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JP2019085914A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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JP2019085914A JP2017214166A JP2017214166A JP2019085914A JP 2019085914 A JP2019085914 A JP 2019085914A JP 2017214166 A JP2017214166 A JP 2017214166A JP 2017214166 A JP2017214166 A JP 2017214166A JP 2019085914 A JP2019085914 A JP 2019085914A
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Abstract

【課題】点火時期に点火プラグ近傍において所望の空燃比となった混合気を存在させることができる内燃機関の制御装置を提供すること。【解決手段】制御装置(40)は、燃焼室(23)内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁(21)を備える内燃機関(10)に適用され、1燃焼サイクルでの燃料噴射を、吸気行程噴射と圧縮行程噴射とに分割して実行させる。制御装置は、圧縮行程での燃焼室内の流体流動の強さを推測する流動推測部(41)と、流動推測部により推測された流体流動の強さに基づいて、圧縮行程における燃料噴流の貫徹力を調整する調整部(42)と、を備える。【選択図】 図1A control device for an internal combustion engine is provided that allows a mixture having a desired air-fuel ratio to be present near an ignition plug at an ignition timing. A control device (40) is applied to an internal combustion engine (10) provided with a fuel injection valve (21) for directly injecting fuel into a combustion chamber (23), and performs fuel injection in one combustion cycle with intake air. The injection is divided into stroke injection and compression stroke injection. The control device includes: a flow estimating unit (41) for estimating the strength of the fluid flow in the combustion chamber in the compression stroke; and a penetration of the fuel jet in the compression stroke based on the fluid flow intensity estimated by the flow estimating unit. An adjusting unit (42) for adjusting the force. [Selection diagram] Fig. 1

Description

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

従来、成層燃焼に際して、燃料噴射装置によって噴射された燃料を、タンブル流を利用して点火プラグ近傍に導く筒内噴射式火花点火内燃機関が知られている(例えば、特許文献1)。このような、内燃機関では、運転領域に関わらず、点火時期に点火プラグ近傍において可燃混合気が存在することが望ましい。そこで、特許文献1の内燃機関では、運転領域によって燃料を噴射する方向を異ならせる、又は気流(タンブル流)の流速を調整することにより、点火時期に点火プラグ近傍において可燃混合気が存在するようにし、着火性を向上させていた。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine that guides fuel injected by a fuel injection device near a spark plug using tumble flow during stratified combustion (for example, Patent Document 1). In such an internal combustion engine, it is desirable that a combustible mixture is present in the vicinity of the spark plug at the ignition timing regardless of the operating range. Therefore, in the internal combustion engine of Patent Document 1, the combustible mixture is present in the vicinity of the spark plug at the ignition timing by changing the fuel injection direction depending on the operating region or adjusting the flow velocity of the air flow (tumble flow). To improve the ignitability.

特開2004−176604号公報JP, 2004-176604, A

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

図3に示すように、ECU40は、エンジン運転状態に基づいて、圧縮流動の強さを算出するための基本となるベース値、及び燃焼室23内に発生する渦流の旋回位置を算出する(ステップS101)。ベース値は、TCV53による気流制御が行われないと仮定した場合に、燃焼室23内で生じる流体流動の強さに対応する値であり、エンジン運転状態によって算出される値である。このベース値は、後述する気流制御を実行する際にどのように制御を行うかを決定するための基本となる値でもある。   As shown in FIG. 3, the ECU 40 calculates a base value which is a basis for calculating the strength of the compression flow and a swirling position of the eddy current generated in the combustion chamber 23 based on the engine operating state (step S101). The base value is a value corresponding to the strength of the fluid flow generated in the combustion chamber 23 assuming that the airflow control by the TCV 53 is not performed, and is a value calculated by the engine operating state. The base value is also a basic value for determining how to perform control when performing airflow control described later.

燃焼室23内に発生する渦流の旋回位置とは、具体的には、タンブル流の中心位置Kのことである。ステップS101において推測されるタンブル流の中心位置Kは、TCV53による気流制御が行われないと仮定した場合に、エンジン運転状態に基づき推測されるタンブル流の中心位置Kである。   Specifically, the swirling position of the vortex generated in the combustion chamber 23 is the center position K of the tumble flow. The center position K of the tumble flow estimated in step S101 is the center position K of the tumble flow estimated based on the engine operating condition, assuming that the airflow control by the TCV 53 is not performed.

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

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

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

次に、ECU40は、ステップS101にて算出されたベース値が、予め決められた閾値Th以上であるか否かを判定する(ステップS103)。ベース値が予め決められた閾値Th以上である場合(ステップS103:YES)、ECU40は、タンブル流の中心位置Kが、燃料噴射位置(方向)よりも下側となるように、気流制御を実施する(ステップS104)。具体的には、TCV53の開度調整により、吸気流を制御して、タンブル流の中心位置Kが燃料噴射位置(方向)よりも下側となるように調整する。TCV53の制御量は、ステップS101で推定されたベース値、タンブル流の中心位置Kなどに基づき決定される。   Next, the ECU 40 determines whether the base value calculated in step S101 is equal to or greater than a predetermined threshold Th (step S103). If the base value is equal to or greater than the predetermined threshold Th (step S103: YES), the ECU 40 performs the airflow control so that the center position K of the tumble flow is lower than the fuel injection position (direction). (Step S104). Specifically, the intake flow is controlled by adjusting the opening degree of the TCV 53 so that the central position K of the tumble flow is adjusted to be lower than the fuel injection position (direction). The control amount of the TCV 53 is determined based on the base value estimated in step S101, the center position K of the tumble flow, and the like.

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

一方、ベース値が予め決められた閾値Thよりも小さい場合(ステップS103:NO)、ECU40は、推定されたタンブル流の中心位置Kが、燃料噴射位置よりも上側となるように、吸気流を制御する(ステップS105)。TCV53の制御量は、ステップS104と同様に決定される。   On the other hand, when the base value is smaller than the predetermined threshold Th (step S103: NO), the ECU 40 controls the intake flow so that the estimated center position K of the tumble flow is above the fuel injection position. It controls (step S105). The control amount of the TCV 53 is determined as in step S104.

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

ところで、ステップS104、S105において、TCV53による気流制御が実施されると、圧縮流動の強さにも影響を与える。つまり、圧縮流動の強さは、気流制御後の吸気流に依存するものと考えられるため、ベース値(ステップS101で推定される強さ)を補正する必要がある。   By the way, when the airflow control by the TCV 53 is performed in steps S104 and S105, the strength of the compression flow is also affected. That is, since the strength of the compression flow is considered to depend on the intake flow after the air flow control, it is necessary to correct the base value (the strength estimated in step S101).

そこで、ECU40は、ベース値を補正して、圧縮流動の強さを推測する(ステップS106)。すなわち、ステップS106では、ステップS104,105に基づく気流制御(吸気流の制御)が実施された場合における圧縮流動の強さを推測する。   Therefore, the ECU 40 corrects the base value to estimate the strength of the compression flow (step S106). That is, in step S106, the strength of the compression flow is estimated when the airflow control (control of the intake flow) based on steps S104 and S105 is performed.

具体的には、TCV53の制御量に基づきベース値の補正量を予め適合試験により取得してマップ化して記憶しておく。そして、ECU40は、当該マップを参照して、ステップS104,S105において決定されたTCV53の制御量に基づきベース値を補正して、圧縮流動の強さを推測する。   Specifically, based on the control amount of the TCV 53, the correction amount of the base value is obtained in advance by a conformance test, mapped and stored. Then, the ECU 40 refers to the map, corrects the base value based on the control amount of the TCV 53 determined in steps S104 and S105, and estimates the strength of the compression flow.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

点火時期に混合気が点火プラグ34の近傍に好適に存在させるためにタンブル流の中心位置Kを調整すべく、気流制御弁としてのTCV53による気流制御(吸気流の制御)が行われる。具体的には、ベース値が強い場合、燃料噴射位置よりもタンブル流の中心位置Kが下側となるように、TCV53の開度調整が行われる。一方、ベース値が弱い場合、燃料噴射位置よりもタンブル流の中心位置Kが上側となるように、TCV53の開度調整が行われる。   In order to adjust the center position K of the tumble flow so that the mixture suitably exists near the spark plug 34 at the ignition timing, the airflow control (control of the intake flow) by the TCV 53 as an airflow control valve is performed. Specifically, when the base value is strong, the opening adjustment of the TCV 53 is performed so that the center position K of the tumble flow is lower than the fuel injection position. On the other hand, when the base value is weak, the opening adjustment of the TCV 53 is performed so that the center position K of the tumble flow is above the fuel injection position.

このような吸気流の制御が行われた場合、エンジン運転状態のみからでは、圧縮行程における流体流動の強さを推測することは難しい。そこで、ECU40は、エンジン運転状態と、TCV53の制御状態に基づき、圧縮行程における流体流動の強さを推測することとした。より詳しくは、ECU40は、エンジン運転状態に基づき、ベース値を推定し、TCV53の制御量に基づき、ベース値を補正して、圧縮流動の強さを推測することとした。これにより、TCV53によって吸気流が制御されても、圧縮行程における流体流動の強さを適切に推測することができる。   When such intake flow control is performed, it is difficult to estimate the strength of fluid flow in the compression stroke only from the engine operating state. Therefore, the ECU 40 estimates the strength of the fluid flow in the compression stroke based on the engine operating state and the control state of the TCV 53. More specifically, the ECU 40 estimates the base value based on the engine operating state, corrects the base value based on the control amount of the TCV 53, and estimates the strength of the compression flow. Thereby, even if the intake flow is controlled by the TCV 53, the strength of the fluid flow in the compression stroke can be appropriately estimated.

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

上記実施形態では、TCV53の開度調整により、タンブル流の中心位置Kを調整したが、吸気弁31のプロフィール(開弁時期、リフト量など)を調整して、タンブル流の中心位置Kを調整してもよい。この場合、吸気弁31が気流制御弁に相当する。   In the above embodiment, the central position K of the tumble flow is adjusted by adjusting the opening of the TCV 53, but the profile (opening timing, lift amount, etc.) of the intake valve 31 is adjusted to adjust the central position K of the tumble flow. You may In this case, the intake valve 31 corresponds to an air flow control valve.

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

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

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

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

上記実施形態では、タンブル流の中心位置Kを調整しなくてもよい。   In the above embodiment, the central position K of the tumble flow may not be adjusted.

10…エンジン、21…インジェクタ、23…燃焼室、40…ECU、41…流動推測部、42…調整部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine, 21 ... Injector, 23 ... Combustion chamber, 40 ... ECU, 41 ... Flow estimation part, 42 ... Adjustment part.

Claims (7)

燃焼室(23)内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁(21)を備える内燃機関(10)に適用され、内燃機関の1燃焼サイクルでの燃料噴射を、吸気行程噴射と圧縮行程噴射とに分割して実行させる内燃機関の制御装置(40)において、
圧縮行程での前記燃焼室内の流体流動の強さを推測する流動推測部(41)と、
前記流動推測部により推測された前記流体流動の強さに基づいて、前記圧縮行程における燃料噴流の貫徹力を調整する調整部(42)と、
を備える内燃機関の制御装置。
The present invention is applied to an internal combustion engine (10) provided with a fuel injection valve (21) for directly injecting fuel into a combustion chamber (23), and fuel injection in one combustion cycle of the internal combustion engine can be In a control device (40) of an internal combustion engine to be divided and executed,
A flow estimation unit (41) for estimating the strength of fluid flow in the combustion chamber in the compression stroke;
An adjustment unit (42) for adjusting the penetration of the fuel jet in the compression stroke based on the strength of the fluid flow inferred by the flow estimation unit;
A control device for an internal combustion engine comprising:
前記調整部は、前記流体流動の強さが大きい場合に、小さい場合に比べて前記圧縮行程噴射での噴射量を多くすることにより、前記貫徹力を調整する請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   The internal combustion engine according to claim 1, wherein the adjusting unit adjusts the penetration force by increasing the injection amount in the compression stroke injection when the fluid flow intensity is high compared to when the fluid flow intensity is low. Control device. 前記調整部は、前記流体流動の強さが大きい場合に、小さい場合に比べて前記燃料噴射弁から噴射される燃料の圧力である噴射圧を高くすることにより、前記貫徹力を調整する請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。   When the strength of the fluid flow is large, the adjusting unit adjusts the penetration force by increasing the injection pressure which is the pressure of the fuel injected from the fuel injection valve as compared to the case where the strength is small. The control device for an internal combustion engine according to 1 or 2. 前記調整部は、
前記圧縮行程噴射での噴射量を変更することで前記貫徹力を調整する第1調整部(40)と、
前記燃料噴射弁から噴射される燃料の圧力である噴射圧を変更することで前記貫徹力を調整する第2調整部(40)と、を備えており、
前記流体流動の強さに基づいて前記貫徹力を調整する場合に、前記第1調整部と前記第2調整部とのうち前記第1調整部による調整を優先的に実施する請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
The adjustment unit is
A first adjustment unit (40) for adjusting the penetration force by changing the injection amount in the compression stroke injection;
A second adjustment unit (40) for adjusting the penetration force by changing an injection pressure which is a pressure of fuel injected from the fuel injection valve;
When adjusting the penetration force based on the strength of the fluid flow, the adjustment by the first adjustment unit of the first adjustment unit and the second adjustment unit is preferentially performed. Control system for internal combustion engines.
前記調整部は、前記第1調整部と前記第2調整部とのうち前記第1調整部による調整を実施している場合において、その調整量が所定の上限になったことに基づいて、前記第2調整部による調整を実施する請求項4に記載の内燃機関の制御装置。   In the case where the adjustment unit is performing adjustment by the first adjustment unit among the first adjustment unit and the second adjustment unit, the adjustment amount is based on the fact that the adjustment amount becomes a predetermined upper limit. The control device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the adjustment by the second adjustment unit is performed. 前記内燃機関において吸気通路には気流制御弁(53)が設けられており、
前記流動推測部は、エンジン運転状態と前記気流制御弁の制御状態とに基づいて、前記流体流動の強さを推測する請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
In the internal combustion engine, an air flow control valve (53) is provided in the intake passage,
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the flow estimation unit estimates the strength of the fluid flow based on an engine operating state and a control state of the air flow control valve. .
前記気流制御弁による気流制御を実行する場合において、前記燃焼室内における渦流の旋回位置を推定する位置推定部(40)を備え、
前記調整部は、前記流体流動の強さと前記渦流の旋回位置とに基づいて、前記貫徹力を調整する請求項6に記載の内燃機関の制御装置。
And a position estimation unit (40) for estimating the swirling position of the eddy current in the combustion chamber when performing the airflow control by the airflow control valve;
The control device for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the adjustment unit adjusts the penetration force based on the strength of the fluid flow and the swirl position of the vortex flow.
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