JP2010065604A - Control device of multi-cylinder engine - Google Patents
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Abstract
【課題】 アルコール混合燃料を使用する多気筒エンジンにつき、極低温条件下でのエンジンの始動性を向上させることができる多気筒エンジンの制御装置を提供する。
【解決手段】 ECU1Aは、アルコール混合燃料であるエタノール混合燃料を使用するエンジン50につき、極低温条件下で、初爆発生後の最初の燃焼サイクルにおける第1の気筒への燃料噴射指示信号と、第1の気筒と異なる第2の気筒への燃料噴射指示信号とが重複する場合に、第1の気筒の燃料噴射時期を進角させる進角制御手段を備える。進角制御手段は、具体的にはエタノール混合燃料のエタノール濃度が所定値Aよりも高い場合に、燃料噴射時期を進角させるように構成されている。また進角制御手段は、具体的にはエタノール混合燃料のエタノール濃度に応じて、エタノール濃度が高いほど、より大きな度合いで燃料噴射時期を進角させるように構成されている。
【選択図】 図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for a multi-cylinder engine capable of improving startability of the engine under a cryogenic condition for a multi-cylinder engine using an alcohol mixed fuel.
An ECU 1A, for an engine 50 using an ethanol mixed fuel that is an alcohol mixed fuel, under a very low temperature condition, a fuel injection instruction signal to a first cylinder in a first combustion cycle after the first explosion occurs, An advance angle control means is provided for advancing the fuel injection timing of the first cylinder when the fuel injection instruction signal to the second cylinder different from the one cylinder overlaps. Specifically, the advance angle control means is configured to advance the fuel injection timing when the ethanol concentration of the ethanol mixed fuel is higher than a predetermined value A. Further, the advance angle control means is configured to advance the fuel injection timing to a greater degree as the ethanol concentration is higher, specifically according to the ethanol concentration of the ethanol mixed fuel.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は多気筒エンジンの制御装置に関し、特にアルコール混合燃料を使用する多気筒エンジンについての多気筒エンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a multi-cylinder engine, and more particularly to a control device for a multi-cylinder engine for a multi-cylinder engine using an alcohol mixed fuel.
従来、車両においては、燃料資源代替等の観点からガソリンだけでなくアルコール(例えばエタノール)混合燃料を燃料として使用可能なエンジンを搭載したFFV(Flexible Fuel Vehicle)が知られている。この点、かかるFFV搭載の多気筒エンジンについての本発明と関連性があると考えられる技術として、エンジンの始動性に関する技術が例えば特許文献1から3に記載されている。
Conventionally, FFV (Flexible Fuel Vehicle) equipped with an engine that can use not only gasoline but also alcohol (for example, ethanol) mixed fuel as fuel is known as a vehicle from the viewpoint of fuel resource substitution. In this regard, as a technique considered to be related to the present invention for the multi-cylinder engine equipped with the FFV, for example, techniques related to engine startability are described in
FFVでは、極低温条件下でエンジンの始動性不良が発生する。ここで、極低温条件とは各気筒(特に初爆発生後、最初に燃料噴射が行われる気筒)で進行する初爆発生後の最初の一燃焼サイクルにおいて、始動時の吸気温が、気筒間で燃料噴射期間が重複するほど大量の燃料噴射が行われる温度領域にあることをいう。そして具体的には例えば始動時の吸気温が−40℃から−30℃の範囲内にある場合を極低温条件とすることができる。
またエンジンの始動性不良はアルコール混合燃料が高濃度である場合に特に発生しやすい。この点、エンジンの始動性不良は具体的には以下の理由で発生する。
In FFV, engine startability is poor under extremely low temperature conditions. Here, the cryogenic condition is that in the first combustion cycle after the first explosion that proceeds in each cylinder (especially, the cylinder where fuel injection is performed first after the first explosion occurs) It means that it exists in the temperature range where a large amount of fuel injection is performed so that an injection period overlaps. Specifically, for example, a case where the intake air temperature at the start is within a range of −40 ° C. to −30 ° C. can be set as the cryogenic condition.
In addition, poor engine startability is particularly likely to occur when the alcohol-mixed fuel has a high concentration. In this respect, the engine startability failure occurs specifically for the following reason.
代表的なアルコールであるエタノールの理論空燃比は9程度であり、理論空燃比を14.6とするガソリン燃料よりも燃料噴射量が約1.5倍多くなる。
加えて、エタノール混合燃料は特に高濃度である場合に低温での蒸発性が悪化する。図7は燃料の蒸留特性をガソリン燃料の場合と高濃度エタノール混合燃料の場合とで比較する図である。およそ70℃以上の場合、高濃度エタノール混合燃料はガソリン燃料よりも蒸留割合が高い。しかし、70℃未満の場合、高濃度エタノール混合燃料はガソリン燃料よりも蒸留割合が低くなる。また高濃度エタノール混合燃料は温度の低下に応じて蒸留割合が低下する傾向を示している。
The theoretical air-fuel ratio of ethanol, which is a typical alcohol, is about 9, and the fuel injection amount is about 1.5 times greater than that of gasoline fuel having a theoretical air-fuel ratio of 14.6.
In addition, the evaporability at low temperatures deteriorates particularly when the ethanol-mixed fuel has a high concentration. FIG. 7 is a diagram comparing the fuel distillation characteristics between gasoline fuel and high-concentration ethanol mixed fuel. When the temperature is about 70 ° C. or higher, the high-concentration ethanol mixed fuel has a higher distillation ratio than the gasoline fuel. However, when the temperature is lower than 70 ° C., the high-concentration ethanol mixed fuel has a lower distillation rate than the gasoline fuel. Moreover, the high concentration ethanol mixed fuel shows the tendency for a distillation rate to fall according to the fall of temperature.
このように、エタノール混合燃料はガソリン燃料よりも燃料噴射量が多くなることに加え、特に高濃度である場合に低温での蒸発性が悪化する。このため、ガソリン燃料と比較して機関始動時の吸気ポート壁面への燃料付着量が増加したり、機関始動時の筒内での燃料蒸発量が低下したりする。このため、極低温条件下では機関始動時の燃料噴射量を大幅に増加させる必要性が生じる(図8参照)。
一方、機関始動時の燃料噴射量が大幅に増加すると、気筒間で燃料噴射期間の重複が発生するに至ることがある。そして気筒間で燃料噴射期間の重複が発生した場合、燃料ポンプは複数の気筒へ同時に燃料を圧送することになる。このため、燃料噴射に必要な燃料ポンプのポンプ能力が不足することになり、この結果、大幅に増加させた要求噴射量を噴射できなくなる。
すなわち、FFVでは極低温条件下で上述のようにして要求噴射量を噴射できなくなることから、エンジンの始動性不良が発生するという問題があった。
Thus, in addition to the fuel injection amount of the ethanol mixed fuel being larger than that of the gasoline fuel, the evaporability at a low temperature is deteriorated particularly when the concentration is high. For this reason, compared with gasoline fuel, the amount of fuel adhering to the wall surface of the intake port at the start of the engine increases, or the amount of fuel evaporation in the cylinder at the start of the engine decreases. For this reason, it is necessary to greatly increase the fuel injection amount at the time of engine start under extremely low temperature conditions (see FIG. 8).
On the other hand, if the fuel injection amount at the time of starting the engine is significantly increased, the fuel injection period may overlap between the cylinders. When the fuel injection period overlaps between the cylinders, the fuel pump simultaneously pumps the fuel to the plurality of cylinders. For this reason, the pumping capacity of the fuel pump necessary for fuel injection will be insufficient, and as a result, the required injection amount that has been greatly increased cannot be injected.
In other words, FFV has a problem that engine startability is poor because the required injection amount cannot be injected as described above under extremely low temperature conditions.
そこで本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、アルコール混合燃料を使用する多気筒エンジンにつき、極低温条件下でのエンジンの始動性を向上させることができる多気筒エンジンの制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a control device for a multi-cylinder engine that can improve the startability of the engine under cryogenic conditions for a multi-cylinder engine using an alcohol-mixed fuel. The purpose is to do.
上記課題を解決するための本発明の多気筒エンジンの制御装置は、アルコール混合燃料を使用する多気筒エンジンにつき、極低温条件下で、初爆発生後の最初の燃焼サイクルにおける第1の気筒への燃料噴射指示信号と、前記第1の気筒と異なる第2の気筒への燃料噴射指示信号とが重複する場合に、前記第1の気筒の燃料噴射時期を進角させる進角制御手段を備えることを特徴とする。 The control apparatus for a multi-cylinder engine according to the present invention for solving the above-described problems is a multi-cylinder engine using an alcohol-mixed fuel, and is applied to the first cylinder in the first combustion cycle after the first explosion under an extremely low temperature condition. Advance angle control means for advancing the fuel injection timing of the first cylinder when a fuel injection instruction signal and a fuel injection instruction signal for a second cylinder different from the first cylinder overlap. It is characterized by.
また本発明は前記進角制御手段が、前記アルコール混合燃料のアルコール濃度に応じて、該アルコール濃度が高いほど、より大きな度合いで燃料噴射時期を進角させる構成であってもよい。 Further, the present invention may be configured such that the advance angle control means advances the fuel injection timing to a greater degree as the alcohol concentration is higher in accordance with the alcohol concentration of the alcohol mixed fuel.
また本発明は前記進角制御手段が、前記アルコール混合燃料のアルコール濃度が所定値よりも高い場合に、燃料噴射時期を進角させる構成であってもよい。 In the present invention, the advance angle control means may advance the fuel injection timing when the alcohol concentration of the alcohol mixed fuel is higher than a predetermined value.
また本発明は前記進角制御手段が、前記第1の気筒への燃料噴射指示信号と前記第2の気筒への燃料噴射指示信号とが重複する程度に、前記アルコール混合燃料のアルコール濃度が高い場合に、燃料噴射時期を進角させる構成であってもよい。 According to the present invention, the alcohol concentration of the alcohol-mixed fuel is high so that the advance angle control means overlaps the fuel injection instruction signal to the first cylinder and the fuel injection instruction signal to the second cylinder. In some cases, the fuel injection timing may be advanced.
また本発明の多気筒エンジンの制御装置は、アルコール混合燃料を使用する多気筒エンジンにつき、極低温条件下で、初爆発生後の最初の燃焼サイクルにおける第1の気筒への燃料噴射指示信号と、前記第1の気筒と異なる第2の気筒への燃料噴射指示信号とが重複する場合に、前記第1の気筒の燃圧を上昇させる燃圧上昇制御手段を備えることを特徴とする。 In addition, the multi-cylinder engine control apparatus of the present invention provides a fuel injection instruction signal to the first cylinder in the first combustion cycle after the first explosion under an extremely low temperature condition for a multi-cylinder engine using an alcohol-mixed fuel, A fuel pressure increase control means for increasing the fuel pressure of the first cylinder when a fuel injection instruction signal to a second cylinder different from the first cylinder overlaps is provided.
また本発明は前記燃圧上昇制御手段が、前記アルコール混合燃料のアルコール濃度に応じて、該アルコール濃度が高いほど、より大きな度合いで燃圧を上昇させる構成であってもよい。 Further, the present invention may be configured such that the fuel pressure increase control means increases the fuel pressure to a greater degree as the alcohol concentration is higher in accordance with the alcohol concentration of the alcohol mixed fuel.
また本発明は前記燃圧上昇制御手段が、前記アルコール混合燃料のアルコール濃度が所定値よりも高い場合に、燃圧を上昇させる構成であってもよい。 The fuel pressure increase control means may increase the fuel pressure when the alcohol concentration of the alcohol mixed fuel is higher than a predetermined value.
また本発明は前記燃圧上昇制御手段が、前記第1の気筒への燃料噴射指示信号と前記第2の気筒への燃料噴射指示信号とが重複する程度に、前記アルコール混合燃料のアルコール濃度が高い場合に、燃圧を上昇させる構成であってもよい。 Further, according to the present invention, the alcohol concentration of the alcohol-mixed fuel is high so that the fuel pressure increase control means overlaps the fuel injection instruction signal to the first cylinder and the fuel injection instruction signal to the second cylinder. In some cases, the fuel pressure may be increased.
また本発明の多気筒エンジンの制御装置は、アルコール混合燃料を使用する多気筒エンジンにつき、極低温条件下で、初爆発生後の最初の燃焼サイクルにおける第1の気筒への燃料噴射指示信号と、前記第1の気筒と異なる第2の気筒への燃料噴射指示信号とが重複する場合に、前記第1の気筒の燃料噴射時期を進角させる進角制御手段と、極低温条件下で、初爆発生後の最初の燃焼サイクルにおける第1の気筒への燃料噴射指示信号と、前記第1の気筒と異なる第2の気筒への燃料噴射指示信号とが重複する場合に、前記第1の気筒の燃圧を上昇させる燃圧上昇制御手段とを備えることを特徴とする。 In addition, the multi-cylinder engine control apparatus of the present invention provides a fuel injection instruction signal to the first cylinder in the first combustion cycle after the first explosion under an extremely low temperature condition for a multi-cylinder engine using an alcohol-mixed fuel, An advance control means for advancing the fuel injection timing of the first cylinder when the fuel injection instruction signal to the second cylinder different from the first cylinder overlaps, When the fuel injection instruction signal to the first cylinder in the first combustion cycle after the explosion occurs and the fuel injection instruction signal to the second cylinder different from the first cylinder overlap, Fuel pressure increase control means for increasing the fuel pressure is provided.
また本発明は発生した初爆が完爆しなかった場合に、燃圧の修正量を算出する修正制御手段をさらに備える構成であってもよい。 Further, the present invention may be configured to further include a correction control means for calculating a correction amount of the fuel pressure when the first explosion that has occurred does not complete.
本発明によれば、アルコール混合燃料を使用する多気筒エンジンにつき、極低温条件下でのエンジンの始動性を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the startability of an engine on cryogenic conditions can be improved about the multicylinder engine which uses alcohol mixed fuel.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1はECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)1Aで実現された本実施例に係る多気筒エンジンの制御装置を多気筒(ここでは4気筒)エンジンであるエンジン50など関連する各構成とともに模式的に示す図である。燃料供給系統10は燃料タンク11と燃料ポンプ12と燃料フィルタ13と圧力レギュレータ14とを有して構成されている。燃料タンク11にはエタノールとガソリンとの混合燃料であるエタノール混合燃料が貯留されている。また燃料タンク11にはエタノール混合燃料のエタノール濃度を検出するためのアルコールセンサ20が設けられている。アルコールセンサ20には、具体的には例えばアルコール濃度に応じて変化する燃料の電気伝導率を検出するものを適用できる。燃料ポンプ12は燃料フィルタ13を介して燃料タンク11内のエタノール混合燃料をインジェクタ51に供給する。このとき余剰の燃料は圧力レギュレータ14の作用で燃料タンク11に戻される。燃料供給系統10は燃圧を要求燃圧にリニアに制御可能な可変燃圧システムとして構成されている。
FIG. 1 schematically shows a control device for a multi-cylinder engine according to the present embodiment realized by an electronic control unit (ECU) 1A together with related components such as an
エンジン50にはインジェクタ51が気筒毎に設けられている。インジェクタ51は具体的には吸気ポート55内に燃料を噴射するように配置されている。またエンジン50には点火プラグ52が気筒毎に設けられている。点火プラグ52にはディストリビュータ53で分配された点火電圧が印加される。ディストリビュータ53は、イグナイタ54から出力される高電圧をエンジン50のクランク角に同期して各点火プラグ52に分配する。各点火プラグ52の点火タイミングはイグナイタ54からの高電圧出力タイミングにより決定される。
エンジン50には、冷却水温を検出するための水温センサ71や、回転数NEを検出するために利用されるクランク角センサ72などが配設されている。
The
The
ECU1Aは、図示しないCPU、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータと入出力回路などを有して構成されている。ECU1Aは主にエンジン50を制御するように構成されており、本実施例では具体的にはインジェクタ51やイグナイタ54などを制御するように構成されている。これら制御対象はECU1Aに電気的に接続されている。また、ECU1Aには水温センサ71やクランク角センサ72や、吸気温を検出するための吸気温センサ73などの各種のセンサが電気的に接続されている。ROMはCPUが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。CPUがROMに格納されたプログラムに基づき、必要に応じてRAMの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ECU1Aでは各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが機能的に実現される。この点、ECU1Aでは特に以下に示す進角制御手段と燃圧上昇制御手段とが機能的に実現される。
The
進角制御手段は極低温条件下で、初爆発生後の最初の燃焼サイクルにおける第1の気筒への燃料噴射指示信号と、第1の気筒と異なる第2の気筒への燃料噴射指示信号とが重複する場合に、第1の気筒の燃料噴射時期を進角させる。
この点、進角制御手段は具体的には、アルコール混合燃料のアルコール濃度(ここでは具体的にはエタノール濃度で、以下も同様)が所定値Aよりも高い場合に、アルコール濃度が所定値A以下である場合よりも燃料噴射時期を進角させる。所定値Aは第1の気筒への燃料噴射指示信号と第2の気筒への燃料噴射指示信号とが重複する程度に、アルコール混合燃料のアルコール濃度が高い場合に対応させて予め設定されている。なお、所定値Aは一定値(例えば85%)とすることができるが、これに限られず、例えば吸気温度に応じてその大きさが変化するように予め設定された可変値であってもよい。
また、進角制御手段は具体的には初爆発生後、少なくとも最初に燃料噴射が行われる気筒につき、少なくとも初爆発生後の最初の一燃焼サイクルにおいて燃料噴射時期を進角させる。これは、初爆により回転数NEが急激に上昇する結果、特に最初に燃料噴射が行われる気筒につき、初爆発生後の最初の一燃焼サイクルにおいて、他の気筒との間で燃料噴射期間の重複が発生し易くなるためである。
さらに燃料噴射時期を進角させるにあたり、進角制御手段は具体的にはアルコール混合燃料のアルコール濃度が高いほど、より大きな度合いで燃料噴射時期を進角させる。この点、燃料噴射時期は具体的には要求進角量ΔAinjの分だけ進角される。そして要求進角量ΔAinjは所定値Cの大きさを後述するように決定し、決定した所定値Cを要求進角量ΔAinjに設定することで求められる。
The advance angle control means includes a fuel injection instruction signal to the first cylinder and a fuel injection instruction signal to a second cylinder different from the first cylinder in the first combustion cycle after the first explosion under a cryogenic condition. If they overlap, the fuel injection timing of the first cylinder is advanced.
In this regard, the advance angle control means specifically determines that the alcohol concentration is the predetermined value A when the alcohol concentration of the alcohol-mixed fuel (specifically, the ethanol concentration, and so on) is higher than the predetermined value A. The fuel injection timing is advanced from the following case. The predetermined value A is set in advance to correspond to the case where the alcohol concentration of the alcohol-mixed fuel is high enough that the fuel injection instruction signal to the first cylinder and the fuel injection instruction signal to the second cylinder overlap. . The predetermined value A can be a constant value (for example, 85%), but is not limited to this, and may be a variable value set in advance so that the magnitude thereof changes according to the intake air temperature, for example. .
Specifically, the advance angle control means advances the fuel injection timing at least in the first combustion cycle after the occurrence of the first explosion at least for the cylinder in which the fuel injection is performed first after the occurrence of the first explosion. This is because, as a result of the rapid increase in the rotational speed NE due to the first explosion, the overlap of the fuel injection period with other cylinders in the first combustion cycle after the first explosion occurs, particularly for the cylinder where fuel injection is performed first. This is because it becomes easy to occur.
Further, when the fuel injection timing is advanced, the advance control means specifically advances the fuel injection timing to a greater degree as the alcohol concentration of the alcohol-mixed fuel is higher. In this regard, specifically, the fuel injection timing is advanced by the required advance amount ΔAinj. The required advance amount ΔAinj is obtained by determining the magnitude of the predetermined value C as described later, and setting the determined predetermined value C as the required advance amount ΔAinj.
燃圧上昇制御手段は初爆発生後の最初の燃焼サイクルにおける第1の気筒への燃料噴射指示信号と、第1の気筒と異なる第2の気筒への燃料噴射指示信号とが重複する場合に、第1の気筒の燃圧を上昇させる。
この点、燃圧上昇制御手段は具体的にはアルコール混合燃料のアルコール濃度が所定値Aよりも高い場合に、アルコール濃度が所定値A以下である場合よりも燃圧を上昇させる。
また、燃圧上昇制御手段は具体的には初爆発生後、少なくとも最初に燃料噴射が行われる気筒につき、少なくとも初爆発生後の最初の一燃焼サイクルにおいて燃圧を上昇させる。
さらに燃圧を上昇させるにあたり、燃圧上昇制御手段は具体的にはアルコール混合燃料のアルコール濃度が大きいほど、より大きな度合いで燃圧を上昇させる。この点、燃圧は具体的には燃圧要求増加量の分だけ増加される。そして燃圧要求増加量は所定値Dの大きさを後述するように決定し、決定した所定値Dを燃圧要求増加量に設定することで求められる。
The fuel pressure increase control means determines whether the fuel injection instruction signal to the first cylinder in the first combustion cycle after the first explosion occurs and the fuel injection instruction signal to the second cylinder different from the first cylinder overlap. Increase the fuel pressure of one cylinder.
Specifically, the fuel pressure increase control means increases the fuel pressure when the alcohol concentration of the alcohol-mixed fuel is higher than the predetermined value A than when the alcohol concentration is equal to or lower than the predetermined value A.
Specifically, the fuel pressure increase control means increases the fuel pressure at least in the first combustion cycle after the occurrence of the first explosion at least for the cylinder in which fuel injection is performed first after the occurrence of the first explosion.
In further increasing the fuel pressure, specifically, the fuel pressure increase control means increases the fuel pressure to a greater degree as the alcohol concentration of the alcohol-mixed fuel increases. In this respect, specifically, the fuel pressure is increased by an amount corresponding to the increase in fuel pressure requirement. The fuel pressure request increase amount is obtained by determining the magnitude of the predetermined value D as described later, and setting the determined predetermined value D as the fuel pressure request increase amount.
次にECU1Aの動作を図2および図3を用いて説明する。図2はECU1Aの動作をフローチャートで示す図であり、図3はこれに対応するタイムチャートの一例を示す図である。ECU1Aでは、図2のフローチャートに示す処理がごく短い時間間隔で繰り返し実行される。なお、図3では燃料噴射時期および燃圧を特段変更しない従来の燃料噴射指示信号の様子も参考として同時に示している。
まず、図3について説明する。図3に示すようにクランキングが開始されると、これに応じて回転数NEが上昇する。クランキング開始時の#1気筒から#4気筒までの各気筒の燃焼サイクルの行程はそれぞれ圧縮行程、吸気行程、排気行程、膨張行程となっている。この状態では、圧縮行程にある#1気筒で点火が行われ、吸気行程にある#3気筒に対して燃料噴射指示が行われる。燃圧は各気筒で要求噴射量を噴射するために必要な大きさに設定されている。
Next, the operation of the
First, FIG. 3 will be described. When cranking is started as shown in FIG. 3, the rotational speed NE increases accordingly. The strokes of the combustion cycles of the
続いて次の行程に進んだ状態では、#1気筒で初爆が発生しなかったため、回転数NEの大きさはそのままとなっている。このときには圧縮行程にある#3気筒で点火が行われ、吸気行程にある#4気筒に対して燃料噴射指示が行われる。そしてこの例では、点火が行われた#3気筒で初爆が発生し、これに応じて回転数NEが上昇する。一方、次の行程に進んだ状態では、圧縮行程にある#4気筒で点火が行われ、吸気行程にある#2気筒に対して燃料噴射指示が行われる。すなわち、この例では#2気筒が初爆発生後、最初の燃料噴射が行われる気筒となっており、#2気筒が第1の気筒に相当する気筒となっている。また初爆発生後、最初の一燃焼サイクルは#2気筒については、燃料噴射が行われる吸気行程から次の排気行程(図示省略)までとなっている。 Subsequently, in the state of proceeding to the next stroke, since the first explosion did not occur in the # 1 cylinder, the magnitude of the rotational speed NE remains unchanged. At this time, ignition is performed in the # 3 cylinder in the compression stroke, and a fuel injection instruction is issued to the # 4 cylinder in the intake stroke. In this example, the first explosion occurs in the # 3 cylinder that has been ignited, and the rotational speed NE increases accordingly. On the other hand, in the state of proceeding to the next stroke, ignition is performed in the # 4 cylinder in the compression stroke, and a fuel injection instruction is issued to the # 2 cylinder in the intake stroke. That is, in this example, the # 2 cylinder is a cylinder in which the first fuel injection is performed after the first explosion occurs, and the # 2 cylinder is a cylinder corresponding to the first cylinder. In addition, after the first explosion, the first combustion cycle is from the intake stroke where fuel injection is performed to the next exhaust stroke (not shown) for the # 2 cylinder.
ところが、初爆により回転数NEが急激に上昇すると、例えば#2気筒につき、吸気行程からさらに次の圧縮行程に進むまでの時間が短くなる一方で、この場合であっても大幅に増加させた要求噴射量を噴射する必要がある。このため従来例では、要求噴射量を噴射すべく#2気筒に対して行われた燃料噴射指示が吸気行程から次の圧縮行程にかけて行われることになる。そしてこのため、従来例では次の行程に進んだ状態で#1気筒と#2気筒とに対する燃料噴射指示信号それぞれが重複することになる。この例では#1気筒が第2の気筒に相当する気筒となっている。 However, when the rotational speed NE suddenly increases due to the first explosion, for example, for # 2 cylinder, the time from the intake stroke to the next compression stroke is shortened, but even in this case, it is greatly increased. It is necessary to inject the required injection amount. Therefore, in the conventional example, the fuel injection instruction given to the # 2 cylinder to inject the required injection amount is performed from the intake stroke to the next compression stroke. For this reason, in the conventional example, the fuel injection instruction signals for the # 1 cylinder and the # 2 cylinder are overlapped in the state of proceeding to the next stroke. In this example, the # 1 cylinder is a cylinder corresponding to the second cylinder.
このようなエンジン50の始動態様に対して、ECU1Aでは図2に示すように処理が行われる。まずECU1Aはエンジン(E/G)始動要求があるか否かを判定する(ステップS11)。エンジン始動要求があるか否かは、例えばイグニッションSWがONであるか否かで判定することができる。肯定判定であれば、ECU1Aはセンサ出力に基づき吸気温度およびエタノール濃度を推定する(ステップS12)。すなわち、本ステップで燃料性状の判定が行われる。なお、アルコール濃度は例えば公知技術を利用して適宜検出(推定)されてよい。この点、アルコール濃度は例えばエンジン50の排気空燃比を検出するためのA/Fセンサの出力に基づき検出されてもよい。続いてECU1Aは推定したエタノール濃度が所定値Aよりも大きいか否かを判定する(ステップS13)。本ステップで燃料が高濃度エタノール混合燃料であるか否かが判定される。この点、エタノール濃度が所定値Aよりも大きい場合に、従来例では図3に示すように第1の気筒に相当する#2気筒への燃料噴射指示信号と、第2の気筒に相当する#1気筒への燃料噴射指示信号とが重複することになる。
With respect to such a starting mode of the
ステップS13で肯定判定であれば、高濃度エタノール燃料であると判断される。このときECU1Aは推定した吸気温度が所定値Bよりも小さいか否かを判定する(ステップS14)。所定値Bは極低温条件であるか否かを判定するために予め設定された値であり、例えば−30℃に設定することができる。本ステップで極低温条件であるか否かが判定される。ステップS11、S13またはS14で否定判定であれば特段の処理を要しないため本フローチャートを一旦終了する。
If a positive determination is made in step S13, it is determined that the fuel is high-concentration ethanol fuel. At this time, the
一方、ステップS14で肯定判定であれば、極低温条件であると判断される。このときECU1Aは初爆が発生したときにONに設定する初爆判定フラグの情報を取得するとともに(ステップS15)、初爆判定フラグがONであるか否かを判定する(ステップS16)。なお、初爆が発生したか否かは例えば回転数NEが上昇したか否かで判定することができる。ステップS16で否定判定であれば、ステップS15に戻る。
On the other hand, if an affirmative determination is made in step S14, it is determined that the cryogenic condition is satisfied. At this time, the
一方、ステップS16で肯定判定であれば、ECU1Aは噴射時期の要求進角量ΔAinjを所定値Cとする(ステップS17)。所定値Cは図4に模式的に示すようにエタノール濃度に応じて、エタノール濃度が高いほどより大きくなるようにマップデータで予め設定されている。このためこれにより、エタノール濃度が大きいほど、より大きな度合いで燃料噴射時期を進角させることができる。続いてECU1Aは燃圧要求増加量を所定値Dとする(ステップS18)。所定値Dは図5に模式的に示すようにエタノール濃度に応じて、エタノール濃度が高いほどより大きくなるようにマップデータで予め設定されている。このためこれにより、エタノール濃度が高いほど、より大きな度合いで燃圧を上昇させることができる。なお、図3および図4に示すマップデータは予めROMに格納されている。
On the other hand, if the determination in step S16 is affirmative, the
上述のステップS17では、初爆発生後、最初に燃料噴射が行われる#2気筒の燃料噴射時期が要求進角量ΔAinj分だけ進角される。また上述のステップS18では燃圧が上昇するため、#2気筒の燃料噴射期間が短縮される。このためECU1Aによれば、図3に示すように#1気筒と#2気筒とに対する燃料噴射指示信号それぞれが重複することを回避できる。これにより燃料噴射に必要な燃料ポンプ12のポンプ能力が不足し、この結果、大幅に増加させた要求噴射量を噴射できなくなることを回避でき、以ってエンジン50の始動性を向上させることができる。また燃圧の上昇により、燃料の微粒化が促進されることから燃焼を促進でき、これにより始動時に排出される未燃HCを低減することもできる。
このようにECU1Aは、エタノール混合燃料を使用するエンジン50につき、高濃度エタノール燃料を使用した場合であっても、極低温条件下でのエンジン50の始動性を向上させることができる。またECU1Aは始動時に排出される未燃HCを低減することもできる。
In step S17 described above, the fuel injection timing of the # 2 cylinder where fuel injection is first performed after the initial explosion occurs is advanced by the required advance amount ΔAinj. Further, in step S18 described above, the fuel pressure increases, so the fuel injection period of the # 2 cylinder is shortened. Therefore, according to the
As described above, the
本実施例に係るECU1Bは、以下に示す修正制御手段をさらに備える点以外、ECU1Aと実質的に同一のものとなっている。またECU1Bに関連する各構成はECU1Aの場合と同様となっている。このため本実施例ではECU1Bおよび関連する各構成については図示省略する。なお、修正制御手段はECU1AのROMに格納されたプログラムを変更することで実現できる。
The ECU 1B according to the present embodiment is substantially the same as the
修正制御手段は発生した初爆が完爆しなかった場合に燃圧の修正量を算出する。
この点、修正制御手段は具体的にはエンジンの始動状態ないし燃焼状態に基づき、燃圧の修正量を算出する。すなわち初爆が完爆しなかったときのエンジン50のトルクに応じて、初爆による発生トルクが小さいほど、燃圧を大きく昇圧するように燃圧の修正量を算出する。
またこのように燃圧の修正量を算出するにあたり、修正制御手段はさらに具体的にはクランク角センサ72の出力(或いは回転数NE)に基づき、燃圧の修正量を算出する。但しこれに限られず、修正制御手段は例えば筒内圧に基づき、燃圧の修正量を算出することなども可能である。
なお、本実施例では初爆が完爆したか否かを後述するように回転数NEが低下したか否かで判定するが、初爆が完爆したか否かはこれに限られず、エンジン50の始動状態ないし燃焼状態に基づき適宜判定されてよい。この点、初爆が完爆したか否かは例えば筒内圧に基づき判定することも可能である。
The correction control means calculates the correction amount of the fuel pressure when the first explosion that has occurred does not complete.
Specifically, the correction control means calculates the fuel pressure correction amount based on the engine starting state or combustion state. That is, according to the torque of the
Further, in calculating the fuel pressure correction amount in this way, the correction control means more specifically calculates the fuel pressure correction amount based on the output (or rotational speed NE) of the
In the present embodiment, whether or not the first explosion has been completed is determined based on whether or not the rotational speed NE has decreased, as will be described later, but whether or not the first explosion has been completed is not limited to this. The determination may be made as appropriate based on the 50 starting states or combustion states. In this regard, whether or not the first explosion has been completed can be determined based on, for example, the in-cylinder pressure.
次にECU1Bの動作を図6に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本フローチャートはステップS21からS25までが追加されている点以外、図2に示すフローチャートと同一のものとなっている。このため本実施例では特にこれらのステップについて説明する。ステップS18に続いて、ECU1Bは回転数NEが低下したか否かを判定する(ステップS21)。肯定判定であれば、ECU1Bは、回転数NEが低下したことを示す回転数NE低下フラグをONにし(ステップS22)、否定判定であれば、回転数NE低下フラグをOFFにする(ステップS23)。続いてECU1Bは回転数NE低下フラグがONであるか否かを判定する(ステップS24)。否定判定であれば回転数NEが上昇したことから、完爆したと判断される。このときには特段の処理を要しないため本フローチャートを終了する。 Next, the operation of the ECU 1B will be described using the flowchart shown in FIG. This flowchart is the same as the flowchart shown in FIG. 2 except that steps S21 to S25 are added. Therefore, in the present embodiment, these steps will be particularly described. Subsequent to step S18, the ECU 1B determines whether or not the rotational speed NE has decreased (step S21). If the determination is affirmative, the ECU 1B turns on a rotation speed NE decrease flag indicating that the rotation speed NE has decreased (step S22). If the determination is negative, the ECU 1B turns off the rotation speed NE decrease flag (step S23). . Subsequently, the ECU 1B determines whether or not the rotation speed NE decrease flag is ON (step S24). If the determination is negative, it is determined that the explosion has been completed because the rotational speed NE has increased. Since no special processing is required at this time, this flowchart is terminated.
一方、ステップS24で肯定判定であれば、回転数NEが低下したことから、完爆しなかったと判断される。このような状況は例えばインジェクタ51や点火プラグ52の性能が経時変化により低下した場合に発生し得る。このため、ステップS24で肯定判定であった場合には、ECU1Bは燃圧を修正する(ステップS25)。具体的には前述のように初爆による発生トルクが小さいほど、燃圧を大きく昇圧するように修正量を算出し、算出した修正量で燃圧を修正する。これにより燃料の微粒化を促進することができ、以って仮に経時変化等に起因して初爆が完爆せずにエンジン50の始動性不良が発生した場合でも、エンジン50の始動性を向上させることができる。なお、初爆が完爆しなかった場合には、次の点火による爆発を初爆として次のルーチンを実行する。
このようにECU1Bは、ECU1Aと比較して、仮に初爆が完爆せずにエンジン50の始動不良性が発生した場合でも、さらに燃料の微粒化を促進してエンジン50の始動性を向上させることができる。
On the other hand, if the determination in step S24 is affirmative, it is determined that the complete explosion has not occurred because the rotational speed NE has decreased. Such a situation may occur, for example, when the performance of the
In this way, the ECU 1B improves the startability of the
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
例えば進角制御手段はアルコール混合燃料のアルコール濃度に代えて、またはアルコール濃度だけでなくさらに吸気温度に応じて、吸気温度が低いほど燃料噴射時期を進角させてもよい。また燃圧上昇手段もアルコール混合燃料のアルコール濃度に代えて、またはアルコール濃度だけでなくさらに吸気温度に応じて、吸気温度が低いほど燃圧を上昇させてもよい。この点、アルコール濃度と吸気温度とに応じて燃料噴射時期を進角させたり、燃圧を上昇させたりすることで、燃料噴射時期の重複の回避を高い精度で行うこともさらに可能になる。
The embodiment described above is a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
For example, the advance angle control means may advance the fuel injection timing as the intake air temperature is lower in place of the alcohol concentration of the alcohol-mixed fuel or in accordance with not only the alcohol concentration but also the intake air temperature. Further, the fuel pressure raising means may raise the fuel pressure as the intake air temperature is lower, instead of the alcohol concentration of the alcohol mixed fuel, or according to not only the alcohol concentration but also the intake air temperature. In this respect, it is possible to avoid the overlap of the fuel injection timing with high accuracy by advancing the fuel injection timing or increasing the fuel pressure according to the alcohol concentration and the intake air temperature.
また、例えば進角制御手段に係る燃料噴射時期の進角や、燃圧上昇制御手段に係る燃圧の上昇は、必要に応じて気筒間で燃料噴射時期の重複が発生しないようにするために必要な気筒で適宜行われてもよく、さらに必要な期間、適宜継続されてもよい。またこのとき燃料噴射時期の進角度合いや、燃圧の上昇度合いは適宜変更されてもよい。 Further, for example, the advance of the fuel injection timing related to the advance angle control means and the increase of the fuel pressure related to the fuel pressure increase control means are necessary to prevent the fuel injection timing from overlapping between cylinders as necessary. It may be appropriately performed in the cylinder, and may be continued as necessary for a necessary period. At this time, the advance angle of the fuel injection timing and the increase degree of the fuel pressure may be appropriately changed.
また進角制御手段や燃圧上昇制御手段や修正制御手段はECU1で実現することが合理的であるが、例えばその他の電子制御装置や専用の電子回路などのハードウェアやこれらの組み合わせによって実現されてもよい。この点、本発明のエンジンの制御装置は例えば複数の電子制御装置や電子制御装置と電子回路等のハードウェアとの組み合わせで実現されてもよい。すなわち本発明のエンジンの制御装置は例えば分散制御的な態様で実現されてもよい。同様に進角制御手段などの各手段についても分散制御的な態様で実現されてよい。
The advance angle control means, the fuel pressure increase control means, and the correction control means are rationally realized by the
1 ECU
10 燃料供給系統10
11 燃料タンク
12 燃料ポンプ
13 燃料フィルタ
14 圧力レギュレータ
20 アルコールセンサ
50 エンジン
51 インジェクタ
52 点火プラグ
53 ディストリビュータ
54 イグナイタ
55 吸気ポート
71 水温センサ
72 クランク角センサ
73 吸気温センサ
1 ECU
10
DESCRIPTION OF
Claims (10)
極低温条件下で、初爆発生後の最初の燃焼サイクルにおける第1の気筒への燃料噴射指示信号と、前記第1の気筒と異なる第2の気筒への燃料噴射指示信号とが重複する場合に、前記第1の気筒の燃料噴射時期を進角させる進角制御手段を備えることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。 For multi-cylinder engines that use alcohol blended fuel,
When the fuel injection instruction signal to the first cylinder in the first combustion cycle after the first explosion occurs overlaps with the fuel injection instruction signal to the second cylinder different from the first cylinder under a cryogenic condition. A control apparatus for a multi-cylinder engine, comprising an advance angle control means for advancing the fuel injection timing of the first cylinder.
極低温条件下で、初爆発生後の最初の燃焼サイクルにおける第1の気筒への燃料噴射指示信号と、前記第1の気筒と異なる第2の気筒への燃料噴射指示信号とが重複する場合に、前記第1の気筒の燃圧を上昇させる燃圧上昇制御手段を備えることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。 For multi-cylinder engines that use alcohol blended fuel,
When the fuel injection instruction signal to the first cylinder in the first combustion cycle after the first explosion occurs overlaps with the fuel injection instruction signal to the second cylinder different from the first cylinder under a cryogenic condition. A control apparatus for a multi-cylinder engine, comprising fuel pressure increase control means for increasing the fuel pressure of the first cylinder.
極低温条件下で、初爆発生後の最初の燃焼サイクルにおける第1の気筒への燃料噴射指示信号と、前記第1の気筒と異なる第2の気筒への燃料噴射指示信号とが重複する場合に、前記第1の気筒の燃料噴射時期を進角させる進角制御手段と、
極低温条件下で、初爆発生後の最初の燃焼サイクルにおける第1の気筒への燃料噴射指示信号と、前記第1の気筒と異なる第2の気筒への燃料噴射指示信号とが重複する場合に、前記第1の気筒の燃圧を上昇させる燃圧上昇制御手段とを備えることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。 For multi-cylinder engines that use alcohol blended fuel,
When the fuel injection instruction signal to the first cylinder in the first combustion cycle after the first explosion occurs overlaps with the fuel injection instruction signal to the second cylinder different from the first cylinder under a cryogenic condition. An advance angle control means for advancing the fuel injection timing of the first cylinder;
When the fuel injection instruction signal to the first cylinder in the first combustion cycle after the first explosion occurs overlaps with the fuel injection instruction signal to the second cylinder different from the first cylinder under a cryogenic condition. And a fuel pressure increase control means for increasing the fuel pressure of the first cylinder.
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