JP7794085B2 - Engine control unit - Google Patents
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Description
本発明は、筒内噴射を行う火花点火式のエンジンを制御するエンジン制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control device that controls a spark ignition engine with direct cylinder injection.
上記のようなエンジン制御装置として従来、特許文献1に記載の装置が知られている。同文献に記載の制御装置は、主たる燃料噴射である第1噴射の実施後の圧縮行程後期に第2噴射を実施することで、シリンダボア近傍の部分と点火プラグ周辺の部分とにそれぞれ、燃料濃度の高い混合気の層を形成している。 The device described in Patent Document 1 is a known example of an engine control device like the one described above. The control device described in this document performs a second injection late in the compression stroke after the first injection, which is the main fuel injection, thereby forming layers of a highly fuel-concentrated mixture near the cylinder bore and around the spark plug.
第2噴射を実施しても、噴射の勢いが強い場合には、噴霧が点火プラグの周辺に留まらない場合がある。そうした場合、点火時の点火プラグ周辺の燃料濃度が希薄となって混合気の着火性が悪化する。 Even if a second injection is performed, if the injection is too powerful, the spray may not remain around the spark plug. In such cases, the fuel concentration around the spark plug at the time of ignition becomes lean, and the ignition ability of the mixture deteriorates.
上記課題を解決するエンジン制御装置は、気筒内に燃料を噴射するインジェクタを有する火花点火式のエンジンを制御する装置である。同エンジン制御装置は、圧縮行程後期の燃料噴射である第2噴射と、その第2噴射よりも前の燃料噴射である第1噴射とを行う場合に、第2噴射の噴出速度を第1噴射よりも低くする調整処理を行う。 The engine control device that solves the above problem is a device for controlling a spark-ignition engine having an injector that injects fuel into a cylinder. When performing a second injection, which is a fuel injection late in the compression stroke, and a first injection, which is a fuel injection prior to the second injection, the engine control device performs an adjustment process to make the injection velocity of the second injection slower than that of the first injection.
上記エンジン制御装置では、圧縮行程後期に、低速の燃料噴射が行われる。低速で噴射した燃料の噴霧は、運動量が小さいため、点火プラグの周辺に留まり易くなる。よって、圧縮行程後期に低速の燃料噴射を行えば、点火時の点火プラグの周辺に、燃料濃度の高い混合気の層が形成される。したがって、上記エンジン制御装置は、エンジンの着火性を向上する効果を奏する。 The above engine control device performs low-speed fuel injection in the latter part of the compression stroke. Because the momentum of the fuel spray injected at low speed is small, it tends to remain around the spark plug. Therefore, by performing low-speed fuel injection in the latter part of the compression stroke, a layer of highly fuel-concentrated mixture is formed around the spark plug at the time of ignition. Therefore, the above engine control device has the effect of improving the ignition performance of the engine.
上記調整処理の一例は、ニードル弁が全開に達するフルリフト噴射で第1噴射を実施するとともに、ニードル弁が全開に達しないパーシャルリフト噴射で第2噴射を実施することで行う処理である。ニードル弁が全開に至っていない状態では、噴射時の抵抗が大きいため、インジェクタの噴射速度が低くなる。フルリフト噴射により第1噴射を、パーシャルリフト噴射により第2噴射をそれぞれ実施することで、第1噴射よりも低い噴射速度で第2噴射を行える。 One example of the above adjustment process is a process in which the first injection is performed using full lift injection, in which the needle valve is fully open, and the second injection is performed using partial lift injection, in which the needle valve is not fully open. When the needle valve is not fully open, resistance during injection is high, resulting in a low injection speed from the injector. By performing the first injection using full lift injection and the second injection using partial lift injection, the second injection can be performed at a lower injection speed than the first injection.
燃料噴射を継続した状態では、噴射速度を変更できない場合がある。また、燃料噴射を継続しながら噴射速度を変更すると、燃料噴射量のばらつきが大きくなる場合がある。そうした場合にも、第1噴射と第2噴射との間に、燃料噴射を行わない期間を設定すれば、噴射速度の変更を適切に行える。 It may not be possible to change the injection speed while fuel injection is continuing. Also, changing the injection speed while fuel injection is continuing may result in greater variation in the fuel injection amount. Even in such cases, the injection speed can be changed appropriately by setting a period during which no fuel injection is performed between the first and second injections.
第2噴射の燃料噴射量が一定であっても、点火時の気筒内の吸気の密度が高い場合には、同密度が低い場合よりも、点火時の点火プラグ周辺の燃料濃度が低くなる。よって、第2噴射の燃料噴射量は、気筒内の吸気密度に応じて変化させることが望ましい。なお、気筒内の吸気密度は、同気筒の吸気充填率により変化する。そのため、第2噴射の燃料噴射量は、気筒の吸入空気量に基づき設定することが望ましい。また、気筒内の吸気密度は、吸気温度によっても変化する。そのため、第2噴射の燃料噴射量は、エンジンの吸気温度に基づき設定することが望ましい。 Even if the fuel injection amount for the second injection is constant, if the density of the intake air in the cylinder at the time of ignition is high, the fuel concentration around the spark plug at the time of ignition will be lower than if the density is low. Therefore, it is desirable to change the fuel injection amount for the second injection depending on the intake air density in the cylinder. Note that the intake air density in the cylinder changes depending on the intake air filling rate of that cylinder. Therefore, it is desirable to set the fuel injection amount for the second injection based on the intake air volume of the cylinder. Furthermore, the intake air density in the cylinder also changes depending on the intake air temperature. Therefore, it is desirable to set the fuel injection amount for the second injection based on the intake air temperature of the engine.
以下、エンジン制御装置の一実施形態を、図1~図4を参照して詳細に説明する。
<エンジン制御装置の構成>
まず、図1を参照して、本実施形態のエンジン制御装置の構成を説明する。本実施形態のエンジン制御装置が制御の対象とするエンジン10は、車両に搭載されている。また、エンジン10は、水素ガスを燃料とする水素ガスエンジンとして構成されている。
An embodiment of an engine control device will be described in detail below with reference to FIGS.
<Configuration of engine control device>
First, the configuration of the engine control device of this embodiment will be described with reference to Figure 1. The engine 10 to be controlled by the engine control device of this embodiment is mounted on a vehicle. The engine 10 is configured as a hydrogen gas engine that uses hydrogen gas as fuel.
エンジン10は、1つ以上の気筒11を有している。気筒11の内部には、図中上下方向に往復動自在にピストン12が配置されている。そして、気筒11の内部には、燃焼を行う燃焼室13がピストン12により区画形成されている。気筒11の上部には、吸気バルブ14を介して吸気ポート15が接続されている。また、気筒11の上部には、排気バルブ16を介して排気ポート17が接続されている。さらに、気筒11の上部には、気筒11内に水素ガスを噴射するインジェクタ18と、インジェクタ18が噴射した水素ガスを点火する点火プラグ19と、が設置されている。 The engine 10 has one or more cylinders 11. A piston 12 is arranged inside the cylinder 11 so that it can freely reciprocate up and down in the figure. A combustion chamber 13 where combustion takes place is defined inside the cylinder 11 by the piston 12. An intake port 15 is connected to the top of the cylinder 11 via an intake valve 14. An exhaust port 17 is also connected to the top of the cylinder 11 via an exhaust valve 16. Furthermore, an injector 18 that injects hydrogen gas into the cylinder 11 and an ignition plug 19 that ignites the hydrogen gas injected by the injector 18 are installed at the top of the cylinder 11.
インジェクタ18は、水素ガスを貯留する燃料タンク28に、燃圧調整装置29を介して接続されている。燃圧調整装置29は、インジェクタ18に供給する水素ガスの圧力である燃圧PFを調整する装置である。燃圧調整装置29は、燃料タンク28内の水素ガスを減圧してインジェクタ18に供給する。燃圧調整装置29は、タンク内圧PT以下の範囲で、燃圧PFを変更可能に構成されている。 The injector 18 is connected to a fuel tank 28 that stores hydrogen gas via a fuel pressure regulator 29. The fuel pressure regulator 29 regulates the fuel pressure PF, which is the pressure of the hydrogen gas supplied to the injector 18. The fuel pressure regulator 29 reduces the pressure of the hydrogen gas in the fuel tank 28 and supplies it to the injector 18. The fuel pressure regulator 29 is configured to be able to change the fuel pressure PF within a range equal to or less than the tank internal pressure PT.
図2に示すように、インジェクタ18は、ニードル弁30、電磁ソレノイド31、噴口32、及びニードルスプリング33を有している。上記のようにインジェクタ18の内部には、燃料タンク28から燃圧調整装置29を介して水素ガスが導入される。噴口32は、インジェクタ18の内部と外部とを連通する水素ガスの噴出口である。インジェクタ18は、燃焼室13内に噴口32が露出した状態でエンジン10に組付けられている。ニードル弁30は、噴口32を開閉する弁体である。電磁ソレノイド31は、通電に応じて、噴口32を開く側にニードル弁30を駆動するための電磁吸引力を発生する。ニードルスプリング33は、噴口32を閉じる側に向けてニードル弁30を付勢するばねである。こうしたインジェクタ18では、ニードル弁30が全開した状態での噴口32からの燃料の噴射速度は、燃圧PFに連動して変化する。 As shown in FIG. 2 , the injector 18 has a needle valve 30, an electromagnetic solenoid 31, a nozzle 32, and a needle spring 33. As described above, hydrogen gas is introduced into the injector 18 from the fuel tank 28 via the fuel pressure regulator 29. The nozzle 32 is a hydrogen gas outlet that connects the inside and outside of the injector 18. The injector 18 is mounted to the engine 10 with the nozzle 32 exposed in the combustion chamber 13. The needle valve 30 is a valve body that opens and closes the nozzle 32. When energized, the electromagnetic solenoid 31 generates an electromagnetic attraction force that drives the needle valve 30 to open the nozzle 32. The needle spring 33 is a spring that biases the needle valve 30 to close the nozzle 32. In this injector 18, the fuel injection speed from the nozzle 32 when the needle valve 30 is fully open changes in conjunction with the fuel pressure PF.
一方、図1に示すように、エンジン10の制御を行う電子制御ユニット20は、演算処理装置21と記憶装置22とを備えている。記憶装置22には、制御に用いるプログラムやデータが記憶されている。演算処理装置21は、記憶装置22から読み込んだプログラムを実行することで、エンジン10の制御に係る各種処理を実施する。本実施形態では、こうした電子制御ユニット20がエンジン制御装置に対応する。 As shown in FIG. 1, the electronic control unit 20 that controls the engine 10 includes an arithmetic processing unit 21 and a storage device 22. The storage device 22 stores programs and data used for control. The arithmetic processing unit 21 executes programs read from the storage device 22 to perform various processes related to the control of the engine 10. In this embodiment, the electronic control unit 20 corresponds to the engine control device.
電子制御ユニット20には、クランク角センサ23、エアフローメータ24、吸気温度センサ25、アクセルペダルセンサ26、タンク圧センサ27が接続されている。クランク角センサ23は、エンジン10のクランク軸の回転位相を検出するセンサである。エアフローメータ24は、エンジン10の吸気流量GAを検出するセンサである。吸気温度センサ25は、エンジン10の吸気温度THAを検出するセンサである。アクセルペダルセンサ26は、運転者のアクセルペダル操作量ACCを検出するセンサである。タンク圧センサ27は、タンク内圧PTを検出するセンサである。電子制御ユニット20は、クランク角センサ23の検出結果からエンジン10の回転速度であるエンジン回転速度NEを求めている。また、電子制御ユニット20は、エアフローメータ24が検出した吸気流量GAとエンジン回転速度NEとに基づき、エンジン負荷率KLを求めている。エンジン負荷率KLは、気筒11の吸気充填率を表わしている。 The electronic control unit 20 is connected to a crank angle sensor 23, an air flow meter 24, an intake air temperature sensor 25, an accelerator pedal sensor 26, and a tank pressure sensor 27. The crank angle sensor 23 detects the rotational phase of the crankshaft of the engine 10. The air flow meter 24 detects the intake air flow rate GA of the engine 10. The intake air temperature sensor 25 detects the intake air temperature THA of the engine 10. The accelerator pedal sensor 26 detects the accelerator pedal depression amount ACC by the driver. The tank pressure sensor 27 detects the tank internal pressure PT. The electronic control unit 20 determines the engine rotation speed NE, which is the rotation speed of the engine 10, from the detection result of the crank angle sensor 23. The electronic control unit 20 also determines the engine load factor KL based on the intake air flow rate GA and the engine rotation speed NE detected by the air flow meter 24. The engine load factor KL represents the intake air filling rate of the cylinder 11.
<燃料噴射制御>
電子制御ユニット20は、エンジン10の制御の一環として、インジェクタ18の燃料噴射の制御を行う。電子制御ユニット20は、インジェクタ18及び燃圧調整装置29の操作を通じて、燃料噴射制御を行っている。
<Fuel injection control>
The electronic control unit 20 controls fuel injection by the injectors 18 as part of the control of the engine 10. The electronic control unit 20 controls fuel injection by operating the injectors 18 and a fuel pressure regulator 29.
なお、以下に示される各時期の値は、エンジン10の出力軸であるクランク軸の回転角の、圧縮上死点からの進角量を表わしている。よって、値の大きい時期は、値の小さい時期よりも早い時期となる。また、以下に示される各期間の値は、該当期間におけるクランク軸の回転角の変化量を表している。よって、期間の長さが一定でも、エンジン回転速度NEが高いときには、同エンジン回転速度NEが低いときよりも、該当期間の実時間は短くなる。 Note that the values for each time period shown below represent the amount of advancement of the rotation angle of the crankshaft, which is the output shaft of the engine 10, from top dead center of compression. Therefore, times with larger values are earlier than times with smaller values. Also, the values for each period shown below represent the amount of change in the rotation angle of the crankshaft during that period. Therefore, even if the length of the period is constant, when the engine rotation speed NE is high, the actual time of the period will be shorter than when the engine rotation speed NE is low.
燃料噴射制御に際して、電子制御ユニット20はまず、運転者の要求する駆動力の発生に必要な燃料の噴射量である要求噴射量QSを演算する。次に、電子制御ユニット20は、要求噴射量QS分の燃料噴射に必要な燃料の噴射期間である必要噴射期間TSを求める。そして、電子制御ユニット20は、必要噴射期間TSの間、燃料を噴射するようにインジェクタ18を操作することで、燃料噴射制御を行っている。なお、要求噴射量QSが一定でも、エンジン回転速度NEが高いときには低いときよりも、必要噴射期間TSは長くなる。また、要求噴射量QSが一定でも、燃圧PFが低いときには同燃圧PFが高いときよりも、必要噴射期間TSは長くなる。 When controlling fuel injection, the electronic control unit 20 first calculates the required injection amount QS, which is the amount of fuel required to generate the driving force required by the driver. Next, the electronic control unit 20 calculates the required injection period TS, which is the fuel injection period required to inject fuel equivalent to the required injection amount QS. The electronic control unit 20 then controls fuel injection by operating the injector 18 to inject fuel for the required injection period TS. Note that even if the required injection amount QS is constant, the required injection period TS will be longer when the engine rotation speed NE is high than when it is low. Furthermore, even if the required injection amount QS is constant, the required injection period TS will be longer when the fuel pressure PF is low than when the fuel pressure PF is high.
一方、燃料噴射の開始時期の早期化には、吸気系への燃料の逆流防止等のための制限がある。よって、エンジン10の運転状況によっては、必要噴射期間TSが長くなって、点火直前の圧縮行程後期まで燃料噴射の継続が必要となる場合がある。ちなみに、水素ガスは、ガソリン等の液体燃料に比べて水素ガスの燃料密度は低い。そのため、水素ガスを燃料に用いるエンジン10では一般に、液体燃料を用いるエンジンの場合に比べて、燃料噴射の終了時期が点火直前となるエンジン10の運転領域が広くなる。 However, there are limitations to advancing the start of fuel injection to prevent fuel from flowing back into the intake system. Therefore, depending on the operating conditions of engine 10, the required injection period TS may be longer, making it necessary to continue fuel injection until the latter part of the compression stroke just before ignition. Incidentally, hydrogen gas has a lower fuel density than liquid fuels such as gasoline. Therefore, engines 10 that use hydrogen gas as fuel generally have a wider operating range in which fuel injection ends just before ignition than engines that use liquid fuel.
図2には、圧縮行程後期まで燃料噴射を行った場合の点火直前の気筒11内の状態を示す。こうした場合には、燃料噴射を終了してから点火までの時間が短いため、吸気への燃料の混合が十分に進まない。また、噴射により気筒11内に形成された流れ場Fにより、点火プラグ19の周辺から燃料噴霧Lが押し流されてしまう。そのため、燃料噴射の終了時期が圧縮行程後期となった場合には、点火時の点火プラグ19周辺の燃料濃度が低くなって、水素ガスの着火性が悪化してしまう。なお、インジェクタ18の水素ガスの噴射速度が高いほど、噴射により気筒11内に形成される流れ場Fは強くなる。よって、燃料噴射の終了時期が圧縮行程後期となった場合の着火性の悪化は、インジェクタ18の水素ガスの噴射速度が高いほど、発生し易くなる。 Figure 2 shows the state inside cylinder 11 just before ignition when fuel injection continues until the latter part of the compression stroke. In this case, the time between the end of fuel injection and ignition is short, so the fuel is not sufficiently mixed into the intake air. Furthermore, the flow field F created inside cylinder 11 by the injection washes away the fuel spray L from the area around spark plug 19. Therefore, if fuel injection ends late in the compression stroke, the fuel concentration around spark plug 19 at the time of ignition decreases, resulting in poor ignition of the hydrogen gas. Furthermore, the higher the injection speed of hydrogen gas from injector 18, the stronger the flow field F created inside cylinder 11 by injection. Therefore, poor ignition when fuel injection ends late in the compression stroke becomes more likely the higher the injection speed of hydrogen gas from injector 18.
なお、電子制御ユニット20は、基本的には、燃圧PFを既定の標準燃圧PSとするように燃圧調整装置29を操作している。燃圧PFを標準燃圧PSとした状態で燃料噴射を実施した場合、上記のような着火性の悪化は、燃料噴射の終了時期が所定の時期よりも遅くなると発生する。以下の説明では、着火性の悪化が生じるか生じないかの境界となる上記所定の時期を、着火性限界噴射終了時期LMと記載する。また、以下の説明では、燃料噴射の開始時期の進角側の限界となる時期を最早噴射開始時期S0と記載する。そして、最早噴射開始時期S0から着火性限界噴射終了時期LMまでの期間を着火性限界噴射期間TTと記載する。必要噴射期間TSが着火性限界噴射期間TTよりも長くなる場合には、燃料噴射の終了時期は着火性限界噴射終了時期LMよりも遅くなる。 The electronic control unit 20 basically operates the fuel pressure regulator 29 to set the fuel pressure PF to the predetermined standard fuel pressure PS. When fuel injection is performed with the fuel pressure PF set to the standard fuel pressure PS, the above-mentioned deterioration in ignition occurs if the fuel injection end timing is later than a predetermined timing. In the following explanation, the predetermined timing, which is the boundary between whether or not deterioration in ignition will occur, will be referred to as the ignition limit injection end timing LM. Also, in the following explanation, the timing that marks the limit on the advance side of the fuel injection start timing will be referred to as the earliest injection start timing SO. The period from the earliest injection start timing SO to the ignition limit injection end timing LM will be referred to as the ignition limit injection period TT. If the required injection period TS is longer than the ignition limit injection period TT, the fuel injection end timing will be later than the ignition limit injection end timing LM.
<燃料噴射制御ルーチン>
電子制御ユニット20は、上記のような着火性の悪化を抑えるように燃料噴射制御を行っている。以下、こうした着火性の悪化抑制のための燃料噴射制御の詳細を説明する。
<Fuel injection control routine>
The electronic control unit 20 controls fuel injection so as to suppress the deterioration of ignition quality as described above. Hereinafter, the fuel injection control for suppressing the deterioration of ignition quality will be described in detail.
図3に、燃料噴射制御に際して電子制御ユニット20が実行する燃料噴射制御ルーチンの処理手順を示す。電子制御ユニット20は、エンジン10の運転中に、既定の制御周期毎に同ルーチンを繰り返し実行する。なお、電子制御ユニット20は、図3のステップS140の処理の終了後、或いはステップS190の処理の終了後に、該当制御周期における本ルーチンの一連の処理を終了する。 Figure 3 shows the processing steps of the fuel injection control routine executed by the electronic control unit 20 during fuel injection control. The electronic control unit 20 repeatedly executes this routine at each predetermined control cycle while the engine 10 is operating. Note that the electronic control unit 20 ends the series of processes of this routine for the corresponding control cycle after completing the processing of step S140 or step S190 in Figure 3.
本ルーチンを開始すると、電子制御ユニット20はまずステップS100において、アクセルペダル操作量ACC及び車速Vに基づき要求噴射量QSを演算する。次に電子制御ユニット20は、ステップS110において、要求噴射量QS及びエンジン回転速度NEに基づき、必要噴射期間TSを演算する。このステップS110において、電子制御ユニット20は、燃圧PFを標準燃圧PSとした状態で、要求噴射量QS分の燃料を噴射可能なインジェクタ18の燃料噴射期間を、必要噴射期間TSの値として演算している。そして、電子制御ユニット20は、続くステップS120において、必要噴射期間TSが着火性限界噴射期間TTよりも長いか否かを判定している。 When this routine starts, the electronic control unit 20 first calculates the required injection amount QS based on the accelerator pedal depression amount ACC and the vehicle speed V in step S100. Next, in step S110, the electronic control unit 20 calculates the required injection period TS based on the required injection amount QS and the engine rotation speed NE. In step S110, the electronic control unit 20 calculates the fuel injection period of the injector 18 that is capable of injecting the required injection amount QS of fuel when the fuel pressure PF is set to the standard fuel pressure PS as the required injection period TS. Then, in the following step S120, the electronic control unit 20 determines whether the required injection period TS is longer than the ignition limit injection period TT.
必要噴射期間TSが着火性限界噴射期間TT以下の場合(S120:NO)には、電子制御ユニット20は、ステップS130に処理を進める。ステップS130において電子制御ユニット20は、着火性限界噴射終了時期LMを噴射終了時期ECの値として設定する。また、ステップS130において電子制御ユニット20は、噴射終了時期ECよりも必要噴射期間TSだけ早い時期を噴射開始時期SCに設定する。そして、電子制御ユニット20は、続くステップS140において、噴射開始時期SCから噴射終了時期ECまでの期間の単段噴射をインジェクタ18に指令する。すなわち、このときの電子制御ユニット20は、単段噴射による要求噴射量QS分の燃料噴射を、着火性限界噴射終了時期LMに終了するように、インジェクタ18を操作する。なお、このときの電子制御ユニット20は、燃圧PFを標準燃圧PSに維持するように燃圧調整装置29を操作する。 If the required injection period TS is equal to or shorter than the ignition limit injection period TT (S120: NO), the electronic control unit 20 proceeds to step S130. In step S130, the electronic control unit 20 sets the ignition limit injection end time LM as the value of the injection end time EC. Also in step S130, the electronic control unit 20 sets the injection start time SC to a time earlier than the injection end time EC by the required injection period TS. Then, in the following step S140, the electronic control unit 20 commands the injector 18 to perform single-stage injection from the injection start time SC to the injection end time EC. That is, at this time, the electronic control unit 20 operates the injector 18 so that fuel injection of the required injection amount QS by single-stage injection ends at the ignition limit injection end time LM. At this time, the electronic control unit 20 operates the fuel pressure regulator 29 to maintain the fuel pressure PF at the standard fuel pressure PS.
一方、必要噴射期間TSが着火性限界噴射期間TTよりも長い場合(S120:YES)には、電子制御ユニット20は、ステップS150に処理を進める。ステップS150において電子制御ユニット20は、エンジン負荷率KL及び吸気温度THAに基づき、第2噴射量QIを演算する。さらに同ステップS150において電子制御ユニット20は、要求噴射量QSから第2噴射量QIを引いた差を、第1噴射量QMの値として演算する。なお、電子制御ユニット20は、エンジン負荷率KLが高いときには低いときよりも大きい値となり、かつ吸気温度THAが低いときには高いときよりも大きい値となるように第2噴射量QIの値を演算している。 On the other hand, if the required injection period TS is longer than the ignition limit injection period TT (S120: YES), the electronic control unit 20 proceeds to step S150. In step S150, the electronic control unit 20 calculates the second injection amount QI based on the engine load factor KL and the intake air temperature THA. Furthermore, in step S150, the electronic control unit 20 calculates the difference between the required injection amount QS and the second injection amount QI as the value of the first injection amount QM. The electronic control unit 20 calculates the value of the second injection amount QI so that when the engine load factor KL is high, the value is larger than when it is low, and when the intake air temperature THA is low, the value is larger than when it is high.
続いて電子制御ユニット20は、ステップS160において、第2噴射期間TI、第2噴射開始時期SI、及び燃圧低下指令時期APを演算する。第2噴射期間TIは、現在のエンジン回転速度NEにおいて、標準燃圧PSよりも低い既定の低燃圧PIに燃圧PFを設定した状態で、第2噴射量QI分の燃料噴射に要するインジェクタ18の燃料噴射期間を表わしている。電子制御ユニット20は、第2噴射量QI及びエンジン回転速度NEに基づき、第2噴射期間TIを演算している。また、電子制御ユニット20は、第2噴射終了時期EIよりも第2噴射期間TIだけ早い時期を第2噴射開始時期SIの値として演算している。第2噴射終了時期EIには、圧縮行程の終了時期よりも既定のマージン期間だけ早い時期が設定されている。マージン期間は、電子制御ユニット20が燃料噴射の終了を指令してからインジェクタ18が実際に燃料噴射を停止するまでの期間を表わしている。さらに、電子制御ユニット20は、第2噴射開始時期SIよりも既定の燃圧調整期間TPだけ早い時期を燃圧低下指令時期APの値として演算している。燃圧調整期間TPは、燃圧調整装置29に対して電子制御ユニット20が、標準燃圧PSから低燃圧PIへの燃圧PFの低下を指令してから、実際に燃圧PFが低燃圧PIとなるまでの所要期間を表わしている。 Next, in step S160, the electronic control unit 20 calculates the second injection period TI, the second injection start time SI, and the fuel pressure reduction command time AP. The second injection period TI represents the fuel injection period of the injector 18 required to inject fuel for the second injection amount QI at the current engine speed NE, with the fuel pressure PF set to a predetermined low fuel pressure PI lower than the standard fuel pressure PS. The electronic control unit 20 calculates the second injection period TI based on the second injection amount QI and the engine speed NE. The electronic control unit 20 also calculates the second injection start time SI to be earlier than the second injection end time EI by the second injection period TI. The second injection end time EI is set to be earlier than the end of the compression stroke by a predetermined margin period. The margin period represents the period from when the electronic control unit 20 issues a command to end fuel injection to when the injector 18 actually stops fuel injection. Furthermore, the electronic control unit 20 calculates the fuel pressure decrease command timing AP to be a timing earlier than the second injection start timing SI by a predetermined fuel pressure adjustment period TP. The fuel pressure adjustment period TP represents the period required from when the electronic control unit 20 commands the fuel pressure regulator 29 to decrease the fuel pressure PF from the standard fuel pressure PS to the low fuel pressure PI until the fuel pressure PF actually reaches the low fuel pressure PI.
次に電子制御ユニット20は、ステップS170において、第1噴射期間TM、第1噴射終了時期EM、及び第1噴射開始時期SMを演算する。第1噴射期間TMは、現在のエンジン回転速度NEにおいて、燃圧PFを標準燃圧PSとした状態で、第1噴射量QMの分の燃料噴射に要するインジェクタ18の燃料噴射期間を表わしている。電子制御ユニット20は、第1噴射量QM及びエンジン回転速度NEに基づき、第1噴射期間TMの値を演算している。また、電子制御ユニット20は、次の2つの時期のうち、早い方の時期を第1噴射終了時期EMの値として演算する。上記2つの時期のうちの一つは、燃圧低下指令時期APであり、もう一つは、第2噴射開始時期SIよりも既定の噴射インターバルINTだけ早い時期である。噴射インターバルINTは、インジェクタ18が燃料噴射を停止してから燃料噴射を再開可能となるまでの期間を表わしている。そして、電子制御ユニット20は、第1噴射終了時期EMよりも第1噴射期間TMだけ早い時期を第1噴射開始時期SMの値として演算している。 Next, in step S170, the electronic control unit 20 calculates the first injection period TM, first injection end time EM, and first injection start time SM. The first injection period TM represents the fuel injection period of the injector 18 required to inject fuel for the first injection amount QM when the fuel pressure PF is set to the standard fuel pressure PS at the current engine speed NE. The electronic control unit 20 calculates the value of the first injection period TM based on the first injection amount QM and the engine speed NE. The electronic control unit 20 also calculates the value of the first injection end time EM as the earlier of the following two timings: one is the fuel pressure reduction command timing AP, and the other is a timing earlier than the second injection start time SI by a predetermined injection interval INT. The injection interval INT represents the period from when the injector 18 stops fuel injection until it can resume fuel injection. The electronic control unit 20 then calculates the first injection start time SM to be a time that is earlier than the first injection end time EM by the first injection period TM.
その後、電子制御ユニット20は、ステップS180において、燃圧低下指令時期APから第2噴射終了時期EIまでの期間の燃圧低下を燃圧調整装置29に指令する。この指令に応じて、燃圧調整装置29は、燃圧低下指令時期APに、標準燃圧PSから低燃圧PIに燃圧PFを低下させる。そして、燃圧調整装置29は、その後の第2噴射終了時期EIに低燃圧PIから標準燃圧PSへの燃圧PFを上昇させる。本実施形態では、こうしたステップS180の処理が、調整処理に対応している。 Then, in step S180, the electronic control unit 20 commands the fuel pressure regulator 29 to reduce the fuel pressure from the fuel pressure reduction command timing AP to the second injection end timing EI. In response to this command, the fuel pressure regulator 29 reduces the fuel pressure PF from the standard fuel pressure PS to the low fuel pressure PI at the fuel pressure reduction command timing AP. Then, the fuel pressure regulator 29 increases the fuel pressure PF from the low fuel pressure PI to the standard fuel pressure PS at the subsequent second injection end timing EI. In this embodiment, the processing of step S180 corresponds to the adjustment processing.
そして、電子制御ユニット20は、次のステップS190において、第1噴射、及び第2噴射の実施をインジェクタ18に指令する。第1噴射は、第1噴射開始時期SMから第1噴射終了時期EMまでの期間の燃料噴射である。第2噴射は、圧縮行程後期における、第2噴射開始時期SIから第2噴射終了時期EIまでの期間の燃料噴射である。上記のように、このときの電子制御ユニット20は、燃圧低下指令時期APに燃圧PFを標準燃圧PSから低燃圧PIに低下させている。よって、第1噴射は燃圧PFを標準燃圧PSとした状態で、第2噴射は燃圧PFを低燃圧PIとした状態で、それぞれ実施される。インジェクタ18の水素ガスの噴射速度は、燃圧PFが高いほど高くなる。よって、第2噴射の水素ガスの噴射速度は、第1噴射よりも低くなる。 Then, in the next step S190, the electronic control unit 20 commands the injector 18 to perform a first injection and a second injection. The first injection is fuel injection from first injection start time SM to first injection end time EM. The second injection is fuel injection from second injection start time SI to second injection end time EI, during the latter part of the compression stroke. As described above, the electronic control unit 20 at this time reduces the fuel pressure PF from the standard fuel pressure PS to the low fuel pressure PI at the fuel pressure reduction command time AP. Therefore, the first injection is performed with the fuel pressure PF at the standard fuel pressure PS, and the second injection is performed with the fuel pressure PF at the low fuel pressure PI. The injection speed of hydrogen gas from the injector 18 increases as the fuel pressure PF increases. Therefore, the injection speed of hydrogen gas in the second injection is lower than that of the first injection.
<実施形態の作用及び効果>
図4を参照して、本実施形態の作用及び効果について説明する。図4(A)~(C)は、必要噴射期間TSが着火性限界噴射期間TTよりも長くなる場合の本実施形態のエンジン制御装置の制御態様の一例を示している。図4(A)は燃料噴射の実施状況の推移を、図4(B)は燃圧PFの推移を、図4(C)は燃料噴霧の運動量の推移を、それぞれ示している。
<Actions and Effects of the Embodiment>
The operation and effect of this embodiment will be described with reference to Figure 4. Figures 4(A) to 4(C) show an example of the control mode of the engine control device of this embodiment when the required injection period TS is longer than the ignition limit injection period TT. Figure 4(A) shows the transition of the fuel injection implementation status, Figure 4(B) shows the transition of the fuel pressure PF, and Figure 4(C) shows the transition of the momentum of the fuel spray.
また、図4(D)には、必要噴射期間TSが着火性限界噴射期間TTよりも長くなる場合に、燃圧PFを標準燃圧PSに維持した状態で、最早噴射開始時期S0に燃料噴射を開始したときの燃料噴射の実施状況を示す。上記のように、エンジン10では、燃料噴射の開始可能な時期が、最早噴射開始時期S0以降の時期に制限されている。一方、着火性限界噴射期間TTには、最早噴射開始時期S0から着火性限界噴射終了時期LMまでの期間が設定されている。よって、この場合には、要求噴射量QS分の燃料噴射が完了する時期は、着火性限界噴射終了時期LMよりも遅い時期となる。すなわち、この場合には、点火直前まで標準燃圧PSでの燃料噴射が実施されるため、着火性の悪化を招き易くなる。 Figure 4(D) also shows the implementation status of fuel injection when fuel injection is initiated at the earliest injection start time S0 while maintaining fuel pressure PF at standard fuel pressure PS when the required injection period TS is longer than the ignition limit injection period TT. As described above, in engine 10, the timing at which fuel injection can begin is limited to a time after the earliest injection start time S0. On the other hand, the ignition limit injection period TT is set to the period from the earliest injection start time S0 to the ignition limit injection end time LM. Therefore, in this case, the timing at which fuel injection of the required injection amount QS is completed is later than the ignition limit injection end time LM. In other words, in this case, fuel injection at standard fuel pressure PS is performed until just before ignition, which is likely to lead to a deterioration in ignition quality.
これに対して本実施形態のエンジン制御装置は、上記場合に、第1噴射と第2噴射とを通じて要求噴射量QS分の燃料を噴射する。第2噴射は、点火直前の圧縮行程後期に実施する少量の燃料噴射である。第1噴射は、第2噴射よりも前の期間の燃料噴射である。そして、第2噴射は、第1噴射よりも水素ガスの噴射速度を低くして行われる。すなわち、本実施形態では、燃料噴射の終了が点火直前の圧縮行程後期となる場合には、水素ガスの噴射速度を低くした第2噴射を点火直前に実施している。低速で噴射した第2噴射の燃料噴霧は、図4(C)に示すように運動量が小さいため、点火時の点火プラグ19の周囲に留まり易くなる。よって、点火直前までに燃料噴射が続けられる場合にも、圧縮行程後期に低い噴射速度で第2噴射を実施すれば、着火性を確保できる。 In contrast, the engine control device of this embodiment injects the required injection amount QS of fuel through a first injection and a second injection in the above case. The second injection is a small amount of fuel injected late in the compression stroke just before ignition. The first injection is a fuel injection performed before the second injection. The second injection is performed at a slower injection speed of hydrogen gas than the first injection. That is, in this embodiment, when fuel injection ends late in the compression stroke just before ignition, the second injection, which has a slower injection speed of hydrogen gas, is performed just before ignition. The fuel spray injected at a low speed in the second injection has a small momentum, as shown in Figure 4(C), and therefore is more likely to remain around the spark plug 19 at the time of ignition. Therefore, even if fuel injection continues until just before ignition, ignition can be ensured by performing the second injection at a low injection speed late in the compression stroke.
なお、上記のように電子制御ユニット20は、第2噴射で噴射する燃料の量である第2噴射量QIをエンジン負荷率KL及び吸気温度THAに基づき演算している。これにより、電子制御ユニット20は、点火時の点火プラグ19周辺に、着火可能な燃料濃度の混合気の層を形成可能な量を、第2噴射量QIの値として設定している。すなわち、第2噴射量QIが一定でも、点火時の気筒11内の吸気の密度が高い場合には、低い場合よりも、点火プラグ19周辺の燃料濃度が低くなる。気筒11内の吸気の密度は、気筒11の吸気充填率、すなわちエンジン負荷率KLが高いほど高くなる。また、気筒11内の吸気密度は、吸気温度THAが低いほど高くなる。よって、エンジン負荷率KLが高いほど多くなり、かつ吸気温度THAが低いほど多くなる量として第2噴射量QIを設定すれば、点火時の点火プラグ19周辺の燃料濃度を、着火に適した適度な濃度とすることができる。 As described above, the electronic control unit 20 calculates the second injection amount QI, which is the amount of fuel injected in the second injection, based on the engine load factor KL and the intake air temperature THA. As a result, the electronic control unit 20 sets the value of the second injection amount QI to an amount that can form an ignitable mixture layer with a fuel concentration around the spark plug 19 at the time of ignition. In other words, even if the second injection amount QI is constant, if the density of the intake air in the cylinder 11 at the time of ignition is high, the fuel concentration around the spark plug 19 will be lower than if it is low. The density of the intake air in the cylinder 11 increases as the intake air filling rate of the cylinder 11, i.e., the engine load factor KL, increases. Furthermore, the intake air density in the cylinder 11 increases as the intake air temperature THA decreases. Therefore, by setting the second injection amount QI so that it increases as the engine load factor KL increases and as the intake air temperature THA decreases, the fuel concentration around the spark plug 19 at the time of ignition can be made an appropriate concentration suitable for ignition.
以上説明した本実施形態のエンジン制御装置は、以下の効果を奏する。
(1)電子制御ユニット20は、圧縮行程後期まで燃料噴射を行う必要がある場合、圧縮行程後期の第2噴射と、第2噴射よりも前の期間の第1噴射と、を行う。そして、電子制御ユニット20は、第2噴射の噴射速度を第1噴射よりも低くする調整処理を行う。そのため、点火直前まで燃料噴射が行われる場合にも着火性が悪化し難い。
The engine control device of this embodiment described above has the following advantages.
(1) When fuel injection is required until the latter part of the compression stroke, the electronic control unit 20 performs a second injection in the latter part of the compression stroke and a first injection in a period prior to the second injection. The electronic control unit 20 then performs an adjustment process to make the injection speed of the second injection slower than that of the first injection. This makes it difficult for ignition performance to deteriorate even when fuel injection is performed until just before ignition.
(2)電子制御ユニット20は、要求噴射量QS分の燃料噴射に要する期間である必要噴射期間TSが既定の着火性限界噴射期間TTよりも長くなる場合に、上記調整処理を実施する。必要噴射期間TSが着火性限界噴射期間TTよりも短い場合には、着火性限界噴射終了時期LMよりも早い時期に要求噴射量QS分の燃料噴射を完了できる。そうした場合には、調整処理を実施しなくても、着火性を確保できる。よって、着火性が悪化し易い場合に限定して調整処理を実施できる。 (2) The electronic control unit 20 performs the above adjustment process when the required injection period TS, which is the period required to inject fuel equivalent to the required injection amount QS, is longer than the predetermined ignition limit injection period TT. If the required injection period TS is shorter than the ignition limit injection period TT, fuel injection equivalent to the required injection amount QS can be completed earlier than the ignition limit injection end timing LM. In such cases, ignition can be ensured without performing the adjustment process. Therefore, the adjustment process can be performed only when ignition is likely to deteriorate.
(3)電子制御ユニット20は、第1噴射と第2噴射との間に燃料噴射を行わない期間を設定している。すなわち、点火直前まで燃料噴射を実施する場合に電子制御ユニット20は、要求噴射量QS分の燃料を、第1噴射と第2噴射とに分割して噴射している。噴射速度を変えるための燃圧PFの変更を燃料噴射の継続中に実施すると、燃料噴射量のばらつきが大きくなる。その点、第1噴射と第2噴射との間に燃料噴射を行わない期間を設定すれば、その間に燃圧PFを調整することができる。そのため、燃圧PFの調整による燃料噴射量のばらつきの増加が抑えられる。 (3) The electronic control unit 20 sets a period during which no fuel injection is performed between the first and second injections. That is, when fuel injection is performed until immediately before ignition, the electronic control unit 20 splits the required injection amount QS of fuel into a first injection and a second injection. If the fuel pressure PF is changed to change the injection speed while fuel injection is ongoing, the variation in the fuel injection amount increases. In this regard, by setting a period during which no fuel injection is performed between the first and second injections, the fuel pressure PF can be adjusted during that time. Therefore, the increase in the variation in the fuel injection amount due to the adjustment of the fuel pressure PF is suppressed.
(4)電子制御ユニット20は、気筒11の吸気充填率及び吸気温度THAに基づき第2噴射量QIを演算している。そのため、第2噴射において、着火性を確保可能な適切な量の燃料噴射を実施できる。 (4) The electronic control unit 20 calculates the second injection amount QI based on the intake air filling rate and intake air temperature THA of the cylinder 11. Therefore, an appropriate amount of fuel can be injected in the second injection to ensure ignition performance.
<他の実施例>
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Other Examples>
This embodiment can be modified as follows: This embodiment and the following modifications can be combined and implemented within the scope of technical compatibility.
・燃圧低下指令時期APを上記以外の態様で設定してもよい。例えば着火性限界噴射終了時期LMを燃圧低下指令時期APとして設定してもよい。いずれにせよ、点火直前の圧縮行程後期に実施する第2噴射を第1噴射よりも低い噴射速度で実施すれば、着火性の悪化が抑えられる。 - The fuel pressure reduction command timing AP may be set in a manner other than that described above. For example, the ignition limit injection end timing LM may be set as the fuel pressure reduction command timing AP. In any case, if the second injection, which is performed in the latter part of the compression stroke immediately before ignition, is performed at a lower injection speed than the first injection, deterioration of ignition can be suppressed.
・図5に示すように、第1噴射と第2噴射とを連続した一連の燃料噴射として実施してもよい。図5には、必要噴射期間TSが着火性限界噴射期間TTよりも長くなる場合の燃料噴射制御の実施態様の一例が示されている。より詳しくは、図5(A)は燃料噴射の実施状況の推移を、図5(B)は燃圧PFの推移を、図5(C)は燃料噴霧の運動量の推移を、それぞれ示している。図5(A)に示すように、電子制御ユニット20は、最早噴射開始時期S0から燃料噴射を開始している。そして、電子制御ユニット20は、着火性限界噴射終了時期LMよりも遅い時期まで燃料噴射を継続している。図5(B)に示すように、電子制御ユニット20は、着火性限界噴射終了時期LMに燃圧PFを、標準燃圧PSから低燃圧PIへと低下させている。そのため、図5(C)に示すように、点火直前の圧縮行程後期には、燃料噴霧の運動量が小さくなる。よって、こうした場合にも、着火性の悪化が抑えられる。なお、この場合には、燃圧PFを低下した着火性限界噴射終了時期LMよりも前の期間の燃料噴射が第1噴射に対応する。そして、着火性限界噴射終了時期LMよりも後の期間の燃料噴射が第2噴射に対応する。 As shown in Figure 5, the first injection and the second injection may be performed as a continuous series of fuel injections. Figure 5 shows an example of an embodiment of fuel injection control when the required injection period TS is longer than the ignition limit injection period TT. More specifically, Figure 5(A) shows the transition of the fuel injection implementation status, Figure 5(B) shows the transition of the fuel pressure PF, and Figure 5(C) shows the transition of the momentum of the fuel spray. As shown in Figure 5(A), the electronic control unit 20 starts fuel injection from the earliest injection start time S0. The electronic control unit 20 then continues fuel injection until a time later than the ignition limit injection end time LM. As shown in Figure 5(B), the electronic control unit 20 reduces the fuel pressure PF from the standard fuel pressure PS to the low fuel pressure PI at the ignition limit injection end time LM. Therefore, as shown in Figure 5(C), the momentum of the fuel spray decreases in the latter part of the compression stroke just before ignition. Therefore, even in such cases, deterioration of ignition performance is suppressed. In this case, the fuel injection performed before the ignition limit injection end time LM, when the fuel pressure PF is reduced, corresponds to the first injection. The fuel injection performed after the ignition limit injection end time LM corresponds to the second injection.
・エンジン負荷率KL及び吸気温度THAのいずれか一方のみに基づき、第2噴射量QIを演算するようにしてもよい。また、エンジン負荷率KL及び吸気温度THAのいずれにも基づかずに第2噴射量QIを演算してもよい。さらに、第2噴射量QIを固定した値としてもよい。 - The second injection amount QI may be calculated based on only either the engine load factor KL or the intake air temperature THA. Alternatively, the second injection amount QI may be calculated without being based on either the engine load factor KL or the intake air temperature THA. Furthermore, the second injection amount QI may be a fixed value.
・点火直前の圧縮行程後期に燃料噴射が実施されるか否かに拘わらず、調整処理を実施するようにしてもよい。すなわち、必要噴射期間TSが着火性限界噴射期間TTよりも短い場合にも、調整処理による燃圧PFの調整を実施するようにしてもよい。 - The adjustment process may be performed regardless of whether fuel injection is performed in the latter part of the compression stroke immediately before ignition. In other words, the adjustment process may be performed to adjust the fuel pressure PF even if the required injection period TS is shorter than the ignition limit injection period TT.
・第2噴射の噴射速度を、エンジン10の運転状況に応じて可変設定するようにしてもよい。エンジン10の運転状況に応じて第2噴射の噴射速度を調整することで、点火時の点火プラグ19周辺に、より確実に着火可能な燃料濃度の層を形成できるようになる。 - The injection speed of the second injection may be variably set depending on the operating conditions of the engine 10. By adjusting the injection speed of the second injection depending on the operating conditions of the engine 10, it becomes possible to more reliably form a layer of ignitable fuel concentration around the spark plug 19 at the time of ignition.
・図6に示すように、第1噴射、及び第2噴射を行うようにしてもよい。図6(A)は燃料噴射の実施状況の推移を、図6(B)は燃圧PFの推移を、図6(C)はニードル弁30のリフト量の推移を、図6(D)は燃料噴霧の運動量の推移を、それぞれ示している。インジェクタ18は、電磁ソレノイド31が通電に応じて発生する電磁吸引力により、ニードル弁30をリフトして噴口32を開くことで、燃料を噴射する。ニードル弁30のリフトは、インジェクタ18内の燃圧PF及びニードルスプリング33のばね力に抗して行われる。そのため、電磁ソレノイド31の通電開始からニードル弁30が全開となるまでにはある程度の時間を要する。なお、以下の説明では、全開時のニードル弁30のリフト量をフルリフト量MAXと記載する。また、燃料噴射の開始からニードル弁30のリフト量がフルリフト量MAXに達するまでの期間をパーシャルリフト期間、フルリフト量MAXに達して以降の噴射期間をフルリフト期間と記載する。図6の場合、第1噴射期間TMは、パーシャルリフト期間よりも長い期間に、第2噴射期間TIは、パーシャルリフト期間よりも短い期間となっている。パーシャルリフト期間は、噴口32が開き切っておらず、噴射時の抵抗が大きいため、燃料の噴射速度がフルリフト期間よりも低くなる。よって、パーシャルリフト期間内に噴射を完了すれば、低い噴射速度で少量の燃料噴射を実施できる。こうしたパーシャルリフト期間内に完了する燃料噴射は、パーシャルリフト噴射と呼ばれている。これに対して、フルリフト期間まで続く燃料噴射は、フルリフト噴射と呼ばれる。なお、パーシャルリフト噴射は、噴射中にニードル弁30が全開に達しない燃料噴射であり、フルリフト噴射は、噴射中にニードル弁30が全開に達する燃料噴射である。図6の場合、第1噴射はフルリフト噴射により、第2噴射はパーシャルリフト噴射により、それぞれ実施されている。図6(D)に示すように、第2噴射の燃料噴霧は運動量が小さいため、点火時の点火プラグ19の周囲に留まり易くなる。このように、フルリフト噴射により第1噴射を、パーシャルリフト噴射により第2噴射をそれぞれ実施することでも、第1噴射よりも低い噴射速度で第2噴射を行える。なお、この場合には、燃圧PFを一定に維持したまま、噴射速度を変更できる。そのため、燃料系に燃圧調整装置29を設けずとも、第2噴射の噴射速度を第1噴射よりも低くする調整処理の実施が可能である。 As shown in Figure 6, first and second injections may be performed. Figure 6(A) shows the progress of fuel injection, Figure 6(B) shows the progress of fuel pressure PF, Figure 6(C) shows the progress of needle valve 30 lift, and Figure 6(D) shows the progress of fuel spray momentum. The injector 18 injects fuel by lifting the needle valve 30 and opening the nozzle 32 using the electromagnetic attraction force generated by the electromagnetic solenoid 31 when it is energized. The needle valve 30 is lifted against the fuel pressure PF within the injector 18 and the spring force of the needle spring 33. Therefore, it takes a certain amount of time from the start of energization of the electromagnetic solenoid 31 until the needle valve 30 is fully opened. In the following explanation, the lift amount of the needle valve 30 when fully open will be referred to as the full lift amount MAX. The period from the start of fuel injection until the lift amount of the needle valve 30 reaches the full lift amount MAX is referred to as the partial lift period, and the injection period after the full lift amount MAX is reached is referred to as the full lift period. In FIG. 6 , the first injection period TM is longer than the partial lift period, and the second injection period TI is shorter than the partial lift period. During the partial lift period, the injection port 32 is not fully open, and resistance during injection is large, resulting in a lower fuel injection speed than during the full lift period. Therefore, if injection is completed within the partial lift period, a small amount of fuel can be injected at a low injection speed. Such fuel injection that is completed within the partial lift period is called partial lift injection. In contrast, fuel injection that continues until the full lift period is called full lift injection. Note that partial lift injection is fuel injection in which the needle valve 30 does not reach full opening during injection, while full lift injection is fuel injection in which the needle valve 30 reaches full opening during injection. In the example shown in Figure 6, the first injection is performed by full lift injection, and the second injection is performed by partial lift injection. As shown in Figure 6(D), the fuel spray from the second injection has low momentum, making it more likely to remain around the spark plug 19 during ignition. In this way, by performing the first injection by full lift injection and the second injection by partial lift injection, the second injection can be performed at a lower injection speed than the first injection. In this case, the injection speed can be changed while maintaining the fuel pressure PF constant. Therefore, adjustment processing can be performed to make the injection speed of the second injection slower than that of the first injection without providing a fuel pressure adjustment device 29 in the fuel system.
・上記実施形態での燃料噴射制御は、水素ガス以外の燃料を使用するエンジンにも適用してもよい。
<付記事項>
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
The fuel injection control in the above embodiment may be applied to an engine that uses a fuel other than hydrogen gas.
<Additional Notes>
The technical ideas that can be understood from the above-described embodiment and modified examples will be described.
[付記1]気筒内に燃料を噴射するインジェクタを有する火花点火式のエンジンを制御する装置であって、圧縮行程後期の燃料噴射である第2噴射と前記第2噴射よりも前の期間の燃料噴射である第1噴射とを行う場合に、前記第2噴射の噴射速度を前記第1噴射よりも低くする調整処理を行うエンジン制御装置。 [Appendix 1] An engine control device for controlling a spark ignition engine having an injector that injects fuel into a cylinder, which performs an adjustment process to make the injection speed of the second injection slower than that of the first injection when a second injection, which is a fuel injection late in the compression stroke, and a first injection, which is a fuel injection period before the second injection, are performed.
[付記2]前記調整処理は、前記インジェクタのニードル弁が全開に達するフルリフト噴射により前記第1噴射を実施するとともに、前記ニードル弁が全開に達しないパーシャルリフト噴射により前記第2噴射を実施することで行われる[付記1]に記載のエンジン制御装置。 [Appendix 2] The engine control device described in [Appendix 1], wherein the adjustment process is performed by performing the first injection using full lift injection, in which the needle valve of the injector is fully open, and performing the second injection using partial lift injection, in which the needle valve is not fully open.
[付記3]前記第1噴射と前記第2噴射との間に燃料噴射を行わない期間を設定する[付記1]に記載のエンジン制御装置。
[付記4]前記第2噴射の燃料噴射量を、前記気筒の吸気充填率に基づき設定する[付記1]~[付記3]のいずれか一つに記載のエンジン制御装置。
[Appendix 3] The engine control device according to [Appendix 1], wherein a period in which no fuel injection is performed is set between the first injection and the second injection.
[Appendix 4] The engine control device according to any one of [Appendix 1] to [Appendix 3], wherein the fuel injection amount of the second injection is set based on the intake air filling rate of the cylinder.
[付記5]前記第2噴射の燃料噴射量を、吸気温度に基づき設定する[付記1]~[付記4]のいずれか1つに記載のエンジン制御装置。 [Appendix 5] An engine control device described in any one of [Appendix 1] to [Appendix 4], in which the fuel injection amount of the second injection is set based on the intake air temperature.
10…エンジン
11…気筒
12…ピストン
13…燃焼室
14…吸気バルブ
15…吸気ポート
16…排気バルブ
17…排気ポート
18…インジェクタ
19…点火プラグ
20…電子制御ユニット
21…演算処理装置
22…記憶装置
23…クランク角センサ
24…エアフローメータ
25…吸気温度センサ
26…アクセルペダルセンサ
27…タンク圧センサ
28…水素ガスタンク
29…燃圧調整装置
30…ニードル弁
31…電磁ソレノイド
32…噴口
33…ニードルスプリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10...Engine 11...Cylinder 12...Piston 13...Combustion chamber 14...Intake valve 15...Intake port 16...Exhaust valve 17...Exhaust port 18...Injector 19...Spark plug 20...Electronic control unit 21...Processing device 22...Storage device 23...Crank angle sensor 24...Air flow meter 25...Intake temperature sensor 26...Accelerator pedal sensor 27...Tank pressure sensor 28...Hydrogen gas tank 29...Fuel pressure regulator 30...Needle valve 31...Electromagnetic solenoid 32...Nozzle 33...Needle spring
Claims (3)
圧縮行程後期の燃料噴射である第2噴射と、前記第2噴射よりも前の燃料噴射である第1噴射と、を行う場合に、前記第2噴射の噴射速度を前記第1噴射よりも低くする調整処理を行い、
前記調整処理は、前記インジェクタのニードル弁が全開に達するフルリフト噴射により前記第1噴射を実施するとともに、前記ニードル弁が全開に達しないパーシャルリフト噴射により前記第2噴射を実施することで行われる
エンジン制御装置。 A device for controlling a spark ignition engine having an injector that injects hydrogen gas as fuel into a cylinder,
When a second injection, which is a fuel injection in the latter part of the compression stroke, and a first injection, which is a fuel injection prior to the second injection, are performed, an adjustment process is performed to make the injection speed of the second injection lower than that of the first injection,
The adjustment process is performed by performing the first injection by full lift injection in which the needle valve of the injector reaches full opening, and by performing the second injection by partial lift injection in which the needle valve does not reach full opening.
Engine control device.
圧縮行程後期の燃料噴射である第2噴射と、前記第2噴射よりも前の燃料噴射である第1噴射と、を行う場合に、前記第2噴射の噴射速度を前記第1噴射よりも低くする調整処理を行い、
運転者の要求する駆動力の発生に必要な燃料の噴射量である要求噴射量を演算し、前記第2噴射の燃料噴射量である第2噴射量を、エンジン負荷率が高いときには低いときよりも大きな値となるように演算し、前記第1噴射の燃料噴射量である第1噴射量を前記要求噴射量から前記第2噴射量を引いた値とする
エンジン制御装置。 A device for controlling a spark ignition engine having an injector that injects hydrogen gas as fuel into a cylinder,
When a second injection, which is a fuel injection in the latter part of the compression stroke, and a first injection, which is a fuel injection prior to the second injection, are performed, an adjustment process is performed to make the injection speed of the second injection lower than that of the first injection,
A required injection amount, which is the amount of fuel injection required to generate the driving force required by the driver, is calculated, and a second injection amount, which is the fuel injection amount of the second injection, is calculated so as to be larger when the engine load factor is high than when it is low, and a first injection amount, which is the fuel injection amount of the first injection, is set to a value obtained by subtracting the second injection amount from the required injection amount.
Engine control device.
圧縮行程後期の燃料噴射である第2噴射と、前記第2噴射よりも前の燃料噴射である第1噴射と、を行う場合に、前記第2噴射の噴射速度を前記第1噴射よりも低くする調整処理を行い、
運転者の要求する駆動力の発生に必要な燃料の噴射量である要求噴射量を演算し、前記第2噴射の燃料噴射量である第2噴射量を、吸気温度が低いときには高いときよりも大きな値となるように演算し、前記第1噴射の燃料噴射量である第1噴射量を前記要求噴射量から前記第2噴射量を引いた値とする
エンジン制御装置。 A device for controlling a spark ignition engine having an injector that injects hydrogen gas as fuel into a cylinder,
When a second injection, which is a fuel injection in the latter part of the compression stroke, and a first injection, which is a fuel injection prior to the second injection, are performed, an adjustment process is performed to make the injection speed of the second injection lower than that of the first injection,
A required injection amount, which is the amount of fuel injection required to generate the driving force required by the driver, is calculated, and a second injection amount, which is the fuel injection amount of the second injection, is calculated so as to be larger when the intake air temperature is low than when it is high, and a first injection amount, which is the fuel injection amount of the first injection, is set to a value obtained by subtracting the second injection amount from the required injection amount.
Engine control device.
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