JP4729316B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、筒内に向けて燃料を噴射する第1の燃料噴射手段(筒内噴射用インジェクタ)と吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射する第2の燃料噴射手段(吸気通路噴射用インジェクタ)とを備えた内燃機関の制御装置に関し、特に、燃料蒸発ガスのパージ処理を実行する際の制御に関する。 The present invention provides first fuel injection means (in-cylinder injector) for injecting fuel into the cylinder and second fuel injection means (intake passage injection) for injecting fuel into the intake passage or intake port. The present invention relates to a control device for an internal combustion engine provided with a fuel injector, and more particularly to control when a purge process of fuel evaporative gas is executed.
機関吸気通路内に燃料を噴射するための第1の燃料噴射弁(背景技術においては、吸気通路噴射用インジェクタ)と、機関燃焼室内に常時燃料を噴射するための第2の燃料噴射弁(背景技術においては、筒内噴射用インジェクタ)とを具備し、機関負荷が予め定められた設定負荷よりも低いときには第1燃料噴射弁(吸気通路噴射用インジェクタ)からの燃料噴射を停止するとともに機関負荷が設定負荷よりも高いときには第1燃料噴射弁(吸気通路噴射用インジェクタ)から燃料を噴射するようにした内燃機関が公知である。この内燃機関では両燃料噴射弁から噴射される燃料の合計である全噴射量が機関負荷の関数として予め定められており、この全噴射量は機関負荷が高くなるほど増大せしめられる。 A first fuel injection valve for injecting fuel into the engine intake passage (in the background art, an intake passage injection injector) and a second fuel injection valve for injecting fuel constantly into the engine combustion chamber (background) In the technology, an in-cylinder injector) is provided, and when the engine load is lower than a predetermined set load, the fuel injection from the first fuel injection valve (intake passage injector) is stopped and the engine load is stopped. An internal combustion engine is known in which fuel is injected from a first fuel injection valve (intake passage injector) when is higher than a set load. In this internal combustion engine, a total injection amount, which is the sum of fuels injected from both fuel injection valves, is predetermined as a function of the engine load, and this total injection amount is increased as the engine load increases.
特開平5−231221号公報(特許文献1)は、このような内燃機関における、吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射の開始時および停止時に機関出力トルクが変動するのを阻止する燃料噴射式内燃機関を開示する。この燃料噴射式内燃機関は、機関吸気通路内に燃料を噴射するための第1の燃料噴射弁と、機関燃焼室内に燃料を噴射するための第2の燃料噴射弁とを具備し、機関の運転状態が予め定められた運転領域内にあるときには第1燃料噴射弁からの燃料噴射を停止するとともに機関の運転状態が上記予め定められた運転領域外となったときには第1燃料噴射弁から燃料を噴射するようにした内燃機関において、第1燃料噴射弁からの燃料噴射が開始されたときに吸気通路内壁面に付着する付着燃料量を推定しかつ第1燃料噴射弁からの燃料噴射が停止されたときに機関燃焼室内に流入する付着燃料の流入量を推定する手段を具備する。第1燃料噴射弁からの燃料噴射が開始されたときに第2燃料噴射弁からの噴射燃料量を上記付着燃料量だけ増量補正するとともに、第1燃料噴射弁からの燃料噴射が停止されたときに第2燃料噴射弁からの噴射燃料量を上記流入量だけ減量補正する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-231221 (Patent Document 1) discloses a fuel injection type internal combustion engine that prevents fluctuations in engine output torque at the start and stop of fuel injection by an intake passage injector in such an internal combustion engine. Is disclosed. The fuel injection type internal combustion engine includes a first fuel injection valve for injecting fuel into the engine intake passage and a second fuel injection valve for injecting fuel into the engine combustion chamber. When the operating state is within a predetermined operating range, fuel injection from the first fuel injection valve is stopped, and when the operating state of the engine is outside the predetermined operating range, fuel is supplied from the first fuel injection valve. In an internal combustion engine that injects fuel, the amount of attached fuel adhering to the inner wall surface of the intake passage when fuel injection from the first fuel injection valve is started is estimated, and fuel injection from the first fuel injection valve is stopped Means for estimating the amount of adhering fuel flowing into the combustion chamber of the engine when it is When fuel injection from the first fuel injection valve is started, the amount of fuel injected from the second fuel injection valve is corrected to be increased by the amount of attached fuel, and fuel injection from the first fuel injection valve is stopped In addition, the amount of fuel injected from the second fuel injection valve is corrected to decrease by the amount of inflow.
この燃料噴射式内燃機関によると、第1燃料噴射弁からの燃料噴射が開始されたときに第2燃料噴射弁からの噴射燃料量を付着燃料量だけ増量補正することによって実際に機関燃焼室内に供給される燃料量が要求燃料量となり、第1燃料噴射弁からの燃料噴射が停止されたときに第2燃料噴射弁からの噴射燃料量を流入量だけ減量補正することによって実際に機関燃焼室内に供給される燃料量が要求燃料量となる。その結果、第1燃料噴射弁からの燃料噴射の開始時および停止時に機関出力トルクが変動するのを阻止することができる。
一般的に、内燃機関を搭載した車両においては、燃料タンク等からの蒸発燃料(ペーパ)をキャニスター等の捕集装置に一時的に吸着し、内燃機関の運転状態に応じてキャニスター等の捕集装置に吸着されていた燃料蒸発ガスをパージして内燃機関の吸気系に導入することにより、燃料蒸発ガスが大気に放散されることを防止している。 Generally, in a vehicle equipped with an internal combustion engine, evaporated fuel (paper) from a fuel tank or the like is temporarily adsorbed to a collection device such as a canister, and the canister or the like is collected according to the operating state of the internal combustion engine. By purging the fuel evaporative gas adsorbed by the apparatus and introducing it into the intake system of the internal combustion engine, the fuel evaporative gas is prevented from being diffused into the atmosphere.
このように、燃料蒸発ガスをパージして内燃機関の吸気系に導入するパージ処理の実行時においては、パージされる燃料蒸発ガスの濃度、いわゆるパージガス濃度とその流量とに依存するパージ燃料量がインジェクタから噴射される燃料量に加えて機関に導入される。この結果、空燃比の変動を生じ燃焼が悪化することから、このようなパージ処理を実行する際には、燃料噴射量の補正を実行して、内燃機関の性能の低下やエミッションの悪化という問題を避けることが要求される。 Thus, at the time of performing the purge process of purging the fuel evaporative gas and introducing it into the intake system of the internal combustion engine, the purge fuel amount depending on the concentration of the fuel evaporative gas to be purged, so-called purge gas concentration and its flow rate, is In addition to the amount of fuel injected from the injector, it is introduced into the engine. As a result, the air-fuel ratio fluctuates and the combustion deteriorates. Therefore, when performing such a purge process, the fuel injection amount is corrected to reduce the performance of the internal combustion engine or the emission. Is required to avoid.
しかしながら、上記の特許文献1には、このようなパージ処理の実行の際における燃料噴射量の補正についての記載がない。そのため、特許文献1に開示された燃料噴射式内燃機関によると、第1燃料噴射弁からの燃料噴射の開始時および停止時に機関出力トルクが変動することを阻止できても、パージ処理実行時の問題(たとえばデポジットの付着による性能低下、空燃比の変動によるエミッション悪化)を解決し得ない。
However, the above-mentioned
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、筒内に燃料を噴射する第1の燃料噴射手段と吸気通路に燃料を噴射する第2の燃料噴射手段とで噴射燃料を分担する内燃機関において、パージ処理実行の際の内燃機関の性能低下やエミッションの悪化を避けることができる、内燃機関の制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object the first fuel injection means for injecting fuel into the cylinder and the second fuel injection means for injecting fuel into the intake passage. In the internal combustion engine that shares the injected fuel, it is possible to provide a control device for the internal combustion engine that can avoid deterioration in performance and emission of the internal combustion engine during purge processing.
第1の発明に係る制御装置は、筒内に燃料を噴射するための第1の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第2の燃料噴射手段とを備え、燃料蒸発ガスのパージ処理を実行する内燃機関を制御する。この制御装置は、内燃機関に要求される条件に基づいて、第1の燃料噴射手段と第2の燃料噴射手段とで分担して燃料を噴射するように、燃料噴射手段を制御するための制御手段と、パージ処理の実行時に、導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量の補正を、第1の燃料噴射手段と第2の燃料噴射手段とで分担させるように、燃料噴射手段を制御するためのパージ制御手段とを含む。このパージ制御手段は、燃料噴射が第1の燃料噴射手段と第2の燃料噴射手段とで分担されている領域において、第1の燃料噴射手段の燃料噴射量および第2の燃料噴射手段の燃料噴射量の両方を変化させて、パージ燃料量に対応する燃料噴射量の補正を行なうように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。 A control device according to a first aspect of the present invention comprises a first fuel injection means for injecting fuel into a cylinder and a second fuel injection means for injecting fuel into an intake passage, The internal combustion engine that executes the purge process is controlled. The control device is a control for controlling the fuel injection means so that the fuel is injected by the first fuel injection means and the second fuel injection means based on conditions required for the internal combustion engine. And the fuel injection means are controlled so that the correction of the fuel injection amount corresponding to the introduced purge fuel amount is shared by the first fuel injection means and the second fuel injection means when the purge process is executed. Purge control means. The purge control means has a fuel injection amount of the first fuel injection means and a fuel of the second fuel injection means in a region where the fuel injection is shared by the first fuel injection means and the second fuel injection means. Means are included for controlling the fuel injection means to vary both injection amounts to correct the fuel injection amount corresponding to the purge fuel amount.
第1の発明によると、パージ制御手段により、パージ処理が実行される際において、第1の燃料噴射手段(たとえば筒内噴射用インジェクタ)から噴射される燃料噴射量も、第2の燃料噴射手段(たとえば吸気通路噴射用インジェクタ)から噴射される燃料噴射量も変化させて、いずれのインジェクタからの燃料噴射を停止させないようにする。これにより、パージ処理を実行しても、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射を停止することがないので、パージ処理実行の際の混合気の不均質性に伴う過渡期等における燃焼不安定の発生がない。筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射を停止させることがないので、筒内噴射用インジェクタの先端温度が上昇して噴口にデポジットが堆積することがない。その結果、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとで、噴射燃料を分担する内燃機関において、パージ処理実行の際の内燃機関の性能低下を避けることができる、内燃機関の制御装置を提供することができる。 According to the first invention, when the purge process is executed by the purge control means, the fuel injection amount injected from the first fuel injection means (for example, the in-cylinder injector) is also the second fuel injection means. The amount of fuel injected from (for example, an intake passage injector) is also changed so that fuel injection from any injector is not stopped. As a result, even if the purge process is executed, the fuel injection from the intake manifold injector does not stop, so that the combustion instability during the transition period due to the heterogeneity of the air-fuel mixture during the purge process is prevented. There is no occurrence. Since the fuel injection from the in-cylinder injector is not stopped, the tip temperature of the in-cylinder injector does not increase and deposits do not accumulate at the injection port. As a result, an internal combustion engine control apparatus is provided that can avoid performance degradation of the internal combustion engine when performing a purge process in an internal combustion engine that shares injected fuel with an in-cylinder injector and an intake passage injector. can do.
第2の発明に係る制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、パージ制御手段は、第1の燃料噴射手段において補正される燃料噴射量と、第2の燃料噴射手段において補正される燃料噴射量とが均等になるように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。 In the control device according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the purge control means is corrected in the fuel injection amount corrected in the first fuel injection means and in the second fuel injection means. Means for controlling the fuel injection means so that the fuel injection amount is equal.
第2の発明によると、パージ処理の実行時には、筒内噴射用インジェクタにおける燃料補正量と、吸気通路噴射用インジェクタにおける燃料補正量とが、均等になるようにしてパージ燃料量に対応する燃料噴射量分を補正して、全体としての空燃比制御を満足させることができる。このため、エミッションの悪化を防止でき、またデポジットの付着による機関性能の低下を防止できる。 According to the second aspect of the invention, when the purge process is executed, the fuel correction amount in the in-cylinder injector and the fuel correction amount in the intake manifold injector are made equal to each other so as to correspond to the purge fuel amount. By correcting the amount, the overall air-fuel ratio control can be satisfied. For this reason, it is possible to prevent the emission from being deteriorated and to prevent the engine performance from being deteriorated due to the deposit.
第3の発明に係る制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、パージ制御手段は、第1の燃料噴射手段と第2の燃料噴射手段との燃料噴射量の分担の割合に応じて、第1の燃料噴射手段における燃料噴射量および第2の燃料噴射手段における燃料噴射量が補正されるように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。 In the control device according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the purge control means is responsive to a ratio of the fuel injection amount sharing between the first fuel injection means and the second fuel injection means. And means for controlling the fuel injection means so that the fuel injection amount in the first fuel injection means and the fuel injection amount in the second fuel injection means are corrected.
第3の発明によると、パージ処理の実行時には、筒内噴射用インジェクタにおける燃料補正量と、吸気通路噴射用インジェクタにおける燃料補正量とが、分担比率に応じてパージ燃料量に対応する燃料噴射量分を補正して、全体としての空燃比制御を満足させることができる。このため、エミッションの悪化を防止でき、またデポジットの付着による機関性能の低下を防止できる。 According to the third invention, when the purge process is executed, the fuel correction amount in the in-cylinder injector and the fuel correction amount in the intake manifold injector correspond to the purge fuel amount according to the sharing ratio. The minute can be corrected to satisfy the overall air-fuel ratio control. For this reason, it is possible to prevent the emission from being deteriorated and to prevent the engine performance from being deteriorated due to the deposit.
第4の発明に係る制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、パージ制御手段は、パージ燃料量を含む全供給燃料量に対する、第1の燃料噴射手段と第2の燃料噴射手段との燃料噴射量の分担の割合を変化させないように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。 In the control device according to the fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the purge control means includes a first fuel injection means and a second fuel injection means for the total supply fuel amount including the purge fuel amount. And means for controlling the fuel injection means so as not to change the ratio of the fuel injection amount sharing.
第4の発明によると、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとの燃料噴射量の分担の割合を変化させないで、パージ処理の前後で同じ燃焼状態を維持することができる。 According to the fourth aspect of the invention, the same combustion state can be maintained before and after the purge process without changing the ratio of the fuel injection amount sharing between the in-cylinder injector and the intake manifold injector.
第5の発明に係る制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、パージ制御手段は、第1の燃料噴射手段における噴射時間に対する噴射量のリニアリティおよび第2の燃料噴射手段における噴射時間に対する噴射量のリニアリティが確保できるように、パージ燃料量に対応する燃料噴射量の補正を行なうように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。 In the control device according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the purge control means includes the linearity of the injection amount with respect to the injection time in the first fuel injection means and the injection time in the second fuel injection means. Means for controlling the fuel injection means so as to correct the fuel injection amount corresponding to the purge fuel amount so that the linearity of the injection amount with respect to the fuel can be ensured.
第5の発明によると、第1の燃料噴射手段の一例である、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量をパージ燃料量に対応して減量させると最小燃料噴射量近傍まで減少させてしまうと、燃料噴射期間に対する実噴射量の関係におけるリニアリティがない領域に入る場合がある。同じように、第2の燃料噴射手段の一例である、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射量をパージ燃料量に対応して減量させると最小燃料噴射量近傍まで減少させてしまうと、燃料噴射期間に対する実噴射量の関係におけるリニアリティがない領域に入る場合がある。このような場合には、筒内噴射用インジェクタにおける噴射時間に対する噴射量のリニアリティおよび吸気通路噴射用インジェクタにおける噴射時間に対する噴射量のリニアリティが確保できるように、パージ燃料量に対応する燃料噴射量を補正する。これにより、正確に燃料を噴射することができ、正確な空燃比制御を実現することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, if the fuel injection amount from the in-cylinder injector, which is an example of the first fuel injection means, is reduced in correspondence with the purge fuel amount, the fuel injection amount is reduced to near the minimum fuel injection amount. In some cases, there is a region where there is no linearity in the relationship between the actual injection amount and the fuel injection period. Similarly, if the fuel injection amount from the intake manifold injector, which is an example of the second fuel injection means, is reduced in accordance with the purge fuel amount, the fuel injection amount is reduced to near the minimum fuel injection amount. There may be a region where there is no linearity in the relationship of the actual injection amount to the period. In such a case, the fuel injection amount corresponding to the purge fuel amount is set so that the linearity of the injection amount with respect to the injection time in the in-cylinder injector and the linearity of the injection amount with respect to the injection time in the intake manifold injector can be secured. to correct. Thereby, fuel can be injected accurately and accurate air-fuel ratio control can be realized.
第6の発明に係る制御装置においては、第5の発明の構成に加えて、パージ制御手段は、第1の燃料噴射手段の噴射時間に対する噴射量のリニアリティが確保できない場合には、リニアリティが確保できる範囲でパージ燃料量に対応する燃料噴射量を補正して、燃料噴射量の補正の不足分を第2の燃料噴射手段を用いて行なうように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。 In the control device according to the sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fifth aspect of the invention, the purge control means ensures linearity when the linearity of the injection amount with respect to the injection time of the first fuel injection means cannot be ensured. It includes means for controlling the fuel injection means so that the fuel injection quantity corresponding to the purge fuel quantity is corrected as much as possible, and the shortage of correction of the fuel injection quantity is performed using the second fuel injection means. .
第6の発明によると、第1の燃料噴射手段の一例である、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量を最小燃料噴射量近傍まで減少させてしまうと、燃料噴射期間に対する実噴射量の関係におけるリニアリティがない領域に入る場合がある。このような場合には、筒内噴射用インジェクタでリニアリティが確保できる範囲でパージ燃料量に対応する燃料噴射量を補正して、燃料噴射量の補正の不足分を吸気通路噴射用インジェクタを用いて行なう。このようにすると、これにより、筒内噴射用インジェクタから正確に燃料を噴射することができ、正確な空燃比制御を実現することができる。 According to the sixth aspect of the invention, if the fuel injection amount from the in-cylinder injector, which is an example of the first fuel injection means, is reduced to near the minimum fuel injection amount, the relationship between the actual injection amount and the fuel injection period There is a case where it enters an area without linearity. In such a case, the fuel injection amount corresponding to the purge fuel amount is corrected within a range in which the linearity can be secured by the in-cylinder injector, and the shortage of correction of the fuel injection amount is corrected using the intake passage injector. Do. Thus, fuel can be accurately injected from the in-cylinder injector, and accurate air-fuel ratio control can be realized.
第7の発明に係る制御装置においては、第1〜6のいずれかの発明の構成に加えて、第1の燃料噴射手段は、筒内噴射用インジェクタであって、第2の燃料噴射手段は、吸気通路用インジェクタである。 In the control device according to the seventh invention, in addition to the configuration of any one of the first to sixth inventions, the first fuel injection means is an in-cylinder injector, and the second fuel injection means is An intake passage injector.
第7の発明によると、第1の燃料噴射手段である筒内噴射用インジェクタと第2の燃料噴射手段である吸気通路噴射用インジェクタとを別個に設けて噴射燃料を分担する内燃機関において、パージ処理実行の際の混合気の不均質性に伴う過渡期等における燃焼不安定の発生や、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射が停止することにより温度が上昇して噴口にデポジットが堆積することを回避できる、内燃機関の制御装置を提供することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, in the internal combustion engine that shares the injected fuel by separately providing the in-cylinder injector that is the first fuel injection means and the intake passage injection injector that is the second fuel injection means, The occurrence of combustion instability during the transition period due to the heterogeneity of the air-fuel mixture during processing, and the temperature rising due to the stop of fuel injection from the in-cylinder injector and deposits being deposited at the nozzle It is possible to provide a control device for an internal combustion engine that can avoid the above-mentioned problem.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1に、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンECU(Electronic Control Unit)で制御されるエンジンシステムの概略構成図を示す。なお、図1には、エンジンとして直列4気筒ガソリンエンジンを示すが、本発明はこのようなエンジンに限定されるものではない。 FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an engine system controlled by an engine ECU (Electronic Control Unit) which is a control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. Although FIG. 1 shows an in-line four-cylinder gasoline engine as the engine, the present invention is not limited to such an engine.
図1に示すように、エンジン10は、4つの気筒112を備え、各気筒112はそれぞれ対応するインテークマニホールド20を介して共通のサージタンク30に接続されている。サージタンク30は、吸気ダクト40を介してエアクリーナ50に接続され、吸気ダクト40内にはエアフローメータ42が配置されるとともに、電動モータ60によって駆動されるスロットルバルブ70が配置されている。このスロットルバルブ70は、アクセルペダル100とは独立してエンジンECU300の出力信号に基づいてその開度が制御される。一方、各気筒112は共通のエキゾーストマニホールド80に連結され、このエキゾーストマニホールド80は三元触媒コンバータ90に連結されている。
As shown in FIG. 1, the
各気筒112に対しては、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ110と、吸気ポートまたは/および吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタ120とがそれぞれ設けられている。これらインジェクタ110、120はエンジンECU300の出力信号に基づいてそれぞれ制御される。また、各気筒内噴射用インジェクタ110は共通の燃料分配管130に接続されており、この燃料分配管130は燃料分配管130に向けて流通可能な逆止弁140を介して、機関駆動式の高圧燃料ポンプ150に接続されている。なお、本実施の形態においては、2つのインジェクタが別個に設けられた内燃機関について説明するが、本発明はこのような内燃機関に限定されない。たとえば、筒内噴射機能と吸気通路噴射機能とを併せ持つような1個のインジェクタを有する内燃機関であってもよい。
For each
図1に示すように、高圧燃料ポンプ150の吐出側は電磁スピル弁152を介して高圧燃料ポンプ150の吸入側に連結されており、この電磁スピル弁152の開度が小さいときほど、高圧燃料ポンプ150から燃料分配管130内に供給される燃料量が増大され、電磁スピル弁152が全開にされると、高圧燃料ポンプ150から燃料分配管130への燃料供給が停止されるように構成されている。なお、電磁スピル弁152はエンジンECU300の出力信号に基づいて制御される。
As shown in FIG. 1, the discharge side of the high-
一方、各吸気通路噴射用インジェクタ120は、共通する低圧側の燃料分配管160に接続されており、燃料分配管160および高圧燃料ポンプ150は共通の燃料圧レギュレータ170を介して、電動モータ駆動式の低圧燃料ポンプ180に接続されている。さらに、低圧燃料ポンプ180は燃料フィルタ190を介して燃料タンク200に接続されている。燃料圧レギュレータ170は低圧燃料ポンプ180から吐出された燃料の燃料圧が予め定められた設定燃料圧よりも高くなると、低圧燃料ポンプ180から吐出された燃料の一部を燃料タンク200に戻すように構成されており、したがって吸気通路噴射用インジェクタ120に供給されている燃料圧および高圧燃料ポンプ150に供給されている燃料圧が上記設定燃料圧よりも高くなるのを阻止している。
On the other hand, each
エンジンECU300は、デジタルコンピュータから構成され、双方向性バス310を介して相互に接続されたROM(Read Only Memory)320、RAM(Random Access Memory)330、CPU(Central Processing Unit)340、入力ポート350および出力ポート360を備えている。
The
エアフローメータ42は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、このエアフローメータ42の出力電圧はA/D変換器370を介して入力ポート350に入力される。エンジン10には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ380が取付けられ、この水温センサ380の出力電圧は、A/D変換器390を介して入力ポート350に入力される。
The air flow meter 42 generates an output voltage proportional to the amount of intake air, and the output voltage of the air flow meter 42 is input to the
燃料分配管130には燃料分配管130内の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧センサ400が取付けられ、この燃料圧センサ400の出力電圧は、A/D変換器410を介して入力ポート350に入力される。三元触媒コンバータ90上流のエキゾーストマニホールド80には、排気ガス中の酸素濃度に比例した出力電圧を発生する空燃比センサ420が取付けられ、この空燃比センサ420の出力電圧は、A/D変換器430を介して入力ポート350に入力される。
A
本実施の形態に係るエンジンシステムにおける空燃比センサ420は、エンジン10で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ(リニア空燃比センサ)である。なお、空燃比センサ420としては、エンジン10で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するO2センサを用いてもよい。
The air-
アクセルペダル100は、アクセルペダル100の踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセル開度センサ440に接続され、アクセル開度センサ440の出力電圧は、A/D変換器450を介して入力ポート350に入力される。また、入力ポート350には、機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ460が接続されている。エンジンECU300のROM320には、上述のアクセル開度センサ440および回転数センサ460により得られる機関負荷率および機関回転数に基づき、運転状態に対応させて設定されている燃料噴射量の値や機関冷却水温に基づく補正値などが予めマップ化されて記憶されている。
The
一方、燃料タンク200に発生する燃料蒸発ガスを捕集する捕集容器であるキャニスタ230が、ペーパ通路260を介して燃料タンク200に接続されており、さらにキャニスタ230はそこに捕集された燃料蒸発ガスをエンジン10の吸気系に供給するためのパージ通路280に接続されている。そして、パージ通路280は、吸気ダクト40のスロットルバルブ70下流に開口されたパージポート290に連通されている。キャニスタ230の内部には、周知のように、燃料蒸発ガスを吸着する吸着剤(活性炭)が充填されており、パージ中にキャニスタ230内に逆止弁を介して大気を導入するための大気通路270が設けられている。さらに、パージ通路280には、パージ量を制御するパージ制御弁250が設けられており、このパージ制御弁250の開度がエンジンECU300によりデューティ制御されることで、キャニスタ230内でパージ処理される燃料蒸発ガス量、ひいてはエンジン10に導入される燃料量(以下、パージ燃料量と記載する。)が制御されるように構成されている。
On the other hand, a
このエンジン10は、筒内噴射用インジェクタ110と吸気通路噴射用インジェクタ120とで燃料を分担して噴射する。エンジンECU300のROM320に記憶される、筒内噴射用インジェクタ110と吸気通路噴射用インジェクタ120との噴き分け比率(以下、直噴比率、DI比率(r)とも記載する。)を表わすマップについて説明する。このようなマップは、たとえば、エンジン回転数を横軸にして、負荷率を縦軸にして、筒内噴射用インジェクタ110の分担比率が直噴比率(DI比率r)として百分率で示されている。
This
エンジン回転数と負荷率とにより定まる運転領域ごとに、直噴比率(DI比率r)が設定されている。「直噴100%」とは、筒内噴射用インジェクタ110からのみ燃料噴射が行なわれる領域(r=1.0、r=100%)であることを意味し、「直噴0〜20%」とは、筒内噴射用インジェクタ110からの燃料噴射が、全噴射量の0〜20%である領域(r=0〜0.2)であることを意味している。たとえば、「直噴40%」とは、筒内噴射用インジェクタ110から全噴射量の40%が噴射され、吸気通路噴射用インジェクタ120から全噴射量の60%が噴射されることを示す。なお、このようなマップの詳細については後述する。
A direct injection ratio (DI ratio r) is set for each operation region determined by the engine speed and the load factor. “
図2を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンECU300で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
With reference to FIG. 2, a control structure of a program executed by
図2に示すフローチャートは、エンジン10が始動された後、たとえば燃料ゲージの現在の燃料計値とエンジン停止時に記録されていた燃料計値とが比較演算されることによる給油の有無の判断および/またはエンジン停止中の気温の推移などに基づき、キャニスタ230内に捕集されている燃料蒸発ガス量が推定され、パージ処理が必要であるか否かが求められる。そして、パージ処理が必要であり、かつ可能であるとされたときに、図3に示すフローチャートによるパージガス濃度検出およびパージ処理実行制御ルーチンが開始される。このパージ処理が可能であるときとは、たとえばエンジン10の吸入負圧が十分に発生している低速低負荷運転状態を挙げることができる。
The flowchart shown in FIG. 2 shows the determination of the presence or absence of refueling by, for example, comparing and calculating the current fuel gauge value of the fuel gauge and the fuel gauge value recorded when the engine is stopped after the
ステップ(以下、ステップをSと略す。)300にて、エンジンECU300は、パージ制御弁250を小開度状態で瞬時開くように制御する。パージ制御弁250が小開度で開かれると、燃料蒸発ガスを含むパージガスがパージ通路280およびパージポート290を介してエンジン10に導入される。
In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 300,
S310にて、エンジンECU300は、空燃比センサ420によりパージガスが導入されたときの燃焼ガスの空燃比(A/F)を検出する。
In S310,
S320にて、エンジンECU300は、検出された空燃比(A/F)に基づき、パージガス濃度を求める。詳しくは、パージガス導入前の空燃比に対し導入後の空燃比はリッチになるので、そのリッチの度合からパージガス濃度を求める。この両者の関係は、予め実験で求められマップ化されてROM320に記憶されている。そして、求められたこのパージガス濃度は、RAM330に記憶される。
In S320,
S330にて、エンジンECU300は、RAM330に記憶されたパージガス濃度に基づき、エンジン10に導入されるパージ燃料量が一定となるようにパージ制御弁250の開度を所定時間デューティ制御することにより、パージ制御を実行する。S340にて、エンジンECU300は、S330における処理中においてはパージ制御実行フラグをオン状態にセットする。
In S330,
なお、パージ燃料量とはパージガス中に含まれる燃料量を意味し、運転状態の変動に伴う吸入負圧の変化にかかわらず一定となるように、パージ制御弁250の開度がデューティ制御されてパージガス流量が制御される。このときのデューティ比についても、パージガス濃度および吸入負圧をパラメータとして、予め実験で求められマップ化されてROM320に記憶されている。
The purge fuel amount means the amount of fuel contained in the purge gas, and the opening degree of the
図3を参照して、パージ制御が実行されているときに、パージ燃料量を補正するプログラムの制御構造について説明する。図3に示す制御プログラムは所定時間ごとまたは所定のクランク角度ごとに実行される。 With reference to FIG. 3, a control structure of a program for correcting the purge fuel amount when the purge control is being executed will be described. The control program shown in FIG. 3 is executed every predetermined time or every predetermined crank angle.
S400にて、エンジンECU300は、パージ制御実行フラグがオン状態であるか否かを判断する。パージ制御実行フラグがオン状態であると(S400にてYES)、処理はS410へ移される。もしそうでないと(S400にてNO)、この処理は終了する。
In S400,
S410にて、エンジンECU300は、噴き分け率(DI比率)rを算出する。このとき、図2に示すマップを用いて、噴き分け率(DI比率)rが算出される。
In S410,
S420にて、エンジンECU300は、筒内噴射用インジェクタ110(DI)、吸気通路噴射用インジェクタ120(PFI)の基本噴射量を算出する。このとき、筒内噴射用インジェクタ110の基本噴射量taudbは、
taudb=r×EQMAX×klfwd×fafd×kgd×kpr …(1)
により算出される。また、吸気通路噴射用インジェクタ120の基本噴射量taupbは、 taupb=k×(1−r)×EQMAX×klfwd×fafp×kgp …(2)
として算出される。上記した(1)式および(2)式において、rは噴き分け率(DI比率)であって、EQMAXは最大噴射量であって、klfwdは負荷率であって、fafdおよびfafpはストイキ状態のフィードバック係数であって、kgdは筒内噴射用インジェクタ110の学習値であって、kprは燃圧に応じた変換係数であって、kgpは吸気通路噴射用インジェクタ120の学習値である。
In S420,
taudb = r × EQMAX × klfwd × fafd × kgd × kpr (1)
Is calculated by The basic injection amount taupb of the
Is calculated as In the above equations (1) and (2), r is the injection ratio (DI ratio), EQMAX is the maximum injection amount, klfwd is the load factor, and fafd and fafp are in the stoichiometric state. It is a feedback coefficient, kgd is a learned value of the in-
S430にて、エンジンECU300は、DI比率rが0であるか否かを判断する。DI比率rが0であると(S430にてYES)、処理はS440へ移される。もしそうでないと(S430にてNO)、処理はS460へ移される。
In S430,
S440にて、エンジンECU300は、吸気通路噴射用インジェクタ120側のパージ減量算出値fpgpに、上述したパージ燃料量に対応するパージ補正値fpgを代入する。
なお、筒内噴射用インジェクタ110のパージ減量算出値fpgdには0が代入される。S450にて、エンジンECU300は、吸気通路噴射用インジェクタ120の最終噴射量taupを算出する。このとき、吸気通路噴射用インジェクタ120の最終燃料噴射量taupは、
taup=taupb−fpgp+tauv …(3)
により算出される。上記した(3)式において、tauvは無効噴射量である。
In S440,
Note that 0 is substituted for the purge reduction calculation value fpgd of the in-
taup = taupb-fpgp + tauv (3)
Is calculated by In the above equation (3), tauv is an invalid injection amount.
S460にて、エンジンECU300は、DI比率rが1であるか否かを判断する。DI比率rが1であると(S460にてYES)、処理はS470へ移される。もしそうでないと(S460にてNO)、処理はS500へ移される。
In S460,
S470にて、エンジンECU300は、筒内噴射用インジェクタ110側のパージ減量算出値fpgdにfpgを代入する。なお、吸気通路噴射用インジェクタ120のパージ減量算出値fpgpには0が代入される。
In S470,
S480にて、エンジンECU300は、筒内噴射用インジェクタ110の最終噴射量taudを算出する。このとき、筒内噴射用インジェクタ110の最終噴射量taudは、
taud=taudb−fpgd …(4)
パージ減量算出値についてまとめると、
DI比率r=1のとき fpgd=fpg(fpgp=0)…(5)
DI比率r=0のとき fpgp=fpg(fpgd=0)…(6)
となる。
In S480,
taud = taudb−fpgd (4)
Summarizing the purge reduction calculation value,
When DI ratio r = 1 fpgd = fpg (fpgp = 0) (5)
When DI ratio r = 0 fpgp = fpg (fpgd = 0) (6)
It becomes.
S500にて、エンジンECU300は、筒内噴射用インジェクタ110と吸気通路噴射用インジェクタ120とで燃料が噴き分けられている場合(0<DI比率r<1)のパージ処理量の計算処理を行なう。
In S500,
図4を参照して、図3のS500のパージ処理量の計算処理について説明する。 With reference to FIG. 4, the purge processing amount calculation processing in S500 of FIG. 3 will be described.
S510にて、エンジンECU300は、筒内噴射用インジェクタ110と吸気通路噴射用インジェクタ120とで、パージ量の分担が比率分担であるのか均等分担であるのかを判断する。このとき、たとえば、予めいずれの分担(比率、均等)で行なうのかが決定されてメモリに記憶されているものと想定する。比率分担である場合には(S510にて比率)、処理はS520へ移される。均等分担である場合には(S510にて均等)、処理はS530へ移される。
In S510,
S520にて、エンジンECU300は、筒内噴射用インジェクタ110のパージ減量算出値fpgdおよび吸気通路噴射用インジェクタ120のパージ減量算出値fpgpを算出する。このとき、
fpgd=fpg×r …(7)
fpgp=fpg×(1−r) …(8)
により算出される。
In S520,
fpgd = fpg × r (7)
fpgp = fpg × (1-r) (8)
Is calculated by
S530にて、エンジンECU300は、筒内噴射用インジェクタ110のパージ減量算出値fpgdおよび吸気通路噴射用インジェクタ120のパージ減量算出値fpgpを算出する。このとき、
fpgd=fpg×1/2 …(9)
fpgp=fpg×1/2 …(10)
により算出される。なお、均等でないことをも許容すれば、乗算値は1/2以外の定数であってもよい。
In S530,
fpgd = fpg × 1/2 (9)
fpgp = fpg × 1/2 (10)
Is calculated by Note that the multiplication value may be a constant other than 1/2 as long as it is allowed to be non-uniform.
S540にて、エンジンECU300は、筒内噴射用インジェクタ110および吸気通路噴射用インジェクタ120の燃料噴射量taud(1)、taup(1)を算出する。このとき、
taud(1)=taudb−fpgd …(11)
taup(1)=taupb−fpgp+tauv …(12)
により算出される。
In S540,
taud (1) = taudb−fpgd (11)
taup (1) = taupb-fpgp + tauv (12)
Is calculated by
S550にて、エンジンECU300は、筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射量taud(1)が筒内噴射用インジェクタの最小燃料噴射量taumin(d)よりも小さいか否かを判断する。この最小燃料噴射量taumin(d)は、筒内噴射用インジェクタ110において、燃料噴射時間と噴射される燃料量との間にリニアリティが確保される最小の燃料噴射量である。すなわち、この最小燃料噴射量taumin(d)よりも小さい燃料量を噴射することが、噴射時間により制御することが困難であることを示す。筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射量taud(1)が筒内噴射用インジェクタ110の最小燃料噴射量taumin(d)よりも小さいと(S550にてYES)、処理はS560へ移される。もしそうでないと(S550にてNO)、処理はS570へ移される。
In S550,
S560にて、エンジンECU300は、筒内噴射用インジェクタ110の補正燃料噴射量taud(2)および吸気通路噴射用インジェクタ120の補正燃料噴射量taup(2)を算出する。このとき、
taud(2)=taumin(d) …(13)
taup(2)=taup(1)−Δtau(d) …(14)
Δtau(d)=taumin(d)−taud(1) …(15)
により算出される。その後、処理はS600へ移される。
In S560,
taud (2) = taumin (d) (13)
taup (2) = taup (1) −Δtau (d) (14)
Δtau (d) = taumin (d) −taud (1) (15)
Is calculated by Thereafter, the process proceeds to S600.
S570にて、エンジンECU300は、吸気通路噴射用インジェクタ120の燃料噴射量taup(1)が吸気通路噴射用インジェクタ120の最小燃料噴射量taumin(p)よりも小さいか否かを判断する。この最小燃料噴射量taumin(p)は、吸気通路噴射用インジェクタ120において、燃料噴射時間と噴射される燃料量との間にリニアリティが確保される最小の燃料噴射量である。すなわち、この最小燃料噴射量taumin(p)よりも小さい燃料量を噴射することが、噴射時間により制御することが困難であることを示す。吸気通路噴射用インジェクタ120の燃料噴射量taup(1)が吸気通路噴射用インジェクタ120の最小燃料噴射量taumin(p)よりも小さいと(S570にてYES)、処理はS580へ移される。もしそうでないと(S570にてNO)、処理はS590へ移される。
In S570,
S580にて、エンジンECU300は、筒内噴射用インジェクタ110の補正燃料噴射量taud(2)および吸気通路噴射用インジェクタ120の補正燃料噴射量taup(2)を算出する。このとき、
taud(2)=taud(1)−Δtau(p) …(16)
taup(2)=taumin(p) …(17)
Δtau(p)=taumin(p)−taup(1) …(18)
により算出される。その後、処理はS600へ移される。
In S580,
taud (2) = taud (1) −Δtau (p) (16)
taup (2) = taumin (p) (17)
Δtau (p) = taumin (p) −taup (1) (18)
Is calculated by Thereafter, the process proceeds to S600.
S590にて、エンジンECU300は、筒内噴射用インジェクタ110および吸気通路噴射用インジェクタ120の最終燃料噴射量taud、taupを算出する。このとき、筒内噴射用インジェクタ110の最終噴射量taudにはtaud(1)が代入され、吸気通路噴射用インジェクタ120の最終噴射量taupにはtaup(1)が代入される。
In S590,
S600にて、エンジンECU300は、筒内噴射用インジェクタ110および吸気通路噴射用インジェクタ120の最終燃料噴射量taud、taupを算出する。このとき、筒内噴射用インジェクタ110の最終噴射量taudにはtaud(2)が代入され、吸気通路噴射用インジェクタ120の最終噴射量taupにはtaup(2)が代入される。
In S600,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンECU300により実行されるエンジン10のパージ処理時の噴き分け制御について説明する。以下の説明では、パージ処理の実行時について説明する。
Based on the above-described structure and flowchart, the spray distribution control during the purge process of
予め定められたマップに基づいて、筒内噴射用インジェクタ110と吸気通路噴射用インジェクタ120との噴き分け制御が行なわれている場合において(いずれかのインジェクタのみから燃料が噴射されている場合を含む)、パージ処理が実行された場合(S400にてYES)、DI比率rが0であると(S430にてYES)、パージ減量算出値fpgpにfpgが代入され(S440)、吸気通路噴射用インジェクタ120の基本噴射量taupbからパージ減量算出値fpgpが減算されて吸気通路噴射用インジェクタ120の最終燃料噴射量taupが算出される(S450)。DI比率rが1であると(S430にてNO、S460にてYES)、パージ減量算出値fpgdにfpgが代入され(S470)、筒内噴射用インジェクタ110の基本噴射量taudbからパージ減量算出値fpgdが減算されて筒内噴射用インジェクタ110の最終燃料噴射量taudが算出される(S480)。
Based on a predetermined map, when injection control of in-
DI比率rが100%ではなく0%でもない場合においては(S430にてNO、S460にてNO)、すなわち、筒内噴射用インジェクタ110と吸気通路噴射用インジェクタ120とで噴き分けが行なわれている場合(0<DI比率r<1.0)の場合には、パージ処理量計算処理が実行される(S500)。
When DI ratio r is neither 100% nor 0% (NO in S430, NO in S460), that is, injection is performed separately between in-
パージ減量をDI比率rで分担する場合には(S510にて比率)、筒内噴射用インジェクタ110のパージ減量算出値fpgdをfpg×rとして、吸気通路噴射用インジェクタ120のパージ減量算出値fpgpをfpg×(1−r)として、それぞれ算出される(S520)。
When the purge reduction is shared by the DI ratio r (the ratio in S510), the purge reduction calculation value fpgd of the in-
パージ減量を均等に分担する場合には(S510にて均等)、筒内噴射用インジェクタ110のパージ減量算出値fpgdをfpg×1/2として、吸気通路噴射用インジェクタ120のパージ減量算出値fpgpをfpg×1/2として、それぞれ算出される(S530)。
When the purge reduction is equally shared (equal in S510), the purge reduction calculation value fpgd of the in-
筒内噴射用インジェクタ110のパージ減量算出値fpgdと吸気通路噴射用インジェクタ120のパージ減量算出値fpgpとを用いて、筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射量taud(1)がtaudb−fpgdにより、吸気通路噴射用インジェクタ120の燃料噴射量taup(1)がtaupb−fpgp+tauvにより、それぞれ算出される(S540)。
Using the purge reduction calculated value fpgd of the in-
このときの状態を図5に示す。図5の「パージありの本発明(1)」に対応するのがパージ減量をDI比率rで分担する場合であって、「パージありの本発明(2)」に対応するのがパージ減量を均等に分担する場合である。 The state at this time is shown in FIG. 5 corresponds to the case where the purge reduction is shared by the DI ratio r, and the case corresponding to the “present invention (2) with purge” corresponds to “purge reduction”. This is a case of sharing equally.
図5に示すように、いずれの場合であっても、筒内噴射用インジェクタ110からの燃料噴射量からもパージ燃料量に対応するパージ補正値が減量されるとともに、吸気通路噴射用インジェクタ120からの燃料噴射量からもパージ補正値が減量される。このため、いずれのインジェクタ(筒内噴射用インジェクタ110および吸気通路噴射用インジェクタ120)からの燃料噴射が停止することがない。このように双方のインジェクタを用いてパージ処理を行なうことによる効果として、吸気通路噴射用インジェクタ120から噴射された燃料と空気との混合気の均質性を確保できるとともに、筒内噴射用インジェクタ110の温度が過度に上昇してしまうことがなく筒内噴射用インジェクタ110の噴口にデポジットが堆積することがないことが挙げられる。
As shown in FIG. 5, in any case, the purge correction value corresponding to the purge fuel amount is reduced from the fuel injection amount from the in-
さらに、筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射量taud(1)や吸気通路噴射用インジェクタ120の燃料噴射量taup(1)が、それぞれの最小燃料噴射量(taumin(d)、taumin(p))を下回った場合について説明する。
Further, the fuel injection amount taud (1) of the in-
筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射量taud(1)が筒内噴射用インジェクタ110の最小燃料噴射量taumin(d)を下回った場合(S550にてYES)、このままでは、筒内噴射用インジェクタ110から噴射される燃料が少な過ぎて燃料噴射量taud(1)だけを正確に噴射できない。このため、筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射量を、筒内噴射用インジェクタ110の最小燃料噴射量taumin(d)まで上昇させてtaud(2)とする。このとき、Δtau(d)(=taumin(d)−taud(1))分だけ燃料噴射量が上昇されて、筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射量taud(2)が最小燃料噴射量taumin(d)になる。このため、この上昇分であるΔtau(d)分だけ吸気通路噴射用インジェクタ120の燃料噴射量taup(1)から減量して、taup(2)(=taup(1)−Δtau(d))とする(S560)。
If fuel injection amount taud (1) of in-
このときの状態を図6に示す。図6の「パージありの本発明(2)」のようにパージ減量を均等分担させた場合に、たとえば、DI比率rが小さくて、パージ燃料量に対応するパージ補正値fpgが大きいと、筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射量taud(1)が筒内噴射用インジェクタ110の最小燃料噴射量taumin(p)を下回る。このため、図6の「パージありの本発明(3)」のように筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射量を最小燃料噴射量taumin(d)まで上昇させて、上昇させたΔtau(d)分だけ、吸気通路噴射用インジェクタ120の燃料噴射量taup(1)をtaup(2)まで減量する。
The state at this time is shown in FIG. When the purge reduction is equally shared as in the “present invention (2) with purge” in FIG. 6, for example, if the DI ratio r is small and the purge correction value fpg corresponding to the purge fuel amount is large, the cylinder The fuel injection amount taud (1) of the
さらに、吸気通路噴射用インジェクタ120の燃料噴射量taup(1)が吸気通路噴射用インジェクタ120の最小燃料噴射量taumin(p)を下回った場合(S570にてYES)、このままでは、吸気通路噴射用インジェクタ120から噴射される燃料が少な過ぎて燃料噴射量taup(1)だけを正確に噴射できない。このため、吸気通路噴射用インジェクタ120の燃料噴射量を、吸気通路噴射用インジェクタ120の最小燃料噴射量taumin(p)まで上昇させてtaup(2)とする。このとき、Δtau(p)(=taumin(p)−taup(1))分だけ燃料噴射量が上昇されて、吸気通路噴射用インジェクタ120の燃料噴射量taup(2)が最小燃料噴射量taumin(p)になる。このため、この上昇分であるΔtau(p)分だけ筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射量taud(1)から減量して、taud(2)(=taud(1)−Δtau(p))とする(S580)。
Further, if fuel injection amount taup (1) of
以上のようにして、パージ処理により燃料噴射量を減量すると、燃料噴射量がいずれかのインジェクタの最小燃料噴射量を下回る場合には、その下回った方のインジェクタにおける燃料噴射量を最小燃料噴射量まで上昇させるとともに、他方のインジェクタにおける燃料噴射量をパージ補正値に加えてさらに減量させる。このようにすると、燃料噴射時間と燃料噴射量とがリニアリティを有する領域内で、パージ処理を実行することができる。このため、正確に燃料を供給することができ、正確な空燃比制御を実行することができる。なお、双方のインジェクタにおいてパージ処理を行なわせた時の発現する効果は、前述の通りである。 As described above, when the fuel injection amount is reduced by the purge process, if the fuel injection amount falls below the minimum fuel injection amount of any injector, the fuel injection amount in the lower injector is reduced to the minimum fuel injection amount. And the fuel injection amount in the other injector is further reduced in addition to the purge correction value. In this way, the purge process can be executed in a region where the fuel injection time and the fuel injection amount have linearity. For this reason, fuel can be supplied accurately and accurate air-fuel ratio control can be executed. Note that the effect produced when the purge process is performed in both injectors is as described above.
<この制御装置が適用されるに適したエンジン(その1)>
以下、本実施の形態に係る制御装置が適用されるに適したエンジン(その1)について説明する。
<Engine suitable for application of this control apparatus (part 1)>
Hereinafter, an engine (part 1) suitable for application of the control device according to the present embodiment will be described.
図7および図8を参照して、エンジン10の運転状態に対応させた情報である、筒内噴射用インジェクタ110と吸気通路噴射用インジェクタ120との噴き分け比率(以下、DI比率(r)とも記載する。)を表わすマップについて説明する。これらのマップは、エンジンECU300のROM320に記憶される。図7は、エンジン10の温間用マップであって、図8は、エンジン10の冷間用マップである。
With reference to FIGS. 7 and 8, the injection ratio of in-
図7および図8に示すように、これらのマップは、エンジン10の回転数を横軸にして、負荷率を縦軸にして、筒内噴射用インジェクタ110の分担比率がDI比率rとして百分率で示されている。
As shown in FIG. 7 and FIG. 8, these maps are expressed in percentages where the
図7および図8に示すように、エンジン10の回転数と負荷率とに定まる運転領域ごとに、DI比率rが設定されている。「DI比率r=100%」とは、筒内噴射用インジェクタ110からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味し、「DI比率r=0%」とは、吸気通路噴射用インジェクタ120からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味する。「DI比率r≠0%」、「DI比率r≠100%」および「0%<DI比率r<100%」とは、筒内噴射用インジェクタ110と吸気通路噴射用インジェクタ120とで燃料噴射が分担して行なわれる領域であることを意味する。なお、概略的には、筒内噴射用インジェクタ110は、出力性能の上昇に寄与し、吸気通路噴射用インジェクタ120は、混合気の均一性に寄与する。このような特性の異なる2種類のインジェクタを、エンジン10の回転数と負荷率とで使い分けることにより、エンジン10が通常運転状態(たとえば、アイドル時の触媒暖気時が、通常運転状態以外の非通常運転状態の一例であるといえる)である場合には、均質燃焼のみが行なわれるようにしている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the DI ratio r is set for each operation region determined by the rotational speed and load factor of the
さらに、これらの図7および図8に示すように、温間時のマップと冷間時のマップとに分けて、筒内噴射用インジェクタ110と吸気通路噴射用インジェクタ120のDI分担率rを規定した。エンジン10の温度が異なると、筒内噴射用インジェクタ110および吸気通路噴射用インジェクタ120の制御領域が異なるように設定されたマップを用いて、エンジン10の温度を検知して、エンジン10の温度が予め定められた温度しきい値以上であると図7の温間時のマップを選択して、そうではないと図8に示す冷間時のマップを選択する。それぞれ選択されたマップに基づいて、エンジン10の回転数と負荷率とに基づいて、筒内噴射用インジェクタ110および/または吸気通路噴射用インジェクタ120を制御する。
Further, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, the DI share ratio r of the in-
図7および図8に設定されるエンジン10の回転数と負荷率について説明する。図7のNE(1)は2500〜2700rpmに設定され、KL(1)は30〜50%、KL(2)は60〜90%に設定されている。また、図8のNE(3)は2900〜3100rpmに設定されている。すなわち、NE(1)<NE(3)である。その他、図7のNE(2)や、図8のKL(3)、KL(4)も適宜設定されている。
The engine speed and load factor of
図7および図8を比較すると、図7に示す温間用マップのNE(1)よりも図8に示す冷間用マップのNE(3)の方が高い。これは、エンジン10の温度が低いほど、吸気通路噴射用インジェクタ120の制御領域が高いエンジン回転数の領域まで拡大されるということを示す。すなわち、エンジン10が冷えている状態であるので、(たとえ、筒内噴射用インジェクタ110から燃料を噴射しなくても)筒内噴射用インジェクタ110の噴口にデポジットが堆積しにくい。このため、吸気通路噴射用インジェクタ120を使って燃料を噴射する領域を拡大するように設定され、均質性を向上させることができる。
When FIG. 7 and FIG. 8 are compared, NE (3) of the map for cold shown in FIG. 8 is higher than NE (1) of the map for warm shown in FIG. This indicates that as the temperature of the
図7および図8を比較すると、エンジン10の回転数が、温間用マップにおいてはNE(1)以上の領域において、冷間用マップにおいてはNE(3)以上の領域において、「DI比率r=100%」である。また、負荷率が、温間用マップにおいてはKL(2)以上の領域において、冷間用マップにおいてはKL(4)以上の領域において、「DI比率r=100%」である。これは、予め定められた高エンジン回転数領域では筒内噴射用インジェクタ110のみが使用されること、予め定められた高エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ110のみが使用されるということを示す。すなわち、高回転領域や高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ110のみで燃料を噴射しても、エンジン10の回転数や負荷が高く吸気量が多いので筒内噴射用インジェクタ110のみでも混合気を均質化しやすいためである。このようにすると、筒内噴射用インジェクタ110から噴射された燃料は燃焼室内で気化潜熱を伴い(燃焼室から熱を奪い)気化される。これにより、圧縮端での混合気の温度が下がる。これにより対ノッキング性能が向上する。また、燃焼室の温度が下がるので、吸入効率が向上し高出力が見込める。
7 and FIG. 8, when the
図7に示す温間マップでは、負荷率KL(1)以下では、筒内噴射用インジェクタ110のみが用いられる。これは、エンジン10の温度が高いときであって、予め定められた低負荷領域では筒内噴射用インジェクタ110のみが使用されるということを示す。これは、温間時においてはエンジン10が暖まった状態であるので、筒内噴射用インジェクタ110の噴口にデポジットが堆積しやすい。しかしながら、筒内噴射用インジェクタ110を使って燃料を噴射することにより噴口温度を低下させることができるので、デポジットの堆積を回避することも考えられ、また、筒内噴射用インジェクタの最小燃料噴射量を確保して、筒内噴射用インジェクタ110を閉塞させないことも考えられ、このために、筒内噴射用インジェクタ110を用いた領域としている。
In the warm map shown in FIG. 7, only the in-
図7および図8を比較すると、図8の冷間用マップにのみ「DI比率r=0%」の領域が存在する。これは、エンジン10の温度が低いときであって、予め定められた低負荷領域(KL(3)以下)では吸気通路噴射用インジェクタ120のみが使用されるということを示す。これはエンジン10が冷えていてエンジン10の負荷が低く吸気量も低いため燃料が霧化しにくい。このような領域においては筒内噴射用インジェクタ110による燃料噴射では良好な燃焼が困難であるため、また、特に低負荷および低回転数の領域では筒内噴射用インジェクタ110を用いた高出力を必要としないため、筒内噴射用インジェクタ110を用いないで、吸気通路噴射用インジェクタ120のみを用いる。
Comparing FIG. 7 and FIG. 8, there is an area of “DI ratio r = 0%” only in the cold map of FIG. This indicates that when the temperature of the
また、通常運転時以外の場合、エンジン10がアイドル時の触媒暖気時の場合(非通常運転状態であるとき)、成層燃焼を行なうように筒内噴射用インジェクタ110が制御される。このような触媒暖気運転中にのみ成層燃焼させることで、触媒暖気を促進させ、排気エミッションの向上を図る。
In addition, in the case other than the normal operation, the in-
<この制御装置が適用されるに適したエンジン(その2)>
以下、本実施の形態に係る制御装置が適用されるに適したエンジン(その2)について説明する。なお、以下のエンジン(その2)の説明において、エンジン(その1)と同じ説明については、ここでは繰り返さない。
<Engine suitable for application of this control device (part 2)>
Hereinafter, an engine (part 2) suitable for application of the control device according to the present embodiment will be described. In the following description of the engine (part 2), the same description as the engine (part 1) will not be repeated here.
図9および図10を参照して、エンジン10の運転状態に対応させた情報である、筒内噴射用インジェクタ110と吸気通路噴射用インジェクタ120との噴き分け比率を表わすマップについて説明する。これらのマップは、エンジンECU300のROM320に記憶される。図9は、エンジン10の温間用マップであって、図10は、エンジン10の冷間用マップである。
With reference to FIG. 9 and FIG. 10, a map representing an injection ratio between in-
図9および図10を比較すると、以下の点で図7および図8と異なる。エンジン10の回転数が、温間用マップにおいてはNE(1)以上の領域において、冷間用マップにおいてはNE(3)以上の領域において、「DI比率r=100%」である。また、負荷率が、温間用マップにおいては低回転数領域を除くKL(2)以上の領域において、冷間用マップにおいては低回転数領域を除くKL(4)以上の領域において、「DI比率r=100%」である。これは、予め定められた高エンジン回転数領域では筒内噴射用インジェクタ110のみが使用されること、予め定められた高エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ110のみが使用される領域が多いことを示す。しかしながら、低回転数領域の高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ110から噴射された燃料により形成される混合気のミキシングが良好ではなく、燃焼室内の混合気が不均質で燃焼が不安定になる傾向を有する。このため、このような問題が発生しない高回転数領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタの噴射比率を増大させるようにしている。また、このような問題が発生する高負荷領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ110の噴射比率を減少させるようにしている。これらのDI比率rの変化を図9および図10に十字の矢印で示す。このようにすると、燃焼が不安定であることに起因するエンジンの出力トルクの変動を抑制することができる。なお、これらのことは、予め定められた低回転数領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ110の噴射比率を減少させることや、予め定められた低負荷領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ110の噴射比率を増大させることと、略等価であることを確認的に記載する。また、このような領域(図9および図10で十字の矢印が記載された領域)以外の領域であって筒内噴射用インジェクタ110のみで燃料を噴射している領域(高回転側、低負荷側)においては、筒内噴射用インジェクタ110のみでも混合気を均質化しやすい。このようにすると、筒内噴射用インジェクタ110から噴射された燃料は燃焼室内で気化潜熱を伴い(燃焼室から熱を奪い)気化される。これにより、圧縮端での混合気の温度が下がる。これにより対ノッキング性能が向上する。また、燃焼室の温度が下がるので、吸入効率が向上し高出力が見込める。
9 and 10 differ from FIGS. 7 and 8 in the following points. The rotational speed of the
なお、図7〜図10を用いて説明したこのエンジン10においては、均質燃焼は筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射タイミングを吸気行程とすることにより、成層燃焼は筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射タイミングを圧縮行程とすることにより実現できる。すなわち、筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射タイミングを圧縮行程とすることで、点火プラグ周りにリッチ混合気が偏在させることにより燃焼室全体としてはリーンな混合気に着火する成層燃焼を実現することができる。また、筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射タイミングを吸気行程としても点火プラグ周りにリッチ混合気を偏在させることができれば、吸気行程噴射であっても成層燃焼を実現できる。
In the
また、ここでいう成層燃焼には、成層燃焼と以下に示す弱成層燃焼の双方を含むものである。弱成層燃焼とは、吸気通路噴射用インジェクタ120を吸気行程で燃料噴射して燃焼室全体にリーンで均質な混合気を生成して、さらに筒内噴射用インジェクタ110を圧縮行程で燃料噴射して点火プラグ周りにリッチな混合気を生成して、燃焼状態の向上を図るものである。このような弱成層燃焼は触媒暖気時に好ましい。これは、以下の理由による。すなわち、触媒暖気時には高温の燃焼ガスを触媒に到達させるために点火時期を大幅に遅角させ、かつ良好な燃焼状態(アイドル状態)を維持する必要がある。また、ある程度の燃料量を供給する必要がある。これを成層燃焼で行なおうとしても燃料量が少ないという問題があり、これを均質燃焼で行なおうとしても良好な燃焼を維持するために遅角量が成層燃焼に比べて小さいという問題がある。このような観点から、上述した弱成層燃焼を触媒暖気時に用いることが好ましいが、成層燃焼および弱成層燃焼のいずれであっても構わない。
Further, the stratified combustion here includes both stratified combustion and weakly stratified combustion described below. In the weak stratified combustion, the
また、図7〜図10を用いて説明したエンジンにおいては、筒内噴射用インジェクタ110による燃料噴射のタイミングは、以下のような理由により、圧縮行程で行なうことが好ましい。ただし、上述したエンジン10は、基本的な大部分の領域には(触媒暖気時にのみに行なわれる、吸気通路噴射用インジェクタ120を吸気行程噴射させ、筒内噴射用インジェクタ110を圧縮行程噴射させる弱成層燃焼領域以外を基本的な領域という)、筒内噴射用インジェクタ110による燃料噴射のタイミングは、吸気行程である。しかしながら、以下に示す理由があるので、燃焼安定化を目的として一時的に筒内噴射用インジェクタ110の燃料噴射タイミングを圧縮行程噴射とするようにしてもよい。
Further, in the engine described with reference to FIGS. 7 to 10, the fuel injection timing by the in-
筒内噴射用インジェクタ110からの燃料噴射時期を圧縮工程中とすることで、筒内温度がより高い時期において、燃料噴射により混合気が冷却される。冷却効果が高まるので、対ノック性を改善することができる。さらに、筒内噴射用インジェクタ110からの燃料噴射時期を圧縮工程中とすると、燃料噴射から点火時期までの時間が短いことから噴霧による気流の強化を実現でき、燃焼速度を上昇させることができる。これらの対ノック性の向上と燃焼速度の上昇とから、燃焼変動を回避して、燃焼安定性を向上させることができる。
By setting the fuel injection timing from the in-
さらに、エンジン10の温度によらず(すなわち、温間時および冷間時のいずれの場合であっても)、オフアイドル時(アイドルスイッチがオフの場合、アクセルペダルが踏まれている場合)には、図7または図9に示す温間マップを用いるようにしてもよい(冷間温間を問わず、低負荷領域において筒内噴射用インジェクタ110を用いる)。
Furthermore, regardless of the temperature of the engine 10 (that is, whether the engine is warm or cold), it is off-idle (when the idle switch is off or the accelerator pedal is depressed). 7 or 9 may be used (the in-
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 エンジン、20 インテークマニホールド、30 サージタンク、40 吸気ダクト、42 エアフローメータ、50 エアクリーナ、60 電動モータ、70 スロットルバルブ、80 エキゾーストマニホールド、90 三元触媒コンバータ、100 アクセルペダル、110 筒内噴射用インジェクタ、112 気筒、120 吸気通路噴射用インジェクタ、130 燃料分配管、140 逆止弁、150 高圧燃料ポンプ、152 電磁スピル弁、160 燃料分配管(低圧側)、170 燃料圧レギュレータ、180 低圧燃料ポンプ、190 燃料フィルタ、200 燃料タンク、300 エンジンECU、310 双方向性バス、320 ROM、330 RAM、340 CPU、350 入力ポート、360 出力ポート、370,390,410,430,450 A/D変換器、380 水温センサ、400 燃料圧センサ、420 空燃比センサ、440 アクセル開度センサ、460 回転数センサ。 10 engine, 20 intake manifold, 30 surge tank, 40 intake duct, 42 air flow meter, 50 air cleaner, 60 electric motor, 70 throttle valve, 80 exhaust manifold, 90 three-way catalytic converter, 100 accelerator pedal, 110 in-cylinder injector , 112 cylinder, 120 Injector injector, 130 Fuel distribution pipe, 140 Check valve, 150 High pressure fuel pump, 152 Electromagnetic spill valve, 160 Fuel distribution pipe (low pressure side), 170 Fuel pressure regulator, 180 Low pressure fuel pump, 190 fuel filter, 200 fuel tank, 300 engine ECU, 310 bidirectional bus, 320 ROM, 330 RAM, 340 CPU, 350 input port, 360 output port, 370, 39 , 410,430,450 A / D converter, 380 a water temperature sensor, 400 a fuel pressure sensor, 420 an air-fuel ratio sensor, 440 an accelerator opening sensor, 460 rpm sensor.
Claims (4)
前記内燃機関に要求される条件に基づいて、前記第1の燃料噴射手段と前記第2の燃料噴射手段とで分担して燃料を噴射するように、前記第1および前記第2の燃料噴射手段を制御するための制御手段と、
前記パージ処理の実行時に、導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量の減量補正を、前記第1の燃料噴射手段と前記第2の燃料噴射手段とで分担させるように、前記第1および前記第2の燃料噴射手段を制御するためのパージ制御手段とを含み、
前記パージ制御手段は、
前記第1の燃料噴射手段と前記第2の燃料噴射手段との両方によって燃料を噴射している状態において前記減量補正を実行する際に、前記第1の燃料噴射手段の燃料噴射量および前記第2の燃料噴射手段の燃料噴射量の両方を、各前記燃料噴射手段において噴射時間に対する噴射量のリニアリティが確保できる最小の燃料噴射量である最小燃料噴射量を下回らない範囲内で変化させるように前記第1および前記第2の燃料噴射手段の燃料噴射量を制御するための燃料噴射量補正手段を含み、
前記燃料噴射量補正手段は、前記減量補正による補正後の前記第1の燃料噴射手段の燃料噴射量が前記最小燃料噴射量よりも小さくなる場合には、当該第1の燃料噴射手段の燃料噴射量を前記最小燃料噴射量に修正するとともに、当該修正による前記第1の燃料噴射手段での減量不足分を前記第2の燃料噴射手段の前記減量補正による補正後の燃料噴射量からさらに減量する修正を行うように、前記第1および前記第2の燃料噴射手段の燃料噴射量を制御するための手段を含む、内燃機関の制御装置。 A first fuel injection means for injecting fuel into the cylinder and a second fuel injection means for injecting fuel into the intake passage are provided for each cylinder, and a purge process of fuel evaporative gas is executed. A control device for an internal combustion engine,
Based on conditions required for the internal combustion engine, the first and second fuel injection means are configured to inject fuel between the first fuel injection means and the second fuel injection means. Control means for controlling
During execution of the purge processing, the decrease correction of the fuel injection amount corresponding to the purged fuel amount to be introduced, so as to share with the first fuel injection mechanism and said second fuel injection means, said first and Purge control means for controlling the second fuel injection means,
The purge control means includes
In performing the decrease correction in a state where both are injected fuel by the before and Symbol first fuel injection means and said second fuel injection means, fuel injection amount of the first fuel injection means and said both fuel injection amount of the second fuel injection mechanism, vary within the linearity of the injection amount for Oite injection time to each of said fuel injection means does not fall below the minimum fuel injection amount is the minimum fuel injection amount can be secured is includes a fuel injection quantity correcting means for controlling the fuel injection quantity of said first and said second fuel injection means so that thereby,
When the fuel injection amount of the first fuel injection unit after correction by the decrease correction is smaller than the minimum fuel injection amount, the fuel injection amount correction unit is configured to perform fuel injection of the first fuel injection unit. The amount of fuel is corrected to the minimum fuel injection amount, and the shortage of reduction in the first fuel injection means due to the correction is further reduced from the fuel injection amount corrected by the reduction correction of the second fuel injection means. A control apparatus for an internal combustion engine, including means for controlling fuel injection amounts of the first and second fuel injection means so as to make corrections.
前記第2の燃料噴射手段は、吸気通路用インジェクタである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 The first fuel injection means is an in-cylinder injector,
It said second fuel injection means is an intake manifold injector, the control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1-3.
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