injected at a ratio of 4:6 between the intake stroke and the compression stroke. A characteristic f4 (thin dotted line) is an example of another characteristic in the two-stage intake mode, and is characteristic when fuel is injected at a ratio of 6:4 between the intake stroke and the compression stroke. These characteristics f1 to f4 are obtained by experiments, for example.
図4に示すように、圧縮2段モード(特性f1)がスリーブへの燃料の付着量が最も小さい。これは、圧縮行程ではシリンダ2内の吸気温度が上昇し、燃料の気化が促進されるためである。したがって、噴射モードとして圧縮2段モードを設定することで、燃料の気化率が向上し、スリーブへの燃料の付着を抑えることができる。特に、エンジン1の低負荷低回転の運転状態では、燃焼温度が低いため、ダイリューションが起こりやすいが、圧縮行程で燃料を噴射することで、ダイリューションを効果的に抑えることができる。また、燃料の気化率の向上により、失火を抑えた安定した成層燃焼を実現できるとともに、燃焼変動率を低下させることができる。
As shown in FIG. 4, the amount of fuel adhering to the sleeve is the smallest in the two-stage compression mode (characteristic f1). This is because the temperature of the intake air in the
吸気行程よりも圧縮行程の方が燃料の気化が促進される。このため、特性f2~f4に示すように、吸圧2段モードにおいて吸気行程と圧縮行程とで燃料を噴射する場合には、圧縮行程における燃料の噴射割合αを高めること(特性f2)が、スリーブへの燃料付着量を低減する点でより効果的である。特に、低負荷低回転の運転状態のときは燃焼温度が低いため、圧縮行程における燃料の噴射割合を高めることの効果が大きい。この点、本実施形態では、図3に示すように、吸圧2段モードにおいて、高負荷高回転の領域AR22よりも低負荷低回転の領域AR21で圧縮行程における燃料の噴射割合αを増大させるので、スリーブへの燃料の付着量が抑えられ、ダイリューションの発生を効果的に抑制することができる。 The vaporization of fuel is promoted more during the compression stroke than during the intake stroke. Therefore, as shown by the characteristics f2 to f4, when fuel is injected in the intake stroke and the compression stroke in the two-stage intake mode, increasing the fuel injection ratio α in the compression stroke (characteristic f2) This is more effective in reducing the amount of fuel adhering to the sleeve. In particular, since the combustion temperature is low during a low-load, low-rotation operating state, increasing the fuel injection ratio in the compression stroke is highly effective. In this regard, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, in the two-stage suction mode, the fuel injection ratio α in the compression stroke is increased in the low-load, low-rotation region AR21 rather than in the high-load, high-rotation region AR22. Therefore, the amount of fuel adhering to the sleeve is suppressed, and the occurrence of dilution can be effectively suppressed.
図5は、予め記憶部37に記憶された、アルコール濃度Eとエンジン冷却水温Twとに応じた閾値の例を、エンジン回転数Neと吸入空気量Gとのマップ上に示す図である。なお、吸入空気量GとエンジントルクTeとは、吸入空気量Gの増加に伴いエンジントルクTeが増加するような相関関係を有しており、図5のマップは図3のマップとほぼ同様の形状である。図5では、噴射モードを規定する吸入空気量Gの値が閾値として示されているが、図3と同様に、エンジントルクTeの値を閾値としてもよい。すなわち、縦軸の閾値はエンジン1の負荷に対応する値であればよい。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a threshold corresponding to the alcohol concentration E and the engine coolant temperature Tw, stored in advance in the
図5のE1,E2,E3はそれぞれアルコール濃度Eの一例であり、E1、E2、E3の順に(図5の下側ほど)アルコール濃度Eが低くなる。例えば、E1はアルコール濃度が100%、E2は85%、E3は60%である。図5のT1,T2,T3,T4はそれぞれエンジン冷却水温Twの一例であり、T1、T2、T3、T4の順に(図5の右側ほど)エンジン冷却水温Twが高くなる。例えば、T1はエンジン冷却水温が0℃、T2は25℃、T3は40℃、T4は60℃である。 E1, E2, and E3 in FIG. 5 are examples of the alcohol concentration E, and the alcohol concentration E decreases in the order of E1, E2, and E3 (lower in FIG. 5). For example, E1 has an alcohol concentration of 100%, E2 has an alcohol concentration of 85%, and E3 has an alcohol concentration of 60%. Each of T1, T2, T3, and T4 in FIG. 5 is an example of the engine coolant temperature Tw, and the engine coolant temperature Tw increases in the order of T1, T2, T3, and T4 (to the right in FIG. 5). For example, T1 is the engine cooling water temperature of 0°C, T2 is 25°C, T3 is 40°C, and T4 is 60°C.
図5に示すように、例えばエンジン冷却水温TwがT1の状態では、アルコール濃度が高いほど、圧縮2段モードの領域AR1を規定するエンジン回転数(第1所定回転数Ne1)と吸入空気量(第1所定トルクTe1に相当)とが増加し、かつ、吸圧2段モードの領域AR2を規定するエンジン回転数(第2所定回転数Ne2)と吸入空気量(第2所定トルクTe2に相当)とが増加する。図示は省略するが、この場合には、第1吸圧2段モードAR22を規定するエンジン回転数(第3所定回転数Ne3)と吸入空気量(第3所定トルクTe3に相当)も増加する。 As shown in FIG. 5, for example, when the engine cooling water temperature Tw is T1, the higher the alcohol concentration is, the higher the engine speed (first predetermined speed Ne1) and the intake air amount ( (corresponding to the first predetermined torque Te1) increase, and the engine speed (second predetermined speed Ne2) and the intake air amount (corresponding to the second predetermined torque Te2) that define the region AR2 of the two-stage intake mode. and increase. Although not shown, in this case, the engine speed (third predetermined speed Ne3) and the intake air amount (corresponding to the third predetermined torque Te3) that define the first suction pressure two-stage mode AR22 also increase.
また、例えばアルコール濃度EがE1の状態では、エンジン冷却水温Twが低いほど、圧縮2段モードの領域AR1を規定するエンジン回転数(第1所定回転数Ne1)と吸入空気量(第1所定トルクTe1に相当)とが増加し、かつ、吸圧2段モードの領域AR2を規定するエンジン回転数(第2所定回転数Ne2)と吸入空気量(第2所定トルクTe2に相当)とが増加する。図示は省略するが、この場合には、第1吸圧2段モードAR22を規定するエンジン回転数(第3所定回転数Ne3)と吸入空気量(第3所定トルクTe3に相当)も増加する。 Further, for example, when the alcohol concentration E is E1, the lower the engine coolant temperature Tw, the lower the engine speed (first predetermined speed Ne1) and intake air amount (first predetermined torque) that define the region AR1 of the two-stage compression mode. Te1) increases, and the engine rotation speed (second predetermined rotation speed Ne2) and the intake air amount (equivalent to the second predetermined torque Te2) that define the region AR2 of the two-stage suction pressure mode increase. . Although not shown, in this case, the engine speed (third predetermined speed Ne3) and the intake air amount (corresponding to the third predetermined torque Te3) that define the first suction pressure two-stage mode AR22 also increase.
このように、アルコール濃度Eが高いほど、および、エンジン冷却水温Twが高いほど、圧縮2段モードの領域AR1が拡大し、かつ、吸気単発モードの領域AR3が縮小する。これにより、ダイリューションが生じやすい条件において燃料の気化率を高めることができ、ダイリューションの発生を効果的に抑制することができる。 In this manner, the higher the alcohol concentration E and the higher the engine coolant temperature Tw, the wider the compression two-stage mode area AR1 and the smaller the intake single-engine mode area AR3. As a result, the vaporization rate of the fuel can be increased under conditions where dilution is likely to occur, and the occurrence of dilution can be effectively suppressed.
なお、アルコール濃度EがE1,E2,E3以外のとき、およびエンジン冷却水温TwがT1,T2,T3,T4以外のときは、例えば以下のように閾値が設定される。すなわち、アルコール濃度EがE1とE2の間のE4(例えば90%)以上のとき(E2<E4<E1)、アルコール濃度EがE1のときと同一の閾値が設定され、アルコール濃度EがE3以下のとき、アルコール濃度EがE3のときと同一の閾値が設定される。アルコール濃度がE3以上E2以下のとき、およびE2以上E4以下のとき、それぞれアルコール濃度Eに応じて線形補間するように閾値が設定される。エンジン冷却水温TwがT1以下のとき、エンジン冷却水温TwがT1のときと同一の閾値が設定され、エンジン冷却水温TがT4以上のとき、エンジン冷却水温TwがT4のときと同一の閾値が設定される。エンジン冷却水温がT1以上T2以下のとき、T2以上T3以下のとき、およびT3以上T4以下のとき、それぞれエンジン冷却水温Twに応じて線形補間するように閾値が設定される。 When the alcohol concentration E is other than E1, E2, E3 and when the engine cooling water temperature Tw is other than T1, T2, T3, T4, the thresholds are set as follows, for example. That is, when the alcohol concentration E is equal to or higher than E4 (for example, 90%) between E1 and E2 (E2<E4<E1), the same threshold value as when the alcohol concentration E is E1 is set, and the alcohol concentration E is equal to or lower than E3. When , the same threshold as when the alcohol concentration E is E3 is set. When the alcohol concentration is E3 or more and E2 or less, and when the alcohol concentration is E2 or more and E4 or less, the threshold value is set so as to perform linear interpolation according to the alcohol concentration E, respectively. When the engine coolant temperature Tw is T1 or less, the same threshold as when the engine coolant temperature Tw is T1 is set, and when the engine coolant temperature T is T4 or more, the same threshold as when the engine coolant temperature Tw is T4 is set. be done. When the engine coolant temperature is from T1 to T2, from T2 to T3, and from T3 to T4, the threshold is set so as to perform linear interpolation according to the engine coolant temperature Tw.
図6は、予め記憶されたプログラムに従い図2のコントローラ30で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えばエンジン1の起動が指令されると開始され、エンジン1の停止が指令されるまで、所定周期で繰り返される。
FIG. 6 is a flow chart showing an example of processing executed by the
まず、ステップS1で、図2のセンサ31~35および他のセンサ等から入力された信号を読み込む。次いで、ステップS2で、空燃比センサ33により検出された実空燃比が目標空燃比となるようにフィードバック制御を行いながら、エアフローセンサ等により検出された吸気量に応じて1サイクル当たりの目標噴射量を算出する。次いで、ステップS3で、記憶部37に記憶された関係に基づき、濃度センサ35により検出されたアルコール濃度Eと水温センサ34により検出されたエンジン冷却水温Twとに応じた閾値を設定する。例えば、図3に示すように、エンジン回転数NeとエンジントルクTeの閾値Ne1,Ne2,Ne3,Te1,Te2,Te3を設定する。なお、図5に示すように、エンジントルクTeの閾値に代えて吸入空気量Gの閾値を設定してもよい。
First, in step S1, signals input from the
次いで、ステップS4で、クランク角センサ31により検出されたエンジン回転数Neが第1所定回転数Ne1以下で、かつ、負荷センサ32により検出されたエンジントルクTeが第1所定トルクTe1以下であるか否かを判定する。ステップS4で肯定されるとステップS7に進み、噴射モードを圧縮2段モードに決定する。ステップS4で否定されるとステップS5に進み、クランク角センサ31により検出されたエンジン回転数Neが第2所定回転数Ne2以下で、かつ、負荷センサ32により検出されたエンジントルクTeが第2所定トルクTe2以下であるか否かを判定する。ステップS5で否定されるとステップS10に進み、噴射モードを吸気単発モードに決定する。
Next, in step S4, whether the engine speed Ne detected by the
一方、ステップS5で肯定されるとステップS6に進み、クランク角センサ31により検出されたエンジン回転数Neが第3所定回転数Ne3以下で、かつ、負荷センサ32により検出されたエンジントルクTeが第3所定トルクTe3以下であるか否かを判定する。ステップS6で肯定されるとステップS8に進み、噴射モードを第1吸圧2段モードに決定する。ステップS6で否定されるとステップS9に進み、噴射モードを第2吸圧2段モードに決定する。
On the other hand, if the result in step S5 is affirmative, the process proceeds to step S6, in which the engine speed Ne detected by the
ステップS7~ステップS10のいずれかで噴射モードが決定されると、ステップS11に進む。ステップS11では、ステップS2で算出された目標噴射量を、ステップS7~ステップS10の噴射モードに従い1回のサイクルで噴射するようにインジェクタ19に制御信号を出力し、処理を終了する。
When the injection mode is determined in any one of steps S7 to S10, the process proceeds to step S11. In step S11, a control signal is output to the
本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
(1)燃料噴射制御装置100に用いられるエンジン1は、シリンダ2と、シリンダ2の内壁に沿って摺動可能に配置されたピストン3と、ピストン3の上方の燃焼室4に面して設けられたインジェクタ19と、を有する(図1)。燃料噴射制御装置100は、エンジン1の回転数Neを検出するクランク角センサ31と、エンジン1の負荷(エンジントルクTe)を検出する負荷センサ32と、クランク角センサ31により検出されたエンジン回転数Neと負荷センサ32により検出されたエンジントルクTeとに基づいて、インジェクタ19を制御するインジェクタ制御部36と、を備える(図2)。インジェクタ制御部36は、エンジン1の運転領域が、エンジン回転数Neが第1所定回転数Ne1以下で、かつ、エンジントルクTeが第1所定トルクTe1以下である低負荷低回転領域AR1であるとき、圧縮行程のみで燃料を噴射し(圧縮2段モード)、エンジン1の運転領域が、エンジン回転数Neが第1所定回転数Ne1よりも大きい第2所定回転数Ne2以下で、かつ、エンジントルクTeが第1所定トルクTe1よりも大きい第2所定トルクTe2以下で、かつ、低負荷低回転領域AR1を除く中負荷中回転領域AR2であるとき、圧縮行程と吸気行程とで燃料を噴射し(吸圧2段モード)、エンジン1の運転領域が、エンジン回転数Neが第2所定回転数Ne2よりも大きい、または、エンジントルクTeが第2所定トルクTe2よりも大きい高負荷高回転領域AR3であるとき、吸気行程のみで燃料を噴射するように(吸気単発モード)、インジェクタ19を制御する(図3)。さらに、インジェクタ制御部36は、エンジン1の運転領域が、中負荷中回転領域AR2のうちの、エンジン回転数Neが第1所定回転数Ne1と第2所定回転数Ne2との間の第3所定回転数Ne3以下で、かつ、エンジントルクTeが第1所定トルクTe1と第2所定トルクTe2との間の第3所定トルクTe3以下である第1中負荷中回転領域AR21であるとき、中負荷中回転領域AR2から第1中負荷中回転領域AR21を除いた第2中負荷中回転領域AR22であるときよりも、吸気行程での燃料噴射量に対する圧縮行程での燃料噴射量の割合である噴射割合αが大きくなるように(α1>α2)、インジェクタ19を制御する(図3)。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
このように、エンジン回転数NeとエンジントルクTeとに応じて噴射モードを切り換えるとともに、中負荷中回転領域AR2における吸気行程と圧縮行程の噴射割合αを切り換えるように構成することで、燃料の噴射方向が切換可能となるように構成されたインジェクタを用いることなく、簡易な構成でインジェクタ19から噴射した燃料のスリーブへの付着を抑制することができる。したがって、装置の価格上昇を抑えることができる。特に、本実施形態では、中負荷中回転領域AR2において、エンジン回転数Neが相対的に低く、エンジントルクTeが相対的に小さい領域AR21の噴射割合αを大きくするので、燃焼温度が低く燃料が付着しやすい運転状態であっても、燃料の付着を効果的に抑制することができる。
In this way, the injection mode is switched according to the engine speed Ne and the engine torque Te, and the injection ratio α between the intake stroke and the compression stroke in the middle load medium rotation region AR2 is switched. Adhesion of the fuel injected from the
(2)燃料噴射制御装置100は、インジェクタ19から噴射される燃料のアルコール濃度Eを検出する濃度センサ35をさらに備える(図2)。第1所定回転数Ne1、第2所定回転数Ne2、第3所定回転数Ne3、第1所定トルクTe1、第2所定トルクTe2および第3所定トルクTe3は、アルコール濃度Eに応じて変化する閾値である。インジェクタ制御部36は、濃度センサ35により検出されたアルコール濃度Eが高いほど、閾値を大きい値に設定する。アルコール濃度Eが高いほど燃料の気化率は低下するが、アルコール濃度Eが高いほど閾値を大きくすることで、圧縮行程で噴射する運転領域が拡大し、高アルコール濃度時の燃焼安定性を向上させることができる。
(2) The fuel
(3)燃料噴射制御装置100は、エンジン冷却水温Twを検出する水温センサ34をさらに備える(図2)。第1所定回転数Ne1、第2所定回転数Ne2、第3所定回転数Ne3、第1所定トルクTe1、第2所定トルクTe2および第3所定トルクTe3は、エンジン冷却水温Twに応じて変化する閾値である。インジェクタ制御部36は、水温センサ34により検出されたエンジン冷却水温Twが低いほど、閾値を大きい値に設定する。エンジン冷却水温Twはエンジン1の温度と相関関係を有し、エンジン冷却水温Twが高いほど燃料の気化率は低下するが、エンジン冷却水温Twが高いほど閾値を大きくすることで、圧縮行程で噴射する運転領域が拡大し、エンジン冷却水温が低温時の燃焼安定性を向上させることができる。
(3) The fuel
上記実施形態は種々の形態に変更することができる。以下、変形例について説明する。上記実施形態では、インジェクタ制御部36が、エンジン回転数Neが第1所定回転数(第1回転数)N1以下で、かつ、エンジントルクTeが第1所定トルク(第1所定値)Te以下である低負荷低回転領域AR1であるとき、圧縮行程で2回燃料を噴射させるようにしたが、3回以上噴射させるようにしてもよい。また、インジェクタ制御部36は、エンジン回転数Neが第2所定回転数(第2回転数)Ne2以下で、かつ、エンジントルクTeが第2所定トルク(第2所定値)Te2以下で、かつ、低負荷低回転領域AR1を除く中負荷中回転領域AR2であるとき、圧縮行程と吸気行程とで1回ずつ燃料を噴射させるようにしたが、圧縮行程と吸気行程のいずれかまたは両方で、複数回燃料を噴射させるようしてもよい。すなわち、燃料噴射部としてのインジェクタ19を制御する噴射制御部の構成は上述したものに限らない。
The above embodiment can be modified in various ways. Modifications will be described below. In the above embodiment, the
上記実施形態では、中負荷中回転領域AR2のうちのエンジン回転数Neが第3所定回転数(第3回転数)Ne3(Ne1<Ne3<Ne2)以下で、かつ、エンジントルクTeが第3所定トルク(第3所定値)Te3(Te1<Te3<Te2)以下である第1中負荷中回転領域AR21であるとき、吸気行程と圧縮行程の燃料噴射量の比を4:6に設定し、中負荷中回転領域AR2から第1中負荷中回転領域AR21を除いた第2中負荷中回転領域AR22であるとき、吸気行程と圧縮行程の燃料噴射量の比を5:5に設定した。しかし、第1中負荷中回転領域AR21における吸気行程での燃料噴射量に対する圧縮行程での燃料噴射量の割合である噴射割合α1が、第2中負荷中回転領域AR22における噴射割合α2より大きくなるように噴射割合αを設定するのであれば、噴射割合αは上述した以外の値に設定してもよい。 In the above-described embodiment, the engine speed Ne in the middle-load medium-speed region AR2 is equal to or lower than the third predetermined speed (third speed) Ne3 (Ne1<Ne3<Ne2), and the engine torque Te is the third predetermined speed. When the torque (third predetermined value) Te3 (Te1<Te3<Te2) or less is in the first medium-load medium-rotation region AR21, the ratio of the fuel injection amounts in the intake stroke and the compression stroke is set to 4:6. In the second medium load rotation range AR22 obtained by excluding the first medium load rotation range AR21 from the medium load rotation range AR2, the ratio of the fuel injection amounts in the intake stroke and the compression stroke is set to 5:5. However, the injection ratio α1, which is the ratio of the fuel injection amount in the compression stroke to the fuel injection amount in the intake stroke in the first medium load medium speed region AR21, becomes larger than the injection ratio α2 in the second medium load medium speed region AR22. If the injection ratio α is set as above, the injection ratio α may be set to a value other than those described above.
上記実施形態では、クランク角センサ31により内燃機関としてのエンジン1の回転数Neを検出するようにしたが、回転数検出部の構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、負荷センサ32によりエンジントルクTeを検出するようにしたが、負荷検出部の構成は上述したものに限らない。吸入空気量Gに応じて閾値を設定するとき(図5)、吸入空気量を検出するセンサ(吸気圧センサやエアフォローメータ等)を負荷検出部として用いればよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、濃度センサ35によりアルコール濃度Eを検出するようにしたが、アルコール濃度を特定する濃度特定部はこれに限らない。例えばアルコール濃度が既知の燃料が車両に供給されるとき、そのアルコール濃度をドライバがコントローラ30に対し指定することで、アルコール濃度を特定してもよい。この場合には、濃度センサを省略することができる。所定のアルコール濃度(例えば濃度100%)の燃料のみが用いられるようにしてもよい。アルコールを含まない燃料を用いることもできる。上記実施形態では、水温センサ34によりエンジン冷却水温Twを検出するようにしたが、内燃機関の温度と相関関係を有する物理量を検出するのであれば、他の温度検出部を用いてもよい。
Although the alcohol concentration E is detected by the
上記実施形態では、第1所定回転数Ne1、第2所定回転数Ne2、第3所定回転数Ne3、第1所定トルクTe1、第2所定トルクTe2および第3所定トルクTe3の全ての閾値を、アルコール濃度Eに応じて変化する可変値としたが、これらの一部のみをアルコール濃度に応じた可変値とし、残りをアルコール濃度によっては変化しない固定値としてもよい。上記実施形態では、第1所定回転数Ne1、第2所定回転数Ne2、第3所定回転数Ne3、第1所定トルクTe1、第2所定トルクTe2および第3所定トルクTe3の全ての閾値を、エンジン冷却水温Twに応じて変化する可変値としたが、これらの一部のみを内燃機関の温度に応じて変化する可変値とし、残りを内燃機関の温度によっては変化しない固定値としてもよい。 In the above embodiment, the threshold values of all of the first predetermined rotation speed Ne1, the second predetermined rotation speed Ne2, the third predetermined rotation speed Ne3, the first predetermined torque Te1, the second predetermined torque Te2, and the third predetermined torque Te3 are Although variable values that change according to the concentration E are used, only some of these may be variable values according to the alcohol concentration, and the rest may be fixed values that do not change depending on the alcohol concentration. In the above embodiment, all the threshold values of the first predetermined rotation speed Ne1, the second predetermined rotation speed Ne2, the third predetermined rotation speed Ne3, the first predetermined torque Te1, the second predetermined torque Te2, and the third predetermined torque Te3 are Although variable values that change according to the cooling water temperature Tw are used, only some of these may be variable values that change according to the temperature of the internal combustion engine, and the rest may be fixed values that do not change depending on the temperature of the internal combustion engine.
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の1つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。 The above description is merely an example, and the present invention is not limited by the above-described embodiments and modifications as long as the features of the present invention are not impaired. It is also possible to arbitrarily combine one or more of the above embodiments and modifications, and it is also possible to combine modifications with each other.
1 エンジン、2 シリンダ、3 ピストン、4 燃焼室、19 インジェクタ、30 コントローラ、31 クランク角センサ、32 負荷センサ、33 空燃比センサ、34 水温センサ、35 濃度センサ、36 インジェクタ制御部、100 燃料噴射制御装置
1
Claims (2)
前記燃料噴射部から噴射される燃料はアルコールを含み、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出部と、
前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出部と、
前記回転数検出部により検出された回転数と前記負荷検出部により検出された負荷とに基づいて、前記燃料噴射部を制御する噴射制御部と、
燃料のアルコール濃度を特定する濃度特定部と、を備え、
前記噴射制御部は、
前記内燃機関の運転領域が、前記回転数検出部により検出された回転数が第1回転数以下で、かつ、前記負荷検出部により検出された負荷が第1所定値以下である低負荷低回転領域であるとき、圧縮行程のみで燃料を噴射し、
前記内燃機関の運転領域が、前記回転数検出部により検出された回転数が前記第1回転数よりも大きい第2回転数以下で、かつ、前記負荷検出部により検出された負荷が前記第1所定値よりも大きい第2所定値以下で、かつ、前記低負荷低回転領域を除く中負荷中回転領域であるとき、圧縮行程と吸気行程とで燃料を噴射し、
前記内燃機関の運転領域が、前記回転数検出部により検出された回転数が前記第2回転数よりも大きい、または、前記負荷検出部により検出された負荷が前記第2所定値よりも大きい高負荷高回転領域であるとき、吸気行程のみで燃料を噴射するように前記燃料噴射部を制御し、
さらに、前記噴射制御部は、
前記内燃機関の運転領域が、前記中負荷中回転領域のうちの、前記回転数検出部により検出された回転数が前記第1回転数と前記第2回転数との間の第3回転数以下で、かつ、前記負荷検出部により検出された負荷が前記第1所定値と前記第2所定値との間の第3所定値以下である第1中負荷中回転領域であるとき、前記中負荷中回転領域から前記第1中負荷中回転領域を除いた第2中負荷中回転領域であるときよりも、吸気行程での燃料噴射量に対する圧縮行程での燃料噴射量の割合である噴射割合が大きくなるように前記燃料噴射部を制御し、
前記第1回転数、前記第2回転数、前記第3回転数、前記第1所定値、前記第2所定値および前記第3所定値の少なくともいずれかは、アルコール濃度に応じて変化する可変値であり、
前記噴射制御部は、前記濃度特定部により特定されたアルコール濃度が高いほど、アルコール濃度に応じて変化する前記可変値を大きい値に設定することを特徴とする燃料噴射制御装置。 A fuel injection control device for an internal combustion engine having a cylinder, a piston slidably arranged along the inner wall of the cylinder, and a fuel injection section provided facing a combustion chamber above the piston. hand,
the fuel injected from the fuel injection unit contains alcohol,
a rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the internal combustion engine;
a load detection unit that detects the load of the internal combustion engine;
an injection control unit that controls the fuel injection unit based on the rotation speed detected by the rotation speed detection unit and the load detected by the load detection unit;
a concentration identification unit that identifies the alcohol concentration of the fuel ;
The injection control unit is
The operating range of the internal combustion engine is a low load low rotation in which the rotation speed detected by the rotation speed detection unit is a first rotation speed or less and the load detected by the load detection unit is a first predetermined value or less. region, injecting fuel only in the compression stroke,
In the operating region of the internal combustion engine, the number of revolutions detected by the number of revolutions detecting section is equal to or lower than a second number of revolutions larger than the first number of revolutions, and the load detected by the load detecting section is the first number of revolutions. Injecting fuel in a compression stroke and an intake stroke when the engine speed is equal to or less than a second predetermined value that is larger than the predetermined value and is in a medium load medium speed range excluding the low load low speed range,
The operating region of the internal combustion engine is a high speed in which the rotation speed detected by the rotation speed detection unit is higher than the second rotation speed, or the load detected by the load detection unit is higher than the second predetermined value. controlling the fuel injection unit to inject fuel only in the intake stroke when the load is in a high rotation region;
Furthermore, the injection control unit
The operating region of the internal combustion engine is the middle load medium speed region, and the speed detected by the speed detection unit is a third speed or less between the first speed and the second speed. and when the load detected by the load detection unit is in a first medium load medium rotation area equal to or lower than a third predetermined value between the first predetermined value and the second predetermined value, the medium load The injection ratio, which is the ratio of the fuel injection amount in the compression stroke to the fuel injection amount in the intake stroke, is higher than that in the second medium load medium speed region obtained by excluding the first medium load medium speed region from the medium speed region. controlling the fuel injection part to be large,
At least one of the first rotation speed, the second rotation speed, the third rotation speed, the first predetermined value, the second predetermined value, and the third predetermined value is a variable value that changes according to the alcohol concentration. and
The fuel injection control device, wherein the injection control unit sets the variable value, which changes according to the alcohol concentration, to a larger value as the alcohol concentration specified by the concentration specifying unit is higher .
前記内燃機関の温度と相関関係を有する物理量を検出する温度検出部をさらに備え、 Further comprising a temperature detection unit that detects a physical quantity having a correlation with the temperature of the internal combustion engine,
前記第1回転数、前記第2回転数、前記第3回転数、前記第1所定値、前記第2所定値および前記第3所定値の少なくともいずれかは、前記温度検出部により検出された物理量に応じて変化する可変値であり、 At least one of the first rotation speed, the second rotation speed, the third rotation speed, the first predetermined value, the second predetermined value, and the third predetermined value is a physical quantity detected by the temperature detection unit. is a variable value that changes according to
前記噴射制御部は、前記温度検出部により検出された物理量と相関関係を有する前記内燃機関の温度が低いほど、前記物理量に応じて変化する前記可変値を大きい値に設定することを特徴とする燃料噴射制御装置。 The injection control section is characterized in that the lower the temperature of the internal combustion engine, which has a correlation with the physical quantity detected by the temperature detecting section, the larger the variable value that changes according to the physical quantity is set. Fuel injection control device.
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