DE10315783B4 - Otto internal combustion engine with direct cylinder injection and associated control method - Google Patents

Otto internal combustion engine with direct cylinder injection and associated control method Download PDF

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Abstract

Ottoverbrennungsmotor mit Kraftstoffdirekteinspritzung mit einem Abgasrückführsystem zur Rückführung und Zirkulation eines Verbrennungsgases im Zylinder (10), wobei
während eines Kaltstarts das Abgasrückführsystem betrieben wird und der Kraftstoff dem Zylinder (10) während eines Verdichtungstaktes zugeführt wird,
mit einer Einrichtung (3, 8) zur Bestimmung eines Einlasskanalunterdrucks, wobei das Abgasrückführsystem dann betrieben wird, wenn ein bestimmter Einlasskanalunterdruck gleich oder größer ist als ein bestimmtes Niveau.
Direct fuel injection direct injection gasoline engine having an exhaust gas recirculation system for recirculating and circulating a combustion gas in the cylinder (10), wherein
during a cold start, the exhaust gas recirculation system is operated and the fuel is supplied to the cylinder (10) during a compression stroke,
with means (3, 8) for determining intake port vacuum, wherein the exhaust gas recirculation system is operated when a certain intake port negative pressure is equal to or greater than a certain level.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Technisches Gebiet der ErfindungTechnical field of the invention

Die Erfindung betrifft einen Funkenzündungs- bzw. einen Ottoverbrennungsmotor mit Zylinderdirekteinspritzung, der direkt in einen Zylinder eingespritzten Kraftstoff unter Verwendung einer Zündkerze verbrennt, und insbesondere eine Technologie während des Kaltstarts des Motors.The Invention relates to a spark ignition or an Otto internal combustion engine with direct cylinder injection, the fuel injected directly into a cylinder using a spark plug burns, and in particular a technology during the cold start of the engine.

In letzter Zeit kam es zur Verwendung von Ottomotoren mit Zylinderdirekteinspritzung, mit denen eine magere Verbrennung erzielt werden kann. Ein Beispiel für einen solchen Motor ist eine Technologie, die in der japanischen Offenlegungsschrift 11–324778 offenbart ist, in der angegeben ist, dass zur gleichzeitigen Vermeidung von Ölverdünnung und Raucherzeugung während eines Kaltstarts, ein Einlassventil beim Überschreiten eines bestimmten Kurbelwellenwinkels nach dem Schließen eines Auslassventils geöffnet wird, und der Kraftstoff eingespritzt wird, während beide Ventile geschlossen sind. Durch die Vermeidung einer Überschneidung der Öffnungsperioden von Einlass- und Auslassventil bleibt heißes Verbrennungsgas in einer Brennkammer, und der Kraftstoff wird zur Erleichterung der Zerstäubung direkt in die Brennkammer eingespritzt. Dadurch kann eine Anlagerung von Kraftstoff am Kolbenboden und an einer Zylinderwand und somit sowohl Ölverdünnung als auch Rauchentstehung verhindert werden.In Recently, there has been the use of gasoline engines with direct cylinder injection, with which a lean burn can be achieved. An example for one Such a motor is a technology disclosed in Japanese Laid-Open Publication No. 11-324778 is disclosed in which it is stated that for simultaneous avoidance of oil thinning and Smoke generation during a cold start, an intake valve when exceeding a certain crankshaft angle after closing an exhaust valve opened and the fuel is injected while both valves are closed are. By avoiding an overlap of the opening periods From inlet and outlet valve hot combustion gas remains in one Combustion chamber, and the fuel is direct to facilitate atomization injected into the combustion chamber. This can be an attachment of Fuel on the piston head and on a cylinder wall and thus both oil dilution as also smoke formation can be prevented.

Die nachveröffentlichte DE 100 52 344 A1 , die als nächstkommender Stand der Technik angesehen wird, lehrt, beim Starten einer Brennkraftmaschine bzw. eines Ottomotors einen Druck auf den Kraftstoff auszuüben. Der Kraftstoff wird während eines Schichtbetriebs in einer Verdichtungsphase des Ottomotors eingespritzt. Ein Steuergerät für den Motor misst den auf den Kraftstoff wirkenden Druck und lässt den Schichtbetrieb in Abhängigkeit von diesem Druck zu oder nicht.The post-published DE 100 52 344 A1 , which is considered to be the closest prior art teaches to exert pressure on the fuel when starting an internal combustion engine or a gasoline engine. The fuel is injected during a shift operation in a compression phase of the gasoline engine. A control unit for the engine measures the pressure acting on the fuel and allows or not the shift operation depending on this pressure.

Die US 6,148,791 offenbart, ein Ein- und ein Auslassventil überlappend anzusteuern und gleichzeitig das Luft-/Kraftstoffverhältnis zu steuern. Dabei wird der Zeitabschnitt des Überlappens größer, wenn mehr Luft benötigt wird. Über den Ventilweg des Einlassventils kann die Luftmenge und das Überlappen verändert werden. Unter Höchstlast wird der Zeitabschnitt des Überlappens vergrößert.The US 6,148,791 discloses to overlap an inlet and an exhaust valve while controlling the air / fuel ratio. The period of overlap increases as more air is needed. The air flow and the overlap can be changed via the valve path of the inlet valve. Under maximum load, the period of overlap is increased.

Die US 6,340,014 B1 offenbart, eine Brennkraftmaschine vom Start bis zum Wirksamwerden des Katalysators im Schichtladungsbetrieb zu steuern. Dabei wird eine Wirbelschicht mit vergleichsweise hohem Kraftstoffanteil rund um die Zündstelle eingespritzt, während gleichzeitig im Rest des Zylinderraums vergleichsweise mageres Gemisch vorherrscht.The US 6,340,014 B1 discloses to control an internal combustion engine from the start to the effectiveness of the catalyst in the stratified charge mode. In this case, a fluidized bed with a comparatively high proportion of fuel is injected around the ignition point, while at the same time prevailing in the rest of the cylinder space comparatively lean mixture.

Da bei dieser Technologie der Kraftstoff während des Kaltstarts jedoch in einer frühen Phase des Ansaugtakts einspritzt wird, wird zur Durchführung einer homogenen Verbrennung ein dichtes, homogenes Gemisch gebildet, wodurch der Kraftstoffausnutzungsgrad verschlechtert wird.There however, with this technology, the fuel during the cold start in an early Phase of the intake stroke is injected, is to carry out a homogeneous combustion formed a dense, homogeneous mixture, causing the fuel efficiency is deteriorated.

Kurzdarstellung der ErfindungSummary the invention

Die Erfindung hat daher die Aufgabe, einen Ottoverbrennungsmotor mit Zylinderdirekteinspritzung und ein zugehöriges Steuerverfahren zu schaffen, mit dem eine Verbesserung des Kraftstoffausnutzungsgrads während des Kaltstarts erreicht wird.The Invention therefore has the task of a gasoline engine with Cylinder direct injection and associated control method to provide with an improvement in the fuel efficiency during the Cold starts is achieved.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1 und 8 gelöst.These The object is achieved by the subject matter of independent claims 1 and 8 solved.

Der erfindungsgemäße Ottoverbrennungsmotor mit Zylinderdirekteinspritzung, der in den Zylinder eingespritzten Kraftstoff unter Verwendung einer Zündkerze verbrennt, weist ferner ein Abgasrückführsystem auf, das Verbrennungsgas zur Zirkulation in den Zylinder zurückführt, wobei das Abgasrückführsystem während des Kaltstarts betrieben wird und Kraftstoff während des Verdichtungstaktes in den Zylinder eingespritzt wird.Of the Otto engine according to the invention with direct cylinder injection, the injected into the cylinder Further, fuel burns using a spark plug an exhaust gas recirculation system which recirculates combustion gas for circulation in the cylinder, wherein the exhaust gas recirculation system while the cold start is operated and fuel during the compression stroke injected into the cylinder.

Durch das Abgasrückführ(EGR)-system wird heißes Abgas in den Zylinder zurückgeführt, so dass die Ansaugluft innerhalb des Zylinders erhitzt und dadurch die Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs erleichtert wird. Folglich kann sogar während eines Kaltstarts eine Anlagerung von Kraftstoff an einer Wandfläche im Zylinder und folglich eine Ölverdünnung und eine Rauchentwicklung verhindert werden. Darüber hinaus wird durch die Rückführung des Abgases die Verbrennungstemperatur abgesenkt und damit die NOx-Emissionsmenge reduziert. Ausserdem wird auch während eines Kaltstarts der Kraftstoffausnutzungsgrad durch Einspritzen des Kraftstoffs während des Verdichtungstaktes verbessert.By the exhaust gas recirculation (EGR) system gets hot Exhaust gas returned to the cylinder, so that heats the intake air inside the cylinder and thereby the atomization the injected fuel is facilitated. Consequently, even can while a cold start an accumulation of fuel on a wall surface in the cylinder and consequently an oil dilution and a smoke development can be prevented. In addition, through the repatriation of the Exhaust gas lowered the combustion temperature and thus the NOx emission amount reduced. In addition, also during a cold start the fuel efficiency by injection of the fuel during the compression stroke improved.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.advantageous embodiments are the subject of the dependent Claims.

Von Vorteil ist, wenn der Motor weiter eine Einrichtung zur Erfassung eines Einlasskanalunterdrucks aufweist, und wenn das Abgasrückführsystem dann betrieben wird, wenn der erfasste Einlasskanalunterdruck gleich oder größer einem bestimmten Niveau ist. Der Grund dafür ist, dass eine EGR-Gasrückführung bei einem kleinen Einlasskanalunterdruck nur schwer durchführbar ist und in diesem Fall besser vermieden werden sollte.It is advantageous if the engine further comprises means for detecting an intake passage negative pressure, and if the exhaust gas recirculation system is operated when the detected intake passage negative pressure is equal to or greater than a certain level. The reason for this is that EGR gas recirculation is difficult to accomplish with a small intake port vacuum, and in this case should be avoided better.

Vorzugsweise ist dieses Abgasrückführsystem ein variabler Ventiltrieb, der einen Ventilüberschneidungsbetrag des Einlass- und Auslassventils einstellt. Eine Erhöhung des Ventilüberschneidungsbetrags erleichtert es dem Abgas im Auslasskanal, wieder zurück in den Zylinder zu strömen, nachdem es in den Einlasskanal zurückgeströmt ist.Preferably is this exhaust gas recirculation system a variable valve train having a valve overlap amount of the intake valve and exhaust valve. An increase in the valve overlap amount makes it easier for the exhaust gas in the exhaust duct, back into the exhaust To pour cylinders after it has returned to the inlet channel.

Im Vergleich zu anderen Fällen sollte eine variable Änderungsgeschwindigkeit der Ventilüberschneidung während des Kaltstarts vorzugsweise erhöht werden. In anderen Fällen, das heißt während einer Ansaugtakteinspritzung, tritt bei einer plötzlichen Erhöhung des EGR-Gasmenge eine ungleichmäßige EGR-Gasverteilung auf, so dass sich kein homogenes Gemisch mehr bilden kann, was letztlich eine instabile Verbrennung zur Folge haben kann. Im Gegensatz dazu ist bei einer Verdichtungstakteinspritzung ein homogenes Gemisch nur in einem Bereich um die Zündkerze erforderlich. Deshalb kann eine stabile Verbrennung auch dann durchgeführt werden, wenn eine ungleichmäßige EGR-Gasverteilung aufgrund einer plötzlichen Erhöhung des Ventilüberschneidungsbetrags verursacht wird.in the Compared to other cases should have a variable rate of change the valve overlap while the cold start is preferably increased become. In other cases, this means during one Intake stroke injection, occurs in a sudden increase in the EGR gas quantity an uneven EGR gas distribution on, so that no homogeneous mixture can form more, which ultimately a can cause unstable combustion. In contrast, is at a compression stroke injection a homogeneous mixture only in an area around the spark plug required. Therefore, stable combustion can be performed even then if an uneven EGR gas distribution due to a sudden increase the valve overlap amount is caused.

Der variable Ventiltrieb kann ein Mechanismus sein, der, falls entweder das Enlassventil oder das Auslassventil offen ist, den Hubtakt des jeweils anderen Ventils ändert. Ein derartige Änderung des Hubtaktes kann beispielsweise durch einen dreidimensionalen Nocken erreicht werden, wodurch die EGR-Gasrückführmenge ohne Veränderung der grundlegenden Steuerzeiten von Einlass und Auslass gesteuert werden kann.Of the variable valve train can be a mechanism that, if either the release valve or the exhaust valve is open, the lift stroke of the each other valve changes. Such a change the stroke can, for example, by a three-dimensional Cams are achieved, reducing the EGR gas recirculation rate without change the basic timing of inlet and outlet controlled can be.

Ferner kann während des Kaltstarts der Zündzeitpunkt der Zündkerze auf einen Zeitpunkt nach dem Erreichen des oberen Totpunkts durch den Kolben verzögert werden. Durch eine Verzögerung des Zündzeitpunkts, wird der Betrag der Sekundärverbrennung (Verbrennung während des Arbeitstaktes) zur Anhebung der Abgastemperatur erhöht, wodurch das Aufwärmverhalten eines Katalysators zur Vermeidung einer Abgasverschlechterung verbessert wird.Further can while the cold start of the ignition the spark plug to a time after reaching top dead center by delayed the piston become. Due to a delay of ignition timing, becomes the amount of secondary combustion (Combustion during of the power stroke) to increase the exhaust gas temperature increases, thereby the warm-up behavior a catalyst for preventing exhaust gas deterioration improved becomes.

Vorzugweise wird der Betrieb des Abgasrückführsystems so gesteuert, dass die EGR-Gasmenge bei Erhöhung des Grads des Zündverzögerungswinkels gesteigert wird. Durch die Verzögerung des Zündzeitpunkts wird der Innenraum der Brennkammer durch den eingespritzten Kraftstoff gekühlt, und die Menge des an der Zylinderwand oder dergleichen angelagerten Kraftstoffs erhöht sich, was zu einer instabilen Verbrennung führen kann. Deshalb wird durch eine Steigerung der EGR-Gasmenge zur Erleichterung der Kraftstoffzerstäubung und Erhöhung der Zylinderinnentemperatur die Verbrennung stabilisiert und die Entstehung von schwarzem Rauch und dergleichen verhindert.preferably, becomes the operation of the exhaust gas recirculation system so controlled that the amount of EGR gas increases as the degree of ignition delay angle increases is increased. Due to the delay of the ignition timing is the interior of the combustion chamber through the injected fuel cooled, and the amount of attached to the cylinder wall or the like Fuel increases which can lead to unstable combustion. That is why through an increase in the amount of EGR gas to facilitate fuel atomization and increase the cylinder internal temperature stabilizes the combustion and the Formation of black smoke and the like prevented.

In einem Bereich, in dem der Grad des Zündverzögerungswinkels groß ist und in dem eine instabile Verbrennung zu erwarten ist, wird das Abgasrückführsystem vorzugsweise weiter so gesteuert, dass die EGR-Gasmenge mit ansteigendem Grad des Zündverzögerungswinkels abnimmt. Wird der Grad des Zündverzögerungswinkels noch weiter vergrößert, verkürzt sich die Verbrennungszeit soweit, dass die Verbrennung instabil werden kann. In diesem Fall wird die EGR-Gasmenge zur Stabilisierung der Verbrennung verringert, wodurch sich die Kraftstoffkonzentration erhöht und eine ausreichende Verbrennungszeit gewährleistet wird.In a range in which the degree of the ignition delay angle is large and in which an unstable combustion is expected, the exhaust gas recirculation system preferably further controlled so that the EGR gas amount with increasing Degree of ignition delay angle decreases. Becomes the degree of ignition delay angle even further increased, shortens the combustion time so far that the combustion becomes unstable can. In this case, the amount of EGR gas to stabilize the combustion decreases, which increases the fuel concentration and a sufficient combustion time is ensured.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenSummary the drawings

1 ist eine schematische Zeichnung, die den Aufbau eines erfindungsgemäßen Ottoverbrennungsmotors mit Zylinderdirekteinspritzung zeigt; 1 Fig. 12 is a schematic drawing showing the structure of a cylinder direct injection type Otto internal combustion engine according to the present invention;

2 ist ein Diagramm, das Einzelheiten des Betriebs des variablen Ventiltriebs aus 1 zeigt; 2 is a diagram that details the operation of the variable valve train 1 shows;

3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen ersten Steuerungsbetrieb während des Starts eines Motors gemäß 1 zeigt; 3 FIG. 10 is a flowchart illustrating a first control operation during start of an engine according to FIG 1 shows;

4 ist ein Ablaufdiagramm, das Details eines Verfahrens zur Bestimmung, ob eine Verdichtungstakteinspritzung möglich ist oder nicht, die im Verlauf des in 3 gezeigten Verfahrens durchgeführt wird, zeigt; 4 FIG. 11 is a flowchart showing the details of a method for determining whether or not a compression stroke injection is possible during the course of the 3 shown method is shown;

5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Einstellsteuerung der Ventilsteuerzeiten darstellt, die im Verlauf des in 3 gezeigten Verfahrens durchgeführt wird; 5 FIG. 10 is a flowchart illustrating an adjustment control of the valve timing that takes place in the course of the in 3 shown method is performed;

6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen zweiten Steuerungsbetrieb während des Starts des Motors gemäß 1 darstellt; 6 FIG. 14 is a flowchart illustrating a second control operation during engine startup according to FIG 1 represents;

7 ist ein Diagramm, das die Schwankung der Ansaugluftmenge in Abhängigkeit des Ventilüberschneidungsbetrags zeigt; 7 Fig. 15 is a graph showing the variation of the intake air amount depending on the valve overlap amount;

8 ist ein Diagramm, das die Schwankung der internen EGR-Gasmenge in Abhängigkeit vom Ventilüberschneidungsbetrag darstellt; 8th Fig. 15 is a graph showing the fluctuation of the internal EGR gas amount depending on the valve overlap amount;

9 ist ein Diagramm, das den in Abhängigkeit vom Grad des Zündverzögerungswinkels eingestellten Ventilüberschneidungsbetrag darstellt; 9 Fig. 12 is a graph illustrating the valve overlap amount set depending on the degree of ignition delay angle;

10 ist eine Zeichnung, die eine Nockenkopfform eines Auslassnockens darstellt; und 10 Fig. 12 is a drawing illustrating a cam head shape of an exhaust cam; and

11 ist eine Zeichnung, die Einzelheiten des Betriebsprinzips eines variablen Ventiltriebs zeigt, bei dem der in 10 dargestellte Nocken verwendet wird. 11 is a drawing showing details of the operating principle of a variable valve train, in which the in 10 illustrated cam is used.

Ausführliche Beschreibung der vorteilhaften AusführungsbeispieleFull Description of the advantageous embodiments

Nachfolgend werden die Einzelheiten vorteilhafter, erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Um das Verständnis der Beschreibungen zu erleichtern, werden in jeder Zeichnung soweit als möglich denselben Aufbauelementen dieselben Bezugszeichen zugeordnet, und doppelte Beschreibungen werden vermieden.following the details become more advantageous, inventive embodiments with reference to the attached Drawings explained. To understand Descriptions to facilitate, in each drawing so far as possible the same structural elements assigned the same reference numerals, and duplicate descriptions are avoided.

1 ist eine schematische Zeichnung, die den Aufbau des erfindungsgemäßen Funkenzündungsmotors bzw. Ottoverbrennungsmotors mit Zylinderdirekteinspritzung darstellt. Der Verbrennungsmotor 1 ist ein Ottomotor der Bauart, bei der mittels eines Hochdruckinjektors 43 Benzin oder Kraftstoff direkt in eine Brennkammer 13 eingespritzt wird, und bei dem die Zündung und die Verbrennung mit einer Zündkerze 17 durchführt wird. 1 is a schematic drawing illustrating the structure of the spark ignition engine according to the invention or Otto internal combustion engine with direct cylinder injection. The internal combustion engine 1 is a gasoline engine of the type in which by means of a Hochdruckinjektors 43 Gasoline or fuel directly into a combustion chamber 13 is injected, and at which the ignition and the combustion with a spark plug 17 is performed.

Ein Kolbenkopf 11 ist in einem Zylinder 10 des Motors so angeordnet, dass eine gegenläufige Bewegung in Längsrichtung in der Zeichnung möglich ist. Der Kolbenkopf 11 ist durch eine Pleuelstange 12 mit einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) verbunden, und wandelt eine gegenläufige Bewegung in eine Drehbewegung um. Im Kolbenboden des Kolbenkopfs 11 ist eine Mulde 11A ausgebildet. Der Raum zwischen dem Kolbenboden des Kolbenkopfs 11 und dem Zylinderkopf 14 bildet die Brennkammer 13.A piston head 11 is in a cylinder 10 of the motor arranged so that an opposite longitudinal movement in the drawing is possible. The piston head 11 is through a connecting rod 12 connected to a crankshaft (not shown), and converts an opposing movement into a rotational movement. In the piston head of the piston head 11 is a hollow 11A educated. The space between the piston head of the piston head 11 and the cylinder head 14 forms the combustion chamber 13 ,

Der Injektor 43, ein Einlassventil 23, ein Auslassventil 24, und die Zündkerze 17 sind an der Grenze des Zylinderkopfs 14 zur Brennkammer 13 angeordnet. Von diesen Komponenten ist der Injektor 43 so ausgerichtet, dass der Kraftstoff in Richtung auf die Mulde 11A im Kolbenkopf 11 eingespritzt werden kann. Ferner ist die Zündkerze 17 zwischen dem Einlassventil 23 und dem Auslassventil 24 in der Nähe eines dem Injektor 43 gegenüberliegenden Randbereichs der Mulde 11A angeordnet. Das Einlassventil 23 ist zwischen der Brennkammer 13 und dem Einlasskanal 15 angeordnet, wogegen das Auslassventil 24 zwischen der Brennkammer 13 und dem Auslasskanal 16 angeordnet ist. Beide Ventile 23 und 24 werden jeweils durch Nocken 21 und 22 betätigt. Ein variabler Ventiltrieb 2 hat die Aufgabe, die Öffnungs- und Schließphasen des Einlassventils 23 und des Auslassventils 24 zu variieren.The injector 43 , an inlet valve 23 , an outlet valve 24 , and the spark plug 17 are on the border of the cylinder head 14 to the combustion chamber 13 arranged. Of these components is the injector 43 Aligned so that the fuel is directed towards the trough 11A in the piston head 11 can be injected. Further, the spark plug 17 between the inlet valve 23 and the exhaust valve 24 near a the injector 43 opposite edge region of the trough 11A arranged. The inlet valve 23 is between the combustion chamber 13 and the inlet channel 15 arranged, whereas the exhaust valve 24 between the combustion chamber 13 and the outlet channel 16 is arranged. Both valves 23 and 24 are each by cams 21 and 22 actuated. A variable valve train 2 has the task of opening and closing the intake valve 23 and the exhaust valve 24 to vary.

Der Injektor 43 ist mit einem Kraftstofftank 40 verbunden, und wird mit Kraftstoff versorgt, der von einer Pumpe 41 unter Druck gesetzt ist. An dieser Kraftstoffleitung ist ein Kraftstoffdrucksensor 42 zur Erfassung des Kraftstoffdrucks vorgesehen.The injector 43 is with a fuel tank 40 Connected, and is fueled by a pump 41 is pressurized. At this fuel line is a fuel pressure sensor 42 provided for detecting the fuel pressure.

Der Betrieb des Innenverbrennungsmotors 1 wird durch eine Motor-ECU 3 gesteuert. Die Ausgangssignale eines Wassertemperatursensors 5, der eine Kühlmitteltemperatur misst, eines Kurbelwinkelsensors 6, der einen Kurbelwinkel misst, eines Unterdrucksensors 8, der einen Unterdruck im Einlasskanal 15 stromabwärts einer Drosselklappe 7 erfasst, des Kraftstoffdrucksensors 42 und dergleichen gehen in die Motor-ECU 3 ein. Die Motor-ECU 3 steuert den Betrieb des variablen Ventiltriebs 2, der Zündkerze 17 und des Injektors 43.The operation of the internal combustion engine 1 is powered by an engine ECU 3 controlled. The output signals of a water temperature sensor 5 measuring a coolant temperature of a crank angle sensor 6 that measures a crank angle, a vacuum sensor 8th that has a negative pressure in the inlet channel 15 downstream of a throttle 7 detected, the fuel pressure sensor 42 and the like go into the engine ECU 3 one. The engine-ECU 3 controls the operation of the variable valve train 2 , the spark plug 17 and the injector 43 ,

2 ist eine Zeichnung, die Details des Betriebs des variablen Ventiltriebs 2 zeigt. Durch Einstellung einer Drehphase der Nocken 21 und 22 bezüglich ihrer jeweiligen Nockenwellen, wird eine Öffnungs-(Ventilhub)steuerzeit sowohl des Einlassventils 23 als auch das Auslassventils 24 eingestellt, wodurch die Dauer der Ventilüberschneidung, während der sowohl das Einlassventil 23 als auch das Auslassventil 24 offen sind, eingestellt werden kann. Nachfolgend wird eine Einstellung zum Verstellen der Öffnungszeiten der Ventile 23 und 24 in Richtung "früh" (gleichbedeutend mit einer Verschiebung der Ventilerhebungskurve nach links in der Zeichnung) als Einstellung auf die Frühwinkelseite bezeichnet, wogegen eine Einstellung zum Verstellen der Öffnungzeiten der Ventile in Richtung "spät" (gleichbedeutend mit einer Verschiebung der Ventilerhebungskurve nach rechts in der Zeichnung) als Einstellung auf die Spätwinkelseite bezeichnet wird. Der Ventilüberschneidungsbetrag kann durch Einstellen des Einlassventils 23 auf die Frühwinkelseite, durch Einstellen des Auslassventils 24 auf die Spätwinkelseite oder durch Ausführung beider Einstellungen erhöht werden. Das heißt, es kann genügend sein, wenn wenigstens die Ventilsteuerzeit des Einlassventils 23 oder des Auslassventils 24 einstellbar ist. 2 is a drawing, the details of the operation of the variable valve train 2 shows. By setting a rotation phase of the cams 21 and 22 with respect to their respective camshafts, an opening (valve lift) control timing of both the intake valve 23 as well as the exhaust valve 24 adjusted, reducing the duration of the valve overlap, while both the inlet valve 23 as well as the exhaust valve 24 are open, can be adjusted. Below is a setting for adjusting the opening times of the valves 23 and 24 in the direction of "early" (equivalent to a displacement of the valve lift curve to the left in the drawing) as setting on the Frühwinkelseite, whereas a setting for adjusting the opening times of the valves in the direction of "late" (equivalent to a displacement of the valve lift curve to the right in the Drawing) is referred to as setting on the late-angle side. The valve overlap amount may be adjusted by adjusting the intake valve 23 on the early angle side, by adjusting the exhaust valve 24 be increased to the late-angle side or by executing both settings. That is, it may be enough if at least the valve timing of the intake valve 23 or the exhaust valve 24 is adjustable.

Als nächstes wird der Betrieb während des Starts des Motors 1 erläutert. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen ersten Steuerungsbetrieb während des Starts des Motors 1 zeigt. Diese Steuerung wird, wenn nicht anders angegeben, durch die Motor-ECU 3 durchgeführt, und wird in einem bestimmten Zeittakt vom Start bis zum Stillstand des Motors 1 wiederholt.Next, the operation is during the start of the engine 1 explained. 3 FIG. 10 is a flowchart showing a first control operation during engine start. FIG 1 shows. This control is provided by the engine-ECU unless otherwise specified 3 carried out, and is in a certain time cycle from the start to the stoppage of the engine 1 repeated.

In Schritt S1 wird eine Entscheidung getroffen, ob sich der Motor 1 in einer Startphase befindet oder nicht. Die Startphase bezieht sich dabei nicht nur auf den Zeitpunkt, an dem der Motor gestartet wird, sondern umfasst einen ganzen Zeitraum vom Start bis zum vollständigen Erwärmen des Motors 1 nach einigen Minuten. wenn in Schritt S1 die Entscheidung getroffen wurde, dass sich der Motor 1 in einer Startphase befindet, fährt der Prozess mit Schritt S2 fort, in dem bestimmt wird, ob die vorherrschenden Betriebsbedingungen eine Verdichtungstakteinspritzung erlauben. Ein detailliertes Ablaufdiagramm dieses Bestimmungverfahrens ist in 4 dargestellt. Zuerst werden in Schritt S21 ein Einlasskanalunterdruck Pi und ein Kraftstoffdruck Pf durch Einlesen der Ausgangssignale des Unterdrucksensors 8 und des Kraftstoffdrucksensors 42 erfasst. Im nächsten Schritt S22 wird der Einlasskanalunterdruck Pi mit einem Grenzwert α verglichen. Wenn der Einlasskanalunterdruck Pi größer ist als der Grenzwert α, fährt der Prozess mit Schritt S23 fort, in dem der Kraftstoffdruck Pf mit einem Grenzwert β verglichen wird. Wenn der Kraftstoffdruck Pf größer ist als der Grenzwert β, fährt der Prozess mit Schritt S24 fort. In der Annahme, dass der Kraftstoffdruck Pf erreicht wurde, bei dem eine Verdichtungstakteinspritzung wirksam ausgeführt werden kann, und ein Einlasskanalunterdruck Pi erreicht wurde, bei dem ein ausreichender EGR-Effekt erzielt werden kann, wird in Schritt S24 entschieden, dass eine Verdichtungstakteinspritzung möglich ist, woraufhin der Prozess beendet wird.In step S1, a decision is made as to whether the engine is running 1 is in a starting phase or not. The starting phase not only refers to the time when the engine is started, but covers a whole period from the start to the complete heating of the engine 1 after a few minutes. if the decision was made in step S1 that the engine 1 is in a start-up phase, the process proceeds to step S2, where it is determined whether the prevailing operating conditions allow a compression stroke injection. A detailed flowchart of this method of determination is in 4 shown. First, in step S21, an intake port negative pressure Pi and a fuel pressure Pf are detected by reading the output signals of the negative pressure sensor 8th and the fuel pressure sensor 42 detected. In the next step S22, the intake port negative pressure Pi is compared with a threshold value α. If the intake port negative pressure Pi is greater than the threshold value α, the process proceeds to step S23, in which the fuel pressure Pf is compared with a threshold value β. If the fuel pressure Pf is greater than the threshold value β, the process proceeds to step S24. Assuming that the fuel pressure Pf has been reached at which compression stroke injection can be efficiently performed, and an intake port negative pressure Pi at which a sufficient EGR effect can be obtained, it is decided in step S24 that compression stroke injection is possible. whereupon the process is terminated.

Wird in Schritt S22 andererseits entschieden, dass der Einlasskanalunterdruck Pi gleich oder kleiner ist als der Grenzwert α, wird die Einführung von EGR-Gas unterbunden, so dass die Temperatur in der Brennkammer 13 niedriger ist und die Zerstäubung des Kraftstoffs erschwert wird. Folglich kann neben der Anlagerung von Kraftstoff an der Wand des Zylinders 10 keine stabile Schichtverbrennung durchgeführt werden. Deshalb fährt der Prozess mit Schritt S25 fort, in dem entschieden wird, dass die Verdichtungstakteinspritzung nicht möglich ist. Wird in Schritt S23 entschieden, dass der Kraftstoffdruck Pf gleich oder kleiner ist als der Grenzwert β, ist ferner der Kraftstoffdruck unzureichend, so dass das im Verdichtungstakt benötigte Kraftstoffeinspritzvolumen nicht gewährleistet werden kann, was im schlimmsten Fall zu einer Fehlzündung führen kann. Deshalb fährt der Prozess mit Schritt S25 fort, in dem entschieden wird, dass die Verdichtungstakteinspritzung nicht möglich ist.On the other hand, if it is decided in step S22 that the intake port negative pressure Pi is equal to or smaller than the threshold value α, the introduction of EGR gas is inhibited so that the temperature in the combustion chamber 13 is lower and the atomization of the fuel is difficult. Consequently, in addition to the attachment of fuel to the wall of the cylinder 10 no stable stratified combustion can be performed. Therefore, the process proceeds to step S25, where it is judged that the compression stroke injection is not possible. Further, if it is decided in step S23 that the fuel pressure Pf is equal to or smaller than the threshold value β, the fuel pressure is insufficient, so that the fuel injection volume required in the compression stroke can not be ensured, which in the worst case may result in a misfire. Therefore, the process proceeds to step S25, where it is judged that the compression stroke injection is not possible.

Wenn als Ergebnis dieses Prozesses entschieden wird, dass eine Verdichtungstakteinspritzung möglich ist, fährt der Prozess mit Schritt S3 des Hauptprozesses in 3 fort, und der Einspritzzeitpunkt wird auf den Verdichtungstakt eingestellt. Anschließend wird in Schritt S4 ein VVT-Zielwert so eingestellt, dass die Ventilüberschneidung groß wird, woraufhin der Prozess beendet wird. Dementsprechend stellt der variable Ventiltrieb 2 die Phasen der Nocken 21 und 22 so ein, dass die Ventilsteuerzeiten des Einlassventils 23 und des Auslassventils 24 den Zielwert erreichen, wodurch der Ventilüberschneidungsbetrag vergrößert wird, und der Injektor 43 spritzt den Kraftstoff während des Verdichtungstaktes ein. Durch die Vergrößerung des Ventilüberschneidungsbetrags kann ein interner EGR-Effekt erreicht werden, bei dem ein einmal in den Auslasskanal 16 ausgestossenes Verbrennungsgas während des Ansaugtaktes wieder in die Brennkammer 13 zurückgeführt wird. Auf diese Weise wird die Rückströmmenge an EGR-Gas erhöht, wodurch das gegenwärtige Vedichtungsverhältnis gesteigert wird, die Temperatur in der Brennkammer 13 durch das heiße Verbrennungsgas schnell angehoben, wodurch die Kraftstoffzerstäubung erleichtert und eine Anlagerung des Kraftstoffs an der Innenwand der Brennkammmer 13 und dergleichen verhindert wird, und die Verbrennungsstabilität durch eine Ladungsschichtung verbessert, wodurch ein Ausstoß von schwarzem Rauch verhindert wird. Folglich wird das Emissionsverhalten verbessert. Ausserdem wird eine Schichtverbrennung mit einem Luft/Kraftstoffverhältnis von ungefähr 15 bis 16, was etwas magerer ist als das theoretische Luft/Kraftstoffverhältnis, möglich, wodurch der Kraftstoffausnutzungsgrad und das Emissionsverhalten verbessert werden können.If it is decided as a result of this process that compression stroke injection is possible, the process proceeds to step S3 of the main process 3 continues, and the injection timing is set to the compression stroke. Subsequently, in step S4, a VVT target value is set so that the valve overlap becomes large, whereupon the process is terminated. Accordingly, the variable valve train 2 the phases of the cams 21 and 22 such that the valve timing of the intake valve 23 and the exhaust valve 24 reach the target value, thereby increasing the valve overlap amount, and the injector 43 injects the fuel during the compression stroke. By increasing the valve overlap amount, an internal EGR effect can be achieved by once in the exhaust duct 16 ejected combustion gas during the intake stroke back into the combustion chamber 13 is returned. In this way, the backflow amount of EGR gas is increased, thereby increasing the current compression ratio, the temperature in the combustion chamber 13 quickly lifted by the hot combustion gas, whereby the fuel atomization facilitates and attachment of the fuel to the inner wall of the Brennkammmer 13 and the like, and improves combustion stability through charge stratification, thereby preventing emission of black smoke. Consequently, the emission behavior is improved. In addition, stratified combustion with an air / fuel ratio of about 15 to 16, which is slightly leaner than the theoretical air / fuel ratio, is possible, whereby the fuel efficiency and emission performance can be improved.

Wird in Schritt S2 andererseits entschieden, dass die Verdichtungstakteinspritzung nicht möglich ist, fährt der Prozess mit Schritt S5 fort, bei dem der Einspritzzeitpunkt auf den Ansaugtakt eingestellt wird; dann wird der VVT-Zielwert in Schritt S6 so eingestellt, dass der Ventilüberschneidungsbetrag klein wird. In diesem Fall entsprechen die Betriebsbedingungen nicht den Anforderungen, um eine Verdichtungstakteinspritzung wirksam durchführen zu können, weshalb eine Ansaugtakteinspritzung durchgeführt wird. Da jedoch die Verbrennungsgeschwindigkeit bei einer Ansaugtakteinspritzung klein ist und eine Vergrößerung des Ventilüberschneidungsbetrags bei einer Ansaugtakteinspritzung während des Starts eine ungleichmäßige EGR-Gasverteilung innerhalb der Brennkammer 13 verursacht, was eine homogene Gemischbildung verhindert, kann die Verbrennung instabil werden. Deshalb wird durch eine Reduzierung des Ventilüberschneidungsbetrags und eine Unterdrückung des EGR-Gasrückströmung eine stabile Verbrennung durchgeführt, wodurch eine Verschlechterung des Abgasverhaltens verhindert wird.On the other hand, if it is decided in step S2 that the compression stroke injection is not possible, the process proceeds to step S5 where the injection timing is set to the intake stroke; then the VVT target value is set in step S6 so that the valve overlap amount becomes small. In this case, the operating conditions do not meet the requirements for efficiently performing a compression stroke injection, and therefore intake stroke injection is performed. However, since the combustion speed in intake stroke injection is small, and an increase in the valve overlap amount in intake stroke injection during startup causes uneven EGR gas distribution within the combustion chamber 13 caused, which prevents a homogeneous mixture formation, the combustion can become unstable. Therefore, by reducing the valve overlap amount and suppressing the EGR gas backflow, stable combustion is performed, thereby preventing deterioration of the exhaust behavior.

Wenn in Schritt S1 entschieden wird, dass sich der Motor 1 nicht in der Startphase befindet, fährt der Prozess mit Schritt S7 fort, in dem der Einspritzzeitpunkt und der VVT-Zielwert entsprechend der Motorlast und der Motordrehzahl eingestellt wird. Beispielsweise wird der Kraftstoff bei niediger Drehzahl und niederer Last während des Verdichtungstakts eingespritzt und die stabile Verbrennung durchgeführt, um den Kraftstoffausnutzungsgrad und das Abgasverhalten zu verbessern. Bei hoher Motordrehzahl und hoher Last wird der Kraftstoff während des Ansaugtakts eingespritzt, sodass ein homogenes Gemisch gebildet und eine Homogenverbrennung durchgeführt wird, um eine hohe Ausgangsleistung zu gewährleisten.If it is decided in step S1 that the engine 1 is not in the starting phase, the process proceeds to step S7 where the injection timing and the VVT target value are set according to the engine load and the engine speed. For example, the fuel is injected at a low speed and a low load during the compression stroke, and the stable combustion is performed to improve the fuel efficiency and the exhaust gas performance. At high engine speed and high load, the fuel is injected during the intake stroke, so that a homogeneous Mixture formed and a homogeneous combustion is performed to ensure a high output.

Bei der Einstellung der Ventilsteuerzeiten des Einlassventils 23 und des Auslassventils 24 durch den variablen Ventiltrieb 2, sollte vorzugsweise folgende Steuerung durchgeführt werden. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine solche Einstellsteuerung zeigt, wobei die Steuerung im Verlauf des Steuerprozesses 3 ausgeführt wird.When adjusting the valve timing of the intake valve 23 and the exhaust valve 24 through the variable valve train 2 Preferably, the following control should be performed. 5 Fig. 10 is a flowchart showing such setting control, the control being in the course of the control process 3 is performed.

Zuerst wird in Schritt S31 eine Entscheidung darüber getroffen, ob sich der Motor 1 in der Startphase befindet. wird in Schritt S31 entschieden, dass sich der Motor in einer Startphase befindet, fährt der Prozess mit Schritt S32 fort, in dem beurteilt wird, ob die Verdichtungstakteinspritzung eingestellt ist. Wird entschieden, dass die Verdichtungstakteinspritzung eingestellt ist, fährt der Prozess mit Schritt S33 fort, in dem eine hohe Änderungsgeschwindigkeit der Ventilüberschneidung eingestellt wird; in dem darauffolgenden Schritt S34 wird ein aktueller Steuerungsbetrag des variablen Ventiltriebs 2 berechnet, so dass die eingestellte Änderungsgeschwindigkeit erreicht werden kann. Gemäß diesem Prozess wird bei einer Verdichtungstakteinspritzung der Ventilüberschneidungsbetrag umgehend auf den Zielwert gestellt und die interne EGR-Gasmenge gesteigert, um die Zylinderinnentemperatur zu erhöhen und die Kraftstoffzerstäubung zu erleichtern, wodurch eine stabile Verbrennung ermöglicht wird.First, in step S31, a decision is made as to whether the engine is running 1 is in the starting phase. if it is decided in step S31 that the engine is in a starting phase, the process proceeds to step S32, where it is judged whether the compression stroke injection is set. If it is decided that the compression stroke injection is set, the process proceeds to step S33 in which a high rate of change of the valve overlap is set; in the subsequent step S34 becomes a current control amount of the variable valve train 2 calculated so that the set rate of change can be achieved. According to this process, in a compression stroke injection, the valve overlap amount is promptly set to the target value and the internal EGR gas amount is increased to increase the in-cylinder temperature and facilitate the fuel atomization, thereby enabling stable combustion.

Wird in Schritt 31 andererseits entschieden, dass sich der Motor 1 nicht in einer Startphase befindet, oder wird in Schritt S32 entschieden, dass die Verdichtungstakteinspritzung nicht eingestellt ist, was bedeutet, dass die Ansaugtakteinspritzung eingestellt ist, fährt der Prozess mit Schritt S35 fort, in dem eine niedrige Änderungsgeschwindigkeit der Ventilüberschneidung eingestellt wird, und der gegenwärtige Steuerungsbetrag des variablen Ventiltriebs 2 wird in dem darauffolgenden Schritt S34 berechnet, so dass die eingestellte Änderungsgeschwindigkeit erreicht werden kann. In diesem Prozess wird bei einer Ansaugtakteinspritzung insbesondere eine plötzliche Änderung des Ventilüberschneidungsbetrags und dadurch eine plötzliche Änderung der internen EGR-Gaszufuhr vermieden. Folglich wird eine plötzliche Änderung der Vebrennungsbedingungen und damit eine instabile Verbrennung verhindert.Will in step 31 on the other hand decided that the engine 1 is not in a startup phase, or it is decided in step S32 that the compression stroke injection is not set, meaning that the intake stroke injection is set, the process proceeds to step S35 where a low rate of change of the valve overlap is set and the current one Control amount of the variable valve train 2 is calculated in the subsequent step S34 so that the set rate of change can be achieved. In this process, in particular, in a suction stroke injection, a sudden change in the valve overlap amount and thereby a sudden change in the internal EGR gas supply are avoided. Consequently, a sudden change of the combustion conditions and thus an unstable combustion is prevented.

Nachfolgend werden einige andere Ausführungsbeispiele des Betriebs während des Starts des Motors 1 näher erläutert. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen zweiten Steuerungsbetrieb während des Starts des Motors 1 darstellt. Diese Steuerung wird, wenn nicht anders beschrieben, auch von der Motor-ECU 3 durchgeführt und vom Start bis zum Stillstand des Motors 1 in einem bestimmten Zeittakt wiederholt.Below are some other embodiments of operation during engine startup 1 explained in more detail. 6 FIG. 10 is a flowchart illustrating a second control operation during engine start. FIG 1 represents. Unless otherwise stated, this control will also be provided by the engine ECU 3 carried out and from the start to the stoppage of the engine 1 repeated at a certain time.

Die Inhalte der Verzweigung, bei der nach Schritt S1 mit den Schritten S2 oder S7 fortgefahren wird, und der Verzweigung, bei der nach Schritt S2 mit den Schritten S3 oder S5 fortgefahren wird, sind mit denen des in 3 dargestellten ersten Steuerungsbetriebs identisch, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Nachdem der Einspritzzeitpunkt in Schritt S3 auf den Verdichtungstakt eingestellt wurde, fährt der Prozess mit Schritt S51 fort, in dem der Grad des Zündverzögerungswinkels eingestellt wird. Der Grad des Zündverzögerungswinkels kann mit Bezug auf ein Kennfeld eingestellt werden, das in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors 1, wie die durch den Kühlmitteltemperatursensor 5 gemessene Kühlmitteltemperatur und dem durch den Unterdrucksensor 8 gemessenen Unterdruck im Einlasskanal 15, vorbereitet wurde. Auf dieser Grundlage wird ein Spätverstellungs- bzw. Verzögerungsprozess ausgeführt, bei dem der Zündzeitpunkt der Zündkerze 17 auf einen Zeitpunkt nach dem Erreichen des TDC (oberer Totpunkt) (nachstehend einfach als "nach TDC" bezeichnet) durch den Kolbenkopf 11 beim Übergang vom Verdichtungstakt zum Arbeitstakt eingestellt wird.The contents of the branch, which proceeds to step S2 or S7 after step S1, and the branch, which proceeds to step S3 or S5 after step S2, are identical to those of in 3 illustrated first control operation identical, so that a detailed description is omitted. After the injection timing is set to the compression stroke in step S3, the process proceeds to step S51 where the degree of ignition delay angle is set. The degree of the ignition delay angle may be set with reference to a map depending on the operating conditions of the engine 1 like that through the coolant temperature sensor 5 measured coolant temperature and the through the vacuum sensor 8th measured negative pressure in the inlet channel 15 , was prepared. On this basis, a retardation process is carried out in which the ignition timing of the spark plug 17 at a time after reaching TDC (top dead center) (hereinafter simply referred to as "after TDC") by the piston head 11 is set at the transition from the compression stroke to the power stroke.

Im nächsten Schritt S52 wird der VVT-Zielwert eingestellt. Der VVT-Zielwert wird beispielsweise auf einen Überschneidungsbetrag eingestellt, bei dem eine Ansaugluftmenge oder eine interne EGR-Gasmenge entsprechend der Motordrehzahl maximal wird. 7 und 8 sind Diagramme die die Schwankungen der Ansaugluftmenge und der internen EGR-Gasmenge in Abhängigkeit vom Ventilüberschneidungsbetrag darstellen. Wie in 7 dargestellt, gibt es bei konstanter Motordrehzahl einen Ventilüberschneidungsbetrag, bei dem die Ansaugluftmenge maximal wird. wenn dieser wert für den Ventilüberschneidungsbetrag eingestellt ist, wird der Lade- bzw. Füllungswirkungsgrad maximiert. Ferner wird der Anteil der Sekundärverbrennung (Verbrennung während des Arbeitstakts) durch eine Spätverstellung bzw. Verzögerung der Zündung erhöht und die Abgastemperatur zur schnelleren Aktivierung eines Katalysators gesteigert. Folglich kann ein Ausstoß von unverbrannten HCs unterbunden werden. Wie in 8 dargestellt, existiert hinsichtlich der internen EGR-Gasmenge ein Ventilüberschneidungsbetrag, bei dem die interne EGR-Gasmenge bei konstanter Motordrehzahl maximal wird. Dabei können sich der Ventilüberschneidungsbetrag mit maximaler Ansaugluftmenge und der Ventilüberschneidungsbetrag mit maximaler EGR-Gasmenge gegenseitig überschneiden, nehmen aber normalerweise unterschiedliche werte an. Wenn der Ventilüberschneidungsbetrag für die maximale EGR-Gasmenge gewählt ist, wird der Effekt der erleichterten Kraftstoffzerstäubung und der frühen Zylinderinnenerwärmung maximiert. Dadurch bleibt die Stabilität der Verbrennung erhalten, und gleichzeitig wird der Verminderungeffekt des Ausstosses von schwarzem Rauch maximiert.In the next step S52, the VVT target value is set. For example, the VVT target value is set to an overlap amount at which an intake air amount or an internal EGR gas amount becomes maximum according to the engine speed. 7 and 8th FIG. 15 is graphs illustrating the variations of the intake air amount and the internal EGR gas amount depending on the valve overlap amount. As in 7 As shown, when the engine speed is constant, there is a valve overlap amount at which the intake air amount becomes maximum. if this value is set for the valve overlap amount, the charge efficiency is maximized. Furthermore, the proportion of secondary combustion (combustion during the working cycle) is increased by a retardation of the ignition and the exhaust gas temperature is increased for faster activation of a catalytic converter. Consequently, exhaust of unburned HCs can be suppressed. As in 8th as shown, with respect to the internal EGR gas amount, there is a valve overlap amount at which the internal EGR gas amount becomes maximum at a constant engine speed. At this time, the valve overlap amount with the maximum intake air amount and the valve overlap amount with the maximum EGR gas amount may mutually overlap, but usually assume different values. When the valve overlap amount for the maximum EGR gas amount is selected, the effect of the facilitated fuel atomization and the early cylinder internal heat maximized. This maintains combustion stability while maximizing the reduction effect of black smoke emissions.

Wenn in Schritt S5 der Einspritzzeitpunkt während des Starts jedoch auf den Ansaugtakt eingestellt ist, fährt der Prozess mit Schritt S53 fort, in dem der Zündzeitpunkt auf die Frühwinkelseite eingestellt wird. In Schritt S54 wird, wie in Schritt S6 in 3, der VVT-Zielwert dann auf einen kleinen Überschneidungsbetrag eingestellt. Dabei verläuft die Steuerung wie im ersten Steuerungsbetrieb. Dasselbe gilt auch für die Steuerung ausserhalb des Starts.However, if the injection timing at startup is set to the intake stroke at step S5, the process proceeds to step S53 where the ignition timing is set to the early-angle side. In step S54, as in step S6 in FIG 3 , the VVT target value is then set to a small overlap amount. The control runs as in the first control mode. The same applies to the control outside the start.

Hier wurde zur Erläuterung ein Beispiel für den Fall herangezogen, bei dem der VVT-Zielwert basierend auf der gegenwärtigen Motordrehzahl auf den Ventilüberschneidungsbetrag eingestellt wird, bei dem die Ansaugluftmenge oder die EGR-Gasmenge maximal werden. Der VVT-Zielwert kann jedoch auch auf der Grundlage des Grades des Zündverzögerungswinkels eingestellt werden. Wie in 9 dargestellt, wird dabei der Ventilüberschneidungsbetrag maximal, wenn der Grad des Zündverzögerungswinkels ΔI einen betimmten Wert ΔIth annimmt. Wenn der Grad des Zündverzögerungswinkels ΔI kleiner ist als der bestimmte Wert ΔIth, kann der Ventilüberschneidungsbetrag bei ansteigendem Grad des Zündverzögerungswinkels vergrößert werden, wogegen wenn der Grad des Zündverzögerungswinkels ΔI größer ist als der bestimmte Wert ΔIth, der Ventilüberschneidungsbetrag bei steigendem Grad des Zündverzögerungswinkels verkleinert werden kann. Je größer der Grad des Zündverzögerungswinkels, desto eher tritt eine Anlagerung von Kraftstoff an der Innenwand des Zylinders 10 auf. Deshalb wird in einem Bereich, in dem der Grad des Zündverzögerungswinkels verhältnismäßig klein ist, durch eine Erhöhung des Ventilüberschneidungsbetrags mit steigendem Grad des Zündverzögerungswinkels die interne EGR-Gasmenge und die Zylinderinnentemperatur bei der Kraftstoffeinspritzung gesteigert, wodurch die Kraftstoffzerstäubung erleichtert wird. Folglich wird eine Anlagerung des Kraftstoffs an der Innenwand des Zylinders 10 verhindert, die Stabilität der Verbrennung bleibt erhalten und gleichzeitig wird die Erzeugung von schwarzem Rauch unterbunden. Andererseits neigt die Verbrennung mit ansteigendem Grad des Zündverzögerungswinkels dazu, instabil zu werden. In einem Bereich, in dem die Verbrennung instabil ist, wird die interne EGR-Gasmenge zur Verbesserung der Verbrennungsstabilität reduziert.Here, for explanation, an example has been taken in the case where the VVT target value is set based on the current engine speed to the valve overlap amount at which the intake air amount or the EGR gas amount becomes maximum. However, the VVT target value may also be set based on the degree of the ignition delay angle. As in 9 In this case, the valve overlap amount becomes maximum when the degree of the ignition delay angle ΔI becomes a predetermined value ΔIth. When the degree of the ignition delay angle ΔI is smaller than the predetermined value ΔIth, the valve overlap amount may be increased as the degree of the ignition delay angle increases, whereas if the degree of the ignition delay angle ΔI is greater than the predetermined value ΔIth, the valve overlap amount may be decreased as the degree of the ignition delay angle increases , The greater the degree of ignition retard angle, the more likely fuel to accumulate on the inner wall of the cylinder 10 on. Therefore, in an area where the degree of the ignition delay angle is relatively small, increasing the valve overlap amount with the degree of the ignition delay angle increases the internal EGR gas amount and the in-cylinder temperature in fuel injection, thereby facilitating fuel atomization. Consequently, an accumulation of the fuel on the inner wall of the cylinder 10 prevents the stability of the combustion is maintained and at the same time the production of black smoke is prevented. On the other hand, the combustion tends to become unstable with increasing degree of ignition delay angle. In an area where combustion is unstable, the internal EGR gas amount is reduced to improve combustion stability.

Der Wert ΔIth ist ein auf experimentellen Daten oder dergleichen basierender Grenzwert und kann in der Motor-ECU 3 gespeichert werden. Ferner kann er während des Betriebs abhängig von den Verbrennungsbedingungen (wie dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases oder einer Motordrehzahländerung) eingestellt werden.The value ΔIth is a threshold value based on experimental data or the like, and may be in the engine ECU 3 get saved. Further, it may be adjusted during operation depending on the combustion conditions (such as the exhaust air-fuel ratio or engine speed change).

In den vorhergehenden Beschreibungen wird, wie in 2 dargestellt, ein Beispiel für eine Änderung der Ventilüberschneidung durch Verschiebung der Ventilerhebungskurve auf die Frühwinkelseite und die Spätwinkelseite ohne Änderung der Kurvenform erläutert. wie 10 zeigt, kann jedoch der Nocken 22 zum Öffnen und Schließen des Auslassventils 24 beispielsweise so geformt sein, dass er in axialer Richtung eine unterschiedliche Form aufweist, und zwar so, dass der Nocken 22 in einer Querschnittsebene nur einen Nockenkopf 22a und in einer andereren Querschnittsebene zwei Nockenköpfe 22a und 22b besitzt, so dass das Auslassventil 24, wie in 11 dargestellt, wieder geöffnet wird, während das Einlassventil 23 offen ist. Bei Verwendung dieser Art von Ventiltrieb wird die Ventilüberschneidung erhöht, um internes EGR durchzuführen. Der Nocken 21 zum Öffnen und Schließen des Einlassventils 23 kann so geformt sein, dass er zwei Nockenköpfe besitzt, und zwar so, dass das Einlassventil 23 auch dann geöffnet wird, während das Auslassventil 24 offen ist. Mit dieser Konstruktion kann der Ventilüberschneidungsbetrag durch Verschieben der Nocken 21 oder 22 in axialer Richtung der Nockenwelle geändert werden, was einen einfachen Aufbau und eine weitere Verbesserung der Zuverlässigkeit des Ventiltriebs 2 ermöglicht.In the previous descriptions, as in 2 illustrated an example of a change in the valve overlap by shifting the valve lift curve on the early-angle side and the late-angle side without changing the waveform explained. as 10 shows, however, the cam 22 for opening and closing the exhaust valve 24 For example, be shaped so that it has a different shape in the axial direction, in such a way that the cam 22 in a cross-sectional plane, only one cam head 22a and in another cross-sectional plane two cam heads 22a and 22b owns, leaving the exhaust valve 24 , as in 11 shown, reopened while the inlet valve 23 is open. Using this type of valvetrain, the valve overlap is increased to perform internal EGR. The cam 21 for opening and closing the inlet valve 23 can be shaped so that it has two cam heads, in such a way that the inlet valve 23 even then is opened while the exhaust valve 24 is open. With this construction, the valve overlap amount can be adjusted by shifting the cams 21 or 22 be changed in the axial direction of the camshaft, resulting in a simple construction and further improving the reliability of the valve train 2 allows.

Selbstverständlich kann anstatt der Steuerung des Ventilüberschneidungsbetrags auch ein Rückführsystem vorgesehen sein, das verbranntes Gas vom Abgaskanal 16 direkt in den Einlasskanal 15 zurückführt.Of course, instead of controlling the valve overlap amount, a feedback system may also be provided, the burned gas from the exhaust passage 16 directly into the inlet channel 15 returns.

Wie oben beschrieben und gemäß den Ausführungsbeispielen wird die Kraftstoffzerstäubung erleichtert und die Zylinderinnenseite während des Kaltstarts schnell erwärmt, indem der Kraftstoff während des Verdichtungstakts eingespritzt wird und EGR-Gas eingeführt wird. Folglich wird die Verbrennung stabilisiert, der Ausstoß von schwarzem Rauch und eine Verschlechterung des Emissionsverhaltens verhindert und der Kraftstoffausnutzungsgrad verbessert.As described above and according to the embodiments will the fuel atomization facilitates and the cylinder inside fast during the cold start heated by the fuel during the compression stroke is injected and EGR gas is introduced. Consequently, the combustion is stabilized, the emission of black Smoke and a deterioration of emission behavior prevented and the fuel efficiency improved.

Darüber hinaus wird durch die Verzögerung des Zündzeitpunkts auf nach TDC eine frühe Aktivierung des Katalysators erreicht und das Aufwärmverhalten verbessert, wodurch eine Verschlechterung des Abgasverhaltens verhindert werden kann.Furthermore is due to the delay of the ignition timing on after TDC an early Activation of the catalyst achieved and the warm-up behavior improves, thereby preventing deterioration of the exhaust behavior can be.

Claims (14)

Ottoverbrennungsmotor mit Kraftstoffdirekteinspritzung mit einem Abgasrückführsystem zur Rückführung und Zirkulation eines Verbrennungsgases im Zylinder (10), wobei während eines Kaltstarts das Abgasrückführsystem betrieben wird und der Kraftstoff dem Zylinder (10) während eines Verdichtungstaktes zugeführt wird, mit einer Einrichtung (3, 8) zur Bestimmung eines Einlasskanalunterdrucks, wobei das Abgasrückführsystem dann betrieben wird, wenn ein bestimmter Einlasskanalunterdruck gleich oder größer ist als ein bestimmtes Niveau.Direct fuel injection direct injection gasoline engine with an exhaust gas recirculation system for the recirculation and circulation of a combustion gas in the cylinder ( 10 ), in which During a cold start, the exhaust gas recirculation system is operated and the fuel to the cylinder ( 10 ) is supplied during a compression stroke, with a device ( 3 . 8th ) for determining intake port vacuum, wherein the exhaust gas recirculation system is operated when a certain intake port negative pressure is equal to or greater than a certain level. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei das Abgasrückführsystem ein variabler Ventiltrieb (2) ist, der einen Ventilüberschneidungsbetrag eines Einlassventils (23) und eines Auslassventils (24) einstellt.Internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas recirculation system is a variable valve train ( 2 ) having a valve overlap amount of an intake valve ( 23 ) and an exhaust valve ( 24 ). Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2, wobei während des Kaltstarts eine variable Änderungsgeschwindigkeit der Ventilüberschneidung im Vergleich zu anderen Fällen erhöht wird.Internal combustion engine according to claim 2, wherein during the Cold starts a variable rate of change the valve overlap compared to other cases elevated becomes. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei wenn entweder das Einlassventil (23) oder das Auslassventil (24) offen ist, der variable Ventiltrieb (2) den Hubtakt des jeweils anderen Ventils ändert.Internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein when either the inlet valve ( 23 ) or the exhaust valve ( 24 ) is open, the variable valve train ( 2 ) changes the stroke rate of the other valve. Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei während des Kaltstarts der Zündzeitpunkt einer Zündkerze (17) bis zu einem Zeitpunkt nach dem Erreichen des oberen Totpunkts durch den Kolben verzögert wird.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, wherein during the cold start the ignition timing of a spark plug ( 17 ) is delayed until a time after top dead center is reached by the piston. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 5, wobei der Betrieb des Abgasrückführsystems so gesteuert wird, dass eine Menge an rückgeführtem Gas gesteigert wird, wenn der Grad der Zündzeitpunktverzögerung erhöht wird.An internal combustion engine according to claim 5, wherein the operation the exhaust gas recirculation system is controlled to increase an amount of recirculated gas, when the degree of ignition timing retardation is increased. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 6, wobei in einem Bereich, in dem der Grad der Zündzeitpunktverzögerung groß ist und eine instabile Verbrennung zu erwarten ist, der Betrieb des Abgasrückführsystems so gesteuert wird, dass die Menge an rückgeführtem Gas verringert wird, wenn der Grad der Zündzeitpunktverzögerung erhöht wird.Internal combustion engine according to claim 6, wherein in one Range in which the degree of ignition timing delay is large and an unstable combustion is expected, the operation of the exhaust gas recirculation system is controlled so that the amount of recirculated gas is reduced, when the degree of ignition timing retardation is increased. Steuerverfahren für einen Ottoverbrennungsmotor mit Kraftstoffdirekteinspritzung mit einem Abgasrückführsystem zur Rückführung und Zirkulation eines Verbrennungsgases im Zylinder (10), wobei während eines Kaltstarts das Abgasrückführsystem betrieben und der Kraftstoff dem Zylinder (10) während eines Verdichtungstaktes zugeführt wird, mit dem Schritt der Bestimmung eines Einlasskanalunterdrucks, wobei das Abgasrückführsystem dann betrieben wird, wenn ein bestimmter Einlasskanalunterdruck gleich oder größer ist als ein bestimmtes Niveau.Control method for a gasoline direct injection spark ignition internal combustion engine having an exhaust gas recirculation system for recirculating and circulating a combustion gas in the cylinder ( 10 ), wherein during a cold start the exhaust gas recirculation system operated and the fuel to the cylinder ( 10 ) is supplied during a compression stroke, with the step of determining an intake port vacuum, wherein the exhaust gas recirculation system is operated when a certain intake port negative pressure is equal to or greater than a certain level. Steuerverfahren gemäß Anspruch 8, wobei das Abgasrückführsystem ein variabler Ventiltrieb (2) ist, der einen Ventilüberschneidungsbetrag eines Einlassventils (23) und eines Auslassventils (24) einstellt.Control method according to claim 8, wherein the exhaust gas recirculation system is a variable valve train ( 2 ) having a valve overlap amount of an intake valve ( 23 ) and an exhaust valve ( 24 ). Steuerverfahren gemäß Anspruch 9, wobei während des Kaltstarts eine variable Änderungsgeschwindigkeit der Ventilüberschneidung im Vergleich zu anderen Fällen erhöht wird.A control method according to claim 9, wherein during the Cold starts a variable rate of change the valve overlap compared to other cases elevated becomes. Steuerverfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei, wenn entweder das Einlassventil (23) oder das Auslassventil (24) offen ist, der variable Ventiltrieb (2) den Hubtakt des jeweils anderen Ventils ändert.A control method according to claim 9 or 10, wherein when either the inlet valve ( 23 ) or the exhaust valve ( 24 ) is open, the variable valve train ( 2 ) changes the stroke rate of the other valve. Steuerverfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei während des Kaltstarts ein Zündzeitpunkt einer Zündkerze (17) bis auf einen Zeitpunkt nach dem Erreichen des oberen Totpunkts durch den Kolben verzögert wird.Control method according to one of claims 8 to 11, wherein during the cold start an ignition point of a spark plug ( 17 ) is retarded until after the top dead center is reached by the piston. Steuerverfahren gemäß Anspruch 12, wobei ein Betrieb des Abgasrückführsystems so gesteuert wird, dass die Menge an rückgeführtem Gas gesteigert wird, wenn der Grad der Zündzeitpunktverzögerung erhöht wird.A control method according to claim 12, wherein an operation the exhaust gas recirculation system is controlled so that the amount of recirculated gas is increased, when the degree of ignition timing retardation is increased. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 13, wobei in einem Bereich, in dem der Grad der Zündzeitpunktverzögerung groß ist und eine instabile Verbrennung zu erwarten ist, der Betrieb des Abgasrückführsystems so gesteuert wird, dass die Menge an rückgeführtem Gas verringert wird, wenn der Grad der Zündzeitpunktverzögerung erhöht wird.Internal combustion engine according to claim 13, wherein in one Range in which the degree of ignition timing delay is large and an unstable combustion is expected, the operation of the exhaust gas recirculation system is controlled so that the amount of recirculated gas is reduced, when the degree of ignition timing retardation is increased.
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