WO2006100952A1 - 内燃機関 - Google Patents

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WO2006100952A1
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internal combustion
combustion engine
injection
time
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Takefumi Uchida
Yutaka Iwami
Takeo Kondo
Hideyuki Ishiyama
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Toyota Motor Corp
Yamaha Motor Co Ltd
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Toyota Motor Corp
Yamaha Motor Co Ltd
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine including an in-cylinder injector that directly injects fuel into a cylinder.
  • the engine described in Patent Document 1 is an in-cylinder injection method (Direct Injection System) in which fuel is directly injected into a cylinder, and the fuel pressure is changed according to operating conditions.
  • the fuel is injected at a high fuel pressure when the engine is running at high speed, and is injected at a low fuel pressure when the engine is running at a low speed.
  • the relationship between the fuel injection time and the fuel injection amount changes, and at high fuel pressure, the fuel injection amount changes excessively with a slight change in the fuel injection time, and the operating performance deteriorates.
  • the fuel pressure is set according to the operating state, and a correction amount (CFP) based on the fuel pressure is set during the basic fuel injection time determined from the intake air amount and the engine speed. Is used to calculate the actual fuel injection time, and this CFP is set so that it gradually decreases as the fuel pressure increases.
  • CFP correction amount
  • the engine described in Patent Document 2 calculates the required fuel injection amount (Qall) from the engine speed and the engine load (accelerator opening), and the minimum value of the required fuel injection amount (Qall). Is limited to the minimum value (Qmin) set for each fuel pressure. That is, when the required fuel injection amount (Qall) is less than the minimum value (Qmin) set according to the fuel pressure, the fuel injection amount is stabilized by matching with the minimum value (Qmin), and more than the minimum value (Qmin) In this case, the required fuel injection amount (Qall) is reflected in the fuel injection amount as it is. In that case, the invalid injection time may be set according to the fuel pressure!
  • Patent Document 1 JP-A-7-269394.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-132076. Disclosure of the invention
  • Patent Document 1 correction by the fuel pressure is performed using one coefficient map, and the injection amount cannot be controlled with high accuracy.
  • Patent Document 2 focuses on the problem when the required fuel injection amount is small, such as during idling, and the disclosure also states that "the required fuel injection amount (Qall) is the minimum value (Qmin) If it is less than this, the fuel injection amount is limited to the minimum value (Qmin) ”. Although there is an explanation that the invalid injection time is set according to the fuel pressure, it is difficult for those skilled in the art to understand how to set it.
  • an object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can perform highly accurate injection amount control of fuel over the entire operation region in an in-cylinder injection type.
  • the invention according to claim 1 is directed to injecting fuel directly into a cylinder by means of an in-cylinder injector, and in accordance with the operating state of the internal combustion engine at the time of fuel injection.
  • an internal combustion engine that changes the force and controls the fuel injection amount, it is necessary to detect the operating state of the internal combustion engine, and to inject fuel into the cylinder based on information from the detection means.
  • Second calculation to calculate the required fuel injection time (T) based on It includes, characterized in that the internal combustion engine having a control means including between, and a control unit for injecting fuel of the required fuel injection time by the direct injection Injiwekuta (T).
  • the invention according to claim 2 is the operation state of the internal combustion engine of at least the internal combustion engine speed, the internal combustion engine load, and the fuel temperature, in addition to the configuration of the first aspect. It is determined from the above.
  • the invention described in claim 3 is that the internal combustion engine load is obtained from any one of an intake air amount, an accelerator opening, or an intake pipe negative pressure. It is characterized by.
  • the invention described in claim 4 includes a configuration in which a fuel pressure value at the time of fuel injection of the in-cylinder injector is not in a lattice point of the map.
  • the injection characteristic coefficient (Ka) or the invalid injection time (tb) is obtained by interpolating from the grid points.
  • an accurate fuel injection time can be obtained without error by using two types of coefficient maps for fuel pressure: injection characteristic coefficient and invalid injection time. This makes it possible to control the injection amount with high accuracy over the entire operation range.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a block in which a PFI injector according to the embodiment is provided.
  • FIG. 3 is a front view of FIG. 2 according to the same embodiment.
  • FIG. 3 is a front view of FIG. 2 according to the same embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram according to the same embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart for obtaining a required fuel injection amount according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the fuel injection time and the fuel injection amount with respect to the fuel pressure according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a map diagram in which the fuel injection amount is determined based on the engine speed and the engine load according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a map diagram in which an injection characteristic coefficient (Ka) and an invalid injection time (tb) based on fuel pressure according to the embodiment are determined.
  • FIG. 9 is a correlation diagram between the fuel pressure and the injection characteristic coefficient (Ka) related to the characteristics of the DI injector used in the same embodiment.
  • FIG. 10 is a correlation diagram between the fuel pressure and the invalid injection time (tb) according to the characteristics of the DI indicator used in the embodiment.
  • FIG. 1 to FIG. 10 show an embodiment of the present invention.
  • Reference numeral 11 in FIG. 1 denotes a V-type 6-cylinder engine that is an “internal combustion engine”.
  • An intake port 13 and an exhaust port 14 are connected to each cylinder 12, and each cylinder 12
  • An in-cylinder injector (hereinafter referred to as “DI injector” t) 15 and an intake pipe injector (hereinafter referred to as “PFI injector”) 16 are provided for each.
  • Fuel is directly injected into the cylinder 12 (combustion chamber) from the DI injector 15 and mixed with air in the cylinder 12, and fuel is injected from the PFI injector 16 into the intake port 13. It is mixed with the flowing air, sucked into the cylinder 12, and ignited by an ignition plug (not shown) at a predetermined timing so as to be burned.
  • an intake valve 18 that opens and closes an intake port and an exhaust valve 19 that opens and closes an exhaust port are provided.
  • the intake port 13 extends from the surge tank 20 to the intake port 13. Clean air is drawn into the cylinder 12 (combustion chamber) through the cylinder.
  • Each DI injector 15 provided for each cylinder 12 is a cylinder injection system delivery pipe.
  • DI delivery pipe each PFI injector 16 is connected by an intake pipe injection system delivery pipe (hereinafter “PFI delivery pipe”) 24, and the DI delivery pipe 23 is connected to the in-cylinder injection system.
  • PFI delivery pipe Connected to the fuel tank 28 by piping (hereinafter referred to as “DI piping”) 26, and the PFI delivery pipe 24 is connected to the fuel tank 28 by intake pipe injection piping (hereinafter referred to as “PFI piping”) 27. (See Figure 1 to Figure 4).
  • fuel is sent to the DI delivery pipe 23 by a fuel pump 31 and a high pressure pump 32 at a predetermined high pressure, and to the PFI delivery pipe 24 by a fuel pump 31.
  • Fuel is delivered at a lower pressure than the DI delivery pipe 23 side! Since the DI injector 15 directly injects fuel into the high-pressure cylinder 12, a high pressure is required.
  • Each of the injectors 15 and 16 is supplied with a desired amount of fuel by the pumps 31 and 32 by opening a valve (not shown) for a predetermined time (fuel injection time). It is structured to be
  • Each of these injectors 15, 16 is connected to an engine control unit (hereinafter referred to as "ECU") 35 as “control means” so that the opening / closing timing and opening / closing time of each nozzle are controlled. .
  • ECU engine control unit
  • a fuel pressure sensor 36 and a fuel temperature sensor 37 disposed in the DI delivery pipe 23 are connected to the ECU 35, and an engine speed sensor for detecting the engine speed is connected to the ECU 35. 38 and an engine load sensor 39 for detecting the engine load are connected. These sensors 38, 39, etc. constitute a “detection means” for detecting the engine operating state.
  • the engine load sensor 39 for example, any one of a sensor for detecting an intake air amount, a sensor for detecting an accelerator opening, a sensor for detecting an intake pipe negative pressure, and the like can be used.
  • various actuators 40 are connected to the ECU 35, and the actuator 40 is configured to be controlled by a signal from the ECU 35! RU
  • the ECU 35 is configured to change the fuel pressure and control the fuel injection amount in accordance with the engine operating state at the time of fuel injection.
  • the opening force of the DI injector 15 nozzle is slower than when the fuel pressure is low, and the characteristic line A when the fuel pressure is high is shown when the fuel pressure is low.
  • the slope is smaller than the characteristic line B. Therefore, since the fuel injection time and the fuel injection amount change according to the fuel pressure, it is necessary to control the fuel injection amount to be a predetermined amount.
  • the required fuel injection amount (Q) required for injecting fuel into the cylinder 12 is determined as “first calculation unit” in the ECU 35.
  • the ECU 35 has a map of the injection characteristic coefficient (Ka) to the fuel pressure of the DI injector 15 and the invalid injection time (tb) in the ECU 35, which are two types of coefficients for the fuel pressure. From the two injection characteristic coefficients (Ka) and the invalid injection time (tb) with respect to the fuel pressure read from the engine and the required fuel injection amount (Q), the required fuel injection The time (T) is calculated in the “second calculation unit” in the ECU.
  • the required fuel injection amount (Q) is configured such that at least the engine speed, the engine load, and the engine operating state force of the fuel temperature are determined. That is, by obtaining the engine speed and engine load, for example, the fuel injection amount (Qg) is obtained from the map shown in FIG. 7, and the fuel temperature is added to the fuel injection amount (Qg) to obtain the required fuel. Calculate the fuel injection amount (Q). As the fuel temperature increases, the fuel density decreases, so optimal engine combustion cannot be performed with the fuel injection amount (Qg) obtained only from the engine speed and engine load. Therefore, it is necessary to correct the fuel injection amount (Qg) as shown in Equation 2 below.
  • any one of an intake air amount, an accelerator opening, and an intake pipe negative pressure is used.
  • the injection characteristic coefficient (Ka) with respect to the fuel pressure of the DI injector 15 is determined based on the map of FIG.
  • the value (an) of the injection characteristic coefficient (Ka) is predetermined with respect to the fuel pressure value (Pn) that is the grid point of the map.
  • the invalid injection time (tb) with respect to the fuel pressure of the DI indicator 15 is also determined based on the map of FIG. For example, the value (bn) of the invalid injection time (tb) is predetermined with respect to the fuel pressure value (Pn).
  • FIG. 8 Note that the map in FIG. 8 is created based on the fuel pressure Ka correlation diagram (FIG. 9) and the fuel pressure-tb correlation diagram (FIG. 10) determined by the characteristics of the injectors used.
  • the invalid injection time (tb) refers to the following time. That is, the DI injector 15 that injects fuel has an operation delay To from when the drive voltage is applied to when the valve is opened. There is also an operation delay Tc from when the drive voltage is turned off until the valve is closed. This operation delay time is longer when the valve is opened than when the valve is closed. Therefore, when the drive voltage is applied The time during which the valve is open is shorter than the interval. The time during which this fuel is not injected, the time of “ ⁇ ⁇ —Tc” is called the invalid injection time.
  • the "control unit" in the ECU 35 applies the drive voltage and injects the fuel so that the DI injector 15 opens during the required fuel injection time (T). It is configured.
  • step S100 in FIG. 5 the engine speed and engine load are read from the sensors 38 and 39 into the ECU 35.
  • step S101 the fuel pressure in the DI delivery pipe 23 is read into the ECU 35 by a signal from the fuel pressure sensor 36.
  • step S 102 the fuel temperature in the DI delivery pipe 23 is read into the ECU 35 by a signal from the fuel temperature sensor 37.
  • step S 103 the required fuel injection amount (Q) required by the engine at the present time is obtained from the values from the sensors 36 to 39.
  • the fuel injection amount (Qg) is obtained from the map shown in FIG. 7, and the fuel temperature is added to the fuel injection amount (Qg).
  • the required fuel injection quantity (Q) is obtained.
  • the fuel temperature increases, the fuel density decreases, so the optimal engine combustion cannot be performed with the fuel injection amount (Qg) calculated only from the engine speed and engine load, and the fuel temperature changes. Then, correct the fuel injection amount (Qg) as shown in Equation 2 above.
  • step S104 the injection characteristic coefficient (Ka) and the invalid injection time (tb) are obtained based on the map shown in FIG. 8 based on the fuel pressure value.
  • the map force linear interpolation is performed to obtain the injection characteristic coefficient (Ka) and the invalid injection time (tb).
  • step S105 the injection characteristic coefficient (Ka) and the invalid injection time (tb) calculated in step S104, and the required fuel injection amount (Q) calculated in step S103, Up Substituting into Equation 1 to calculate the required fuel injection time (T).
  • a signal based on the required fuel injection time ( ⁇ ) is transmitted from the ECU 35 to the DI injector 15, and the valve of the DI injector 15 is opened for that time ( ⁇ ) to inject fuel.
  • an accurate fuel injection time with no error can be obtained by using two types of coefficient maps for fuel pressure: an injection characteristic coefficient and an invalid injection time. It is possible to control the fuel injection amount with high accuracy over a region.
  • the force to which the present invention is applied is not limited to the case where the DI injector 15 and the PFI indicator 16 are provided as the "internal combustion engine”. As long as it is provided, the present invention can be applied to a device without the PFI injector 16.
  • Engine speed sensor (detection means)
  • Engine load sensor (detection means)

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Description

明 細 書
内燃機関
技術分野
[0001] この発明は、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射インジェクタを備えた内燃機 関に関するものである。
背景技術
[0002] 従来から、この種の内燃機関（以下「エンジン」という）としては、例えば特許文献 1 又は特許文献 2に記載されたようなものがある。
[0003] この特許文献 1に記載のエンジンは、気筒内に燃料を直接噴射させる筒内噴射方 式（Direct Injection System)で、運転条件に応じて燃料圧力を変化させるようにして いる。エンジン高回転の時は高燃料圧力で噴射し、エンジン低回転の時は低燃料圧 力で噴射させるようにしている。燃料圧力を変化させると、燃料噴射時間と燃料噴射 量との関係が変化し、高燃料圧力では、燃料噴射時間の僅かな変化で燃料噴射量 が過剰に変化し、運転性能が悪化する。
[0004] そこで、力かるエンジンにおいては、運転状態に応じて燃料圧力を設定すると共に 、吸入空気量とエンジン回転数とから決定される基本燃料噴射時間に、燃料圧力に よる補正量 (CFP)を乗じて実際の燃料噴射時間を算出するようにし、この CFPを燃 料圧力の上昇により漸次小となるように設定して 、る。
[0005] 一方、特許文献 2に記載のエンジンは、エンジン回転数とエンジン負荷 (アクセル開 度)から要求燃料噴射量 (Qall)を算出すると共に、この要求燃料噴射量 (Qall)の最 小値を各燃料圧力に応じて設定された最小値 (Qmin)に制限する。すなわち、要求 燃料噴射量 (Qall)が燃料圧力に応じて設定された最小値 (Qmin)未満の時は最小 値 (Qmin)に一致させて燃料噴射量の安定を図り、最小値 (Qmin)以上の時は要求 燃料噴射量 (Qall)をそのまま燃料噴射量に反映させる。その際には、無効噴射時間 を燃料圧力に応じて設定しても良!、。
特許文献 1：特開平 7— 269394号公報。
特許文献 2：特開平 11— 132076号公報。 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] し力しながら、このような従来のものにあっては、特許文献 1では、燃料圧力による 補正を 1つの係数マップを使って行うもので高精度の噴射量の制御ができない。
[0007] また、特許文献 2では、アイドル運転中のような要求燃料噴射量が少量の時の問題 点に着目したもので、開示内容も「要求燃料噴射量 (Qall)が最小値 (Qmin)未満の 時には燃料噴射量を最小値 (Qmin)に制限する」という局部的な狭い領域での制限 の説明でしかない。無効噴射時間を燃料圧力に応じて設定するとの説明もあるが、ど のように設定するのか当業者にぉ ヽても理解できな 、。
[0008] してみれば、全運転領域に渡って、燃料の高精度の燃料噴射量制御を行うことが できないものである。
[0009] そこで、この発明は、気筒内噴射式のものにおいて、全運転領域に渡って燃料の 高精度の噴射量制御を行うことができる内燃機関を提供することを課題としている。 課題を解決するための手段
[0010] 力かる課題を達成するために、請求項 1に記載の発明は筒内噴射インジェクタによ り気筒内に燃料を直接噴射し、該燃料噴射時の内燃機関運転状態に応じて燃料圧 力を変化させると共に燃料噴射量を制御する内燃機関において、前記内燃機関運 転状態を検出する検出手段と、該検出手段からの情報に基づき、前記気筒内に燃 料を噴射するのに必要とされる要求燃料噴射量 (Q)を求める第 1の計算部と、前記燃 料圧力に対する 2種類の係数である、筒内噴射インジェクタの燃料圧力に対する噴 射特性係数 (Ka)のマップ及び無効噴射時間 (tb)のマップと、該 2種類のマップ力ゝら読 み込まれる燃料圧力に対する 2つの噴射特性係数 (Ka)及び無効噴射時間 (tb)と、前 記要求燃料噴射量 (Q)とに基づいて、要求燃料噴射時間 (T)を算出する第 2の計算 部を含み、前記筒内噴射インジヱクタにより前記要求燃料噴射時間 (T)の間、燃料を 噴射させる制御部とを含む制御手段を有する内燃機関としたことを特徴とする。
[0011] 請求項 2に記載の発明は、請求項 1に記載の構成に加え、前記要求燃料噴射量（ Q)は、少なくとも内燃機関回転数、内燃機関負荷、燃料温度の前記内燃機関運転 状態から決定されることを特徴とする。 [0012] 請求項 3に記載の発明は、請求項 1に記載の構成に加え、前記内燃機関負荷は、 吸入空気量、アクセル開度、又は吸気管負圧の何れかの値から得られることを特徴と する。
[0013] 請求項 4に記載の発明は、請求項 1に記載の構成に加え、前記筒内噴射インジエタ タの燃料噴射時の燃料圧力値が前記マップの格子点にない場合には、近傍の格子 点から補間して、前記噴射特性係数 (Ka)又は無効噴射時間 (tb)を求めることを特徴 とする。
発明の効果
[0014] 上記各請求項に記載の発明によれば、燃料圧力に対する係数マップを噴射特性 係数と無効噴射時間の 2種類とすることで、誤差のな!ヽ正確な燃料噴射時間を得るこ とができ、全運転領域に渡って高精度の噴射量制御が可能となる。
[0015] 請求項 4に記載の発明によれば、筒内噴射インジヱクタの噴射時の燃料圧力値が、 燃料圧力に対する 2つの係数を決めるマップ上にない場合でも、 2つの係数を各々 補間することにより、誤差のない正確な燃料噴射時間を得ることができる。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]この発明の実施の形態に係るエンジンを示す断面図である。
[図 2]同実施の形態に係る PFIインジェクタが配設されたブロックの平面図である。
[図 3]同実施の形態に係る図 2の正面図である。
[図 4]同実施の形態に係るブロック図である。
[図 5]同実施の形態に係る要求燃料噴射量を得るフローチャート図である。
[図 6]同実施の形態に係る燃料圧力に対する燃料噴射時間と燃料噴射量との関係を 示すグラフ図である。
[図 7]同実施の形態に係るエンジン回転数とエンジン負荷に基づく燃料の噴射量が 定められたマップ図である。
[図 8]同実施の形態に係る燃料圧力に基づく噴射特性係数 (Ka)と無効噴射時間 (tb) とが定められたマップ図である。
[図 9]同実施の形態に使用する DIインジェクタの特性に係る燃料圧力と噴射特性係 数 (Ka)との相関図である。 [図 10]同実施の形態に使用する DIインジヱクタの特性に係る燃料圧力と無効噴射時 間 (tb)との相関図である。
発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下、この発明の実施の形態について説明する。
[0018] 図 1乃至図 10には、この発明の実施の形態を示す。
[0019] まず構成を説明すると、図 1中符号 11は「内燃機関」である V型 6気筒エンジンで、 各気筒 12毎に、吸気ポート 13及び排気ポート 14が接続されると共に、各気筒 12毎 に筒内噴射インジヱクタ（以下「DIインジヱクタ」 t 、う） 15と吸気管噴射インジェクタ（ 以下「PFIインジヱクタ」という） 16とが配設されている。この DIインジヱクタ 15から気 筒 12内 (燃焼室内）に直接燃料が噴射されて気筒 12内で空気と混合されると共に、 PFIインジェクタ 16から吸気ポート 13内に燃料が噴射され、吸気ポート 13内を流れ る空気と混合されて気筒 12内に吸い込まれ、所定のタイミングで図示省略の点火プ ラグが点火されることにより、燃焼されるように構成されている。
[0020] また、各気筒 12毎に、吸気ポートを開閉する吸気バルブ 18及び排気ポートを開閉 する排気バルブ 19が配設され、吸気バルブ 18が開かれることにより、サージタンク 2 0から吸気ポート 13を介して気筒 12内 (燃焼室内）に清浄な空気が吸入されるように なっている。
[0021] そして、各気筒 12毎に設けられた各 DIインジェクタ 15は筒内噴射系デリバリパイプ
(以下「DIデリバリパイプ」という） 23で、各 PFIインジェクタ 16は吸気管噴射系デリバ リパイプ（以下「PFIデリバリパイプ」と 、う） 24で連結され、その DIデリバリパイプ 23は 、筒内噴射系配管（以下「DI配管」という） 26により燃料タンク 28に環流するように接 続され、 PFIデリバリパイプ 24は吸気管噴射系配管（以下「PFI配管」と 、う） 27により 燃料タンク 28に接続されている（図 1乃至図 4参照)。
[0022] その DIデリバリパイプ 23には、図 4に示すように、フューエルポンプ 31及び高圧ポ ンプ 32にて燃料が所定の高い圧力で送られ、 PFIデリバリパイプ 24には、フューェ ルポンプ 31にて燃料が DIデリバリパイプ 23側より低 、圧力で送られるようになって!/ヽ る。 DIインジヱクタ 15は、高圧の気筒 12内に直接燃料を噴射するため、高い圧力が 必要となる。 [0023] これら各インジェクタ 15, 16は、各ポンプ 31, 32により、所望の燃料圧力で送られ てきた燃料が図示省略のバルブが所定時間 (燃料噴射時間）開かれることにより、所 望量噴射されるように構成されて ヽる。
[0024] これら各インジェクタ 15, 16は、「制御手段」としてのエンジンコントロールユニット（ 以下「ECU」という） 35に接続され、各ノ レブの開閉タイミング及び開閉時間が制御 されるようになつている。
[0025] また、この ECU35には、その DIデリバリパイプ 23に配設された燃料圧力センサ 36 及び燃料温度センサ 37が接続されると共に、この ECU35には、エンジン回転数を 検出するエンジン回転数センサ 38及び、エンジン負荷を検出するエンジン負荷セン サ 39が接続されている。これら各センサ 38, 39等により、エンジン運転状態を検出 する「検出手段」が構成されるようになって 、る。
[0026] そのエンジン負荷センサ 39としては、例えば吸入空気量を検出するセンサ、ァクセ ル開度を検出するセンサ、又は吸気管負圧を検出するセンサ等の何れかを用いるこ とがでさる。
[0027] さらに、この ECU35には、各種のァクチユエータ 40が接続され、このァクチユエ一 タ 40が ECU35からの信号により制御されるように構成されて！、る。
[0028] そして、この ECU35により、燃料噴射時のエンジン運転状態に応じて燃料圧力を 変化させると共に燃料噴射量が制御されるように構成されている。ちなみに、図 6に 示すように、燃料圧力が高い時には、 DIインジェクタ 15のノ レブの開き力 燃料圧 力が低い時より遅くなり、燃料圧力が高い時の特性線 Aは、燃料圧力が低い時の特 性線 Bより傾きが小さい。従って、燃料圧力に応じて燃料噴射時間や燃料噴射量が 変化するため、燃料噴射量が所定の量になるように制御する必要がある。
[0029] 詳しくは、上記各センサ 36乃至 39からの情報に基づき、気筒 12内に燃料を噴射 するのに必要とされる要求燃料噴射量 (Q)を ECU35内の「第 1の計算部」において 求めると共に、燃料圧力に対する 2種類の係数である、 DIインジェクタ 15の燃料圧力 に対する噴射特性係数 (Ka)と無効噴射時間 (tb)とのマップを ECU35内に有し、この 2種類のマップカゝら読み込まれる燃料圧力に対する 2つの噴射特性係数 (Ka)及び無 効噴射時間 (tb)と、前記要求燃料噴射量 (Q)とから、式 1に基づいて、要求燃料噴射 時間 (T)を ECU内の「第 2の計算部」において算出する。
[0030] [式 1]
T=Ka X Q + tb
[0031] その要求燃料噴射量 (Q)は、少なくともエンジン回転数、エンジン負荷、燃料温度 のエンジン運転状態力も決定されるように構成されている。すなわち、エンジン回転 数とエンジン負荷を求めることにより、例えば図 7に示すマップから燃料噴射量 (Qg) が求められ、この燃料噴射量 (Qg)に対して燃料温度を加味することにより、要求燃 料噴射量 (Q)を求める。燃料温度が高くなると、燃料密度が低くなるため、エンジン 回転数とエンジン負荷からのみ求めた燃料噴射量 (Qg)では、最適なエンジン燃焼 を行うことはできず、燃料温度の変化に対応して、その燃料噴射量 (Qg)を下記式 2 に示すように補正する必要がある。
[0032] [式 2]
Q = Qg X l/d
d :燃料温度の係数
[0033] この際のエンジン負荷は、吸入空気量、アクセル開度、又は吸気管負圧の何れか の値が用いられる。
[0034] また、上記 DIインジェクタ 15の燃料圧力に対する噴射特性係数 (Ka)は、図 8のマツ プに基づいて決定される。例えば、マップの格子点である燃料圧力の値 (Pn)に対し て噴射特性係数 (Ka)の値 (an)が予め定められて 、る。
[0035] さらに、 DIインジヱクタ 15の燃料圧力に対する無効噴射時間 (tb)も、図 8のマップに 基づいて決定される。例えば、燃料圧力の値 (Pn)に対して無効噴射時間 (tb)の値（ bn)が予め定められている。
[0036] なお、図 8のマップは、使用するインジェクタの特性で決まる、燃料圧力 Ka相関 図（図 9)や燃料圧力— tb相関図（図 10)に基づき作成される。
[0037] ここで、無効噴射時間 (tb)とは、以下のような時間を言う。すなわち、燃料を噴射す る DIインジェクタ 15は、駆動電圧が印加されてから開弁するまでに作動遅れ Toがあ る。また、駆動電圧が切られてから閉弁するまでにも作動遅れ Tcがある。この作動遅 れ時間は、閉弁時より、開弁時の方が長い。従って、駆動電圧が印加されている時 間より、弁が開いている時間の方が短くなつてしまう。この燃料を噴射しない時間、「τ ο— Tc」の時間を無効噴射時間という。
[0038] また、 DIインジェクタ 15の噴射時の燃料圧力値が前記マップの格子点にない場合 には、近傍の格子点カゝら直線補間して、前記噴射特性係数 (Ka)又は無効噴射時間 ( tb)を求めるように構成されて 、る。
[0039] そして、その ECU35内の「制御部」は、その要求燃料噴射時間 (T)の間、 DIインジ ェクタ 15が開弁するように、駆動電圧を印加して、燃料を噴射させるように構成されて いる。
[0040] 次に、作用について説明する。
[0041] エンジン回転状態において、図 5中、ステップ S100で、エンジン回転数及びェンジ ン負荷を、各センサ 38, 39から ECU35に読み込む。次いで、ステップ S101で、燃 料圧力センサ 36からの信号により、 DIデリバリパイプ 23内の燃料圧力を ECU35に 読み込む。さらに、ステップ S 102で、燃料温度センサ 37からの信号により、 DIデリバ リパイプ 23内の燃料温度を ECU35に読み込む。
[0042] そして、ステップ S 103で、上記各センサ 36乃至 39からの値により、エンジンが現時 点で必要として ヽる要求燃料噴射量 (Q)を求める。
[0043] ここでは、エンジン回転数とエンジン負荷を検出することにより、例えば図 7に示す マップから燃料噴射量 (Qg)が求められ、この燃料噴射量 (Qg)に対して燃料温度を 加味することにより、要求燃料噴射量 (Q)を求める。燃料温度が高くなると、燃料密 度が低くなるため、エンジン回転数とエンジン負荷からのみ求めた燃料噴射量 (Qg) では、最適なエンジン燃焼を行うことはできず、燃料温度の変化に対応して、その燃 料噴射量 (Qg)を上記式 2に示すように補正する。
[0044] 次 、で、ステップ S104で、燃料圧力の値に基づき、噴射特性係数 (Ka)及び無効 噴射時間 (tb)を、図 8に示すマップに基づき求める。この際には、 DIインジェクタ 15 の燃料噴射時の燃料圧力値がマップの格子点にな 、場合には、マップ力 直線補 間して、噴射特性係数 (Ka)及び無効噴射時間 (tb)を求める。
[0045] その後、ステップ S105にお 、て、ステップ S 104で算出された噴射特性係数 (Ka) 及び無効噴射時間 (tb)と、ステップ S103で算出された要求燃料噴射量 (Q)とを、上 記式 1に代入して要求燃料噴射時間 (T)を算出する。
[0046] この要求燃料噴射時間 (Τ)に基づく信号が、 ECU35から DIインジェクタ 15に送信 されて、この DIインジェクタ 15のバルブがその時間（Τ)開かれて燃料が噴射される。
[0047] このようなものにあっては、燃料圧力に対する係数マップを噴射特性係数と無効噴 射時間の 2種類とすることで、誤差のない正確な燃料噴射時間を得ることができ、全 運転領域に渡って高精度の燃料噴射量制御が可能となる。
[0048] また、 DIインジヱクタ 15の噴射時の燃料圧力値力 燃料圧力に対する 2つの係数 を決めるマップ上に格子点としてない場合でも、 2つの係数を各々補間することにより
、誤差のな 、正確な燃料噴射時間を得ることができる。
[0049] なお、上記実施の形態では、「内燃機関」として DIインジェクタ 15と、 PFIインジエタ タ 16とが設けられたものについて、この発明を適用した力 これに限らず、 DIインジヱ クタ 15が設けられているものであれば、 PFIインジェクタ 16が設けられていないもの についてもこの発明を適用できる。
符号の説明
11 エンジン (内燃機関）
12 5¾同
13 吸気ポート
14 排気ポート
15 DIインジェクタ (筒内噴射インジェクタ）
16 PFIインジヱクタ（吸気管噴射インジヱクタ）
18 吸気バルブ
19 排気バルブ
23 DIデリバリパイプ (筒内噴射系デリバリパイプ）
24 PFIデリバリパイプ（吸気管噴射系デリバリパイプ)
26 DI配管 (筒内噴射系配管）
27 PFI配管（吸気管噴射系配管）
28 燃料タンク
31 フューエノレポンプ 高圧ポンプ
ECU (制御手段）
燃料圧力センサ
燃料温度センサ
エンジン回転数センサ (検出手段) エンジン負荷センサ (検出手段） ァクチユエータ

Claims

請求の範囲
[1] 筒内噴射インジェクタにより気筒内に燃料を直接噴射し、該燃料噴射時の内燃機 関運転状態に応じて燃料圧力を変化させると共に燃料噴射量を制御する内燃機関 において、
前記内燃機関運転状態を検出する検出手段と、
該検出手段からの情報に基づき、前記気筒内に燃料を噴射するのに必要とされる 要求燃料噴射量 (Q)を求める第 1の計算部と、前記燃料圧力に対する 2種類の係数 である、筒内噴射インジェクタの燃料圧力に対する噴射特性係数 (Ka)のマップ及び 無効噴射時間 (tb)のマップと、該 2種類のマップカゝら読み込まれる燃料圧力に対する 2つの噴射特性係数 (Ka)及び無効噴射時間 (tb)と、前記要求燃料噴射量 (Q)とに基 づいて、要求燃料噴射時間 (T)を算出する第 2の計算部を含み、前記筒内噴射イン ジヱクタにより前記要求燃料噴射時間 (T)の間、燃料を噴射させる制御部とを含む制 御手段を有することを特徴とする内燃機関。
[2] 前記要求燃料噴射量 (Q)は、少なくとも内燃機関回転数、内燃機関負荷、燃料温 度の前記内燃機関運転状態力 決定されることを特徴とする請求項 1に記載の内燃 機関。
[3] 前記内燃機関負荷は、吸入空気量、アクセル開度、又は吸気管負圧の何れかの 値力 得られることを特徴とする請求項 1に記載の内燃機関。
[4] 前記筒内噴射インジヱクタの噴射時の燃料圧力値が前記マップの格子点にな 、場 合には、近傍の格子点カゝら補間して、前記噴射特性係数 (Ka)又は無効噴射時間 (tb
)を求めることを特徴とする請求項 1に記載の内燃機関。
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