JP2002266668A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine

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JP2002266668A
JP2002266668A JP2001066702A JP2001066702A JP2002266668A JP 2002266668 A JP2002266668 A JP 2002266668A JP 2001066702 A JP2001066702 A JP 2001066702A JP 2001066702 A JP2001066702 A JP 2001066702A JP 2002266668 A JP2002266668 A JP 2002266668A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for internal combustion engine for ensuring the stability of combustion in a SOCH engine equipped with a cam phase changing mechanism by setting a cam phase to a neutral position when performing a control for reducing unburned HC in exhaust gas in cold starting. SOLUTION: In the SOCH engine 1 equipped with the cam phase changing mechanism 8, when the control for reducing unburned HC in exhaust gas in cold starting is performed in order to reconcile a combustion control for reducing the unburned HC in exhaust gas in cold starting and combustion stability, the cam phase changing mechanism 8 is driven by a control means 31 to control the cam phase to the neutral position, and the internal EGR is reduced to ensure the stability of combustion.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カム位相変更機構
を備えたSOHC内燃機関の冷態始動時における燃焼の
安定性を確保するようにした内燃機関の制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a cam phase changing mechanism, which ensures the stability of combustion at the time of a cold start of an SOHC internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガソリン内燃機関(以下「エンジン」と
いう)において更なる排気ガス特に、未燃炭化水素(以
下「未燃HC」という)の低減が要求されている。そこ
で、エンジンの冷態始動時にリーンバーン(希薄燃焼)
で運転し、気筒内への投入燃料を十分燃やすことで未燃
HCの低減が図られると共に、点火時期を遅らせて(リ
タード)排気温度の上昇により触媒の活性化を促進する
手法が提案されている。
2. Description of the Related Art In a gasoline internal combustion engine (hereinafter referred to as "engine"), further reduction of exhaust gas, particularly unburned hydrocarbons (hereinafter referred to as "unburned HC") is required. Therefore, lean-burn (lean combustion) during cold start of the engine
A method has been proposed in which the unburned HC is reduced by sufficiently operating the fuel injected into the cylinder to reduce unburned HC, and the catalyst is activated by delaying the ignition timing (retard) to increase the exhaust gas temperature. I have.

【0003】また、前記手法とは別にカム位相変更機構
を採用することにより、エンジン性能や、燃費を向上さ
せるようにした制御装置もある。特に、DOHCエンジ
ンにおいては、吸気バルブ側にカム位相可変機構を設
け、エンジンの始動時、アイドル運転時もカム位相角を
最遅角に制御して、給・排気バルブのオーバーラップを
狭くして(零とする場合もある)、内部EGR(吸気管
への吹き返し)量を低減させる制御が行われている。
There is also a control device that employs a cam phase changing mechanism separately from the above-described method to improve engine performance and fuel efficiency. Particularly, in the DOHC engine, a cam phase variable mechanism is provided on the intake valve side to control the cam phase angle to the most retarded angle even at the time of engine start and idle operation, thereby narrowing the overlap of the supply and exhaust valves. Control is performed to reduce the amount of internal EGR (blow back to the intake pipe).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷態始
動時に排気中の未燃HCを低減するために点火時期の遅
角(リタード)、空燃比のリーン化、排圧の増大、EG
Rの増大、二段燃焼等の様々な燃焼制御が行われている
が、これらの制御により燃焼状態が不安定になる場合が
多い。
However, in order to reduce the unburned HC in the exhaust gas at the time of a cold start, the ignition timing is retarded (retard), the air-fuel ratio is made lean, the exhaust pressure is increased, and EG is increased.
Various combustion controls such as an increase in R and two-stage combustion are performed. However, these controls often make the combustion state unstable.

【0005】一方、カム位相変更機構を備えたSOHC
エンジンにおいては、駆動油圧等の問題から、停止時の
カム位相は最遅角に設定され、カム位相が最遅角では、
内部EGRが多くなる。このため、カム位相変更機構を
備えたSOHCエンジンにおいて冷態始動時に排気中の
未燃HCを低減するためのリーン化やリタード等の燃焼
制御を行うと、内部EGRが多い状態に更に不安定な燃
焼状態が加わることになり、燃焼が安定せず、未燃HC
の低減効果が得られないばかりでなく、最悪の場合には
失火してしまう虞がある。
On the other hand, an SOHC equipped with a cam phase changing mechanism
In the engine, the cam phase at the time of stop is set to the most retarded angle due to problems such as driving oil pressure, and at the most retarded cam phase,
Internal EGR increases. Therefore, in a SOHC engine equipped with a cam phase change mechanism, when performing combustion control such as leaning or retarding to reduce unburned HC in exhaust at the time of a cold start, the internal EGR becomes more unstable when the internal EGR is large. Combustion state is added, combustion is not stable, and unburned HC
In addition to the effect of reducing the temperature, there is a risk of misfiring in the worst case.

【0006】このため、本発明では、カム位相変更機構
を備えたSOHCエンジンにおいて、冷態始動時に排気
中の未燃HCを低減する制御を行う場合は、カム位相を
中立位置として燃焼の安定性を確保するようにした内燃
機関の制御装置を提供することを目的としている。
For this reason, according to the present invention, in a SOHC engine equipped with a cam phase changing mechanism, when the control for reducing the unburned HC in the exhaust gas at the time of a cold start is performed, the cam phase is set to the neutral position and the combustion stability is set. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine which ensures the above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明では、カム位相変更機構を備えたS
OHCエンジンにおいて、冷態始動時に排気中の未燃H
Cを低減する燃焼制御と燃焼安定性とを両立させるべく
冷態始動時に排気中の未燃HCを低減するための制御を
行う場合は、カム位相を中立位置として内部EGRを減
少させて、燃焼の安定性を確保する。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an S-type motor having a cam phase changing mechanism is provided.
Unburned H in exhaust gas at the time of cold start in the OHC engine
When performing control for reducing unburned HC in exhaust gas at the time of a cold start in order to achieve both combustion control for reducing C and combustion stability, the internal EGR is reduced by setting the cam phase to a neutral position to reduce combustion. Ensure stability.

【0008】請求項2の発明では、カム位相の中立位置
を圧縮上死点が吸気行程範囲と排気行程範囲とがオーバ
ラップしているバルブオーバラップ期間とすることで内
部EGRを少なくしている。好ましくは、カム位相の中
立位置を、圧縮上死点が吸気行程範囲と排気行程範囲と
がオーバラップしているバルブオーバラップ期間の略中
央付近に設定する。
According to the second aspect of the invention, the internal EGR is reduced by setting the neutral position of the cam phase to a valve overlap period in which the compression top dead center overlaps the intake stroke range and the exhaust stroke range. . Preferably, the neutral position of the cam phase is set near the center of the valve overlap period in which the compression top dead center overlaps the intake stroke range and the exhaust stroke range.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。図1は、本発明
に係るカム位相変更機構を備えたSOHC内燃機関の全
体構成図である。図1に示すように、エンジン1は吸気
管噴射型エンジンとして構成されており、その動弁機構
としてはSOHC4弁式が採用されている。シリンダヘ
ッド2上のカム軸3の前端にはタイミングプーリ4が固
定され、このタイミングプーリ4はタイミングベルト5
を介してクランク軸6に連結されている。クランク軸6
の回転に伴ってタイミングプーリ4と共にカム軸3が回
転駆動され、このカム軸3に設けられた吸気カム3a、
排気カム3bによりロッカアームRa、Rbを介して吸
気バルブ7a、排気バルブ7bが開閉駆動される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an SOHC internal combustion engine including a cam phase changing mechanism according to the present invention. As shown in FIG. 1, the engine 1 is configured as an intake pipe injection type engine, and a SOHC 4-valve type is employed as a valve operating mechanism thereof. A timing pulley 4 is fixed to the front end of the camshaft 3 on the cylinder head 2.
Is connected to the crankshaft 6. Crankshaft 6
The camshaft 3 is rotated together with the timing pulley 4 with the rotation of the camshaft 3, and the intake cams 3a,
The intake cam 7b and the exhaust valve 7b are opened and closed by the exhaust cam 3b via the rocker arms Ra and Rb.

【0010】そして、カム軸3とタイミングプーリ4と
の間には、ベーン式のタイミング可変機構(VVT)8
が設けられている。カム位相変更機構としてのタイミン
グ可変機構8の構成は、例えば特開2000−2760
9号公報等で公知のため詳細は説明しないが、タイミン
グプーリ4に設けたハウジング内にベーンロータを回動
可能に設け、そのベーンロータにカム軸3を連結して構
成されている。タイミング可変機構8にはオイルコント
ロールバルブ(以下、OCVという)9が接続され、エ
ンジン1のオイルポンプ10から供給される作動油を利
用して、OCV9の切換に応じてベーンロータに油圧を
作用させ、その結果、タイミングプーリ4に対するカム
軸3の位相、即ち、吸気バルブ7aと排気バルブ7bの
開閉タイミングを調整するようになっている。
A vane type variable timing mechanism (VVT) 8 is provided between the camshaft 3 and the timing pulley 4.
Is provided. The configuration of the variable timing mechanism 8 as the cam phase changing mechanism is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-2760.
Although not described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-1997, the details thereof will not be described, but a vane rotor is rotatably provided in a housing provided on the timing pulley 4, and the cam shaft 3 is connected to the vane rotor. An oil control valve (hereinafter, referred to as OCV) 9 is connected to the variable timing mechanism 8, and uses hydraulic oil supplied from an oil pump 10 of the engine 1 to apply hydraulic pressure to the vane rotor according to switching of the OCV 9. As a result, the phase of the camshaft 3 with respect to the timing pulley 4, that is, the opening / closing timing of the intake valve 7a and the exhaust valve 7b is adjusted.

【0011】タイミング可変機構8は、以下の理由によ
り、エンジン1の停止時にカム位相が最遅角位置に制御
されてロックされている。即ち、エンジン油圧により可
変する位相可変式(ベーン式、ヘリカル式)のタイミン
グ可変機構は、エンジンが温態の低回転域では十分な油
圧を確保することが難しいので、制御位相がふらつき易
いが、最遅角位置ではカムのフリクションにより安定し
た位相を保つことができる。更に、最遅角位置でタイミ
ング可変機構の位相は、機械的にロックされるのでエン
ジンが停止してもその位相が保持され、次の始動時に油
圧がなくても最遅角で固定されているため、ベーンのバ
タツキ(ヘリカル式ではバックラッシュのバタツキ)に
伴う異音の発生がない。
The variable timing mechanism 8 is locked with the cam phase controlled to the most retarded position when the engine 1 is stopped for the following reason. In other words, the phase variable type (vane type, helical type) variable timing mechanism that varies according to the engine oil pressure makes it difficult to secure a sufficient oil pressure in the low rotation speed range where the engine is hot, so the control phase is likely to fluctuate. At the most retarded position, a stable phase can be maintained by cam friction. Further, at the most retarded position, the phase of the variable timing mechanism is mechanically locked so that the phase is maintained even when the engine is stopped, and is fixed at the most retarded angle even when there is no oil pressure at the next start. Therefore, there is no generation of abnormal noise due to vane flapping (helical type backlash flapping).

【0012】一方、シリンダヘッド2の吸気ポート11
には吸気通路12が接続され、ピストン16の下降に伴
ってエアクリーナ13から吸気通路12内に導入された
吸入空気は、スロットルバルブ14の開度に応じて流量
調整された後に燃料噴射弁15からの噴射燃料と混合さ
れ、吸気ポート11を経て吸気バルブ7aの開弁時に筒
内に流入する。
On the other hand, the intake port 11 of the cylinder head 2
The intake passage 12 is connected to the intake passage 12. The intake air introduced into the intake passage 12 from the air cleaner 13 as the piston 16 descends is adjusted from the fuel injection valve 15 after the flow rate is adjusted according to the opening of the throttle valve 14. And flows into the cylinder via the intake port 11 when the intake valve 7a is opened.

【0013】また、シリンダヘッド2の排気ポート17
には排気通路18が接続され、点火プラグ19により点
火されて燃焼後の排ガスは、排気バルブ7bの開弁時に
ピストン16の上昇に伴って排気ポート17から排気通
路18に案内され、触媒20及び図示しない消音器を経
て外部に排出される。車室内には、図示しない入出力装
置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記
憶装置(ROM,RAM,BURAM等)、中央処理装
置(CPU)、タイマカウンタ等を備えたECU(エン
ジン制御ユニット)31が設置されており、エンジン1
の総合的な制御を行う。ECU31の入力側には、エン
ジン回転速度Neを検出する回転速度センサ32、スロ
ットルバルブ14の開度TPSを検出するスロットルセ
ンサ33、冷却水温Twを検出する水温センサ34等の
各種センサが接続されている。また、ECU31の出力
側には、OCV9、燃料噴射弁15、点火プラグ19等
が接続されている。
The exhaust port 17 of the cylinder head 2
The exhaust gas is ignited by the ignition plug 19, and the exhaust gas after combustion is guided from the exhaust port 17 to the exhaust passage 18 with the rise of the piston 16 when the exhaust valve 7b is opened. It is discharged outside through a silencer (not shown). An ECU (engine) including an input / output device (not shown), a storage device (ROM, RAM, BURAM, etc.) for storing a control program, a control map, and the like, a central processing unit (CPU), a timer counter, etc. Control unit) 31 is installed, and the engine 1
Performs comprehensive control of Various sensors such as a rotation speed sensor 32 for detecting the engine rotation speed Ne, a throttle sensor 33 for detecting the opening degree TPS of the throttle valve 14, and a water temperature sensor 34 for detecting the cooling water temperature Tw are connected to the input side of the ECU 31. I have. The output side of the ECU 31 is connected to the OCV 9, the fuel injection valve 15, the spark plug 19, and the like.

【0014】ECU31は、各センサからの検出情報に
基づいて点火時期及び燃料噴射量等を決定し、点火プラ
グ19や燃料噴射弁15を駆動制御する。また、予め設
定されたマップに従って、エンジン回転速度Ne及びス
ロットル開度TPSからタイミング可変機構8の目標位
相角を算出し、OCV9を駆動して実際の位相角を目標
位相角に制御する。更に、エンジン1の冷態始動時に
は、未燃HCの排出を抑制するために、温態始動時の場
合と異なる専用の位相角制御を実行する。
The ECU 31 determines an ignition timing, a fuel injection amount, and the like based on detection information from each sensor, and controls driving of the ignition plug 19 and the fuel injection valve 15. Further, the target phase angle of the timing variable mechanism 8 is calculated from the engine speed Ne and the throttle opening TPS according to a preset map, and the OCV 9 is driven to control the actual phase angle to the target phase angle. Further, at the time of the cold start of the engine 1, in order to suppress the discharge of unburned HC, a dedicated phase angle control different from that at the time of the warm start is executed.

【0015】次に、冷態始動時にECU31により実行
される位相角制御を図2乃至図4のタイムチャートに基
づいて説明する。エンジンの冷態始動直後のアイドル運
転時にリーン化して、気筒内への投入燃料を十分燃やす
ことで未燃HCの低減を図る場合、リーン限界空燃比
(A/F)が存在し、このリーン限界空燃比は、カム位
相が或る値のときに最大になると考えられる。図2は、
図1に示すタイミング可変機構8を備えたSOHCエン
ジン1において吸気バルブ7aと排気バルブ7bとのバ
ルブオーバラップ(VOL)を所定角度(例えば、16
°)とした場合に、カム位相とリーン限界空燃比(A/
F)との関係の一例を示し、リーン限界空燃比が、略1
6程度になっている。従って、リーン化することが可能
であれば、その分未燃HCの排出量が減少するので、始
動時の未燃HC対策となる。即ち、始動時のリーン限界
が高くなり、その分だけリーンになっていることから未
燃HCを低減することが可能となる。
Next, the phase angle control executed by the ECU 31 during a cold start will be described with reference to the time charts of FIGS. In order to reduce unburned HC by leaning during idle operation immediately after the cold start of the engine and sufficiently burning the injected fuel into the cylinder, there is a lean limit air-fuel ratio (A / F). The air-fuel ratio is considered to be maximum when the cam phase is at a certain value. FIG.
In the SOHC engine 1 having the variable timing mechanism 8 shown in FIG. 1, the valve overlap (VOL) between the intake valve 7a and the exhaust valve 7b is set to a predetermined angle (for example, 16).
°) and the cam phase and lean air-fuel ratio (A /
F) shows an example of a relationship between the lean limit air-fuel ratio and approximately 1;
It is about 6. Therefore, if it is possible to make the engine lean, the amount of unburned HC discharged is reduced by that amount. That is, the lean limit at the time of starting increases, and the unburned HC can be reduced because the lean limit is increased accordingly.

【0016】しかしながら、SOHCエンジンにおいて
は、吸気カムと排気カムとのオーバラップの範囲が変わ
らないので、進角するとオーバラップが圧縮上死点TD
Cの前側(排気行程範囲)に入るので、気筒からピスト
ンにより押し出される排気がそのまま吸気側に入り、再
吸入となり、内部EGRが増大する。また、遅角すると
オーバラップが圧縮上死点TDCの後側(吸気行程範
囲)に入るのでピストンが下降しているにも拘わらず排
気バルブが開弁しているために排気ガスの再吸入とな
り、内部EGRが増大する。このためカム位相を進角
側、遅角側の何れの側にも振り過ぎると内部EGRが増
加して燃焼が悪くなる。従って、吸気カム位相を最適な
カム位相位置に設定することが必要となる。
However, in the SOHC engine, the overlap range between the intake cam and the exhaust cam does not change.
Since the exhaust gas enters the front side (exhaust stroke range) of C, the exhaust gas pushed out from the cylinder by the piston enters the intake side as it is, is re-inhaled, and the internal EGR increases. Further, when the retard is retarded, the overlap enters the rear side of the compression top dead center TDC (intake stroke range), so that the exhaust valve is opened despite the piston being lowered, so that the exhaust gas is re-inhaled. , The internal EGR increases. For this reason, if the cam phase is shifted too much on either the advance side or the retard side, the internal EGR increases and combustion deteriorates. Therefore, it is necessary to set the intake cam phase to an optimum cam phase position.

【0017】そこで、図2においてリーン限界空燃比
(A/F)が最大値になるときのカム位相を中立位置
(カム位相0°)として、冷態始動時にこの中立位置
が、圧縮上死点(TDC)がバルブオーバラップ期間
中、好ましくは、バルブオーバラップの中間位相になる
ように制御する。このように圧縮上死点TDCをバルブ
オーバラップの中間位相とすることにより、内部EGR
を抑えることが可能となる。
Therefore, in FIG. 2, the cam phase when the lean limit air-fuel ratio (A / F) reaches the maximum value is defined as a neutral position (cam phase 0 °). (TDC) is preferably controlled to be in an intermediate phase of the valve overlap during the valve overlap period. By setting the compression top dead center TDC to the intermediate phase of the valve overlap, the internal EGR
Can be suppressed.

【0018】エンジン1の停止時において吸気バルブ7
aのカム位相は、タイミング可変機構8により図4の
に示す最遅角位置に保持され、吸気上死点TDC後側
(「吸気行程範囲」という)に吸気バルブ7aが開弁し
始めるようになっている。イグニションスイッチがスタ
ート操作されると、このカム位相位置でエンジン1のク
ランキングが開始されると共にECU31により点火時
期制御や燃料噴射制御が実行され、当該エンジン1がク
ランキングされて初爆に至る(図3)。
When the engine 1 is stopped, the intake valve 7
The cam phase a is held at the most retarded position shown in FIG. 4 by the timing variable mechanism 8 so that the intake valve 7a starts opening after the intake top dead center TDC (referred to as “intake stroke range”). Has become. When the ignition switch is operated to start, the cranking of the engine 1 is started at the cam phase position, the ignition timing control and the fuel injection control are executed by the ECU 31, and the engine 1 is cranked to reach the first explosion ( (Fig. 3).

【0019】この始動時においては、吸気ポート11に
噴射された燃料の蒸化が促進されないことから、燃料
は、吸気バルブ7aの裏側や吸気ポート11の内壁に付
着し、閉弁期間中に自重により下方のバルブシート付近
に液状となって溜まっている。そして、吸気行程範囲で
吸気バルブ7aが開くと、燃料は液状のままピストン1
6の下降に伴って筒内に流入し、圧縮行程を経て燃料行
程で燃焼した後に、排気行程で排気側に排出されること
になる。つまり、筒内に流入した液状燃料がそのまま排
気側に排出される事態が未然に防止される。
At the time of this start, since the evaporation of the fuel injected into the intake port 11 is not promoted, the fuel adheres to the back side of the intake valve 7a or the inner wall of the intake port 11, and own weight during the valve closing period. As a result, liquid is accumulated near the lower valve seat. When the intake valve 7a is opened in the intake stroke range, the fuel is kept in a liquid state and the piston 1
6, the gas flows into the cylinder with the downward movement, burns in the fuel stroke through the compression stroke, and is discharged to the exhaust side in the exhaust stroke. That is, a situation in which the liquid fuel flowing into the cylinder is directly discharged to the exhaust side is prevented.

【0020】ECU31により冷却水温Tw等に基づい
て冷態始動と判定されたときには、図3に示すように初
爆から所定時間例えば、2〜3秒程度待機した後にタイ
ミング可変機構8により吸気カム位相即ち、吸気バルブ
7aの開閉タイミングが進角側に制御されて、図4の
に示す位置即ち、上死点TDCが吸気バルブ7aと排気
バルブ7bとのオーバラップの中間位置まで移行され
る。このカム位相角の進角側への制御により、吸気バル
ブ7aは、上死点TDCより先行して開弁し始めるよう
になる。尚、図3の吸気カム位相のタイムチャートにお
いて符号、は、夫々図4のタイムチャートの、
に対応している。
When it is determined by the ECU 31 that the engine is to be started cold based on the coolant temperature Tw or the like, as shown in FIG. That is, the opening / closing timing of the intake valve 7a is controlled to be advanced, and the position shown in FIG. 4, that is, the top dead center TDC is shifted to the intermediate position of the overlap between the intake valve 7a and the exhaust valve 7b. By controlling the cam phase angle to the advanced side, the intake valve 7a starts opening before the top dead center TDC. Incidentally, in the time chart of the intake cam phase in FIG.
It corresponds to.

【0021】吸気バルブ7aの開弁が上死点TDCより
先行するため、上死点TDCの前側(以下「排気行程範
囲」という)にもバルブオーバラップ期間が存在する
が、この期間中に液状燃料が排気側に通り抜けたとして
も、続く吸気行程範囲で筒内に引き戻されて、確実に蒸
化・燃焼される。そして、圧縮上死点TDCをバルブオ
ーバラップの中間位相とすることにより、内部EGR
(一旦排気側に排出された後に筒内に逆流する排ガス)
を抑えることができ、安定した燃焼がリーン又はリター
ドを実施(図3)しても得られるので、始動直後の未燃
HCの排出が低減される。
Since the opening of the intake valve 7a precedes the top dead center TDC, a valve overlap period also exists before the top dead center TDC (hereinafter referred to as "exhaust stroke range"). Even if the fuel passes through to the exhaust side, it is drawn back into the cylinder in the subsequent intake stroke range, and is reliably vaporized and burned. By setting the compression top dead center TDC to the intermediate phase of the valve overlap, the internal EGR
(Exhaust gas that once flows to the exhaust side and then flows back into the cylinder)
Can be suppressed, and stable combustion can be obtained even when lean or retard is performed (FIG. 3), so that emission of unburned HC immediately after starting is reduced.

【0022】このときの排気バルブ7bが閉弁するタイ
ミングは上死点TDC以降であり、且つ、初爆から数行
程を経たこの時点では、エンジン回転速度Neの上昇に
伴って吸気ポート11側に十分な負圧が発生することか
ら、一旦排気側に排出された排ガス(排気行程の終期に
排出された未燃HCを多く含む排ガス)が吸気ポート1
1内に逆流する。逆流した排ガスは次回の燃焼行程で燃
焼されると共に、排ガスからの受熱により排気ポート1
1が昇温されて次回の噴射燃料の蒸化を促進することか
ら、液状燃料の排気側への排出が防止される。
At this time, the exhaust valve 7b closes after the top dead center TDC, and at this point after a few strokes from the initial explosion, the exhaust valve 7b moves to the intake port 11 side as the engine speed Ne increases. Since a sufficient negative pressure is generated, exhaust gas once discharged to the exhaust side (exhaust gas containing a large amount of unburned HC discharged at the end of the exhaust stroke) is supplied to the intake port 1.
Backflow into 1. The exhaust gas that has flowed back is burned in the next combustion stroke, and the exhaust port 1
Since the temperature of 1 is raised to promote the evaporation of the next injected fuel, the discharge of the liquid fuel to the exhaust side is prevented.

【0023】その後、ECU31により冷却水温Tw等
に基づいてエンジン1が暖機運転に移行したと判定され
ると、吸気バルブ7aの開閉タイミングは遅角されて、
図4のに示す始動開始時の状態即ち、最遅角に戻され
る。このようにして、冷態始動し、アイドル運転時にリ
ーン又はリタードする際、カム位相を中立位置制御とす
る。
Thereafter, when the ECU 31 determines that the engine 1 has shifted to the warm-up operation based on the cooling water temperature Tw or the like, the opening / closing timing of the intake valve 7a is retarded,
It is returned to the state at the start of the start shown in FIG. 4, that is, the most retarded angle. In this manner, the cam phase is set to the neutral position control when the engine is started cold and lean or retarded during idling operation.

【0024】また、ECU31により冷却水温Tw等に
基づいて温態始動と判定されたときには、カム位相が最
遅角位置とされるので内部EGRが多少増えるが、温度
による燃料気化や、霧化が改善されているため安定した
燃焼が得られる。更に、吸気バルブ7aの閉弁が遅くな
るので、ポンプロスが低減される上、排気バルブ7bの
開弁が遅れるので、膨張行程が長くなり、燃費が向上す
る。
When the ECU 31 determines that the engine is warm starting based on the cooling water temperature Tw or the like, the cam phase is set to the most retarded position, so that the internal EGR slightly increases. Improved combustion provides stable combustion. Further, since the closing of the intake valve 7a is delayed, the pump loss is reduced, and the opening of the exhaust valve 7b is delayed, so that the expansion stroke is lengthened and fuel efficiency is improved.

【0025】始動完了後もアイドル運転が継続されてい
る限り吸気バルブ7aの開閉タイミングは最遅角位置に
保持され続け、車両の発進等によりエンジン回転速度N
eやスロットル開度TPSが増加すると、それに応じて
進角側に制御される。更に、カム位相可変により、エン
ジン1の全運転領域で、性能と燃費を向上することがで
きる。
The opening / closing timing of the intake valve 7a is maintained at the most retarded position as long as the idle operation is continued even after the start is completed.
When e and the throttle opening TPS increase, the advance is controlled accordingly. Further, performance and fuel efficiency can be improved in the entire operation range of the engine 1 by changing the cam phase.

【0026】以上で実施形態の説明を終えるが、本発明
の態様は上記実施形態に限定されるものではない。例え
ば、上記実施形態では、ベーン式のタイミング可変機構
8を備えたが、タイミング可変機構の構成はこれに限ら
ず、例えば、ヘリカル式のタイミング可変機構に代えて
もよいし、カム軸に対するカムの偏心量を変更する偏心
式のタイミング可変機構、或いは、異なる特性のカムを
選択的に作動させる切換式のタイミング可変機構、電磁
式アクチュエータによりバルブを直接的に開閉する電磁
式のタイミング可変機構等に代えてもよい。
Although the embodiment has been described above, aspects of the present invention are not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the vane-type variable timing mechanism 8 is provided. However, the configuration of the variable-timing mechanism is not limited to this. For example, the variable-timing mechanism may be replaced with a helical-type variable mechanism. Eccentric timing variable mechanism that changes the amount of eccentricity, switching type variable timing mechanism that selectively operates cams with different characteristics, electromagnetic timing variable mechanism that opens and closes valves directly with an electromagnetic actuator, etc. It may be replaced.

【0027】また、上記実施形態では吸気管噴射型のS
OHCエンジンに適用したが、例えば、筒内に直接燃料
を噴射する筒内噴射型SOHCエンジンにも適用でき
る。この場合でも上記実施形態と同様に冷態始動してア
イドル運転時にカム位相を中立位置制御とすることで、
安定した燃焼が、リーン又はリタードを実施しても得ら
れ、且つ始動直後の未燃HCの排出を抑制することがで
きる。
In the above embodiment, the intake pipe injection type S
Although applied to the OHC engine, the invention can also be applied to, for example, an in-cylinder injection type SOHC engine that injects fuel directly into a cylinder. In this case as well, the cam phase is set to the neutral position control during the idling operation by performing the cold start similarly to the above-described embodiment,
Stable combustion can be obtained even when lean or retard is performed, and the emission of unburned HC immediately after starting can be suppressed.

【0028】また、ベーン式のタイミング可変機構8が
中間位相でロックするもので、冷却始動当初より中間位
相で運転し、リーンやリタードを行う場合でも良い。
Further, since the vane type variable timing mechanism 8 locks at the intermediate phase, it may be operated at the intermediate phase from the start of cooling to perform lean or retard.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように本発明のエンジン制
御装置によれば、カム位相変更機構を備えたSOHCエ
ンジンにおいて、冷態始動時に排気中の未燃HCを低減
するための燃焼制御と燃焼安定性とを両立させるため、
冷態始動時に排気中の未燃HCを低減するための制御を
行う場合は、カム位相を中立位置として内部EGRを減
少させることで、安定した燃焼がリーン又はリタードを
実施しても得られるので、始動直後の未燃HCの排出を
低減することができる。
As described above, according to the engine control apparatus of the present invention, in the SOHC engine equipped with the cam phase changing mechanism, the combustion control and the combustion for reducing the unburned HC in the exhaust during the cold start are performed. In order to balance with stability,
When performing control to reduce unburned HC in exhaust during cold start, stable combustion can be obtained even when lean or retard is performed by setting the cam phase to the neutral position and reducing the internal EGR. Thus, the emission of unburned HC immediately after the start can be reduced.

【0030】また、カム位相の中立位置を圧縮上死点が
吸気行程範囲と排気行程範囲とがオーバラップしている
バルブオーバラップ期間とすることで内部EGRを少な
くすることができる。
The internal EGR can be reduced by setting the neutral position of the cam phase to a valve overlap period in which the compression top dead center overlaps the intake stroke range and the exhaust stroke range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るカム位相可変機構を備えたSOH
Cエンジンの制御装置の実施形態を示す全体構成図であ
る。
FIG. 1 shows an SOH having a variable cam phase mechanism according to the present invention.
1 is an overall configuration diagram illustrating an embodiment of a control device for a C engine.

【図2】図1に示すエンジンにおいて吸気バルブと排気
バルブとのバルブオーバラップを所定角度とした場合の
カム位相とリーン限界空燃比(A/F)との関係の一例
を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an example of a relationship between a cam phase and a lean limit air-fuel ratio (A / F) when a valve overlap between an intake valve and an exhaust valve is set to a predetermined angle in the engine shown in FIG. .

【図3】図1に示すエンジンの始動後の回転数特性及び
吸気カム位相制御の一例を示すタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart showing an example of a rotational speed characteristic and an intake cam phase control after the engine shown in FIG. 1 is started.

【図4】図1に示すエンジンのタイミング可変機構によ
るカム位相角制御を示すタイムチャートである。
FIG. 4 is a time chart showing cam phase angle control by the variable timing mechanism of the engine shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 SOHCエンジン 3 カム軸 3a 吸気カム 3b 排気カム 7a 吸気バルブ 7b 排気バルブ 8 タイミング可変機構(カム位相変更機構) 31 ECU(バルブタイミング制御手段) Reference Signs List 1 SOHC engine 3 Camshaft 3a Intake cam 3b Exhaust cam 7a Intake valve 7b Exhaust valve 8 Variable timing mechanism (cam phase changing mechanism) 31 ECU (valve timing control means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G018 AB05 AB18 BA33 CA20 EA02 EA11 EA17 EA21 EA31 FA07 FA26 GA07 GA08 GA09 3G092 AA01 AA05 AA11 AB02 DA01 DA02 DA09 DA10 DA12 DG05 EA01 EA16 EC09 FA18 GA01 GA02 GA04 HA06Z HA13X HE01Z HE08Z HF19Z 3G301 HA19 JA02 JA26 KA01 KA05 KA07 LA07 LC01 NE01 NE12 NE22 PA11Z PE01Z PE08Z PF16Z  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3G018 AB05 AB18 BA33 CA20 EA02 EA11 EA17 EA21 EA31 FA07 FA26 GA07 GA08 GA09 3G092 AA01 AA05 AA11 AB02 DA01 DA02 DA09 DA10 DA12 DG05 EA01 EA16 EC09 FA18 GA01 GA02 GA04 HA06Z 3G301 HA19 JA02 JA26 KA01 KA05 KA07 LA07 LC01 NE01 NE12 NE22 PA11Z PE01Z PE08Z PF16Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カム位相変更機構を備えたSOHC内燃
機関の制御装置において、 冷態始動時に排気中の未燃炭化水素を低減するために燃
焼制御を行う場合、前記カム位相変更機構を中立位置に
制御する制御手段を備えたことを特徴とする内燃機関の
制御装置。
In a control device for an SOHC internal combustion engine equipped with a cam phase changing mechanism, when performing combustion control to reduce unburned hydrocarbons in exhaust gas during cold start, the cam phase changing mechanism is moved to a neutral position. A control device for an internal combustion engine, comprising: control means for controlling the internal combustion engine.
【請求項2】 前記中立位置が、圧縮上死点がバルブオ
ーバーラップ期間中になるように設定されていることを
特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the neutral position is set such that the compression top dead center is during a valve overlap period.
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