JP7732402B2 - fuel supply device - Google Patents
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Description
本発明は、気筒と気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁とを備える内燃機関に設けられている燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply system installed in an internal combustion engine that has cylinders and in-cylinder injection valves that inject fuel into the cylinders.
特許文献1は、水素を燃料とする内燃機関に適用される制御装置を開示している。内燃機関は複数の気筒を備えている。当該制御装置は、複数の気筒の何れかでプレイグニッションの発生を検知した場合、プレイグニッションの発生を検知した気筒内での燃料の燃焼速度を上昇させるための制御を行う。 Patent Document 1 discloses a control device applied to an internal combustion engine that uses hydrogen as fuel. The internal combustion engine has multiple cylinders. When the control device detects the occurrence of pre-ignition in one of the multiple cylinders, it performs control to increase the combustion speed of fuel in the cylinder where pre-ignition has been detected.
気筒内でプレイグニッションが発生すると、当該気筒の内圧が高くなる。そのため、気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁を燃料噴射弁として備えた内燃機関では、気筒内でプレイグニッションが発生すると、当該気筒の内圧が高くなったことに起因して筒内噴射弁が開弁することがある。このように筒内噴射弁が開弁すると、気筒の内圧が高いため、当該気筒内のガスが筒内噴射弁内に流入してしまう。 When pre-ignition occurs in a cylinder, the internal pressure of that cylinder increases. Therefore, in an internal combustion engine equipped with an in-cylinder injection valve as a fuel injection valve that injects fuel into the cylinder, when pre-ignition occurs in a cylinder, the internal pressure of that cylinder increases, causing the in-cylinder injection valve to open. When the in-cylinder injection valve opens in this way, the internal pressure of the cylinder is high, causing gas inside the cylinder to flow into the in-cylinder injection valve.
上記課題を解決するための燃料供給装置は、気筒と、前記気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、を備える内燃機関に設けられている。この燃料供給装置は、前記筒内噴射弁に供給する燃料の圧力である供給燃圧を調整する燃圧調整装置と、前記燃圧調整装置を制御する制御装置と、を備えている。前記制御装置は、前記内燃機関の運転状態が所定の運転状態ではない場合に、前記供給燃圧がベース燃圧で保持されるように前記燃圧調整装置を制御する燃圧保持処理と、前記内燃機関の運転状態が前記所定の運転状態である場合に、前記筒内噴射弁の燃料噴射後に前記供給燃圧が前記ベース燃圧よりも高くなるように前記燃圧調整装置を制御する燃圧増大処理と、を実行する。 A fuel supply device that solves the above problem is provided in an internal combustion engine that has a cylinder and an in-cylinder injection valve that injects fuel into the cylinder. The fuel supply device includes a fuel pressure adjustment device that adjusts the supply fuel pressure, which is the pressure of the fuel supplied to the in-cylinder injection valve, and a control device that controls the fuel pressure adjustment device. The control device executes a fuel pressure maintenance process that controls the fuel pressure adjustment device to maintain the supply fuel pressure at a base fuel pressure when the operating state of the internal combustion engine is not a predetermined operating state, and a fuel pressure increase process that controls the fuel pressure adjustment device to make the supply fuel pressure higher than the base fuel pressure after fuel injection from the in-cylinder injection valve when the operating state of the internal combustion engine is the predetermined operating state.
筒内噴射弁に供給される燃料の圧力が高いほど、気筒の内圧が高くなっても筒内噴射弁が開弁しにくい。そこで、上記燃料供給装置では、内燃機関の運転状態が所定の運転状態である場合には、筒内噴射弁の燃料噴射後に供給燃圧がベース燃圧よりも高くなる。これにより、気筒でプレイグニッションが発生して当該気筒の内圧が高くなっても筒内噴射弁が開弁されにくくなる。その結果、気筒でプレイグニッションが発生した際に、当該気筒内のガスが筒内噴射弁内に流入することを抑制できるようになる。 The higher the pressure of the fuel supplied to the in-cylinder injection valve, the less likely the in-cylinder injection valve will open even if the internal cylinder pressure increases. Therefore, with the above-mentioned fuel supply device, when the internal combustion engine is operating in a specified state, the supplied fuel pressure after fuel injection from the in-cylinder injection valve is higher than the base fuel pressure. This makes it less likely that the in-cylinder injection valve will open even if pre-ignition occurs in a cylinder and the internal cylinder pressure increases. As a result, when pre-ignition occurs in a cylinder, gas within that cylinder can be prevented from flowing into the in-cylinder injection valve.
上記燃料供給装置の一例において、前記制御装置は、前記内燃機関の運転状態が前記所定の運転状態である場合、前記筒内噴射弁の燃料噴射の開始前に前記供給燃圧が減少しているように前記燃圧調整装置を制御する燃圧減少処理を実行する。 In one example of the fuel supply device described above, when the operating state of the internal combustion engine is the predetermined operating state, the control device executes a fuel pressure reduction process that controls the fuel pressure adjustment device so that the supplied fuel pressure is reduced before the in-cylinder injection valve starts fuel injection.
供給燃圧が高すぎると、筒内噴射弁の燃料噴射量を微調整しにくくなる。この点、上記燃料供給装置では、筒内噴射弁の燃料噴射の開始前に供給燃圧が減少される。そのため、内燃機関の運転状態が所定の運転状態である場合に筒内噴射弁の燃料噴射量の制御性が低下することを抑制できる。 If the fuel supply pressure is too high, it becomes difficult to fine-tune the fuel injection amount of the direct injection valve. In this regard, the fuel supply device reduces the fuel supply pressure before the direct injection valve begins fuel injection. This prevents a decrease in the controllability of the fuel injection amount of the direct injection valve when the internal combustion engine is operating in a specified operating state.
上記燃料供給装置の一例において、前記制御装置は、前記燃圧減少処理において、前記筒内噴射弁の燃料噴射の開始前までに前記供給燃圧が前記ベース燃圧まで減少しているように前記燃圧調整装置を制御する。 In one example of the fuel supply device described above, the control device controls the fuel pressure adjustment device during the fuel pressure reduction process so that the supply fuel pressure is reduced to the base fuel pressure before the in-cylinder injection valve starts fuel injection.
上記燃料供給装置では、内燃機関の運転状態が所定の運転状態である場合、供給燃圧がベース燃圧まで減少されてから筒内噴射弁の燃料噴射が開始される。そのため、内燃機関の運転状態が所定の運転状態である場合の筒内噴射弁の燃料噴射量の制御性を、内燃機関の運転状態が所定の運転状態ではない場合と同程度の水準にできる。 In the above fuel supply device, when the internal combustion engine is operating in a predetermined operating state, the supply fuel pressure is reduced to the base fuel pressure before fuel injection from the direct injection valve begins. Therefore, the controllability of the fuel injection amount from the direct injection valve when the internal combustion engine is operating in a predetermined operating state can be made to the same level as when the internal combustion engine is not operating in a predetermined operating state.
前記内燃機関が複数の前記気筒を有するものであるとき、上記燃料供給装置の一例は、前記複数の気筒に対応する複数の前記筒内噴射弁を備えている。そして、前記複数の気筒のうち、最もプレイグニッションが発生する確率の高い気筒に対応する前記筒内噴射弁を規定の筒内噴射弁としたとき、前記制御装置は、前記燃圧増大処理において、前記規定の筒内噴射弁の燃料噴射後の前記供給燃圧が前記ベース燃圧よりも高くなるように前記燃圧調整装置を制御することが好ましい。 When the internal combustion engine has a plurality of the cylinders, one example of the fuel supply device includes a plurality of the in-cylinder injection valves corresponding to the plurality of cylinders. When the in-cylinder injection valve corresponding to the cylinder with the highest probability of pre-ignition occurring among the plurality of cylinders is designated as the specified in-cylinder injection valve, it is preferable that the control device controls the fuel pressure adjustment device in the fuel pressure increase process so that the supply fuel pressure after fuel injection from the specified in-cylinder injection valve is higher than the base fuel pressure.
複数の気筒を有する内燃機関では、プレイグニッションの発生確率が気筒毎に異なる。そこで、上記燃料供給装置では、内燃機関の運転状態が所定の運転状態である場合には、複数の気筒のうち、プレイグニッションが最も発生する確率の高い気筒に対応する筒内噴射弁の燃料噴射後に供給燃圧がベース燃圧よりも高くなるようにした。これにより、当該筒内噴射弁内に気筒内のガスが流入することを抑制できる。 In an internal combustion engine with multiple cylinders, the probability of pre-ignition occurring varies from cylinder to cylinder. Therefore, in the fuel supply device described above, when the internal combustion engine is operating in a specified operating state, the supply fuel pressure after fuel injection from the in-cylinder injection valve corresponding to the cylinder with the highest probability of pre-ignition occurring among the multiple cylinders is set to be higher than the base fuel pressure. This makes it possible to prevent gas from within the cylinder from flowing into that in-cylinder injection valve.
(第1実施形態)
以下、燃料供給装置の第1実施形態を図1~図4に従って説明する。
図1は、本実施形態の燃料供給装置を備える車載の内燃機関システムを図示している。内燃機関システムは、内燃機関10と、内燃機関10の状態を検出する検出系と、内燃機関10を制御する制御装置60とを備えている。
(First embodiment)
A first embodiment of a fuel supply device will be described below with reference to FIGS.
1 shows an internal combustion engine system mounted on a vehicle and equipped with a fuel supply device according to the present embodiment. The internal combustion engine system includes an internal combustion engine 10, a detection system for detecting the state of the internal combustion engine 10, and a control device 60 for controlling the internal combustion engine 10.
<内燃機関>
内燃機関10は、水素ガスを燃料とする内燃機関である。内燃機関10は、複数の気筒11と、クランク軸12と、吸気通路13と、スロットルバルブ14と、排気通路15とを備えている。図1に示す本例では、内燃機関10は4つの気筒11を備えている。本明細書では、4つの気筒を総称して説明するときにはこれらを「気筒11」とし、これらを区別して説明するときには気筒#1、気筒#2、気筒#3及び気筒#4とする。
<Internal combustion engine>
The internal combustion engine 10 is an internal combustion engine that uses hydrogen gas as fuel. The internal combustion engine 10 includes a plurality of cylinders 11, a crankshaft 12, an intake passage 13, a throttle valve 14, and an exhaust passage 15. In the example shown in Fig. 1, the internal combustion engine 10 includes four cylinders 11. In this specification, the four cylinders will be referred to collectively as "cylinders 11," and when they are individually described, they will be referred to as cylinder #1, cylinder #2, cylinder #3, and cylinder #4.
吸気通路13は、複数の気筒11内に導入する空気が流れる通路である。スロットルバルブ14は吸気通路13に設置されている。スロットルバルブ14の開度であるスロットル開度を調整することにより、吸気通路13を流れる空気の量である吸入空気量が調整される。 The intake passage 13 is a passage through which air flows to be introduced into the multiple cylinders 11. A throttle valve 14 is installed in the intake passage 13. The amount of intake air, which is the amount of air flowing through the intake passage 13, is adjusted by adjusting the throttle opening, which is the opening degree of the throttle valve 14.
内燃機関10は、複数の筒内噴射弁16と複数の点火装置17とを備えている。1つの気筒11に対して1つの筒内噴射弁16と1つの点火装置17とが設けられている。筒内噴射弁16は、気筒11内に燃料を噴射する燃料噴射弁である。筒内噴射弁16の構成については後述する。複数の気筒11内では、空気と燃料とを含む混合気が点火装置17の放電によって燃焼される。混合気の燃焼によって得た動力がクランク軸12に伝達されることにより、クランク軸12が回転する。複数の気筒11内では混合気の燃焼によって排気が生成される。こうした排気は、複数の気筒11内から排気通路15に排出される。 The internal combustion engine 10 is equipped with multiple in-cylinder injection valves 16 and multiple ignition devices 17. One in-cylinder injection valve 16 and one ignition device 17 are provided for each cylinder 11. The in-cylinder injection valve 16 is a fuel injection valve that injects fuel into the cylinder 11. The configuration of the in-cylinder injection valve 16 will be described later. In the multiple cylinders 11, an air-fuel mixture containing air and fuel is burned by the discharge of the ignition device 17. The power obtained by the combustion of the air-fuel mixture is transmitted to the crankshaft 12, causing the crankshaft 12 to rotate. Exhaust gas is generated by the combustion of the air-fuel mixture in the multiple cylinders 11. This exhaust gas is discharged from the multiple cylinders 11 into the exhaust passage 15.
内燃機関10は、燃料タンク21と、燃料供給通路22と、調圧装置23、デリバリパイプ24と、減圧機構25とを備えている。燃料タンク21、燃料供給通路22、調圧装置23、デリバリパイプ24及び減圧機構25は、内燃機関10に設けられている「燃料供給装置」の一例を構成する。 The internal combustion engine 10 includes a fuel tank 21, a fuel supply passage 22, a pressure regulator 23, a delivery pipe 24, and a pressure reduction mechanism 25. The fuel tank 21, the fuel supply passage 22, the pressure regulator 23, the delivery pipe 24, and the pressure reduction mechanism 25 constitute an example of a "fuel supply system" provided in the internal combustion engine 10.
燃料タンク21は、高圧の燃料を貯留している。燃料供給通路22は、燃料タンク21に貯留されている燃料をデリバリパイプ24に供給する通路である。調圧装置23は、燃料供給通路22に設置されている。調圧装置23は、制御装置60による制御によって、燃料供給通路22を流れる燃料の圧力を減圧するものである。そのため、燃料供給通路22のうち、調圧装置23よりもデリバリパイプ24側の部分を流れる燃料の圧力は、燃料供給通路22のうち、調圧装置23よりも燃料タンク21側の部分を流れる燃料の圧力よりも低い。 The fuel tank 21 stores high-pressure fuel. The fuel supply passage 22 supplies the fuel stored in the fuel tank 21 to the delivery pipe 24. The pressure regulator 23 is installed in the fuel supply passage 22. The pressure regulator 23 reduces the pressure of the fuel flowing through the fuel supply passage 22 under the control of the control device 60. Therefore, the pressure of the fuel flowing in the portion of the fuel supply passage 22 closer to the delivery pipe 24 than the pressure regulator 23 is lower than the pressure of the fuel flowing in the portion of the fuel supply passage 22 closer to the fuel tank 21 than the pressure regulator 23.
デリバリパイプ24には、複数の筒内噴射弁16が接続されている。すなわち、デリバリパイプ24は、複数の筒内噴射弁16に供給する燃料を一時的に貯留する。以降の記載では、デリバリパイプ24内の燃料の圧力を「供給燃圧」という。 A plurality of in-cylinder injection valves 16 are connected to the delivery pipe 24. In other words, the delivery pipe 24 temporarily stores the fuel to be supplied to the plurality of in-cylinder injection valves 16. In the following description, the pressure of the fuel inside the delivery pipe 24 will be referred to as the "supply fuel pressure."
減圧機構25は、デリバリパイプ24の供給燃圧を減圧する機構である。減圧機構25は、第1パージ通路26と、第1パージバルブ27と、貯留室28と、第2パージ通路29と、第2パージバルブ30とを有している。 The pressure reducing mechanism 25 reduces the fuel pressure supplied to the delivery pipe 24. The pressure reducing mechanism 25 has a first purge passage 26, a first purge valve 27, a reservoir chamber 28, a second purge passage 29, and a second purge valve 30.
第1パージ通路26は、デリバリパイプ24と貯留室28とを繋ぐ通路である。第1パージバルブ27は、電子制御式のバルブである。第1パージバルブ27は第1パージ通路26に設置されている。貯留室28は、第1パージ通路26から流入した燃料を一時的に貯留する。第1パージバルブ27が閉弁している場合、第1パージ通路26を介したデリバリパイプ24から貯留室28への燃料の流出が規制される。一方、第1パージバルブ27が開弁している場合、第1パージ通路26を介してデリバリパイプ24から貯留室28に燃料が流出される。 The first purge passage 26 is a passage connecting the delivery pipe 24 and the storage chamber 28. The first purge valve 27 is an electronically controlled valve. The first purge valve 27 is installed in the first purge passage 26. The storage chamber 28 temporarily stores the fuel that flows in from the first purge passage 26. When the first purge valve 27 is closed, the outflow of fuel from the delivery pipe 24 to the storage chamber 28 via the first purge passage 26 is restricted. On the other hand, when the first purge valve 27 is open, fuel flows from the delivery pipe 24 to the storage chamber 28 via the first purge passage 26.
第2パージ通路29は、貯留室28と吸気通路13とを繋ぐ通路である。詳しくは、第2パージ通路29は、吸気通路13のうち、スロットルバルブ14よりも下流の部分に接続されている。第2パージバルブ30は、電子制御式のバルブである。第2パージバルブ30は第2パージ通路29に設置されている。第2パージバルブ30が閉弁している場合、第2パージ通路29を介して貯留室28から吸気通路13に燃料が供給されない。一方、第2パージバルブ30が開弁している場合、第2パージ通路29を介して貯留室28から吸気通路13に燃料が供給される。 The second purge passage 29 is a passage that connects the reservoir chamber 28 and the intake passage 13. Specifically, the second purge passage 29 is connected to a portion of the intake passage 13 downstream of the throttle valve 14. The second purge valve 30 is an electronically controlled valve. The second purge valve 30 is installed in the second purge passage 29. When the second purge valve 30 is closed, fuel is not supplied from the reservoir chamber 28 to the intake passage 13 via the second purge passage 29. On the other hand, when the second purge valve 30 is open, fuel is supplied from the reservoir chamber 28 to the intake passage 13 via the second purge passage 29.
図2を参照し、筒内噴射弁16の構成について説明する。
筒内噴射弁16は、筒状のボディ41と、シート部材42と、ニードル43と、閉弁スプリング44と、電磁コイル45とを有している。シート部材42は、ボディ41の先端部411に保持されている。シート部材42には、燃料を気筒11内に噴射する噴射口46が形成されている。
The configuration of the direct injection valve 16 will be described with reference to FIG.
The direct injection valve 16 has a cylindrical body 41, a seat member 42, a needle 43, a valve-closing spring 44, and an electromagnetic coil 45. The seat member 42 is held at a tip end 411 of the body 41. The seat member 42 has an injection port 46 formed therein, which injects fuel into the cylinder 11.
ニードル43は、シート部材42に接近する方向、及びシート部材42から離間する方向に移動可能な状態でボディ41内に収容されている。ニードル43がシート部材42の弁座に着座している場合、噴射口46が閉塞される。このように噴射口46が閉塞されている筒内噴射弁16の状態を、「筒内噴射弁16が閉弁している」という。一方、ニードル43がシート部材42の弁座から離間している場合、噴射口46が開放される。このように噴射口46が開放されている筒内噴射弁16の状態を、「筒内噴射弁16が開弁している」という。 The needle 43 is housed within the body 41 in a state where it can move toward and away from the seat member 42. When the needle 43 is seated on the valve seat of the seat member 42, the injection port 46 is closed. This state of the in-cylinder injection valve 16 with the injection port 46 closed is referred to as "the in-cylinder injection valve 16 is closed." On the other hand, when the needle 43 is away from the valve seat of the seat member 42, the injection port 46 is open. This state of the in-cylinder injection valve 16 with the injection port 46 open is referred to as "the in-cylinder injection valve 16 is open."
ボディ41の内周面とニードル43との間には、燃料が流れる内部燃料通路47が形成されている。内部燃料通路47は、デリバリパイプ24と繋がっている。そのため、筒内噴射弁16が開弁されると、内部燃料通路47が噴射口46と繋がる。このとき、内部燃料通路47の圧力が気筒11の内圧よりも高いと、燃料が噴射口46から気筒11内に噴射される。 An internal fuel passage 47 through which fuel flows is formed between the inner surface of the body 41 and the needle 43. The internal fuel passage 47 is connected to the delivery pipe 24. Therefore, when the in-cylinder injection valve 16 is opened, the internal fuel passage 47 connects to the injection port 46. At this time, if the pressure in the internal fuel passage 47 is higher than the internal pressure of the cylinder 11, fuel is injected from the injection port 46 into the cylinder 11.
閉弁スプリング44は、ニードル43をシート部材42に押し付ける方向にニードル43を付勢している。電磁コイル45に電流が流れると、ニードル43をシート部材42から離間させる方向の電磁力が発生する。そのため、電磁コイル45に電流を流すことにより、閉弁スプリング44の付勢力に抗してニードル43がシート部材42から離間する。これにより、筒内噴射弁16が開弁する。一方、電磁コイル45への通電を停止すると、閉弁スプリング44の付勢力によってニードル43がシート部材42に押し付けられる。これにより、筒内噴射弁16が閉弁する。 The valve-closing spring 44 biases the needle 43 in a direction that presses the needle 43 against the seat member 42. When current flows through the electromagnetic coil 45, an electromagnetic force is generated in a direction that moves the needle 43 away from the seat member 42. Therefore, when current flows through the electromagnetic coil 45, the needle 43 moves away from the seat member 42 against the biasing force of the valve-closing spring 44. This opens the direct injection valve 16. On the other hand, when current is stopped from flowing through the electromagnetic coil 45, the needle 43 is pressed against the seat member 42 by the biasing force of the valve-closing spring 44. This closes the direct injection valve 16.
<検出系>
図1に示すように、検出系は、検出結果に応じた信号を制御装置60に出力する複数のセンサを備えている。検出系は、センサとして、クランク角センサ51、エアフローメータ52、油温センサ53、水温センサ54、吸気温センサ55及び燃圧センサ56を有している。
<Detection system>
1, the detection system includes a plurality of sensors that output signals according to the detection results to the control device 60. The detection system includes the following sensors: a crank angle sensor 51, an air flow meter 52, an oil temperature sensor 53, a water temperature sensor 54, an intake air temperature sensor 55, and a fuel pressure sensor 56.
クランク角センサ51はクランク軸12の回転角を検出する。クランク角センサ51の検出値に基づいたクランク軸12の回転速度を「機関回転数NE」という。エアフローメータ52は吸入空気量を検出する。エアフローメータ52の検出値に基づいた吸入空気量を「吸入空気量GA」という。油温センサ53は、内燃機関10内を循環するオイルの温度を検出する。油温センサ53の検出値に基づいたオイルの温度を「油温TPo」という。水温センサ54は、内燃機関10内を循環する冷却水の温度を検出する。水温センサ54の検出値に基づいた冷却水の温度を「冷却水温TPw」という。吸気温センサ55は吸気通路13のうちスロットルバルブ14を通過した空気の温度を検出する。吸気温センサ55の検出値に基づいた空気の温度を「吸気温TPa」という。燃圧センサ56は供給燃圧を検出する。燃圧センサ56の検出値に基づいた供給燃圧を「供給燃圧FP」という。 The crank angle sensor 51 detects the rotation angle of the crankshaft 12. The rotation speed of the crankshaft 12 based on the detected value of the crank angle sensor 51 is referred to as the "engine speed NE." The air flow meter 52 detects the intake air volume. The intake air volume based on the detected value of the air flow meter 52 is referred to as the "intake air volume GA." The oil temperature sensor 53 detects the temperature of the oil circulating within the internal combustion engine 10. The oil temperature based on the detected value of the oil temperature sensor 53 is referred to as the "oil temperature TPo." The water temperature sensor 54 detects the temperature of the coolant circulating within the internal combustion engine 10. The coolant temperature based on the detected value of the water temperature sensor 54 is referred to as the "coolant temperature TPw." The intake air temperature sensor 55 detects the temperature of the air that has passed through the throttle valve 14 in the intake passage 13. The air temperature based on the detected value of the intake air temperature sensor 55 is referred to as the "intake air temperature TPa." The fuel pressure sensor 56 detects the supply fuel pressure. The supply fuel pressure based on the detected value of the fuel pressure sensor 56 is referred to as the "supply fuel pressure FP."
<制御装置>
図1に示すように、制御装置60は、CPU61及びメモリ62を有している。メモリ62には、CPU61によって実行される各種の制御プログラムが記憶されている。そして、CPU61は、制御プログラムを実行することにより、複数のセンサからの信号に基づき、スロットルバルブ14の開度、筒内噴射弁16の燃料噴射量、及び点火装置17の点火タイミングを制御する。また、制御装置60は、燃料供給装置を構成する調圧装置23、第1パージバルブ27及び第2パージバルブ30を制御する。すなわち、制御装置60は、「燃料供給装置」の一例を構成する。
<Control device>
1 , the control device 60 has a CPU 61 and a memory 62. The memory 62 stores various control programs executed by the CPU 61. The CPU 61 executes the control programs to control the opening of the throttle valve 14, the fuel injection amount of the in-cylinder injection valve 16, and the ignition timing of the ignition device 17 based on signals from multiple sensors. The control device 60 also controls the pressure regulating device 23, the first purge valve 27, and the second purge valve 30, which constitute a fuel supply device. In other words, the control device 60 constitutes an example of a "fuel supply device."
<供給燃圧を調整する制御>
図3を参照し、供給燃圧FPを調整する制御について説明する。図3は、当該制御の処理ルーチンを図示している。制御プログラムをCPU61が実行することにより、制御装置60が所定の制御サイクル毎に本処理ルーチンを実行する。
<Control to adjust fuel supply pressure>
The control for adjusting the fuel supply pressure FP will be described with reference to Fig. 3. Fig. 3 shows a processing routine for this control. The CPU 61 executes a control program, causing the control device 60 to execute this processing routine at each predetermined control cycle.
本処理ルーチンにおいてステップS11では、制御装置60は、内燃機関10の状態量として、機関回転数NE、吸入空気量GA、機関負荷率KL、油温TPo、水温TPw、吸気温TPa、供給燃圧FPを取得する。 In this processing routine, in step S11, the control device 60 acquires the engine speed NE, intake air amount GA, engine load factor KL, oil temperature TPo, water temperature TPw, intake air temperature TPa, and supply fuel pressure FP as state quantities of the internal combustion engine 10.
ここで、機関負荷率KLは、機関回転数NE及び吸入空気量GAに基づいて導出できる。機関負荷率KLは、気筒11内における空気充填率の指標値である。具体的には、機関負荷率KLは、基準流入空気量に対する1気筒の1燃焼サイクル当たりの流入空気量の割合である。なお、基準流入空気量は、機関回転数NEに応じて変わる。 Here, the engine load factor KL can be derived based on the engine speed NE and the intake air amount GA. The engine load factor KL is an index value for the air filling rate in the cylinder 11. Specifically, the engine load factor KL is the ratio of the amount of inflow air per combustion cycle of one cylinder to the reference inflow air amount. Note that the reference inflow air amount changes depending on the engine speed NE.
ステップS13において、制御装置60は、内燃機関10の運転状態が所定の運転状態であるか否かを判定する。内燃機関10の運転状態とは、機関回転数NEと機関負荷率KLとで示す内燃機関10の運転状態である。所定の運転状態とは、気筒11内でプレイグニッションが発生しやすい状態であるか否かを判断するためのものである。所定の運転状態は、実験及びシミュレーションなどによって設定される。内燃機関10の運転状態が所定の運転状態である場合は、気筒11内でプレイグニッションが発生しやすいと見なす。内燃機関10の運転状態が所定の運転状態ではない場合は、気筒11内でプレイグニッションが発生しにくいと見なす。 In step S13, the control device 60 determines whether the operating state of the internal combustion engine 10 is a predetermined operating state. The operating state of the internal combustion engine 10 is the operating state of the internal combustion engine 10 indicated by the engine speed NE and the engine load factor KL. The predetermined operating state is used to determine whether pre-ignition is likely to occur in the cylinder 11. The predetermined operating state is set through experiments, simulations, etc. If the operating state of the internal combustion engine 10 is a predetermined operating state, it is deemed that pre-ignition is likely to occur in the cylinder 11. If the operating state of the internal combustion engine 10 is not a predetermined operating state, it is deemed that pre-ignition is unlikely to occur in the cylinder 11.
所定の運転状態は、油温TPo、水温TPw及び吸気温TPaによって可変する。これは、気筒11内の温度が高いほどプレイグニッションの発生確率が高くなるためである。そのため、制御装置60は、油温TPo、水温TPw及び吸気温TPaを基に気筒11内の温度が高いと推測した場合には、気筒11内の温度が高くないと推測した場合と比較して内燃機関10の運転状態が所定の運転状態であると判定されやすくなるように、所定の運転状態を適宜変更する。 The predetermined operating state varies depending on the oil temperature TPo, water temperature TPw, and intake air temperature TPa. This is because the higher the temperature inside the cylinder 11, the higher the probability of pre-ignition occurring. Therefore, when the control device 60 estimates that the temperature inside the cylinder 11 is high based on the oil temperature TPo, water temperature TPw, and intake air temperature TPa, it appropriately changes the predetermined operating state so that the operating state of the internal combustion engine 10 is more likely to be determined to be in the predetermined operating state compared to when it estimates that the temperature inside the cylinder 11 is not high.
制御装置60は、内燃機関10の運転状態が所定の運転状態ではないと判定した場合(S13:NO)、処理をステップS15に移行する。供給燃圧FPの目標値を供給燃圧目標値FPTrとしたとき、ステップS15において、制御装置60は供給燃圧目標値FPTrとしてベース燃圧FPbを設定する。ベース燃圧FPbは、内燃機関10の現時点の運転状態に応じた供給燃圧FPである。そして、ステップS17において、制御装置60は、供給燃圧目標値FPTrに基づいて燃圧調整装置を操作する。例えば、制御装置60は、供給燃圧FPが供給燃圧目標値FPTrよりも低い場合、調圧装置23を操作することにより、燃料供給通路22を介してデリバリパイプ24に供給される燃料の量を増大させる。これにより、供給燃圧FPが増大される。一方、制御装置60は、供給燃圧FPが供給燃圧目標値FPTrよりも高い場合、調圧装置23を操作することにより、燃料供給通路22を介してデリバリパイプ24に供給される燃料の量を減少させる。これにより、供給燃圧FPの増大が制限される。すなわち、制御装置60は、内燃機関10の運転状態が所定の運転状態ではない場合に、供給燃圧FPがベース燃圧FPbで保持されるように燃圧調整装置を制御する。したがって、ステップS15及びS17が、「燃圧保持処理」に対応する。その後、制御装置60は本処理ルーチンを一旦終了する。 If the control device 60 determines that the operating state of the internal combustion engine 10 is not a predetermined operating state (S13: NO), the process proceeds to step S15. When the target value for the supply fuel pressure FP is set to the supply fuel pressure target value FPTr, in step S15 the control device 60 sets the base fuel pressure FPb as the supply fuel pressure target value FPTr. The base fuel pressure FPb is the supply fuel pressure FP that corresponds to the current operating state of the internal combustion engine 10. Then, in step S17, the control device 60 operates the fuel pressure adjustment device based on the supply fuel pressure target value FPTr. For example, if the supply fuel pressure FP is lower than the supply fuel pressure target value FPTr, the control device 60 operates the pressure regulator 23 to increase the amount of fuel supplied to the delivery pipe 24 via the fuel supply passage 22. This increases the supply fuel pressure FP. On the other hand, when the supply fuel pressure FP is higher than the target fuel supply pressure FPTr, the control device 60 operates the pressure regulator 23 to reduce the amount of fuel supplied to the delivery pipe 24 via the fuel supply passage 22. This limits the increase in supply fuel pressure FP. In other words, when the operating state of the internal combustion engine 10 is not a predetermined operating state, the control device 60 controls the fuel pressure regulator so that the supply fuel pressure FP is maintained at the base fuel pressure FPb. Therefore, steps S15 and S17 correspond to the "fuel pressure maintenance process." After that, the control device 60 temporarily terminates this process routine.
一方、ステップS13において、制御装置60は、内燃機関10の運転状態が所定の運転状態であると判定した場合(YES)、処理をステップS19に移行する。ステップS19において、制御装置60は、複数の筒内噴射弁16のうち、規定の筒内噴射弁の燃料噴射が完了したタイミングであるか否かを判定する。 On the other hand, if the control device 60 determines in step S13 that the operating state of the internal combustion engine 10 is a predetermined operating state (YES), the process proceeds to step S19. In step S19, the control device 60 determines whether the timing has come when fuel injection from a specified in-cylinder injection valve among the multiple in-cylinder injection valves 16 has been completed.
ここで、気筒11内でプレイグニッションが発生する確率は、気筒11毎に異なる。例えば、複数の気筒11のうち、内部温度が最も高くなりやすい気筒でプレイグニッションが発生しやすい。そこで、本実施形態では、内燃機関10における冷却水の流路の形状、内燃機関10を循環するオイルの流路の形状、及び車両のエンジンコンパートメント内における内燃機関10の設置位置及び向きなどの諸元を基に、複数の気筒11のうち、プレイグニッションが最も発生しやすいと想定される気筒が規定の気筒として設定されている。そして、複数の筒内噴射弁16のうち、規定の気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁16が、規定の筒内噴射弁に設定されている。 Here, the probability of pre-ignition occurring within a cylinder 11 varies for each cylinder 11. For example, among the multiple cylinders 11, pre-ignition is more likely to occur in the cylinder whose internal temperature is most likely to become high. Therefore, in this embodiment, based on specifications such as the shape of the coolant flow path in the internal combustion engine 10, the shape of the flow path for oil circulating through the internal combustion engine 10, and the installation position and orientation of the internal combustion engine 10 within the engine compartment of the vehicle, the cylinder among the multiple cylinders 11 that is expected to be most likely to experience pre-ignition is set as the specified cylinder. Then, among the multiple in-cylinder injection valves 16, the in-cylinder injection valve 16 that injects fuel into the specified cylinder is set as the specified in-cylinder injection valve.
ステップS19において、制御装置60は、規定の筒内噴射弁の燃料噴射が完了したタイミングであると判定した場合(YES)、処理をステップS23に移行する。一方、制御装置60は、規定の筒内噴射弁の燃料噴射が完了したタイミングではないと判定した場合(S19:NO)、処理をステップS21に移行する。 In step S19, if the control device 60 determines that fuel injection from the specified in-cylinder injection valve has been completed (YES), the process proceeds to step S23. On the other hand, if the control device 60 determines that fuel injection from the specified in-cylinder injection valve has not been completed (S19: NO), the process proceeds to step S21.
ステップS21において、制御装置60は、以下の条件(A1)及び(A2)の少なくとも一方が成立しているか否かを判定する。
(A1)規定の気筒の行程が吸気行程であること。
(A2)規定の筒内噴射弁が燃料噴射中であること。
In step S21, the control device 60 determines whether or not at least one of the following conditions (A1) and (A2) is satisfied.
(A1) The specified cylinder stroke is the intake stroke.
(A2) The specified in-cylinder injection valve is injecting fuel.
制御装置60は、2つの条件(A1)及び(A2)の少なくとも一方が成立している場合(S21:YES)、処理をステップS27に移行する。一方、制御装置60は、2つの条件(A1)及び(A2)の何れもが成立していない場合(S21:NO)、処理をステップS23に移行する。 If at least one of the two conditions (A1) and (A2) is met (S21: YES), the control device 60 proceeds to step S27. On the other hand, if neither of the two conditions (A1) nor (A2) is met (S21: NO), the control device 60 proceeds to step S23.
ステップS23において、制御装置60は、供給燃圧目標値FPTrとして増大燃圧FPupを設定する。増大燃圧FPupは、ベース燃圧FPbよりも高い燃圧である。そして、ステップS25において、制御装置60は、供給燃圧目標値FPTrに基づいて燃圧調整装置を操作する。例えば、制御装置60は、供給燃圧FPが供給燃圧目標値FPTrよりも低い場合、調圧装置23を操作することにより、燃料供給通路22を介してデリバリパイプ24に供給される燃料の量を増大させる。一方、制御装置60は、供給燃圧FPが供給燃圧目標値FPTrよりも高い場合、調圧装置23を操作することにより、燃料供給通路22を介してデリバリパイプ24に供給される燃料の量を減少させる。すなわち、制御装置60は、内燃機関10の運転状態が所定の運転状態である場合に、供給燃圧FPがベース燃圧FPbよりも高くなるように燃圧調整装置を制御する。したがって、ステップS23及びS25が、「燃圧増大処理」に対応する。その後、制御装置60は本処理ルーチンを一旦終了する。 In step S23, the control device 60 sets the increased fuel pressure FPup as the supply fuel pressure target value FPTr. The increased fuel pressure FPup is a fuel pressure higher than the base fuel pressure FPb. Then, in step S25, the control device 60 operates the fuel pressure adjustment device based on the supply fuel pressure target value FPTr. For example, when the supply fuel pressure FP is lower than the supply fuel pressure target value FPTr, the control device 60 operates the pressure adjustment device 23 to increase the amount of fuel supplied to the delivery pipe 24 via the fuel supply passage 22. On the other hand, when the supply fuel pressure FP is higher than the supply fuel pressure target value FPTr, the control device 60 operates the pressure adjustment device 23 to decrease the amount of fuel supplied to the delivery pipe 24 via the fuel supply passage 22. In other words, when the operating state of the internal combustion engine 10 is a predetermined operating state, the control device 60 controls the fuel pressure adjustment device so that the supply fuel pressure FP is higher than the base fuel pressure FPb. Therefore, steps S23 and S25 correspond to the "fuel pressure increase process." After that, the control device 60 temporarily ends this process routine.
ここで、増大燃圧FPupについて説明する。増大燃圧FPupは、気筒11内でプレイグニッションが発生して気筒11の内圧が高くなっても、当該気筒11に対応する筒内噴射弁16が開弁しないようにするための燃圧である。増大燃圧FPupは、以下の関係式(式1)を満たすように設定されている。関係式(式1)において、「Fs」は、筒内噴射弁16の閉弁スプリング44がニードル43に付与する付勢力である。「Ph」は、内部燃料通路47の燃料圧力である。「Pp」は、プレイグニッションが発生した場合における気筒11の内圧の想定値である。筒内噴射弁16が閉弁している場合、閉弁スプリング44の付勢力Fsと内部燃料通路47の燃料圧力Phとの和が内圧の想定値Pp以上である場合、気筒11でプレイグニッションが発生しても筒内噴射弁16が開弁されない。内部燃料通路47の燃料圧力Phは、供給燃圧FPとほぼ等しい。そこで例えば、内圧の想定値Ppから付勢力Fsを引いた値と所定のオフセット値αとの和が、増大燃圧FPupとして設定される。 Here, we will explain the increased fuel pressure FPup. The increased fuel pressure FPup is the fuel pressure that prevents the in-cylinder injection valve 16 corresponding to that cylinder 11 from opening even if pre-ignition occurs in the cylinder 11 and the internal pressure of the cylinder 11 increases. The increased fuel pressure FPup is set to satisfy the following relational expression (Equation 1). In relational expression (Equation 1), "Fs" is the biasing force that the valve-closing spring 44 of the in-cylinder injection valve 16 applies to the needle 43. "Ph" is the fuel pressure in the internal fuel passage 47. "Pp" is the expected value of the internal pressure of the cylinder 11 when pre-ignition occurs. When the in-cylinder injection valve 16 is closed, if the sum of the biasing force Fs of the valve-closing spring 44 and the fuel pressure Ph in the internal fuel passage 47 is equal to or greater than the expected internal pressure value Pp, the in-cylinder injection valve 16 will not open even if pre-ignition occurs in the cylinder 11. The fuel pressure Ph in the internal fuel passage 47 is approximately equal to the supply fuel pressure FP. Therefore, for example, the sum of the estimated internal pressure value Pp minus the biasing force Fs and a predetermined offset value α is set as the increased fuel pressure FPup.
Fs+Ph≧Pp ・・・(式1)
ステップS27において、制御装置60は、供給燃圧目標値FPTrとしてベース燃圧FPbを設定する。そして、ステップS29において、制御装置60は、供給燃圧目標値FPTrに基づいて燃圧調整装置を操作する。例えば、制御装置60は、供給燃圧FPが供給燃圧目標値FPTrよりも低い場合、調圧装置23を操作することにより、燃料供給装置を介してデリバリパイプ24に供給される燃料の量を増大させる。これにより、供給燃圧FPが増大される。一方、制御装置60は、供給燃圧FPが供給燃圧目標値FPTrよりも高い場合、第1パージバルブ27を開弁させることにより、デリバリパイプ24内の燃料を貯留室28に流出させる。これにより、供給燃圧FPがベース燃圧FPbに向けて減少される。すなわち、制御装置60は、内燃機関10の運転状態が所定の運転状態である場合、規定の筒内噴射弁の燃料噴射の開始前に供給燃圧FPが減少しているように燃圧調整装置を制御する。具体的には、制御装置60は、規定の筒内噴射弁の燃料噴射の開始前までに供給燃圧FPがベース燃圧FPbまで減少しているように燃圧調整装置を制御する。したがって、ステップS27及びS29が、「燃圧減少処理」に対応する。その後、制御装置60は本処理ルーチンを一旦終了する。
Fs+Ph≧Pp...(Formula 1)
In step S27, the control device 60 sets the base fuel pressure FPb as the supply fuel pressure target value FPTr. Then, in step S29, the control device 60 operates the fuel pressure adjustment device based on the supply fuel pressure target value FPTr. For example, when the supply fuel pressure FP is lower than the supply fuel pressure target value FPTr, the control device 60 operates the pressure regulating device 23 to increase the amount of fuel supplied to the delivery pipe 24 via the fuel supply device. This increases the supply fuel pressure FP. On the other hand, when the supply fuel pressure FP is higher than the supply fuel pressure target value FPTr, the control device 60 opens the first purge valve 27 to allow the fuel in the delivery pipe 24 to flow into the storage chamber 28. This reduces the supply fuel pressure FP toward the base fuel pressure FPb. That is, when the internal combustion engine 10 is operating in a predetermined operating state, the control device 60 controls the fuel pressure adjustment device so that the supply fuel pressure FP is reduced before the start of fuel injection from the specified direct injection valve. Specifically, the control device 60 controls the fuel pressure adjustment device so that the supply fuel pressure FP is reduced to the base fuel pressure FPb before the start of fuel injection from the specified direct injection valve. Therefore, steps S27 and S29 correspond to the "fuel pressure reduction process." After that, the control device 60 temporarily ends this process routine.
<本実施形態の作用>
図4を参照し、内燃機関10の運転状態が所定の運転状態である場合の作用について説明する。図4の(A)は規定の気筒の吸気バルブの開閉の推移を示し、図4の(B)は規定の筒内噴射弁の燃料噴射の時期を示し、図4の(C)は供給燃圧FPの推移を示す。
<Operation of this embodiment>
The operation when the internal combustion engine 10 is in a predetermined operating state will be described with reference to Figure 4. Figure 4A shows the progression of the opening and closing of the intake valve of a specified cylinder, Figure 4B shows the timing of fuel injection from a specified direct injection valve, and Figure 4C shows the progression of the supply fuel pressure FP.
図4に示す例では、タイミングt11で吸気バルブが開弁される。すなわち、規定の気筒で吸気行程が開始される。タイミングt11では、供給燃圧目標値FPTrとして増大燃圧FPupが設定されている。 In the example shown in Figure 4, the intake valve opens at timing t11. That is, the intake stroke begins in a specified cylinder. At timing t11, the increased fuel pressure FPup is set as the target fuel supply pressure value FPTr.
吸気行程中のタイミングt12で、供給燃圧目標値FPTrが、増大燃圧FPupからベース燃圧FPbに変更される。ベース燃圧FPbは増大燃圧FPupよりも低い。そのため、供給燃圧FPがベース燃圧FPbまで減少されるように、減圧機構25が作動する。具体的には、第1パージバルブ27が開弁されてデリバリパイプ24内の燃料が貯留室28に流出される。これにより、図4の(C)に二点鎖線で示すように供給燃圧FPがベース燃圧FPbに向けて減少する。本例では、規定の筒内噴射弁の燃料噴射が開始されるタイミングt13では、供給燃圧FPがベース燃圧FPbまで減少している。 At timing t12 during the intake stroke, the supply fuel pressure target value FPTr is changed from the increased fuel pressure FPup to the base fuel pressure FPb. The base fuel pressure FPb is lower than the increased fuel pressure FPup. Therefore, the pressure reduction mechanism 25 is activated to reduce the supply fuel pressure FP to the base fuel pressure FPb. Specifically, the first purge valve 27 is opened, and fuel in the delivery pipe 24 flows into the storage chamber 28. As a result, the supply fuel pressure FP decreases toward the base fuel pressure FPb, as shown by the two-dot chain line in Figure 4C. In this example, at timing t13, when fuel injection from the specified direct-cylinder injection valve begins, the supply fuel pressure FP has decreased to the base fuel pressure FPb.
なお、貯留室28に貯留された燃料は、第2パージバルブ30を開弁させることにより、第2パージ通路29を介して吸気通路13に供給される。
規定の筒内噴射弁で燃料噴射が行われている期間では、供給燃圧目標値FPTrがベース燃圧FPbで保持されている。そのため、当該期間では、供給燃圧FPがベース燃圧FPbとなるように、デリバリパイプ24の燃料の給排が調整される。
The fuel stored in the storage chamber 28 is supplied to the intake passage 13 via a second purge passage 29 by opening a second purge valve 30 .
During the period when fuel is injected by the specified in-cylinder injection valve, the supply fuel pressure target value FPTr is maintained at the base fuel pressure FPb, and therefore, during this period, the supply and discharge of fuel through the delivery pipe 24 is adjusted so that the supply fuel pressure FP becomes the base fuel pressure FPb.
タイミングt14で規定の筒内噴射弁の燃料噴射が終了される。すると、供給燃圧目標値FPTrがベース燃圧FPbから増大燃圧FPupに変更される。このように供給燃圧目標値FPTrが増大されると、供給燃圧FPもまた増大燃圧FPupに向けて増大される。すなわち、規定の筒内噴射弁の燃料噴射後に供給燃圧FPがベース燃圧FPbよりも高くなる。 At timing t14, fuel injection from the specified in-cylinder injection valve ends. The target supply fuel pressure FPTr is then changed from the base fuel pressure FPb to the increased fuel pressure FPup. When the target supply fuel pressure FPTr is increased in this way, the supply fuel pressure FP is also increased toward the increased fuel pressure FPup. In other words, after fuel injection from the specified in-cylinder injection valve, the supply fuel pressure FP becomes higher than the base fuel pressure FPb.
<本実施形態の効果>
(1-1)内燃機関10の運転状態が所定の運転状態である場合には、規定の筒内噴射弁の燃料噴射後に供給燃圧FPがベース燃圧FPbよりも高くなる。これにより、規定の気筒でプレイグニッションが発生して規定の気筒の内圧が高くなっても規定の筒内噴射弁が開弁されにくくなる。その結果、規定の気筒でプレイグニッションが発生した際に、規定の気筒内のガスが規定の筒内噴射弁内に流入することを抑制できる。
<Effects of this embodiment>
(1-1) When the operating state of the internal combustion engine 10 is a predetermined operating state, the supply fuel pressure FP becomes higher than the base fuel pressure FPb after fuel injection from the specified in-cylinder injection valve. This makes it difficult for the specified in-cylinder injection valve to open even if pre-ignition occurs in the specified cylinder and the internal pressure of the specified cylinder increases. As a result, when pre-ignition occurs in the specified cylinder, gas in the specified cylinder can be prevented from flowing into the specified in-cylinder injection valve.
(1-2)規定の筒内噴射弁の燃料噴射後に供給燃圧FPをベース燃圧FPbよりも高くしても、規定の筒内噴射弁の次回の燃料噴射の開始前には供給燃圧FPがベース燃圧FPbまで減少している。そのため、内燃機関10の運転状態が所定の運転状態である場合に規定の筒内噴射弁の燃料噴射量の制御性が低下することを抑制できる。より詳しくは、内燃機関10の運転状態が所定の運転状態である場合の規定の筒内噴射弁の燃料噴射量の制御性を、内燃機関10の運転状態が所定の運転状態ではない場合と同程度の水準にできる。 (1-2) Even if the supply fuel pressure FP is increased above the base fuel pressure FPb after fuel injection from the specified in-cylinder injection valve, the supply fuel pressure FP is reduced to the base fuel pressure FPb before the start of the next fuel injection from the specified in-cylinder injection valve. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the controllability of the fuel injection amount from the specified in-cylinder injection valve when the operating state of the internal combustion engine 10 is a specified operating state. More specifically, it is possible to maintain the controllability of the fuel injection amount from the specified in-cylinder injection valve when the operating state of the internal combustion engine 10 is a specified operating state at a level similar to when the operating state of the internal combustion engine 10 is not a specified operating state.
(第2実施形態)
燃料供給装置の第2実施形態を図5に従って説明する。なお、第2実施形態では、規定の気筒を推定するための処理ルーチンを実行する点が第1実施形態と異なっている。以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
Second Embodiment
A second embodiment of the fuel supply device will be described with reference to Figure 5. The second embodiment differs from the first embodiment in that a processing routine for estimating a specified cylinder is executed. In the following description, differences from the first embodiment will be mainly described, and the same components as those in the first embodiment will be designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図5を参照し、規定の気筒の推定について説明する。図5は、規定の気筒を推定するための処理ルーチンを図示している。制御プログラムをCPU61が実行することにより、制御装置60が所定の制御サイクル毎に本処理ルーチンを実行する。 The estimation of the specified cylinder will be described with reference to Figure 5. Figure 5 illustrates a processing routine for estimating the specified cylinder. The CPU 61 executes a control program, causing the control device 60 to execute this processing routine at each predetermined control cycle.
本処理ルーチンにおいてステップS31では、制御装置60は、複数の気筒11の何れかでプレイグニッションが発生したか否かを判定する。制御装置60は、プレイグニッションを検知した場合(S31:YES)、処理をステップS33に移行する。一方、制御装置60は、プレイグニッションを検知していない場合(S31:NO)、本処理ルーチンを一旦終了する。 In step S31 of this processing routine, the control device 60 determines whether pre-ignition has occurred in any of the multiple cylinders 11. If the control device 60 detects pre-ignition (S31: YES), the processing proceeds to step S33. On the other hand, if the control device 60 does not detect pre-ignition (S31: NO), the control device 60 temporarily terminates this processing routine.
ステップS33において、制御装置60は、複数の気筒11の中から、プレイグニッションが発生した気筒を特定する。そして、制御装置60は、プレイグニッションが発生した気筒11のカウンタCnt(#N)を1だけインクリメントする。例えば、プレイグニッションが発生した気筒11が気筒#1である場合、制御装置60は、カウンタCnt(#1)を1だけインクリメントする。このようにカウンタCnt(#N)を更新すると、制御装置60は処理をステップS35に移行する。 In step S33, the control device 60 identifies the cylinder in which pre-ignition occurred from among the multiple cylinders 11. The control device 60 then increments the counter Cnt (#N) of the cylinder 11 in which pre-ignition occurred by 1. For example, if the cylinder 11 in which pre-ignition occurred is cylinder #1, the control device 60 increments the counter Cnt (#1) by 1. After updating the counter Cnt (#N) in this way, the control device 60 proceeds to step S35.
ステップS35において、制御装置60は、内燃機関10でのプレイグニッションの発生回数の合計値CntAを1だけインクリメントする。すなわち、合計値CntAは、気筒#1のカウンタCnt(#1)と、気筒#2のカウンタCnt(#2)と、気筒#3のカウンタCnt(#3)と、気筒#4のカウンタCnt(#4)との和と等しい。このように合計値CntAを更新すると、制御装置60は処理をステップS37に移行する。 In step S35, the control device 60 increments the total number of pre-ignition occurrences CntA in the internal combustion engine 10 by 1. That is, the total number of pre-ignition occurrences CntA is equal to the sum of the counter Cnt(#1) for cylinder #1, the counter Cnt(#2) for cylinder #2, the counter Cnt(#3) for cylinder #3, and the counter Cnt(#4) for cylinder #4. After updating the total number of pre-ignition occurrences CntA in this way, the control device 60 proceeds to step S37.
ステップS37において、制御装置60は、発生回数の合計値CntAが判定値CntAth以上であるか否かを判定する。プレイグニッションの発生確率が最も高い気筒を特定するのに必要な値が、判定値CntAthとして設定されている。例えば、判定値CntAthとして、内燃機関10の気筒数よりも大きい値が設定されている。制御装置60は、合計値CntAが判定値CntAth以上である場合(S37:YES)、処理をステップS39に移行する。一方、制御装置60は、合計値CntAが判定値CntAth未満である場合(S37:NO)、本処理ルーチンを一旦終了する。 In step S37, the control device 60 determines whether the total number of occurrences CntA is equal to or greater than the judgment value CntAth. The judgment value CntAth is set to a value required to identify the cylinder with the highest probability of pre-ignition. For example, the judgment value CntAth is set to a value greater than the number of cylinders in the internal combustion engine 10. If the total number CntA is equal to or greater than the judgment value CntAth (S37: YES), the control device 60 proceeds to step S39. On the other hand, if the total number CntA is less than the judgment value CntAth (S37: NO), the control device 60 temporarily terminates this processing routine.
ステップS39において、制御装置60は、複数の気筒11の中から、対応するカウンタCnt(#N)が最も大きい気筒を選択する。そして、制御装置60は、選択した気筒を規定の気筒に設定する。このように規定の気筒を設定すると、制御装置60は本処理ルーチンを一旦終了する。 In step S39, the control unit 60 selects the cylinder with the largest corresponding counter Cnt (#N) from among the multiple cylinders 11. The control unit 60 then sets the selected cylinder as the default cylinder. Once the default cylinder has been set in this way, the control unit 60 temporarily ends this processing routine.
なお、合計値CntAが判定値CntAth未満である場合、制御装置60は、上記第1実施形態で説明したように、内燃機関10の諸元から最もプレイグニッションが発生しやすいと想定される気筒を規定の規定に設定する。 If the total value CntA is less than the determination value CntAth, the control device 60 sets the cylinder that is assumed to be most susceptible to pre-ignition based on the specifications of the internal combustion engine 10 to the specified setting, as described in the first embodiment above.
<本実施形態の効果>
本実施形態では、上記第1実施形態の効果(1-1)及び(1-2)と同等の効果に加え、以下の効果をさらに得ることができる。
<Effects of this embodiment>
In this embodiment, in addition to the effects (1-1) and (1-2) of the first embodiment, the following effects can be further obtained.
(2-1)同じ型式の内燃機関10であっても、最もプレイグニッションが発生しやすい気筒が機種毎に異なる可能性がある。そこで、本実施形態では、内燃機関10が運転されている場合、実際にプレイグニッションが発生した気筒11を特定することにより、プレイグニッションが最も発生しやすい気筒を把握するようにしている。これにより、最も発生しやすい気筒で実際にプレイグニッションが発生した場合に、当該気筒に対応する筒内噴射弁16が開弁されてしまい、気筒内のガスが筒内噴射弁16内に流入することを抑制できる。 (2-1) Even for internal combustion engines 10 of the same model, the cylinder in which pre-ignition is most likely to occur may differ depending on the model. Therefore, in this embodiment, when the internal combustion engine 10 is operating, the cylinder 11 in which pre-ignition actually occurred is identified, thereby identifying the cylinder in which pre-ignition is most likely to occur. As a result, if pre-ignition actually occurs in the cylinder in which pre-ignition is most likely to occur, the in-cylinder injection valve 16 corresponding to that cylinder is opened, preventing gas in the cylinder from flowing into the in-cylinder injection valve 16.
(変更例)
上記複数の実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記複数の実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
(Example of change)
The above-described embodiments can be modified as follows: The above-described embodiments and the following modifications can be combined with each other to the extent that no technical contradiction occurs.
・燃圧減少処理では、供給燃圧FPを増大燃圧FPupよりも低くできるのであれば、供給燃圧目標値FPTrとして、ベース燃圧FPbとは異なる燃圧を設定してもよい。例えば、増大燃圧FPupとベース燃圧FPbとの間の燃圧を供給燃圧目標値FPTrとして設定してもよい。 - In the fuel pressure reduction process, if the supply fuel pressure FP can be made lower than the increased fuel pressure FPup, a fuel pressure different from the base fuel pressure FPb may be set as the supply fuel pressure target value FPTr. For example, a fuel pressure between the increased fuel pressure FPup and the base fuel pressure FPb may be set as the supply fuel pressure target value FPTr.
・燃圧減少処理の実行は必須ではない。
・燃圧増大処理では、供給燃圧FPをベース燃圧FPbよりも高くできるのであれば、上記関係式(式1)を満たすように供給燃圧目標値FPTrを設定することは必須ではない。
・It is not necessary to perform the fuel pressure reduction process.
In the fuel pressure increasing process, if the supply fuel pressure FP can be made higher than the base fuel pressure FPb, it is not essential to set the supply fuel pressure target value FPTr so as to satisfy the above relational expression (Equation 1).
・内燃機関の気筒数は4つでなくてもよい。例えば、内燃機関の気筒数は、1つでもよいし、3つでもよいし、5つ以上であってもよい。
・燃料供給装置が筒内噴射弁16に供給する燃料は、水素ガス以外の気体燃料であってもよい。
The number of cylinders of the internal combustion engine does not have to be four. For example, the number of cylinders of the internal combustion engine may be one, three, five or more.
The fuel supplied from the fuel supply device to the direct injection valve 16 may be a gaseous fuel other than hydrogen gas.
・燃料供給装置が筒内噴射弁16に供給する燃料は、気体燃料でなくてもよい。
・制御装置60は、CPUとROMとを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。すなわち、制御装置60は、以下(a)~(c)の何れかの構成であればよい。
The fuel supplied to the direct injection valve 16 by the fuel supply device does not have to be gaseous fuel.
The control device 60 is not limited to a device that includes a CPU and a ROM and executes software processing. In other words, the control device 60 may have any one of the following configurations (a) to (c):
(a)制御装置60は、コンピュータプログラムに従って各種処理を実行する一つ以上のプロセッサを備えている。プロセッサは、CPU並びに、RAM及びROMなどのメモリを含んでいる。メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含んでいる。 (a) The control device 60 includes one or more processors that execute various processes according to a computer program. The processor includes a CPU and memory such as RAM and ROM. The memory stores program code or instructions configured to cause the CPU to execute processes. Memory, i.e., computer-readable media, includes any available medium that can be accessed by a general-purpose or special-purpose computer.
(b)制御装置60は、各種処理を実行する一つ以上の専用のハードウェア回路を備えている。専用のハードウェア回路としては、例えば、特定用途向け集積回路、すなわちASIC又はFPGAを挙げることができる。なお、ASICは、「Application Specific Integrated Circuit」の略記であり、FPGAは、「Field Programmable Gate Array」の略記である。 (b) The control device 60 is equipped with one or more dedicated hardware circuits that perform various processes. Examples of dedicated hardware circuits include application-specific integrated circuits (ASICs) or FPGAs. ASIC is an abbreviation for "Application Specific Integrated Circuit," and FPGA is an abbreviation for "Field Programmable Gate Array."
(c)制御装置60は、各種処理の一部をコンピュータプログラムに従って実行するプロセッサと、各種処理のうちの残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備えている。 (c) The control device 60 includes a processor that executes some of the various processes in accordance with a computer program, and dedicated hardware circuits that execute the remaining processes.
10…内燃機関
11,#1~#4…気筒
16…筒内噴射弁
21…燃料タンク
22…燃料供給通路
23…調圧装置
25…減圧機構
60…制御装置
10... Internal combustion engine 11, #1 to #4... Cylinders 16... In-cylinder injection valve 21... Fuel tank 22... Fuel supply passage 23... Pressure adjusting device 25... Pressure reducing mechanism 60... Control device
Claims (3)
前記筒内噴射弁に供給する燃料の圧力である供給燃圧を調整する燃圧調整装置と、前記燃圧調整装置を制御する制御装置と、を備え、
前記複数の気筒のうち、最もプレイグニッションが発生する確率の高い気筒に対応する前記筒内噴射弁を規定の筒内噴射弁としたとき、
前記制御装置は、
前記内燃機関の運転状態が所定の運転状態ではない場合に、前記供給燃圧がベース燃圧で保持されるように前記燃圧調整装置を制御する燃圧保持処理と、
前記内燃機関の運転状態が前記所定の運転状態である場合に、前記規定の筒内噴射弁の燃料噴射後の前記供給燃圧が前記ベース燃圧よりも高くなるように前記燃圧調整装置を制御する燃圧増大処理と、を実行する
燃料供給装置。 A fuel supply device provided in an internal combustion engine including a plurality of cylinders and a plurality of in-cylinder injection valves provided corresponding to the plurality of cylinders and configured to inject fuel into the cylinders,
a fuel pressure adjusting device that adjusts a supply fuel pressure, which is the pressure of fuel supplied to the cylinder injection valve; and a control device that controls the fuel pressure adjusting device,
When the in-cylinder injection valve corresponding to the cylinder with the highest probability of pre-ignition occurring among the plurality of cylinders is defined as the specified in-cylinder injection valve,
The control device
a fuel pressure maintaining process for controlling the fuel pressure adjusting device so that the supply fuel pressure is maintained at a base fuel pressure when the operating state of the internal combustion engine is not a predetermined operating state;
and a fuel pressure increasing process that controls the fuel pressure adjusting device so that the supplied fuel pressure after fuel injection from the specified in-cylinder injection valve becomes higher than the base fuel pressure when the operating state of the internal combustion engine is the specified operating state.
請求項1に記載の燃料供給装置。 2. The fuel supply device according to claim 1, wherein, when the operating state of the internal combustion engine is the predetermined operating state, the control device executes a fuel pressure reduction process to control the fuel pressure adjustment device so that the supply fuel pressure is reduced before the start of fuel injection from the specified in-cylinder injection valve.
請求項2に記載の燃料供給装置。 The fuel supply device according to claim 2 , wherein the control device controls the fuel pressure adjustment device in the fuel pressure reduction process so that the supply fuel pressure is reduced to the base fuel pressure before the start of fuel injection from the specified direct injection valve.
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