JP2009216035A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、バルブタイミングを可変に設定する可変動弁機構を搭載した内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine equipped with a variable valve mechanism that variably sets a valve timing.
従来、例えば特許文献1(特開2001−355462号公報)に開示されているように、可変動弁機構を備えた内燃機関の制御装置が知られている。この種の従来技術による内燃機関の制御装置では、内燃機関が低回転、低負荷運転を行っているときに、排気弁早閉じ制御を実行する構成としている。 Conventionally, as disclosed in, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-355462), a control device for an internal combustion engine including a variable valve mechanism is known. In this type of prior art control device for an internal combustion engine, the exhaust valve early closing control is executed when the internal combustion engine is operating at a low speed and a low load.
排気弁早閉じ制御では、排気バルブの閉弁タイミングを通常よりも進角させる。これにより、吸気上死点の近傍では、吸気バルブと排気バルブが閉弁するマイナスオーバーラップ期間が生じる。マイナスオーバーラップ期間中には、気筒内に残留した排気ガスが圧縮されるので、吸気バルブの開弁時には、吸気系に向けて排気ガスの吹き返しが生じる。この吹き返しにより、排気エミッションを改善することが可能となる。 In the exhaust valve early closing control, the closing timing of the exhaust valve is advanced more than usual. Thereby, in the vicinity of the intake top dead center, a minus overlap period in which the intake valve and the exhaust valve are closed occurs. Since the exhaust gas remaining in the cylinder is compressed during the minus overlap period, exhaust gas blows back toward the intake system when the intake valve is opened. This blowback makes it possible to improve exhaust emission.
また、従来技術では、アイドル運転を行うときに、排気弁早閉じ制御を実行せず、排気バルブをほぼ吸気上死点で閉弁させる構成としている。これにより、排気ガスの吹き返しが少ない(または生じない)分だけ燃焼性が安定するので、従来技術では、アイドル安定性を向上させるようにしている。 Further, in the prior art, when performing idle operation, the exhaust valve is not closed early, but the exhaust valve is closed at the intake top dead center. As a result, the combustibility is stabilized by the amount of exhaust gas that is blown back little (or does not occur). Therefore, in the prior art, the idle stability is improved.
ところで、上述した従来技術では、アイドル運転時に排気弁早閉じ制御を実行せず、燃焼性を安定させるようにしている。この場合、排気弁早閉じ制御には、排気エミッションや燃費性能が改善するというメリットがあるので、アイドル運転時でも排気弁早閉じ制御を実行したいという要求がある。 By the way, in the above-described prior art, the exhaust valve early closing control is not executed during the idling operation, and the combustibility is stabilized. In this case, since the exhaust valve early closing control has an advantage of improving exhaust emission and fuel efficiency, there is a demand for executing the exhaust valve early closing control even during idle operation.
しかしながら、排気ガスの吹き返し流量は、内燃機関の運転状態に応じて変化する。このため、アイドル運転時に排気弁早閉じ制御を行うと、運転状態によっては吹き返しのガス量が過剰となる虞れがある。この場合には、燃焼性が悪化してアイドル安定性が損なわれる。このため、従来技術では、アイドル運転時に排気弁早閉じ制御の実施が可能であっても、この早閉じ制御とアイドル安定性とを両立させるのが難しいという問題がある。 However, the exhaust gas blow-back flow varies depending on the operating state of the internal combustion engine. For this reason, if exhaust valve early closing control is performed during idle operation, the amount of blown back gas may become excessive depending on the operating state. In this case, the combustibility deteriorates and the idle stability is impaired. For this reason, the prior art has a problem that it is difficult to achieve both the early closing control and the idle stability even when the exhaust valve early closing control can be performed during the idling operation.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、排気弁早閉じ制御によりアイドル運転時の燃費性能や排気エミッションを改善しつつ、アイドル安定性も確保することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an internal combustion engine capable of ensuring idle stability while improving fuel efficiency performance and exhaust emission during idle operation by exhaust valve early closing control. The object is to provide an engine control device.
第1の発明は、内燃機関の吸気バルブと排気バルブのうち、少なくとも排気バルブのバルブタイミングを可変に設定する可変動弁機構と、
前記可変動弁機構を作動させることにより、前記排気バルブの閉弁タイミングを進角させ、吸気系に排気ガスの吹き返しを生じさせる排気弁早閉じ制御手段と、
内燃機関のアイドル運転中に、前記排気弁早閉じ制御手段により設定される前記排気バルブの閉弁タイミングを機関回転数に応じて補正する回転対応補正手段と、
を備えることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a variable valve mechanism for variably setting at least an exhaust valve timing among an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine,
An exhaust valve early closing control means for advancing the closing timing of the exhaust valve by operating the variable valve mechanism and causing the exhaust gas to blow back into the intake system;
Rotation correspondence correcting means for correcting the closing timing of the exhaust valve set by the exhaust valve early closing control means during idle operation of the internal combustion engine according to the engine speed;
It is characterized by providing.
第2の発明によると、第1の発明において、
前記回転対応補正手段は、前記アイドル運転中の機関回転数が高いほど、前記排気バルブの閉弁タイミングを遅角させる構成としている。
According to the second invention, in the first invention,
The rotation correspondence correcting unit is configured to retard the closing timing of the exhaust valve as the engine speed during the idle operation is higher.
第3の発明は、第1または第2の発明において、
内燃機関の温度状態を検出する温度検出手段と、
前記アイドル運転中の温度状態が高いほど、前記排気バルブの閉弁タイミングを遅角させる温度対応補正手段と、
を備える構成としている。
According to a third invention, in the first or second invention,
Temperature detecting means for detecting the temperature state of the internal combustion engine;
The temperature corresponding correction means for retarding the closing timing of the exhaust valve, as the temperature state during the idle operation is higher,
It is set as the structure provided with.
第1の発明によれば、排気弁早閉じ制御手段は、アイドル運転中に排気バルブの閉弁タイミングを進角させることにより、排気ガスの吹き返しを生じさせることができる。このとき、回転対応補正手段は、排気弁早閉じ制御手段により設定される排気バルブの閉弁タイミングを機関回転数に応じて補正することができる。このため、機関回転数の変化に応じて排気ガスの吹き返し流量が増減しても、閉弁タイミングを補正することで吹き返し流量を適切に制御することができる。 According to the first invention, the exhaust valve early closing control means can cause exhaust gas to blow back by advancing the closing timing of the exhaust valve during idle operation. At this time, the rotation correspondence correcting means can correct the closing timing of the exhaust valve set by the exhaust valve early closing control means in accordance with the engine speed. For this reason, even if the exhaust gas blowback flow rate increases or decreases according to the change in the engine speed, the blowback flow rate can be appropriately controlled by correcting the valve closing timing.
これにより、アイドル運転中には、回転数の変化による燃焼状態の悪化を回避しつつ、排気弁早閉じ制御の効果を最大限に発揮することができる。従って、アイドル運転時の燃費性能や排気エミッションを改善することができ、これと並行してアイドル安定性も確保することができる。 Thereby, during idle operation, the effect of the exhaust valve early closing control can be maximized while avoiding deterioration of the combustion state due to the change in the rotational speed. Therefore, fuel efficiency performance and exhaust emission during idling can be improved, and at the same time, idling stability can be ensured.
第2の発明によれば、回転対応補正手段は、アイドル運転中の機関回転数が高いほど、排気バルブの閉弁タイミングを遅角側に補正することができる。これにより、低回転時には、吹き返し流量が比較的少ないので、排気バルブの閉弁タイミングを進角した状態に保持することができる。この結果、吹き返しが燃焼状態に与える影響を抑えつつ、排気弁早閉じ制御を積極的に行うことができる。 According to the second aspect of the invention, the rotation correspondence correcting unit can correct the valve closing timing of the exhaust valve to the retard side as the engine speed during idling is higher. Thereby, at the time of low rotation, since the blow-back flow rate is relatively small, it is possible to keep the valve closing timing of the exhaust valve advanced. As a result, exhaust valve early closing control can be positively performed while suppressing the influence of blowback on the combustion state.
また、機関回転数が高いときには、その分だけ排気バルブの閉弁タイミングを遅角させることができる。これにより、回転上昇の影響で排気ガスの吹き返し流量が増える分を、閉弁タイミングの遅角により打消すことができ、燃焼の安定度に応じて排気ガスの吹き返し流量を適切に制御することができる。 Further, when the engine speed is high, the valve closing timing of the exhaust valve can be retarded accordingly. As a result, the increase in the exhaust gas blow-back flow rate due to the increase in rotation can be canceled out by retarding the valve closing timing, and the exhaust gas blow-back flow rate can be appropriately controlled according to the stability of combustion. it can.
第3の発明によれば、温度対応補正手段は、アイドル運転中の温度状態が高いほど、排気バルブの閉弁タイミングを遅角側に補正することができる。この場合、例えば冷間ファーストアイドル運転時のような低水温時には、内燃機関のフリクションが大きく、高負荷運転が行われるので、燃焼状態に余裕があり、排気ガスの吹き返し流量を増やすことが可能となる。 According to the third invention, the temperature correspondence correcting means can correct the valve closing timing of the exhaust valve to the retard side as the temperature state during the idling operation is higher. In this case, for example, when the water temperature is low, such as during cold first idle operation, the internal combustion engine has a large friction and high load operation is performed.Therefore, there is a surplus in the combustion state, and the exhaust gas blow-back flow rate can be increased. Become.
従って、HC等の排出量が多い低水温時には、排気バルブの閉弁タイミングを進角状態に保持し、排気弁早閉じ制御の効果を十分に発揮させることができる。また、例えばホットアイドル運転時のような高水温時には、燃焼状態に余裕がないので、排気バルブの閉弁タイミングを遅角させることができる。これにより、吹き返しの影響を抑えることができ、燃焼状態の安定化を優先することができる。 Therefore, at the time of a low water temperature with a large discharge amount of HC or the like, the valve closing timing of the exhaust valve can be maintained in the advanced state, and the effect of the exhaust valve early closing control can be sufficiently exhibited. Further, for example, when the water temperature is high such as during hot idle operation, there is no allowance in the combustion state, so that the closing timing of the exhaust valve can be retarded. Thereby, the influence of blowback can be suppressed and stabilization of the combustion state can be prioritized.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
以下、図1乃至図8を参照しつつ、本発明の実施の形態1について説明する。まず、図1は、実施の形態1のシステム構成を説明するための全体構成図を示している。本実施形態のシステムは、例えば車両に搭載される多気筒型の内燃機関10を備えており、その各気筒内には、ピストン12との間に燃焼室14が設けられている。また、各気筒のピストン12は、クランク軸16に連結されている。また、内燃機関10は、クランク軸16の回転角(クランク角)を検出するためのクランク角センサ18を備えている。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, FIG. 1 shows an overall configuration diagram for explaining the system configuration of the first embodiment. The system of this embodiment includes a multi-cylinder
内燃機関の各気筒は、吸入空気が燃焼室14に向けて流通する吸気通路20と、燃焼室14から排気ガスが流出する排気通路22とを備えている。吸気通路20には、吸入空気量を検出するエアフローメータ24と、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ26とが設けられている。スロットルバルブ26は、アクセル開度等に基づいてスロットルモータ28により駆動される。
Each cylinder of the internal combustion engine includes an
また、内燃機関の各気筒は、吸入空気中に燃料を噴射する燃料噴射弁30と、混合気に点火する点火プラグ32と、燃焼室14を吸気通路20に対して開,閉する吸気バルブ34と、燃焼室14を排気通路22に対して開,閉する排気バルブ36とを備えている。吸気バルブ34の開,閉タイミング(バルブタイミング)は、吸気VVT38により可変に設定される。排気バルブ36の開,閉タイミングは、排気VVT40により可変に設定される。これらのVVT(Variable Valve Timing system=可変バルブタイミング機構)38,40は、本実施の形態の可変動弁機構を構成している。
Each cylinder of the internal combustion engine has a
また、VVT38,40は、例えば特開2003−293711号公報等に記載されているような公知の技術を用いて構成されている。そして、吸気VVT38は、後述のECU50から入力される指令信号に応じて吸気バルブ34の位相(開弁タイミング及び閉弁タイミング)を進角または遅角させる。
The
また、排気側のVVT40も同様に、ECU50の指令信号に応じて排気バルブ36の位相を進角または遅角させる。一方、内燃機関10は、冷却水の温度を検出する温度検出手段としての水温センサ42を備えている。
Similarly, the exhaust-
さらに、本実施の形態のシステムは、内燃機関10の運転状態を制御するためのECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50は、例えばROM、RAM等の記憶回路を有するマイクロコンピュータにより構成されている。
Furthermore, the system of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 50 for controlling the operating state of the
ECU50の入力側には、クランク角センサ18、エアフローメータ24、水温センサ42等を含むセンサ系統が接続されている。ECU50の出力側には、スロットルモータ28、燃料噴射弁30、点火プラグ32、VVT38,40等を含む各種のアクチュエータが接続されている。
A sensor system including the
そして、ECU50は、内燃機関の運転状態をセンサ系統により検出しつつ、各アクチュエータを駆動することにより運転制御を実施する。この運転制御には、内燃機関がアイドル状態であるときに、機関回転数をアイドル目標回転数に保持するためのアイドル運転制御が含まれている。
Then, the
この場合、アイドル目標回転数は、例えば水温センサ42により検出した冷却水の温度等に応じて可変に設定される。即ち、例えば冷間状態でのファーストアイドル運転時(冷間F/I時)には、後述の図5に示すように、アイドル目標回転数が通常よりも高い回転数に設定される。また、暖機後のホットアイドル運転時には、冷間F/I時と比べて低いアイドル目標回転数が用いられる。
In this case, the target idle speed is variably set according to the temperature of the cooling water detected by the
また、ECU50による運転制御には、VVT38,40を用いて行われる通常のバルブタイミング制御、排気弁早閉じ制御、回転対応補正制御、及び温度対応補正制御も含まれている。以下、これらの制御について説明する。
Further, the operation control by the
(通常のバルブタイミング制御)
ECU50は、例えば内燃機関の加速運転時のように、排気弁早閉じ制御を実行しないときに、VVT38,40を用いて通常のバルブタイミング制御(以下、通常制御と称す)を実行する。図2は、通常制御におけるバルブリフト量とクランク角との関係を示している。なお、図2は、通常制御の一例を示すものである。
(Normal valve timing control)
The
この図に示すように、通常制御では、排気バルブ36の閉弁タイミングが吸気上死点の近傍に設定される。これにより、吸気上死点の近傍では、バルブ34,36のオーバーラップ期間が設けられている。この結果、通常制御の実行時には、排気弁早閉じ制御と比較して排気ガスの吹き返し流量が減少するか、または吹き返しが殆ど生じない状態となる。
As shown in this figure, in the normal control, the closing timing of the
(排気弁早閉じ制御)
本実施の形態では、アイドル運転時が行われるときに、排気弁早閉じ制御を実行する構成としている。図3は、排気弁早閉じ制御におけるバルブリフト量とクランク角との関係を示している。この図に示すように、排気弁早閉じ制御では、例えばVVT40により排気バルブ36の位相(開弁タイミングと閉弁タイミング)を進角させる。この結果、排気バルブ36は、通常制御よりも早いタイミングで閉弁することになる。
(Exhaust valve early closing control)
In the present embodiment, the exhaust valve early closing control is executed when the idling operation is performed. FIG. 3 shows the relationship between the valve lift amount and the crank angle in the exhaust valve early closing control. As shown in this figure, in the exhaust valve early closing control, the phase (opening timing and closing timing) of the
これにより、吸気上死点の近傍では、吸気バルブ34と排気バルブ36の両方が閉弁状態となるマイナスオーバーラップ期間が生じる。マイナスオーバーラップ期間中には、燃焼室14内に残された排気ガスが圧縮されて高温・高圧状態となる。この残留排気ガスは、吸気バルブ34の開弁時に燃焼室14から吸気ポートに向けて吹き返すので、排気弁早閉じ制御では、下記の図4に示すような効果を得ることができる。
As a result, in the vicinity of the intake top dead center, a minus overlap period occurs in which both the
図4(a)〜(c)は、内燃機関の燃焼状態に関係するパラメータと、吹き返しガスの温度との関係を示している。図中の通常制御については、排気弁早閉じ制御と同条件で比較するために、バルブオーバーラップにより排気弁早閉じ制御と同等の吹き返しガスを生じさせた場合を例示している。 FIGS. 4A to 4C show the relationship between the parameters related to the combustion state of the internal combustion engine and the temperature of the blowback gas. As for the normal control in the figure, in order to make a comparison under the same conditions as the exhaust valve early closing control, a case where blowback gas equivalent to the exhaust valve early closing control is generated by valve overlap is illustrated.
排気弁早閉じ制御では、通常制御と比較して高温・高圧の吹き返しガスが生じるので、吸気負圧は、図4(a)に示すように、通常制御と比べて小さくなる。この結果、ポンピングロスが減少するので、燃費性能を向上させることができる。また、吸気ポートに逆流した吹き返しガスは、噴射燃料と衝突することになる。このため、排気弁早閉じ制御では、図4(b)に示すように、噴射燃料の微粒化度が高くなり、燃焼状態が良くなる。この結果、燃費性能や排気エミッションを改善することができる。 In the early closing control of the exhaust valve, high-temperature and high-pressure blown-back gas is generated as compared with the normal control, so that the intake negative pressure is smaller than that in the normal control as shown in FIG. As a result, the pumping loss is reduced, so that the fuel efficiency can be improved. Moreover, the blow-back gas that has flowed back to the intake port collides with the injected fuel. For this reason, in the exhaust valve early closing control, as shown in FIG. 4B, the atomization degree of the injected fuel is increased and the combustion state is improved. As a result, fuel consumption performance and exhaust emission can be improved.
また、排気弁早閉じ制御では、高温の吹き返しガスを再圧縮することになるので、図4(c)に示すように、圧縮端でのガス温度も通常制御と比べて高くなり、燃焼改善を促進することができる。しかも、吹き返した排気ガスが再度燃焼に寄与するので、所謂EGR(内部EGR)効果が生じ、排気エミッションを更に改善することができる。 Further, in the exhaust valve early closing control, the high-temperature blown-back gas is recompressed. Therefore, as shown in FIG. 4C, the gas temperature at the compression end is higher than that in the normal control, and combustion is improved. Can be promoted. In addition, since the exhaust gas blown back contributes to combustion again, a so-called EGR (internal EGR) effect is produced, and exhaust emission can be further improved.
しかしながら、排気ガスの吹き返し流量は、内燃機関の運転状態に応じて変動する。このため、アイドル運転時に排気弁早閉じ制御を行うと、運転状態によっては吹き返しのガス量が過剰となる虞れがある。そこで、本実施の形態では、アイドル運転中に回転対応補正制御と温度対応補正制御を実施し、排気バルブの閉弁タイミングを運転状態に応じて補正する。これにより、上述した排気弁早閉じ制御の効果と、アイドル安定性とを両立させるようにしている。 However, the exhaust gas blow-back flow varies depending on the operating state of the internal combustion engine. For this reason, if exhaust valve early closing control is performed during idle operation, the amount of blown back gas may become excessive depending on the operating state. Therefore, in the present embodiment, the rotation correspondence correction control and the temperature correspondence correction control are performed during the idling operation, and the valve closing timing of the exhaust valve is corrected according to the operation state. Thus, the effect of the above-described exhaust valve early closing control and idle stability are made compatible.
(回転対応補正制御)
この補正制御は、排気弁早閉じ制御により設定される排気バルブの閉弁タイミングを、アイドル運転中の機関回転数に応じて補正するものである。排気弁早閉じ制御の実行中には、機関回転数が上昇すると、排気ガスの吹き返しが燃焼室内で再圧縮されるときの圧縮時間が短くなる。一般に、ピストンリングの嵌合隙間からクランク室側に漏れ出るブローバイガスの量は圧縮時間に応じて増減するので、圧縮時間が短くなると、ブローバイガスが減少する。
(Correction control for rotation)
In this correction control, the valve closing timing of the exhaust valve set by the exhaust valve early closing control is corrected in accordance with the engine speed during the idling operation. If the engine speed increases during execution of the exhaust valve early closing control, the compression time when the exhaust gas blow-back is recompressed in the combustion chamber is shortened. In general, the amount of blow-by gas that leaks from the fitting clearance of the piston ring to the crank chamber side increases or decreases according to the compression time. Therefore, when the compression time becomes shorter, the blow-by gas decreases.
また、圧縮時間が短くなると、燃焼室内のガスからシリンダ壁面に伝導する熱量も減少する。この結果、圧縮行程では、漏れの少ない排気ガスが高温状態で圧縮されることになるから、次の吸気行程では、比較的高温で多量の吹き返しガスが生じ、この吹き返しガスは、再び燃焼室に吸込まれて内部EGRガスとなる。 Further, when the compression time is shortened, the amount of heat conducted from the gas in the combustion chamber to the cylinder wall surface is also reduced. As a result, in the compression stroke, exhaust gas with little leakage is compressed at a high temperature, so that in the next intake stroke, a large amount of blown back gas is generated at a relatively high temperature, and this blown back gas again enters the combustion chamber. It is sucked into internal EGR gas.
このため、排気弁早閉じ制御では、排気バルブ36の進角量を一定とすれば、機関回転数が上昇するにつれて排気ガスの吹き返し流量、即ち、内部EGRガスの量が増大し、燃焼状態が悪化することになる。図5は、アイドル運転中の機関回転数Neと吹き返し流量との関係を示している。なお、アイドル運転の定常状態では、機関回転数がアイドル目標回転数とほぼ等しくなるように制御されている。
Therefore, in the early closing control of the exhaust valve, if the advance amount of the
この図に示すように、機関回転数(アイドル目標回転数)が高いときには、吹き返し流量が増大することが判る。そこで、回転対応補正制御では、アイドル運転中の機関回転数が高いほど、排気バルブ36の閉弁タイミングを遅角側に補正する構成としている。この構成によれば、低回転時には、吹き返し流量が比較的少ないので、排気バルブの閉弁タイミングを進角した状態に保持することができる。これにより、吹き返しが燃焼状態に与える影響を抑えつつ、排気弁早閉じ制御を積極的に行うことができる。
As shown in this figure, it is understood that when the engine speed (idle target speed) is high, the blowback flow rate increases. Therefore, in the rotation correction control, the valve closing timing of the
また、機関回転数が高いときには、その分だけ排気バルブ36の閉弁タイミングを遅角させることができる。これにより、回転上昇の影響で排気ガスの吹き返し流量が増える分を、閉弁タイミングの遅角により打消すことができ、燃焼の安定度に応じて排気ガスの吹き返し流量を適切に制御することができる。従って、アイドル運転中には、回転数の変化による燃焼状態の悪化を回避しつつ、排気弁早閉じ制御手段の効果を最大限に発揮することができる。
Further, when the engine speed is high, the valve closing timing of the
(温度対応補正制御)
図6は、冷間F/I運転とホットアイドル運転のそれぞれについて、アイドル運転中の負荷状態と燃焼状態とを示している。冷間F/I運転中は、内燃機関のフリクションが大きいので、高負荷運転が行われている。高負荷運転では、吸入空気量(吸入負圧)が増大しているので、ある程度の吹き返しが生じても、燃焼状態に余裕がある。一方、ホットアイドル運転中には、比較的低負荷状態となるので、排気ガスの吹き返しに対する燃焼状態の安定性は、冷間F/I運転時と比べて低下する。
(Temperature correction control)
FIG. 6 shows a load state and a combustion state during the idle operation for each of the cold F / I operation and the hot idle operation. During the cold F / I operation, the internal combustion engine has a large friction, and therefore a high load operation is performed. In high-load operation, the amount of intake air (intake negative pressure) increases, so there is a margin in the combustion state even if a certain amount of blowback occurs. On the other hand, during the hot idle operation, a relatively low load state is obtained, and thus the stability of the combustion state against exhaust gas blow-back is lower than that during the cold F / I operation.
そこで、温度対応補正制御では、冷却水温が高いほど、排気バルブ36の閉弁タイミングを遅角させる。つまり、低水温時には、排気ガスの吹き返し流量を増やすことが可能なので、閉弁タイミングを進角状態に保持し、排気弁早閉じ制御の効果を十分に発揮させることができる。特に、冷間F/I運転時は燃料リッチ状態であり、HC等の排出量が多いので、排気弁早閉じ制御により排気エミッションを改善することができる。
Therefore, in the temperature-adaptive correction control, the valve closing timing of the
また、高水温時には、排気バルブ36の閉弁タイミングを遅角させることができる。これにより、例えばホットアイドル運転時には、吹き返しの影響を抑えることができ、燃焼状態の安定化を優先することができる。
Further, when the water temperature is high, the closing timing of the
図7は、排気バルブの閉弁タイミングと、機関回転数及び水温との関係を示す特性線図である。この特性線図は、上述した回転対応補正制御と温度対応補正制御の内容をデータ化したものであり、例えば2次元のマップデータとしてECU50に予め記憶されている。図7に示すように、排気バルブ36の閉弁タイミングは、アイドル運転中の機関回転数Neが高いほど、また冷却水温が高いほど、遅角側に補正される。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the closing timing of the exhaust valve, the engine speed and the water temperature. This characteristic diagram is obtained by converting the contents of the above-described rotation correspondence correction control and temperature correspondence correction control into data, and is stored in advance in the
[実施の形態1を実現するための具体的な処理]
図8は、本実施の形態のシステム動作を実現するために、ECU50が実行するルーチンのフローチャートを示している。なお、図8に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものである。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 1]
FIG. 8 shows a flowchart of a routine executed by the
この図8に示すように、ECU50は、まず内燃機関がアイドル運転中であるか否かを判定する(ステップ100)。この判定が不成立のときには、例えば排気バルブ36の閉弁タイミングを吸気上死点の近傍まで遅角させることにより、通常のバルブタイミング制御を行う(ステップ102)。また、前記判定が成立したときには、クランク角センサ18の検出信号を用いて機関回転数Neを取得すると共に、水温センサ42により冷却水温を取得する(ステップ104)。
As shown in FIG. 8, the
次に、ステップ106では、取得した機関回転数と水温とに応じて図7のマップデータを参照することにより、排気弁早閉じ制御における排気バルブ36の閉弁タイミングを設定する。これにより、機関回転数と水温に応じて補正された閉弁タイミングを得ることができる。そして、閉弁タイミングの設定値に応じて排気VVT40を駆動することにより、排気弁早閉じ制御を行うことができる。
Next, in
上述したように、本実施の形態によれば、アイドル運転中に排気弁早閉じ制御を実行しつつ、燃焼状態に応じて排気ガスの吹き返し流量を適切に制御することができる。従って、アイドル運転時の燃費性能や排気エミッションを改善することができ、これと並行してアイドル安定性も確保することができる。 As described above, according to the present embodiment, the exhaust gas blowback flow rate can be appropriately controlled according to the combustion state while executing the exhaust valve early closing control during the idling operation. Therefore, fuel efficiency performance and exhaust emission during idling can be improved, and at the same time, idling stability can be ensured.
なお、前記実施の形態では、図8中のステップ106が排気弁早閉じ制御手段、回転対応補正手段及び温度対応補正手段の具体例を示している。また、回転対応補正手段と温度対応補正手段については、図7中のマップデータも具体例を示すものである。
In the above embodiment,
また、実施の形態では、機関回転数が高いほど、排気バルブ36の閉弁タイミングを遅角させる構成とした。しかし、本発明は、アイドル運転中の機関回転数に応じて閉弁タイミングを補正する点に特徴があるもので、必要があれば、アイドル運転中の機関回転数が低いほど、排気バルブの閉弁タイミングを遅角させる構成としてもよい。
In the embodiment, the higher the engine speed, the more retarded the closing timing of the
また、実施の形態では、水温センサ42により検出した冷却水温に応じて排気バルブの閉弁タイミングを補正する構成とした。しかし、本発明は冷却水温に限らず、内燃機関の温度状態が反映されるパラメータであれば、冷却水温以外のパラメータに応じて閉弁タイミングを補正する構成としてもよい。パラメータの例を挙げれば、排気ガスの温度、潤滑オイルの油温などである。
In the embodiment, the exhaust valve closing timing is corrected according to the cooling water temperature detected by the
また、実施の形態において、排気弁早閉じ制御手段は、マイナスオーバーラップ期間を生じさせることにより、排気ガスの吹き返しを発生させる構成とした。しかし、本発明の排気弁早閉じ制御手段は、排気ガスの吹き返しが発生するのであれば、必ずしもマイナスオーバーラップ期間を生じさせる必要はない。 In the embodiment, the exhaust valve early closing control means is configured to generate exhaust gas blow-back by generating a minus overlap period. However, the exhaust valve early closing control means of the present invention is not necessarily required to cause the minus overlap period as long as exhaust gas blows back.
10 内燃機関
12 ピストン
14 燃焼室
16 クランク軸
18 クランク角センサ
20 吸気通路
22 排気通路
24 エアフローメータ
26 スロットルバルブ
28 スロットルモータ
30 燃料噴射弁
32 点火プラグ
34 吸気バルブ
36 排気バルブ
38,40 VVT(可変動弁機構)
42 水温センサ(温度検出手段)
50 ECU
DESCRIPTION OF
42 Water temperature sensor (temperature detection means)
50 ECU
Claims (3)
前記可変動弁機構を作動させることにより、前記排気バルブの閉弁タイミングを進角させ、吸気系に排気ガスの吹き返しを生じさせる排気弁早閉じ制御手段と、
内燃機関のアイドル運転中に、前記排気弁早閉じ制御手段により設定される前記排気バルブの閉弁タイミングを機関回転数に応じて補正する回転対応補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A variable valve mechanism for variably setting the valve timing of at least the exhaust valve of the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine;
An exhaust valve early closing control means for advancing the closing timing of the exhaust valve by operating the variable valve mechanism and causing the exhaust gas to blow back into the intake system;
Rotation correspondence correcting means for correcting the closing timing of the exhaust valve set by the exhaust valve early closing control means during idle operation of the internal combustion engine according to the engine speed;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記アイドル運転中の温度状態が高いほど、前記排気バルブの閉弁タイミングを遅角させる温度対応補正手段と、
を備えてなる請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。 Temperature detecting means for detecting the temperature state of the internal combustion engine;
The temperature corresponding correction means for retarding the closing timing of the exhaust valve, as the temperature state during the idle operation is higher,
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, comprising:
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