JP2003113723A - Compression ignition type internal combustion engine - Google Patents
Compression ignition type internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、車両などに搭載さ
れる内燃機関に関し、特に可変動弁機構を備えた圧縮着
火式内燃機関の始動制御に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like, and more particularly to start control of a compression ignition type internal combustion engine equipped with a variable valve mechanism.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に圧縮着火式の内燃機関(ディーゼ
ルエンジン)では、高負荷時における空気過剰率の低下
を防止、言い換えれば高負荷時における吸気の充填効率
を向上させることを目的として、吸気弁の閉時期が吸気
行程下死点以降に大きく遅角されるとともに、始動性の
向上及び低負荷運転時における燃焼効率の向上を目的と
して圧縮比が高く設定されている。2. Description of the Related Art Generally, in a compression ignition type internal combustion engine (diesel engine), an intake valve is provided for the purpose of preventing a decrease in an excess air ratio at high load, in other words, improving the charging efficiency of intake air at high load. The closing timing of is greatly retarded after the bottom dead center of the intake stroke, and the compression ratio is set high for the purpose of improving startability and combustion efficiency during low load operation.
【0003】ところで、高圧縮比の圧縮着火式内燃機関
では、シリンダヘッドやシリンダブロックの強度及び剛
性を高くする必要があるため、点火式の内燃機関(ガソ
リンエンジン)に比して排気量当たりの質量が大きくな
り易く、その結果、車両搭載時の重量増加を招き、燃料
消費量を向上させる上で不利になる可能性があった。By the way, in a compression ignition type internal combustion engine having a high compression ratio, it is necessary to increase the strength and rigidity of the cylinder head and the cylinder block. The mass tends to be large, resulting in an increase in weight when mounted on a vehicle, which may be disadvantageous in improving fuel consumption.
【0004】これに対し、圧縮着火式内燃機関の圧縮比
を低下させる方法が考えられるが、燃料噴射時期(圧縮
行程上死点近傍)における筒内雰囲気温度、いわゆる圧
縮端温度が低下するため、始動時や低負荷時に不完全燃
焼となり易く、白煙や粒子状物質(Particulate Matte
r:PM)の排出量増加、燃料消費率の悪化、又は始動性の
悪化などを招く虞がある。On the other hand, a method of lowering the compression ratio of the compression ignition type internal combustion engine can be considered. However, since the in-cylinder atmosphere temperature at the fuel injection timing (near the top dead center of the compression stroke), the so-called compression end temperature, decreases. Incomplete combustion is apt to occur at start-up and at low load, causing white smoke and particulate matter (Particulate Matte
(r: PM) emissions may increase, the fuel consumption rate may deteriorate, or the startability may deteriorate.
【0005】そこで、従来では、圧縮比を低下させると
同時に可変動弁機構を組み込んだ圧縮着火式内燃機関の
開発が進められている。Therefore, conventionally, development of a compression ignition type internal combustion engine in which a compression ratio is reduced and a variable valve mechanism is incorporated has been advanced.
【0006】このような低圧縮比の圧縮着火式内燃機関
は、例えば、アイドル運転時などの低負荷運転時及び始
動時において吸気弁開弁時期を吸気行程上死点後まで遅
角させるとともに吸気弁閉弁時期を吸気行程下死点近傍
に設定し、定常運転時や加速運転時などの中高負荷時に
おいて吸気弁開弁時期を吸気行程上死点以前に設定する
とともに吸気弁閉弁時期を吸気行程下死点後まで遅角さ
せている。In the compression ignition type internal combustion engine having such a low compression ratio, the intake valve opening timing is retarded to after the top dead center of the intake stroke and the intake valve is retarded at the time of low load operation such as idle operation and at the time of starting. Set the valve closing timing near the bottom dead center of the intake stroke, set the intake valve opening timing before the top dead center of the intake stroke and set the intake valve closing timing during medium and high load during steady operation or acceleration operation. The intake stroke is delayed until after BDC.
【0007】内燃機関の始動時や低負荷運転時において
吸気弁開弁時期が吸気行程上死点後まで遅角されると、
気筒内が負圧となった状態で吸気弁が開弁されることに
なるため、吸気が気筒内へ流入する速度が高くなり、吸
気の運動エネルギが増大する。When the intake valve opening timing is retarded until after the intake stroke top dead center at the time of starting the internal combustion engine or operating at low load,
Since the intake valve is opened with the negative pressure in the cylinder, the speed at which the intake air flows into the cylinder increases, and the kinetic energy of the intake air increases.
【0008】吸気の運動エネルギは圧縮行程において熱
エネルギに変換されるため、上記したように吸気の運動
エネルギが増大すると、気筒内の熱エネルギが増加し、
以て圧縮上死点近傍における気筒内の雰囲気温度(圧縮
端温度)が高められることになる。Since the kinetic energy of intake air is converted into heat energy in the compression stroke, when the kinetic energy of intake air increases, the heat energy in the cylinder increases,
As a result, the ambient temperature (compression end temperature) in the cylinder near the compression top dead center is increased.
【0009】更に、内燃機関の始動時及び低負荷運転時
は、吸気弁閉弁時期が吸気行程下死点近傍に設定される
ため、有効圧縮ストローク長が十分に確保され、圧縮端
温度を高め易くなる。Further, at the time of starting the internal combustion engine and operating at low load, the intake valve closing timing is set near the bottom dead center of the intake stroke, so that the effective compression stroke length is sufficiently secured and the compression end temperature is increased. It will be easier.
【0010】従って、内燃機関の始動時及び低負荷運転
時において吸気弁開弁時期が吸気行程上死点後まで遅角
されるとともに吸気弁閉弁時期が吸気行程下死点近傍に
設定されると、圧縮端温度を高めることが可能となり、
以て始動性の向上、PMの排出量抑制、燃料消費率の悪
化防止などを図ることが可能となる。Therefore, the intake valve opening timing is retarded until after the intake stroke top dead center and the intake valve closing timing is set near the bottom dead center of the intake stroke during startup of the internal combustion engine and during low load operation. And, it becomes possible to raise the compression end temperature,
As a result, it becomes possible to improve the startability, suppress the emission of PM, and prevent the deterioration of the fuel consumption rate.
【0011】一方、内燃機関の中高負荷運転時は、吸気
の慣性効果を得ることが容易であるため、吸気弁開弁時
期が吸気行程上死点以前に設定されることにより、吸気
のポンプ損失を抑制しつつ吸気の充填効率を向上させる
ことができる。On the other hand, when the internal combustion engine is operating at medium and high loads, it is easy to obtain the inertial effect of the intake air. Therefore, the intake valve opening timing is set before the top dead center of the intake stroke, so that the intake pump loss is reduced. It is possible to improve the intake charging efficiency while suppressing the above.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな低圧縮比の圧縮着火式内燃機関では、始動時におい
て吸気弁の開弁時期が吸気行程上死点後まで遅角される
ため、吸気行程時における内燃機関のポンプ損失が増大
し、内燃機関をクランキングさせるために必要となるト
ルク(クランキングトルク)が増大する。更に、前述し
た低圧縮比の圧縮着火式内燃機関では、始動時において
吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点近傍に設定されるた
め、有効圧縮ストローク長が長くなり、クランキングト
ルクが増大する。In the compression ignition type internal combustion engine having the low compression ratio as described above, the intake valve opening timing is retarded until after the intake stroke top dead center, so that the intake The pump loss of the internal combustion engine during the stroke increases, and the torque required for cranking the internal combustion engine (cranking torque) increases. Furthermore, in the above-described compression ignition type internal combustion engine with a low compression ratio, the closing timing of the intake valve is set near the bottom dead center of the intake stroke at the start, so the effective compression stroke length increases and the cranking torque increases. To do.
【0013】このように内燃機関のクランキングトルク
が増大すると、始動時において機関回転数を速やかに上
昇させることが困難となるため、スタータモータにかか
る負荷が増加するとともに、内燃機関の始動性が悪化し
てしまう虞がある。When the cranking torque of the internal combustion engine is increased as described above, it becomes difficult to quickly increase the engine speed at the time of starting, so that the load applied to the starter motor is increased and the startability of the internal combustion engine is improved. It may get worse.
【0014】また、前述したような低圧縮比の圧縮着火
式内燃機関の駆動系にフライホイールダンパなどの共振
体が設けられていると、クランキング期間の途中で内燃
機関の回転振動と共振体とが共振してしまう場合があ
り、そのような場合には、機関回転数が一層上昇し難く
なるため、クランキングトルクが不要に増大し、内燃機
関の始動性が一層悪化してしまうという問題がある。Further, when the drive system of the compression ignition type internal combustion engine having the low compression ratio as described above is provided with a resonator such as a flywheel damper, the rotational vibration of the internal combustion engine and the resonator are generated in the middle of the cranking period. May resonate with each other, and in such a case, it is more difficult to increase the engine speed, so that the cranking torque unnecessarily increases and the startability of the internal combustion engine deteriorates. There is.
【0015】本発明は、上記したような問題点に鑑みて
なされたものであり、始動時及び低負荷時に圧縮端温度
が高くなるように吸気弁の開閉時期およびまたはリフト
量を変更可能な可変動弁機構を備えた圧縮着火式内燃機
関において、始動時の機関回転数を速やかに上昇させる
ことができる技術を提供することにより、内燃機関の始
動性を向上させることを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to change the opening / closing timing and / or the lift amount of the intake valve so that the compression end temperature becomes high at the time of starting and low load. An object of the present invention is to improve the startability of an internal combustion engine by providing a technique capable of rapidly increasing the engine speed at the time of startup in a compression ignition type internal combustion engine equipped with a variable valve mechanism.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記したよう
な課題を解決するために以下のような手段を採用した。
すなわち、本発明に係る圧縮着火式内燃機関は、圧縮着
火式内燃機関の吸気弁の開閉時期およびまたはリフト量
を変更する可変動弁機構と、前記内燃機関の負荷が低い
とき及び始動時は、前記内燃機関の負荷が高い時に比し
て気筒内の圧縮端温度が高くなるように可変動弁機構を
制御する動弁機構制御手段と、を備えた圧縮着火式内燃
機関において、前記内燃機関の始動開始から始動完了ま
での期間のうちの所定期間は、吸気のポンプ損失が少な
くなるよう可変動弁機構を制御する始動制御手段を備え
ている。The present invention adopts the following means in order to solve the above problems.
That is, the compression ignition type internal combustion engine according to the present invention, the variable valve mechanism for changing the opening and closing timing and the lift amount of the intake valve of the compression ignition type internal combustion engine, when the load of the internal combustion engine is low and at the time of starting, A compression ignition internal combustion engine comprising: a valve operating mechanism control means for controlling a variable valve operating mechanism so that a compression end temperature in a cylinder becomes higher than that when the load of the internal combustion engine is high. During a predetermined period of time from the start to the completion of the start, a start control means is provided for controlling the variable valve mechanism so that the intake pump loss is reduced.
【0017】この発明は、始動時及び低負荷運転時に圧
縮端温度が高く且つ高負荷時にポンプ損失が少なくなる
よう吸気弁の開閉時期およびまたはリフト量を変更可能
な可変動弁機構を備えた圧縮着火式内燃機関において、
始動時の所定期間は、ポンプ損失が少なくなるよう可変
動弁機構を制御することにより内燃機関のクランキング
トルクを低下させることを最大の特徴としている。The present invention is provided with a variable valve mechanism capable of changing the opening / closing timing of the intake valve and / or the lift amount so that the compression end temperature is high at the time of starting and low load operation and the pump loss is small at the time of high load. In the ignition type internal combustion engine,
The greatest feature is that the cranking torque of the internal combustion engine is reduced by controlling the variable valve mechanism so that the pump loss is reduced during a predetermined period at the time of starting.
【0018】かかる圧縮着火式内燃機関では、動弁機構
制御手段は、内燃機関の始動時及び低負荷運転時は圧縮
端温度が高くなるように可変動弁機構を制御し、内燃機
関の中高負荷運転時はポンプ損失が少なくなるよう可変
動弁機構を制御する。In such a compression ignition type internal combustion engine, the valve operating mechanism control means controls the variable valve operating mechanism so that the compression end temperature becomes high during startup of the internal combustion engine and during low load operation. During operation, the variable valve mechanism is controlled to reduce pump loss.
【0019】ここで、内燃機関の負荷が低いときに圧縮
端温度が高められると、燃料の着火性及び燃焼安定性が
向上するため、粒子状物質(PM)の排出量増加や燃料
消費率の悪化を防止することが可能となる。When the compression end temperature is increased when the load of the internal combustion engine is low, the ignition performance and combustion stability of the fuel are improved, so that the emission amount of particulate matter (PM) and the fuel consumption rate are increased. It is possible to prevent the deterioration.
【0020】ところで、内燃機関の始動時に可変動弁機
構が圧縮端温度を高めるべく制御されると、燃料の気化
が促進されるとともに着火性が向上するが、その一方で
ポンプ損失が増大し易いため、内燃機関をクランキング
させる上で必要となるクランキングトルクが増大し、機
関回転数を上昇させ難くなる。By the way, when the variable valve mechanism is controlled to raise the compression end temperature at the time of starting the internal combustion engine, the vaporization of the fuel is promoted and the ignitability is improved, but on the other hand, the pump loss is easily increased. Therefore, the cranking torque required for cranking the internal combustion engine increases, and it becomes difficult to increase the engine speed.
【0021】これに対し、本発明に係る圧縮着火式内燃
機関では、内燃機関の始動開始から始動完了までの期間
のうちの所定期間において、始動時制御手段がポンプ損
失を少なくすべく可変動弁機構を制御するようにした。On the other hand, in the compression ignition type internal combustion engine according to the present invention, during the predetermined period of the period from the start to the completion of the start of the internal combustion engine, the start time control means is used to reduce the pump loss. The mechanism was controlled.
【0022】この場合、前記した所定期間において内燃
機関のクランキングトルクが減少するため、機関回転数
が速やかに上昇するようになる。In this case, the cranking torque of the internal combustion engine decreases during the above-mentioned predetermined period, so that the engine speed rapidly increases.
【0023】ここで、前記した所定期間としては、内燃
機関の始動開始から機関回転数が所定回転数以上となる
までの期間を例示することができる。Here, as the above-mentioned predetermined period, a period from the start of the internal combustion engine until the engine speed becomes equal to or higher than a predetermined speed can be exemplified.
【0024】この場合、内燃機関の始動開始から機関回
転数が所定回転数以上となるまでの期間では内燃機関の
クランキングトルクが減少するため、始動開始後に機関
回転数が速やかに上昇するようになる。そして、機関回
転数が所定回転数以上まで上昇した後は、圧縮端温度が
高くなるよう可変動弁機構が制御されることになるた
め、燃料の着火性が向上し、内燃機関が完爆し易くな
る。In this case, the cranking torque of the internal combustion engine decreases in the period from the start of the internal combustion engine until the engine speed becomes equal to or higher than the predetermined speed, so that the engine speed rapidly increases after the start of the engine start. Become. After the engine speed has risen to a predetermined value or more, the variable valve mechanism is controlled so that the compression end temperature becomes high, so the fuel ignitability is improved and the internal combustion engine is completely detonated. It will be easier.
【0025】尚、上記したように内燃機関の始動開始か
ら機関回転数が所定回転数以上となるでの期間において
ポンプ損失が少なくなるよう可変動弁機構が制御される
場合には、その期間中の燃料噴射を禁止するようにして
もよい。これは、機関回転数が低く且つ圧縮端温度が低
い状況下で燃料噴射が行われると、燃料が燃焼せずに排
出されることが想定されるからである。As mentioned above, when the variable valve mechanism is controlled so that the pump loss is reduced during the period from the start of the internal combustion engine until the engine speed becomes equal to or higher than the predetermined speed, The fuel injection may be prohibited. This is because when fuel injection is performed under a condition where the engine speed is low and the compression end temperature is low, it is assumed that the fuel will be discharged without burning.
【0026】また、前記した所定期間としては、内燃機
関の回転振動が該内燃機関の駆動系に設けられた共振体
と共振する期間を例示することができる。Further, the above-mentioned predetermined period can be exemplified by a period during which the rotational vibration of the internal combustion engine resonates with the resonator provided in the drive system of the internal combustion engine.
【0027】これは、内燃機関の始動途中で内燃機関の
回転振動と共振体とが共振すると、機関回転数の上昇が
妨げられる場合があるため、そのような場合に圧縮端温
度が高くなるよう可変動弁機構が制御されると、機関回
転数が一層上昇し難くなるからである。This is because if the rotational vibration of the internal combustion engine resonates with the resonator during the startup of the internal combustion engine, the increase of the engine speed may be hindered. In such a case, the compression end temperature becomes high. This is because if the variable valve mechanism is controlled, it becomes more difficult for the engine speed to rise.
【0028】ここで、上記した共振体としては、内燃機
関のフライホイールに設けられたフライホイールダンパ
などを例示することができる。Here, as the above-mentioned resonator, a flywheel damper or the like provided on a flywheel of an internal combustion engine can be exemplified.
【0029】本発明に係る圧縮着火式内燃機関におい
て、可変動弁機構としては、吸気弁の開弁時期が吸気行
程上死点より遅角されるよう形成された低負荷用カムプ
ロフィールと、吸気弁の開弁時期が吸気行程上死点近傍
となるよう形成された高負荷用カムプロフィールとの何
れか一方を選択可能に構成されるものであってもよく、
又は、前記低負荷用カムプロフィールから前記高負荷用
カムプロフィールまで連続的にカムプロフィールを変更
可能に構成されるものであってもよい。In the compression ignition type internal combustion engine according to the present invention, the variable valve mechanism includes a low load cam profile formed so that the opening timing of the intake valve is retarded from the top dead center of the intake stroke, It may be configured to be able to select either one of the high load cam profile formed so that the valve opening timing is near the top dead center of the intake stroke,
Alternatively, the cam profile may be continuously changed from the low load cam profile to the high load cam profile.
【0030】この場合、動弁機構制御手段は、内燃機関
の始動時及び低負荷運転時は低負荷用カムプロフィール
を選択し、内燃機関の中高負荷運転時は高負荷用カムプ
ロフィールを選択するよう可変動弁機構を制御すること
になるが、内燃機関の始動開始から始動完了までの期間
のうちの所定期間では、始動時制御手段が高負荷用カム
プロフィールを選択するよう可変動弁機構を制御するよ
うにすればよい。In this case, the valve mechanism control means selects the low-load cam profile during startup and low-load operation of the internal combustion engine, and selects the high-load cam profile during medium-high load operation of the internal combustion engine. The variable valve mechanism is controlled, but the variable valve mechanism is controlled by the starting control means so as to select the high load cam profile during a predetermined period from the start of the internal combustion engine to the completion of the start. You can do it.
【0031】[0031]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る圧縮着火式内
燃機関の具体的な実施態様について図面に基づいて説明
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A concrete embodiment of a compression ignition type internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0032】図1は、本発明に係る圧縮着火式内燃機関
の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、
4つの気筒2を有する水冷式の4ストローク・サイクル
・ディーゼル機関であり、圧縮比が比較的低く設定され
ている。FIG. 1 is a diagram showing a schematic structure of a compression ignition type internal combustion engine according to the present invention. The internal combustion engine 1 shown in FIG.
It is a water-cooled four-stroke cycle diesel engine having four cylinders 2 and has a relatively low compression ratio.
【0033】内燃機関1の各気筒2には、吸気弁20と
排気弁21とがそれぞれ二つ配設されるとともに、図示
しない燃焼室へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁3が配置
されている。更に、各気筒2には、筒内の圧力に対応し
た電気信号を出力する筒内圧センサ4が設けられてい
る。Each cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is provided with two intake valves 20 and two exhaust valves 21, and a fuel injection valve 3 for injecting fuel directly into a combustion chamber (not shown). . Further, each cylinder 2 is provided with an in-cylinder pressure sensor 4 that outputs an electric signal corresponding to the pressure in the cylinder.
【0034】前記した各燃料噴射弁3は、燃料を所定圧
まで蓄圧する蓄圧室(コモンレール)5と連通してい
る。このコモンレール5には、該コモンレール5内の燃
料の圧力(コモンレール圧)に対応した電気信号を出力
するコモンレール圧センサ5aが取り付けられている。Each of the fuel injection valves 3 described above communicates with a pressure accumulating chamber (common rail) 5 for accumulating fuel to a predetermined pressure. A common rail pressure sensor 5a that outputs an electric signal corresponding to the pressure of the fuel in the common rail 5 (common rail pressure) is attached to the common rail 5.
【0035】前記コモンレール5は、燃料供給管6を介
して燃料ポンプ7と連通している。この燃料ポンプ7
は、内燃機関1の出力軸(クランクシャフト)の回転ト
ルクを駆動源として作動するポンプであり、該燃料ポン
プ7の入力軸に取り付けられたポンププーリ7aが内燃
機関1の出力軸(クランクシャフト)に取り付けられた
クランクプーリ1aとベルト8を介して連結されてい
る。The common rail 5 communicates with a fuel pump 7 via a fuel supply pipe 6. This fuel pump 7
Is a pump that operates using the rotational torque of the output shaft (crankshaft) of the internal combustion engine 1 as a drive source, and the pump pulley 7a attached to the input shaft of the fuel pump 7 is connected to the output shaft (crankshaft) of the internal combustion engine 1. It is connected to the attached crank pulley 1 a via a belt 8.
【0036】このように構成された燃料噴射系では、ク
ランクシャフトの回転トルクが燃料ポンプ7の入力軸へ
伝達されると、燃料ポンプ7は、クランクシャフトから
該燃料ポンプ7の入力軸へ伝達された回転トルクに応じ
た圧力で燃料を吐出する。In the fuel injection system thus constructed, when the rotational torque of the crankshaft is transmitted to the input shaft of the fuel pump 7, the fuel pump 7 is transmitted from the crankshaft to the input shaft of the fuel pump 7. The fuel is discharged at a pressure according to the rotating torque.
【0037】前記燃料ポンプ7から吐出された燃料は、
燃料供給管6を介してコモンレール5へ供給され、コモ
ンレール5にて所定圧まで蓄圧されて各気筒2の燃料噴
射弁3へ分配される。そして、燃料噴射弁3に所定の駆
動電流が印加されると、燃料噴射弁3が開弁し、その結
果、燃料噴射弁3から気筒2内へ燃料が噴射される。The fuel discharged from the fuel pump 7 is
It is supplied to the common rail 5 via the fuel supply pipe 6, accumulated in the common rail 5 to a predetermined pressure, and distributed to the fuel injection valve 3 of each cylinder 2. Then, when a predetermined drive current is applied to the fuel injection valve 3, the fuel injection valve 3 opens, and as a result, fuel is injected from the fuel injection valve 3 into the cylinder 2.
【0038】次に、内燃機関1には、吸気枝管9が接続
されており、吸気枝管9の各枝管は、各気筒2の燃焼室
と図示しない吸気ポートを介して連通している。前記吸
気枝管9は、吸気管10に接続され、この吸気管10
は、上流にて図示しないエアクリーナボックスやエアダ
クトと接続されている。Next, an intake branch pipe 9 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch pipe of the intake branch pipe 9 communicates with a combustion chamber of each cylinder 2 through an intake port (not shown). . The intake branch pipe 9 is connected to an intake pipe 10, and the intake pipe 10
Is connected upstream to an air cleaner box and an air duct (not shown).
【0039】前記吸気管10の途中には、該吸気管10
内を流れる吸気の流量を絞る吸気絞り弁60が取り付け
られ、この吸気絞り弁60には、ステップモータなどか
らなり印加電力の大きさに応じて前記吸気絞り弁60を
開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ61が取り付け
られている。In the middle of the intake pipe 10, the intake pipe 10
An intake throttle valve 60 for restricting the flow rate of intake air flowing therein is attached, and the intake throttle valve 60 is composed of a step motor or the like and drives the intake throttle valve 60 to open and close according to the magnitude of the applied electric power. 61 is attached.
【0040】このように構成された吸気系では、エアク
リーナボックスに流入した吸気が該エアクリーナボック
ス内のエアクリーナによって吸気中の塵や埃等が除去さ
れた後に吸気管10へ導かれる。吸気管10に導かれた
吸気は、吸気絞り弁60により必要に応じて流量を絞ら
れた後に吸気枝管9へ流入し、次いで吸気枝管9の各枝
管を介して各気筒2の吸気ポートへ分配される。吸気ポ
ートへ分配された吸気は、吸気弁20が開弁した際に、
各気筒2の燃焼室内へ吸入されることになる。In the intake system configured as described above, the intake air flowing into the air cleaner box is guided to the intake pipe 10 after dust and the like in the intake air are removed by the air cleaner in the air cleaner box. The intake air guided to the intake pipe 10 flows into the intake branch pipe 9 after the flow rate is throttled as necessary by the intake throttle valve 60, and then the intake air of each cylinder 2 is passed through each branch pipe of the intake branch pipe 9. Distributed to ports. When the intake valve 20 opens, the intake air distributed to the intake port is
It is sucked into the combustion chamber of each cylinder 2.
【0041】一方、内燃機関1には、排気枝管11が接
続され、排気枝管11の各枝管が図示しない排気ポート
を介して各気筒2の燃焼室と連通している。前記排気枝
管11は、排気管12と接続され、その排気管12は下
流にて排気浄化触媒に接続されている。On the other hand, an exhaust branch pipe 11 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch pipe of the exhaust branch pipe 11 communicates with a combustion chamber of each cylinder 2 via an exhaust port (not shown). The exhaust branch pipe 11 is connected to an exhaust pipe 12, and the exhaust pipe 12 is connected downstream to an exhaust purification catalyst.
【0042】このように構成された排気系では、内燃機
関1の各気筒2で燃焼された混合気(既燃ガス)が排気
ポートを介して排気枝管11へ排出され、次いで排気枝
管11から排気管12へ排出される。排気管12へ流入
した排気は、該排気管12下流の排気浄化触媒にて浄化
された後に大気中へ放出されることになる。In the exhaust system configured as described above, the air-fuel mixture (burnt gas) burned in each cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is discharged to the exhaust branch pipe 11 through the exhaust port, and then the exhaust branch pipe 11 is discharged. Is discharged to the exhaust pipe 12. The exhaust gas that has flowed into the exhaust pipe 12 is released into the atmosphere after being purified by the exhaust purification catalyst downstream of the exhaust pipe 12.
【0043】また、吸気枝管9と排気枝管11とは、排
気枝管11内を流れる排気の一部を吸気枝管9へ導く排
気再循環通路(EGR通路)13を介して連通されてい
る。このEGR通路13の途中には、電磁弁などで構成
され、印加電力の大きさに応じて前記EGR通路13内
を流れる排気(以下、EGRガスと称する)の流量を変
更する流量調整弁(EGR弁)14が設けられている。Further, the intake branch pipe 9 and the exhaust branch pipe 11 are communicated with each other via an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 13 for guiding a part of the exhaust gas flowing in the exhaust branch pipe 11 to the intake branch pipe 9. There is. A flow rate control valve (EGR), which is composed of a solenoid valve or the like in the middle of the EGR passage 13, and changes the flow rate of exhaust gas (hereinafter, referred to as EGR gas) flowing in the EGR passage 13 according to the magnitude of the applied power. Valve) 14 is provided.
【0044】前記EGR通路13においてEGR弁14
より上流の部位には、該EGR通路13内を流れるEG
Rガスを冷却するEGRクーラ15が設けられている。In the EGR passage 13, the EGR valve 14
An EG flowing in the EGR passage 13 is provided at a more upstream portion.
An EGR cooler 15 that cools the R gas is provided.
【0045】このように構成された排気再循環機構で
は、EGR弁14が開弁されると、EGR通路13が導
通状態となり、排気枝管11内を流れる排気の一部が前
記EGR通路13へ流入し、EGRクーラ15を経て吸
気枝管9へ導かれる。In the exhaust gas recirculation mechanism thus constructed, when the EGR valve 14 is opened, the EGR passage 13 is brought into conduction, and a part of the exhaust gas flowing in the exhaust branch pipe 11 is transferred to the EGR passage 13. It flows in and is guided to the intake branch pipe 9 via the EGR cooler 15.
【0046】その際、EGRクーラ15では、EGR通
路13内を流れるEGRガスと所定の冷媒との間で熱交
換が行われ、EGRガスが冷却されることになる。At this time, in the EGR cooler 15, heat exchange is performed between the EGR gas flowing in the EGR passage 13 and a predetermined refrigerant, and the EGR gas is cooled.
【0047】EGR通路13を介して排気枝管11から
吸気枝管9へ還流されたEGRガスは、吸気枝管9の上
流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒2の燃焼
室へ導かれ、燃料噴射弁3から噴射される燃料を着火源
として燃焼される。The EGR gas recirculated from the exhaust branch pipe 11 to the intake branch pipe 9 through the EGR passage 13 is introduced into the combustion chamber of each cylinder 2 while being mixed with the fresh air flowing from the upstream side of the intake branch pipe 9. Then, the fuel injected from the fuel injection valve 3 is used as an ignition source for combustion.
【0048】ここで、EGRガスには、水(H2O)や
二酸化炭素(CO2)などのように、自らが燃焼するこ
とがなく、且つ、吸熱性を有する不活性ガス成分が含ま
れているため、EGRガスが混合気中に含有されると、
混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物(NO
x)の発生量が抑制される。Here, the EGR gas contains an inert gas component such as water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) which does not burn by itself and has an endothermic property. Therefore, when EGR gas is contained in the air-fuel mixture,
The combustion temperature of the air-fuel mixture is lowered, so nitrogen oxides (NO
x) is suppressed.
【0049】更に、EGRクーラ15においてEGRガ
スが冷却されると、EGRガス自体の温度が低下すると
ともにEGRガスの体積が縮小されるため、EGRガス
が燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温度
が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内に
供給される新気の量(新気の体積)が不要に減少するこ
ともなくなる。Further, when the EGR gas is cooled in the EGR cooler 15, the temperature of the EGR gas itself is lowered and the volume of the EGR gas is reduced. Therefore, when the EGR gas is supplied into the combustion chamber, the EGR gas is reduced. The ambient temperature of 1 does not unnecessarily rise, and the amount of fresh air (volume of fresh air) supplied into the combustion chamber does not unnecessarily decrease.
【0050】また、本実施の形態に係る内燃機関1に
は、吸気弁20のリフト量及び作用角を変更する可変動
弁機構100が設けられている。Further, the internal combustion engine 1 according to the present embodiment is provided with the variable valve mechanism 100 for changing the lift amount and working angle of the intake valve 20.
【0051】この可変動弁機構100は、機関始動時及
び低負荷時における内燃機関1の運転性及び排気エミッ
ションの向上と、中高負荷時における内燃機関1の運転
性及び排気エミッションの向上とを両立するために設け
られた機構である。The variable valve mechanism 100 achieves both improvement of drivability and exhaust emission of the internal combustion engine 1 at engine start and low load, and improvement of drivability and exhaust emission of the internal combustion engine 1 at medium and high load. It is a mechanism provided to do this.
【0052】これは、低圧縮比の圧縮着火式ディーゼル
機関は、吸気の慣性効果が得られやすく吸気の充填効率
を高めやすい中高負荷運転領域では圧縮端温度の過剰な
上昇を抑制して窒素酸化物(NOx)や煤の発生量を抑
制しつつ燃焼安定性を確保することが可能となるが、吸
気の慣性効果が得られ難く吸気の充填効率が低下し易い
低負荷運転領域では圧縮端温度を高めることが困難とな
るため、着火性や燃焼安定の低下による運転性の低下及
び排気エミッションの悪化を招く場合があるからであ
る。In the compression ignition type diesel engine having a low compression ratio, it is easy to obtain the inertia effect of the intake air, and it is easy to increase the charging efficiency of the intake air. Combustion stability can be secured while suppressing the amount of substances (NOx) and soot generated, but the compression end temperature in the low load operating region where the inertial effect of intake air is difficult to obtain and the intake charge efficiency tends to decrease. It is difficult to increase the fuel efficiency, which may lead to deterioration of drivability and deterioration of exhaust emission due to deterioration of ignitability and combustion stability.
【0053】可変動弁機構100は、図2に示すよう
に、内燃機関1のシリンダヘッドに回転自在に支持され
たインテークカムシャフト30と、前記インテークカム
シャフト30と平行にシリンダヘッドに固定されたロッ
カシャフト33と、前記ロッカシャフト33に回転自在
に支持されたロッカアーム34と、前記ロッカアーム3
4の回動により開閉駆動される吸気弁20と、前記吸気
弁20を閉弁方向へ付勢するバルブスプリング200と
を備えている。The variable valve mechanism 100, as shown in FIG. 2, is fixed to the intake camshaft 30 rotatably supported by the cylinder head of the internal combustion engine 1 and to the cylinder head in parallel with the intake camshaft 30. Rocker shaft 33, rocker arm 34 rotatably supported by rocker shaft 33, and rocker arm 3
The intake valve 20 is opened and closed by the rotation of the valve 4, and a valve spring 200 that biases the intake valve 20 in the valve closing direction.
【0054】前記インテークカムシャフト30には、カ
ムプロフィールの異なる2種類のカム31,32がそれ
ぞれ気筒数と同数(本実施の形態では4つ)設けられて
いる。これら2種類のカム31,32は、一方のカム3
1のプロフィールが他方のカム32のプロフィールに比
してリフト量及び作用角が大きくなるよう形成されてい
る。以下では、カム31を高リフトカム31と称し、カ
ム32を低リフトカム32と称する。The intake camshaft 30 is provided with two kinds of cams 31 and 32 having different cam profiles, the same number as the number of cylinders (four in this embodiment). These two types of cams 31 and 32 are used for one cam 3
The profile of No. 1 is formed so that the lift amount and the working angle are larger than the profile of the other cam 32. Hereinafter, the cam 31 will be referred to as a high lift cam 31, and the cam 32 will be referred to as a low lift cam 32.
【0055】前記インテークカムシャフト30の斜め下
方には、前記したロッカシャフト33が配設され、その
ロッカシャフト33には、前記ロッカアーム34の基端
部が回転自在に支持されている。その際、ロッカシャフ
ト33には、気筒数と同数個のロッカアーム34が取り
付けられているものとする。The rocker shaft 33 is disposed diagonally below the intake cam shaft 30, and the rocker shaft 33 rotatably supports the base end of the rocker arm 34. At that time, it is assumed that the rocker shaft 33 has the same number of rocker arms 34 as the number of cylinders.
【0056】前記した各ロッカアーム34の先端部には
アーム35が突設されている。前記アーム35の先端部
は二股に分岐しており、分岐した二つの先端部が各気筒
2の二つの吸気弁20の基端部とそれぞれ当接してい
る。An arm 35 is projected from the tip of each rocker arm 34 described above. The distal end of the arm 35 is bifurcated, and the two branched distal ends are in contact with the proximal ends of the two intake valves 20 of each cylinder 2.
【0057】また、各ロッカアーム34の表面には、図
3に示すように、高リフトカム31と当接可能な可動カ
ムフォロワ36と、低リフトカム32と当接可能なロー
ラカムフォロワ37とが配設されている。Further, as shown in FIG. 3, a movable cam follower 36 capable of contacting the high lift cam 31 and a roller cam follower 37 capable of contacting the low lift cam 32 are provided on the surface of each rocker arm 34. There is.
【0058】前記ローラカムフォロワ37は、ロッカア
ーム34に回転可能に支持されており、低リフトカム3
2と転がり接触しつつ低リフトカム32の押圧力をロッ
カアーム34へ伝達するように構成されている。The roller cam follower 37 is rotatably supported by the rocker arm 34, and the low lift cam 3
The rolling force of the low lift cam 32 is transmitted to the rocker arm 34 while making rolling contact with the rocker arm 34.
【0059】前記可動カムフォロワ36は、ロッカアー
ム34に対して上下方向に摺動自在に配設されている。
この可動カムフォロワ36とロッカアーム34との間に
は、可動カムフォロワ36を高リフトカム31へ向けて
付勢するコイルスプリング38が介設されている。The movable cam follower 36 is arranged slidably in the vertical direction with respect to the rocker arm 34.
A coil spring 38 that urges the movable cam follower 36 toward the high lift cam 31 is provided between the movable cam follower 36 and the rocker arm 34.
【0060】ここで、前記したロッカアーム34には、
該ロッカアーム34に対する前記可動カムフォロワ36
の相対摺動を選択的に許容または規制(ロック)するロ
ック機構39が備えられている。Here, the rocker arm 34 described above includes
The movable cam follower 36 with respect to the rocker arm 34
A lock mechanism 39 for selectively permitting or restricting (locking) the relative sliding of is provided.
【0061】前記ロック機構39は、図4に示すよう
に、ロッカアーム34を上下方向に貫通し前記可動カム
フォロワ36を摺動自在に支持する摺動孔40と、前記
摺動孔40と交差するようロッカアーム34内に形成さ
れたシリンダ孔41と、前記シリンダ孔41内に摺動自
在に遊嵌されたロックピン42と、前記シリンダ孔41
内に配置され、前記ロックピン42を前記摺動孔40か
ら離間する方向へ付勢するコイルスプリング43と、を
備えている。As shown in FIG. 4, the lock mechanism 39 crosses the slide hole 40 and a slide hole 40 that vertically penetrates the rocker arm 34 and slidably supports the movable cam follower 36. A cylinder hole 41 formed in the rocker arm 34, a lock pin 42 slidably fitted in the cylinder hole 41, and the cylinder hole 41.
And a coil spring 43 that is disposed inside and biases the lock pin 42 in a direction away from the sliding hole 40.
【0062】前記ロックピン42の摺動孔40側の端部
には、ストッパ44が突設されている。このストッパ4
4は、ロックピン42がシリンダ孔41の基端に位置す
るときは図4に示すように該ストッパ44の大部分がシ
リンダ孔41内に収容され、ロックピン42がシリンダ
孔41の先端に位置するときは図5に示すように該スト
ッパ44の大部分が前記摺動孔40内に突出するよう構
成されている。A stopper 44 is provided at the end of the lock pin 42 on the sliding hole 40 side. This stopper 4
4, when the lock pin 42 is located at the base end of the cylinder hole 41, most of the stopper 44 is housed in the cylinder hole 41 as shown in FIG. 4, and the lock pin 42 is located at the tip of the cylinder hole 41. When doing so, as shown in FIG. 5, most of the stopper 44 is configured to project into the sliding hole 40.
【0063】また、前記シリンダ孔41において前記ロ
ックピン42により区画された基端側の空間45は、ロ
ックピン42を摺動させるための作動油が導入される油
圧室となっている。この油圧室45には、ロッカアーム
34内に形成されたロッカアーム油通路46が連通して
いる。このロッカアーム油通路46は、前記ロッカシャ
フト33内に形成されたロッカシャフト油通路47(図
1及び図2参照)と連通している。The space 45 on the base end side defined by the lock pin 42 in the cylinder hole 41 is a hydraulic chamber into which hydraulic oil for sliding the lock pin 42 is introduced. A rocker arm oil passage 46 formed in the rocker arm 34 communicates with the hydraulic chamber 45. The rocker arm oil passage 46 communicates with a rocker shaft oil passage 47 (see FIGS. 1 and 2) formed in the rocker shaft 33.
【0064】前記ロッカシャフト油通路47は、図3に
示すように、オイルコントロールバルブ(OCV)50
と油通路48を介して連通している。前記OCV50に
は、オイル供給通路51とオイルリターン通路52とが
接続されている。The rocker shaft oil passage 47 has an oil control valve (OCV) 50 as shown in FIG.
And an oil passage 48. An oil supply passage 51 and an oil return passage 52 are connected to the OCV 50.
【0065】前記オイル供給通路51は、電動モータな
どによって駆動されて作動油を吐出するオイルポンプ5
3に接続され、前記オイルリターン通路52は、作動油
を貯蔵するためのオイルパン54に接続されている。The oil supply passage 51 is driven by an electric motor or the like to discharge the working oil.
3, the oil return passage 52 is connected to an oil pan 54 for storing hydraulic oil.
【0066】前記したOCV50は、オイル供給通路5
1とオイルリターン通路52との何れか一方を選択的に
前記油通路48と導通させるものである。このOCV5
0は、例えば、ソレノイドバルブで構成され、駆動電流
が印加されていないときにはオイルリターン通路52と
前記油通路48と導通させ、駆動電流が印加されたとき
にはオイル供給通路51と前記油通路48と導通させ
る。The OCV 50 is the oil supply passage 5
1 or the oil return passage 52 is selectively connected to the oil passage 48. This OCV5
Reference numeral 0 denotes, for example, a solenoid valve, which conducts the oil return passage 52 and the oil passage 48 when a drive current is not applied, and conducts the oil supply passage 51 and the oil passage 48 when a drive current is applied. Let
【0067】このように構成されたロック機構39で
は、OCV50に駆動電流が印加されていないときは、
油通路48とオイルリターン通路52とが導通するた
め、油圧室45内の作動油がロッカアーム油通路46→
ロッカシャフト油通路47→油通路48→オイルリター
ン通路52を経てオイルパン54へ排出される。In the lock mechanism 39 constructed as above, when the drive current is not applied to the OCV 50,
Since the oil passage 48 and the oil return passage 52 are electrically connected, the hydraulic oil in the hydraulic chamber 45 is transferred to the rocker arm oil passage 46 →
The oil is discharged to the oil pan 54 through the rocker shaft oil passage 47, the oil passage 48, and the oil return passage 52.
【0068】前記油圧室45の作動油がオイルパン54
へ排出されると、前記油圧室45の油圧が低下するた
め、ロックピン42がコイルスプリング43の付勢力を
受けてシリンダ孔41の基端へ移動し(図4参照)、そ
れに伴ってストッパ44がシリンダ孔41内に収容され
る。The hydraulic oil in the hydraulic chamber 45 is transferred to the oil pan 54.
When it is discharged to the base, the lock pin 42 moves to the base end of the cylinder hole 41 under the biasing force of the coil spring 43 (see FIG. 4), and the stopper 44 accordingly. Are accommodated in the cylinder hole 41.
【0069】この場合、可動カムフォロワ36が摺動孔
40内を摺動自在となる。すなわち、ロッカアーム34
に対する可動カムフォロワ36の相対摺動が許容される
ことになる。In this case, the movable cam follower 36 becomes slidable in the sliding hole 40. That is, the rocker arm 34
The relative sliding of the movable cam follower 36 with respect to is allowed.
【0070】ロッカアーム34に対する可動カムフォロ
ワ36の相対摺動が許容された場合には、高リフトカム
31から可動カムフォロワ36へ伝達される押圧力はコ
イルスプリング38を介してロッカアーム34へ伝達さ
れることになる。When the movable cam follower 36 is allowed to slide relative to the rocker arm 34, the pressing force transmitted from the high lift cam 31 to the movable cam follower 36 is transmitted to the rocker arm 34 via the coil spring 38. .
【0071】その際、コイルスプリング38の付勢力が
バルブスプリング200の付勢力に比して十分に小さく
設定されているため、高リフトカム31から可動カムフ
ォロワ36へ伝達された押圧力はコイルスプリング38
の伸縮動作(言い換えれば、可動カムフォロワ36の摺
動動作)によって吸収されることになる。言い換えれ
ば、高リフトカム31からロッカアーム34に対し、バ
ルブスプリング200の付勢力より大きな力が伝達され
ることはない。At this time, since the urging force of the coil spring 38 is set sufficiently smaller than the urging force of the valve spring 200, the pressing force transmitted from the high lift cam 31 to the movable cam follower 36 is the coil spring 38.
Is expanded and contracted (in other words, the sliding motion of the movable cam follower 36) is absorbed. In other words, a force larger than the urging force of the valve spring 200 is not transmitted from the high lift cam 31 to the rocker arm 34.
【0072】この結果、ロッカアーム34は、低リフト
カム32からローラカムフォロワ37へ伝達される押圧
力により揺動されることになり、このロッカアーム34
の揺動に伴って吸気弁20が開閉駆動されることにな
る。すなわち、吸気弁20は、低リフトカム32のカム
プロフィール形状に従って開閉駆動されることになる。As a result, the rocker arm 34 is swung by the pressing force transmitted from the low lift cam 32 to the roller cam follower 37, and the rocker arm 34 is rocked.
The intake valve 20 is driven to open and close with the swinging of the. That is, the intake valve 20 is driven to open and close according to the cam profile shape of the low lift cam 32.
【0073】一方、オイルポンプ53及びOCV50に
駆動電流が印加されているときは、オイルポンプ53が
作動油を吐出するとともに油通路48とオイル供給通路
51とが導通するため、オイルポンプ53から吐出され
た作動油がオイル供給通路51→油通路48→ロッカシ
ャフト油通路47→ロッカアーム油通路46を経て油圧
室45へ供給される。On the other hand, when the drive current is applied to the oil pump 53 and the OCV 50, the oil pump 53 discharges the working oil and the oil passage 48 and the oil supply passage 51 are electrically connected to each other, so that the oil pump 53 discharges the oil. The selected hydraulic oil is supplied to the hydraulic chamber 45 via the oil supply passage 51 → the oil passage 48 → the rocker shaft oil passage 47 → the rocker arm oil passage 46.
【0074】前記オイルポンプ53から前記油圧室45
へ作動油が供給されると、前記油圧室45の油圧が上昇
するため、ロックピン42がコイルスプリング43の付
勢力に抗してシリンダ孔41の先端へ移動し(図5参
照)、それに伴ってストッパ44が摺動孔40内に突出
するようになる。From the oil pump 53 to the hydraulic chamber 45
When the hydraulic oil is supplied to the hydraulic chamber 45, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 45 rises, so that the lock pin 42 moves to the tip of the cylinder hole 41 against the urging force of the coil spring 43 (see FIG. 5). As a result, the stopper 44 projects into the sliding hole 40.
【0075】この場合、可動カムフォロワ36が最上位
に変位した状態で該可動カムフォロワ36の底面がスト
ッパ44と当接するため、ロッカアーム34に対する可
動カムフォロワ36の相対摺動が規制(ロック)される
ことになる。In this case, since the bottom surface of the movable cam follower 36 is in contact with the stopper 44 when the movable cam follower 36 is displaced to the uppermost position, the relative sliding of the movable cam follower 36 with respect to the rocker arm 34 is restricted (locked). Become.
【0076】ロッカアーム34に対する可動カムフォロ
ワ36の相対摺動が規制(ロック)された場合には、高
リフトカム31から可動カムフォロワ36へ伝達される
押圧力がストッパ44及びロックピン42を介してロッ
カアーム34に伝達されるようになる。When the relative sliding of the movable cam follower 36 to the rocker arm 34 is restricted (locked), the pressing force transmitted from the high lift cam 31 to the movable cam follower 36 is applied to the rocker arm 34 via the stopper 44 and the lock pin 42. It will be transmitted.
【0077】この結果、ロッカアーム34は、高リフト
カム31から可動カムフォロワ36及びロックピン42
へ伝達される押圧力によって揺動されることになり、こ
のロッカアーム34の揺動に伴って吸気弁20が開閉駆
動される。すなわち、吸気弁20は、高リフトカム31
のカムプロフィール形状に従って開閉駆動されることに
なる。As a result, the rocker arm 34 moves from the high lift cam 31 to the movable cam follower 36 and the lock pin 42.
Since the rocker arm 34 is swung by the pressing force transmitted to the intake valve 20, the intake valve 20 is opened and closed. That is, the intake valve 20 has the high lift cam 31.
It is driven to open and close according to the cam profile shape.
【0078】ここで、前記した高リフトカム31のカム
プロフィールは、例えば、図6中の実線で示されるよう
に、吸気弁20の開弁時期が吸気行程上死点(TDC:TOP
DEADCENTER)より2°早い時期(BTDC 2°, BTDC:BEFOR
E TOP DEAD CENTER)となり、且つ、吸気弁20の閉弁
時期が吸気行程下死点(BDC:BOTTOM DEAD CENTER)より
30°遅い時期(ABDC 30°, ABDC:AFTER BOTTOM DEAD
CENTER)となるよう形成されるものとする。Here, in the cam profile of the high lift cam 31 described above, for example, as shown by the solid line in FIG. 6, the opening timing of the intake valve 20 is the top dead center of the intake stroke (TDC: TOP).
2 ° earlier than DEADCENTER) (BTDC 2 °, BTDC: BEFOR
E TOP DEAD CENTER), and the closing timing of the intake valve 20 is 30 ° later than the intake stroke bottom dead center (BDC: BOTTOM DEAD CENTER) (ABDC 30 °, ABDC: AFTER BOTTOM DEAD
CENTER).
【0079】このように形成された高リフトカム31が
選択された場合には、吸気弁20が吸気行程上死点の直
前で開弁するため、吸気のポンプ損失が少なくなるとと
もに、吸気弁が吸気行程下死点より大幅に遅れて閉弁す
るため、吸気の慣性効果を利用して吸気の充填効率を高
め易くなる。When the high lift cam 31 formed in this way is selected, the intake valve 20 opens immediately before the top dead center of the intake stroke, so that the pump loss of intake air is reduced and the intake valve is Since the valve is closed much later than the bottom dead center of the stroke, it is easy to improve the intake charging efficiency by utilizing the inertial effect of intake air.
【0080】従って、吸気の慣性効果が得られ易い中高
負荷運転領域において高リフトカム31が選択されれ
ば、ポンプ損失の低下によって機関出力の低下を防止す
ることが可能になるとともに、吸気の慣性効果によって
吸気の充填効率を高めることが可能となる。Therefore, if the high lift cam 31 is selected in the medium and high load operation region where the intake inertia effect is easily obtained, it is possible to prevent the engine output from being decreased due to the decrease of the pump loss, and the intake inertia effect is achieved. This makes it possible to increase the intake charging efficiency.
【0081】一方、低リフトカム32のカムプロフィー
ルは、例えば、図6中の破線で示されるように、吸気弁
20の開弁時期が吸気行程上死点より60°遅い時期
(ATDC60°)となり、且つ、吸気弁20の閉弁時期が吸
気行程下死点より20°遅い時期(ABDC 20°)となる
ように形成されるものとする。On the other hand, the cam profile of the low lift cam 32 is, for example, as shown by the broken line in FIG. 6, when the opening timing of the intake valve 20 is 60 ° later than the top dead center of the intake stroke (ATDC60 °), In addition, it is assumed that the closing timing of the intake valve 20 is 20 ° later than the bottom dead center of the intake stroke (ABDC 20 °).
【0082】このように形成された低リフトカム32が
選択された場合には、吸気弁20が吸気行程の半ばで開
弁することになるため、吸気弁20の開弁時に気筒2内
が負圧となり、吸気が勢いよく気筒2内へ流入するよう
になる。また、吸気弁20が吸気行程下死点後の比較的
早い時期に閉弁されるため、有効圧縮ストローク長が長
くなり、気筒2内の圧力を高めることができる。When the low lift cam 32 formed in this way is selected, the intake valve 20 opens in the middle of the intake stroke, so that when the intake valve 20 opens, the inside of the cylinder 2 has a negative pressure. Then, the intake air vigorously flows into the cylinder 2. Further, since the intake valve 20 is closed relatively early after the bottom stroke of the intake stroke, the effective compression stroke length is increased, and the pressure in the cylinder 2 can be increased.
【0083】従って、吸気の慣性効果が得られ難く吸気
の充填効率が低くなり易い低負荷運転領域において低リ
フトカム32が選択されれば、圧縮端温度を高めること
が可能となり、燃料の気化及び着火性を向上させること
が可能となる。Therefore, if the low lift cam 32 is selected in the low load operation region where it is difficult to obtain the inertial effect of the intake air and the charging efficiency of the intake air is likely to be low, the compression end temperature can be increased and the vaporization and ignition of the fuel can be achieved. It is possible to improve the property.
【0084】ここで図1に戻り、内燃機関1には、該内
燃機関1の運転状態を制御するための電子制御ユニット
(ECU:Electronic Control Unit)18が併設され
ている。このECU18は、内燃機関1の運転条件や運
転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユ
ニットであり、CPU、ROM、RAM、及びバックア
ップRAM等を備えた算術論理演算回路として構成され
ている。Returning to FIG. 1, the internal combustion engine 1 is provided with an electronic control unit (ECU) 18 for controlling the operating state of the internal combustion engine 1. The ECU 18 is a unit that controls the operating state of the internal combustion engine 1 according to the operating conditions of the internal combustion engine 1 and the driver's request, and is configured as an arithmetic logic operation circuit including a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM, and the like. Has been done.
【0085】ECU18には、前述した筒内圧センサ4
やコモンレール圧センサ5aに加え、内燃機関1のクラ
ンクシャフトが所定角度(例えば、10°)回転する度
にパルス信号を出力するクランクポジションセンサ1
6、内燃機関1のウォータジャケットを循環する冷却水
の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ17、
アクセルペダルの操作量に対応した電気信号を出力する
アクセル開度センサ19などが電気的に接続され、各種
センサの出力信号がECU18に入力されるようになっ
ている。The ECU 18 includes the in-cylinder pressure sensor 4 described above.
In addition to the common rail pressure sensor 5a, a crank position sensor 1 that outputs a pulse signal each time the crankshaft of the internal combustion engine 1 rotates by a predetermined angle (for example, 10 °).
6. A water temperature sensor 17, which outputs an electric signal corresponding to the temperature of the cooling water circulating in the water jacket of the internal combustion engine 1,
An accelerator opening sensor 19 that outputs an electric signal corresponding to the operation amount of the accelerator pedal is electrically connected, and output signals of various sensors are input to the ECU 18.
【0086】また、ECU18には、燃料噴射弁3、E
GR弁14、及び可変動弁機構100のOCV50及び
オイルポンプ53が電気的に接続されるとともに、内燃
機関1に取り付けられたスタモータ300が電気的に接
続され、ECU18の出力信号が上記した燃料噴射弁
3、EGR弁14、可変動弁機構100、及びスタータ
モータ300に入力されるようになっている。Further, the ECU 18 has the fuel injection valves 3, E
The GR valve 14, the OCV 50 and the oil pump 53 of the variable valve mechanism 100 are electrically connected, the star motor 300 attached to the internal combustion engine 1 is electrically connected, and the output signal of the ECU 18 causes the fuel injection described above. Inputs are made to the valve 3, the EGR valve 14, the variable valve mechanism 100, and the starter motor 300.
【0087】このように構成されたECU18は、RO
Mに予め記憶された各種のアプリケーションプログラム
に従って、燃料噴射制御、EGR制御、動弁制御などの
既知の制御に加え、本発明の要旨となる始動時制御を実
行する。The ECU 18 having the above-mentioned configuration is
According to various application programs stored in advance in M, in addition to known control such as fuel injection control, EGR control, valve control, etc., start-up control which is the gist of the present invention is executed.
【0088】以下、始動時制御について図7〜図8に基
づいて説明する。先ず、通常の動弁制御では、ECU1
8は、内燃機関1がアイドル運転状態などの低負荷運転
状態にあるとき又は始動時には、低リフトカム32によ
り吸気弁20を開閉駆動すべくOCV50及びオイルポ
ンプ53に対する駆動電流の印加を停止する。また、内
燃機関1が定常運転状態又は加速運転状態にあるときに
は、ECU18は、高リフトカム31により吸気弁20
を開閉駆動すべくOCV50及びオイルポンプ53に対
して駆動電流を印加する。Hereinafter, the start-up control will be described with reference to FIGS. First, in normal valve drive control, the ECU 1
When the internal combustion engine 1 is in a low load operation state such as an idle operation state or at the time of starting, the reference numeral 8 stops the application of the drive current to the OCV 50 and the oil pump 53 in order to open / close the intake valve 20 by the low lift cam 32. Further, when the internal combustion engine 1 is in the steady operation state or the acceleration operation state, the ECU 18 causes the high lift cam 31 to move the intake valve 20.
A drive current is applied to the OCV 50 and the oil pump 53 in order to drive the open / close operation.
【0089】先に述べたように、内燃機関1の中高負荷
運転領域において高リフトカム31が選択されると、ポ
ンプ損失を抑制しつつ吸気の充填効率を向上させること
が可能となる。一方、内燃機関1の始動時や低負荷運転
領域において低リフトカム32が選択されると、圧縮端
温度が上昇するため、燃料の着火性及び燃焼安定性を高
めることが可能となる。As described above, when the high lift cam 31 is selected in the medium and high load operation range of the internal combustion engine 1, it becomes possible to improve the intake charging efficiency while suppressing the pump loss. On the other hand, when the low lift cam 32 is selected at the time of starting the internal combustion engine 1 or in the low load operation region, the compression end temperature rises, so that it becomes possible to improve the ignitability and combustion stability of the fuel.
【0090】ところで、低リフトカム32が選択された
場合には、吸気弁20の開弁時期が吸気行程上死点後ま
で遅角されるため、図7に示すように、圧縮端温度が上
昇する一方で内燃機関1のポンプ損失が増大する。更
に、低リフトカム32が選択された場合には、吸気弁2
0の閉弁時期が吸気行程下死点近傍に設定されるため、
有効圧縮ストローク長が長くなる。By the way, when the low lift cam 32 is selected, the opening timing of the intake valve 20 is retarded until after the top dead center of the intake stroke, so that the compression end temperature rises as shown in FIG. On the other hand, the pump loss of the internal combustion engine 1 increases. Further, when the low lift cam 32 is selected, the intake valve 2
Since the valve closing timing of 0 is set near the bottom dead center of the intake stroke,
The effective compression stroke length becomes longer.
【0091】従って、内燃機関1の始動時に低リフトカ
ム32が選択されると、ポンプ損失の増大と有効圧縮ス
トローク長の増加により、内燃機関1をクランキングさ
せる上で必要となるトルク(クランキングトルク)が増
大してしまい、始動時において機関回転数を速やかに上
昇させることが困難となり、その結果、内燃機関の始動
性が悪化してしまう虞がある。Therefore, when the low lift cam 32 is selected at the time of starting the internal combustion engine 1, the torque required for cranking the internal combustion engine 1 (cranking torque) is increased due to the increase of the pump loss and the effective compression stroke length. ) Increases, and it becomes difficult to quickly increase the engine speed at the time of starting, and as a result, the startability of the internal combustion engine may deteriorate.
【0092】そこで、本実施の形態における始動時制御
では、ECU18は、内燃機関1の始動開始から機関回
転数が所定回転数:NE1以上となるまでの期間では、高
リフトカム31によって吸気弁20を開閉駆動させるべ
く可変動弁機構100を制御するようにした。Therefore, in the starting control according to the present embodiment, the ECU 18 controls the intake valve 20 by the high lift cam 31 during the period from the start of the internal combustion engine 1 until the engine speed becomes equal to or higher than the predetermined engine speed: NE1. The variable valve mechanism 100 is controlled to be opened and closed.
【0093】このように内燃機関1の始動開始から機関
回転数が所定回転数:NE1以上となるまでの期間におい
て高リフトカム31が選択されると、その期間のポンプ
損失が低下するとともに有効圧縮ストローク長が短縮さ
れ、それに応じてクランキングトルクが低下するため、
機関回転数が速やかに上昇するようになる。When the high lift cam 31 is selected in the period from the start of the internal combustion engine 1 until the engine speed becomes equal to or higher than the predetermined engine speed: NE1 as described above, the pump loss in that period is reduced and the effective compression stroke is reduced. Since the length is shortened and the cranking torque is reduced accordingly,
The engine speed will quickly increase.
【0094】そして、機関回転数が所定回転数:NE1以
上まで上昇した後に、低リフトカム32によって吸気弁
20を開閉駆動すべく可変動弁機構100が制御される
と、各気筒2の圧縮端温度が好適に上昇し、燃料の着火
性が向上する。When the variable valve mechanism 100 is controlled to open / close the intake valve 20 by the low lift cam 32 after the engine speed has risen to a predetermined speed: NE1 or more, the compression end temperature of each cylinder 2 is controlled. Is preferably increased, and the ignitability of fuel is improved.
【0095】また、本実施の形態における始動時制御で
は、ECU18は、内燃機関1の始動開始から機関回転
数が所定回転数:NE1以上となるまでの期間において、
燃料噴射の実行を禁止するようにした。これは、機関回
転数が低く且つ圧縮端温度が低い状況下で燃料噴射が行
われると、燃料が燃焼せずに気筒2内に残留したり、或
いは大気中へ排出される虞があるからである。Further, in the control at the time of starting in the present embodiment, the ECU 18 controls the engine from the start of the internal combustion engine 1 until the engine speed becomes equal to or higher than the predetermined speed NE1.
Execution of fuel injection was prohibited. This is because if fuel injection is performed in a situation where the engine speed is low and the compression end temperature is low, the fuel may remain in the cylinder 2 without burning or be discharged into the atmosphere. is there.
【0096】このような始動制御が実行されると、図8
に示すように、内燃機関1の始動開始から始動完了まで
の全期間において低リフトカム32が選択された場合に
比して機関回転数が速やかに上昇するため、始動開始か
ら始動完了までの時間も短縮することが可能となる。When such a start control is executed, FIG.
As shown in, the engine speed increases more rapidly than when the low lift cam 32 is selected during the entire period from the start of the internal combustion engine 1 to the completion of the start. It can be shortened.
【0097】次に、本実施の形態における始動制御につ
いて図9に沿って具体的に説明する。図9は、始動時制
御ルーチンを示すフローチャート図である。この始動時
制御ルーチンは、予めROMに記憶されているルーチン
であり、図示しないイグニッションスイッチがオフから
オンへ切り換えられたことをトリガにしてECU18が
実行するルーチンである。Next, the starting control in the present embodiment will be concretely described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing the control routine at the time of starting. The startup control routine is a routine stored in advance in the ROM, and is a routine executed by the ECU 18 triggered by the switching of an ignition switch (not shown) from off to on.
【0098】始動時制御ルーチンにおいて、ECU18
は、先ずS901において、スタータスイッチがオンに
されているか否かを判別する。In the start-up control routine, the ECU 18
First, in S901, it is determined whether or not the starter switch is turned on.
【0099】前記S901においてスタータスイッチが
オフであると判定された場合は、ECU18は、スター
タスイッチがオフからオンへ切り換えられるまでS90
1の処理を繰り返し実行する。If it is determined in S901 that the starter switch is off, the ECU 18 proceeds to S90 until the starter switch is switched from off to on.
The process 1 is repeatedly executed.
【0100】一方、前記S901においてスタータスイ
ッチがオンであると判定された場合は、ECU18は、
S902へ進み、吸気弁20が高リフトカム31によっ
て開閉駆動されるようにOCV50とオイルポンプ53
へ駆動電力を印加する。On the other hand, if it is determined in S901 that the starter switch is on, the ECU 18
Proceeding to S902, the OCV 50 and the oil pump 53 are controlled so that the intake valve 20 is opened and closed by the high lift cam 31.
Drive power is applied to.
【0101】S903では、ECU18は、スタータモ
ータ300へ駆動電力を印加する。In S903, the ECU 18 applies drive power to the starter motor 300.
【0102】S904では、ECU18は、クランクポ
ジションセンサ16の出力信号に基づいて実際の機関回
転数:Neを算出し、その機関回転数:Neが所定回転数:
NE1以上であるか否かを判別する。In S904, the ECU 18 calculates the actual engine speed: Ne based on the output signal of the crank position sensor 16, and the engine speed: Ne is the predetermined engine speed: Ne.
Determine whether it is NE1 or higher.
【0103】前記S904において実際の機関回転数:
Neが所定回転数:NE1未満であると判定された場合は、
ECU18は、実際の機関回転数:Neが所定回転数:NE
1以上に上昇するまで前記S904の処理を繰り返し実
行する。Actual engine speed in S904:
When it is determined that Ne is less than the predetermined rotation speed: NE1,
The ECU 18 determines that the actual engine speed: Ne is the predetermined engine speed: NE.
The processing of S904 is repeatedly executed until the temperature rises to 1 or more.
【0104】そして、実際の機関回転数:Neが前記所定
回転数:NE1以上に上昇すると、ECU18は、S90
5へ進み、OCV50及びオイルポンプ53に対する駆
動電力の印加を停止し、吸気弁20が低リフトカム32
によって開閉駆動されるようにする。When the actual engine speed: Ne rises above the predetermined engine speed: NE1, the ECU 18 causes S90
5, the application of drive power to the OCV 50 and the oil pump 53 is stopped, and the intake valve 20 is set to the low lift cam 32.
To be opened and closed by.
【0105】S906では、ECU18は、燃料噴射弁
3に対する駆動電力の印加を開始する。このS906の
処理を実行し終えると、ECU18は、本ルーチンの実
行を終了する。In step S906, the ECU 18 starts applying drive power to the fuel injection valve 3. When the process of S906 is completed, the ECU 18 ends the execution of this routine.
【0106】このようにECU18が始動時制御ルーチ
ンを実行することにより、内燃機関1の始動開始から始
動完了までの期間のうち、始動開始から機関回転数:Ne
が所定回転数:NE1以上となるまでの期間において吸気
弁20が高リフトカム31によって開閉駆動されること
になるため、始動開始後の早い時期に機関回転数:Neを
上昇させることが可能となる。そして、機関回転数:Ne
が所定回転数:NE1以上まで上昇した後は吸気弁20が
低リフトカム32によって開閉駆動されることになるた
め、気筒2内の圧縮端温度が好適に高められ、その結
果、内燃機関1が速やかに完爆するようになり、内燃機
関1の始動性が向上する。In this way, the ECU 18 executes the control routine at the time of starting, whereby during the period from the start to the completion of the start of the internal combustion engine 1, the engine speed from the start to the engine speed Ne.
Since the intake valve 20 is driven to be opened and closed by the high lift cam 31 until the engine speed becomes equal to or higher than the predetermined engine speed: NE1, it is possible to increase the engine speed: Ne at an early stage after the start of the start. . And engine speed: Ne
Since the intake valve 20 is opened and closed by the low lift cam 32 after the engine speed rises to a predetermined speed: NE1 or more, the compression end temperature in the cylinder 2 is suitably increased, and as a result, the internal combustion engine 1 is quickly operated. As a result, the internal combustion engine 1 is improved in startability.
【0107】<他の実施の形態>次に、本発明に係る圧
縮着火式内燃機関の他の実施の形態について図10及び
図11に基づいて説明する。ここでは、前述した実施の
形態と異なる構成について説明し、同様の構成について
は説明を省略する。<Other Embodiments> Next, another embodiment of the compression ignition type internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the configuration different from the above-described embodiment will be described, and the description of the same configuration will be omitted.
【0108】車両に搭載される内燃機関では、駆動輪に
対する内燃機関の加減速に伴う衝撃を緩和することを目
的として、内燃機関のフライホイールにフライホイール
ダンパを取り付ける技術が普及している。このフライホ
イールダンパは、自身が撓むことにより、駆動輪に対す
る機関出力軸(クランクシャフト)の加減速方向変位を
許容し、以て加減速に伴う衝撃の緩和する。In an internal combustion engine mounted on a vehicle, a technique of attaching a flywheel damper to a flywheel of the internal combustion engine is prevailing for the purpose of mitigating an impact caused by acceleration and deceleration of the internal combustion engine on a drive wheel. This flywheel damper allows the displacement of the engine output shaft (crankshaft) with respect to the drive wheel in the acceleration / deceleration direction by bending itself, thereby mitigating the shock associated with the acceleration / deceleration.
【0109】しかしながら、内燃機関の始動時のように
機関回転数が極めて低いときは、内燃機関の回転振動に
対してフライホイールダンパが共振してしまい、機関回
転数がハンチングを起こす場合がある。このように始動
時において機関回転数がハンチングを起こすと、機関回
転数が速やかに上昇し難くなる。However, when the engine speed is extremely low, such as when the internal combustion engine is started, the flywheel damper may resonate with the rotational vibration of the internal combustion engine, causing hunting in the engine speed. In this way, if the engine speed hunts during starting, it becomes difficult for the engine speed to rise quickly.
【0110】このため、前述した実施の形態に係る内燃
機関1のフライホイールにフライホイールダンパが取り
付けられると、図10に示すように、内燃機関1の始動
途中、すなわち内燃機関1の回転振動とフライホイール
ダンパとが共振する回転領域(図中NE2〜NE3)におい
て、機関回転数の上昇が一時的(図中の期間:t)に滞
ってしまう。For this reason, when the flywheel damper is attached to the flywheel of the internal combustion engine 1 according to the above-described embodiment, as shown in FIG. In the rotation region (NE2 to NE3 in the figure) where the flywheel damper resonates, the increase in the engine speed temporarily stops (period in the figure: t).
【0111】そこで、本実施の形態では、内燃機関1の
始動開始から機関回転数:Neが所定回転数:NE1以上に
上昇するまでの期間に加え、内燃機関1の回転振動とフ
ライホイールダンパが共振する期間において、吸気弁2
0が高リフトカム31によって開閉駆動されるようにし
た。Therefore, in the present embodiment, in addition to the period from the start of the internal combustion engine 1 until the engine speed: Ne rises above the predetermined speed: NE1, the rotational vibration of the internal combustion engine 1 and the flywheel damper are In the resonating period, the intake valve 2
0 is opened and closed by the high lift cam 31.
【0112】具体的には、内燃機関1の回転振動とフラ
イホイールダンパとが共振する機関回転数の下限値(以
下、共振下限回転数と称する):NE2と上限値(以下、
共振上限回転数と称する):NE3とを予め実験的に求め
ておき、内燃機関1の始動開始から機関回転数:Neが所
定回転数:NE1以上となるまでの第1の期間と、機関回
転数:Neが共振下限回転数:NE2以上且つ共振上限回転
数:NE3以下の範囲内にある第2の期間とにおいて、高
リフトカム31によって吸気弁20が開閉駆動されるよ
うにする。Specifically, the lower limit value of the engine speed at which the rotational vibration of the internal combustion engine 1 resonates with the flywheel damper (hereinafter referred to as the resonance lower limit speed): NE2 and the upper limit value (hereinafter, referred to as the resonance lower limit speed).
The resonance upper limit rotational speed): NE3 is experimentally obtained in advance, and the first period from the start of the internal combustion engine 1 until the engine rotational speed: Ne becomes equal to or higher than the predetermined rotational speed: NE1 and the engine rotational speed. The intake valve 20 is driven to be opened and closed by the high lift cam 31 in a second period in which the number: Ne is within the range of the resonance lower limit rotation speed: NE2 or more and the resonance upper limit rotation speed: NE3 or less.
【0113】このように内燃機関1の回転振動とフライ
ホイールダンパとが共振する第2の期間において吸気弁
20が高リフトカム31によって開閉駆動されると、該
第2の期間において内燃機関1のクランキングトルクが
低下するため、図10に示すように機関回転数が滞るこ
となく速やかに上昇するようになる。When the intake valve 20 is opened / closed by the high lift cam 31 in the second period during which the rotational vibration of the internal combustion engine 1 resonates with the flywheel damper, the internal combustion engine 1 is closed and opened during the second period. Since the ranking torque is reduced, the engine speed rapidly increases without delay as shown in FIG.
【0114】以下、本実施の形態における始動制御につ
いて図11に沿って具体的に説明する。図11は、始動
時制御ルーチンを示すフローチャート図である。この始
動時制御ルーチンは、予めROMに記憶されているルー
チンであり、図示しないイグニッションスイッチがオフ
からオンへ切り換えられたことをトリガにしてECU1
8が実行するルーチンである。Hereinafter, the starting control in this embodiment will be specifically described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart showing the control routine at the time of starting. The start-up control routine is a routine stored in the ROM in advance, and is triggered by the switching of an ignition switch (not shown) from off to on.
8 is a routine to be executed.
【0115】始動時制御ルーチンにおいて、ECU18
は、先ずS1101において、スタータスイッチがオンに
されているか否かを判別する。In the start-up control routine, the ECU 18
First, in S1101, it is determined whether or not the starter switch is turned on.
【0116】前記S1101においてスタータスイッチが
オフであると判定された場合は、ECU18は、スター
タスイッチがオフからオンへ切り換えられるまでS110
1の処理を繰り返し実行する。[0116] If it is determined in S1101 that the starter switch is off, the ECU 18 proceeds to S110
The process 1 is repeatedly executed.
【0117】一方、前記S1101においてスタータスイ
ッチがオンであると判定された場合は、ECU18は、
S1102へ進み、吸気弁20が高リフトカム31によっ
て開閉駆動されるようにOCV50とオイルポンプ53
へ駆動電力を印加する。On the other hand, if it is determined in S1101 that the starter switch is on, the ECU 18
Proceeding to S1102, the OCV 50 and the oil pump 53 are controlled so that the intake valve 20 is opened and closed by the high lift cam 31.
Drive power is applied to.
【0118】S1103では、ECU18は、スタータモ
ータ300へ駆動電力を印加する。In S1103, the ECU 18 applies drive power to the starter motor 300.
【0119】S1104では、ECU18は、クランクポ
ジションセンサ16の出力信号に基づいて実際の機関回
転数:Neを算出し、その機関回転数:Neが所定回転数:
NE1以上であるか否かを判別する。In step S1104, the ECU 18 calculates the actual engine speed: Ne based on the output signal of the crank position sensor 16, and the engine speed: Ne is the predetermined engine speed: Ne.
Determine whether it is NE1 or higher.
【0120】前記S1104において実際の機関回転数:N
eが所定回転数:NE1未満であると判定された場合は、E
CU18は、実際の機関回転数:Neが所定回転数:NE1
以上に上昇するまで前記S1104の処理を繰り返し実行
する。Actual S1104 engine speed: N
If it is determined that e is less than the predetermined rotation speed: NE1, E
In the CU 18, the actual engine speed: Ne is the predetermined engine speed: NE1
The processing of S1104 is repeatedly executed until the temperature rises above the above.
【0121】そして、実際の機関回転数:Neが前記所定
回転数:NE1以上に上昇すると、ECU18は、S1105
へ進み、OCV50及びオイルポンプ53に対する駆動
電力の印加を停止し、吸気弁20が低リフトカム32に
よって開閉駆動されるようにする。When the actual engine speed: Ne rises above the predetermined engine speed: NE1, the ECU 18 determines in S1105.
Then, the application of drive power to the OCV 50 and the oil pump 53 is stopped, and the intake valve 20 is opened and closed by the low lift cam 32.
【0122】S1106では、ECU18は、燃料噴射弁
3に対する駆動電力の印加を開始する。In S1106, the ECU 18 starts applying drive power to the fuel injection valve 3.
【0123】S1107では、ECU18は、クランク
ポジションセンサ16の出力信号に基づいて現時点にお
ける実際の機関回転数:Neを算出し、その機関回転数:
Neが共振下限回転数:NE2以上であるか否かを判別す
る。In S1107, the ECU 18 calculates the actual engine speed: Ne at the present time based on the output signal of the crank position sensor 16, and the engine speed: Ne.
It is determined whether Ne is the resonance lower limit rotation speed: NE2 or more.
【0124】前記S1107において機関回転数:Neが共
振下限回転数:NE2未満であると判定された場合は、E
CU18は、機関回転数:Neが共振下限回転数:NE2以
上となるまで前記S1107の処理を繰り返し実行する。If it is determined in S1107 that the engine speed: Ne is less than the resonance lower limit speed: NE2, E
The CU 18 repeatedly executes the processing of S1107 until the engine speed: Ne becomes equal to or higher than the resonance lower limit speed: NE2.
【0125】そして、機関回転数:Neが共振下限回転
数:NE2以上まで上昇すると、ECU18は、S110
8へ進み、吸気弁20が高リフトカム31によって開閉
駆動されるようにOCV50とオイルポンプ53へ駆動
電力を印加する。Then, when the engine speed: Ne rises to the resonance lower limit speed: NE2 or more, the ECU 18 determines in S110.
8, the driving power is applied to the OCV 50 and the oil pump 53 so that the intake valve 20 is opened and closed by the high lift cam 31.
【0126】S1109では、ECU18は、クランク
ポジションセンサ16の出力信号に基づいて現時点にお
ける実際の機関回転数:Neを算出し、その機関回転数:
Neが共振上限回転数:NE3より高いか否かを判別する。In S1109, the ECU 18 calculates the actual engine speed: Ne at the present time based on the output signal of the crank position sensor 16, and the engine speed: Ne.
It is determined whether Ne is higher than the resonance upper limit rotation speed: NE3.
【0127】前記S1109において機関回転数:Neが共
振上限回転数:NE3以下であると判定された場合は、E
CU18は、機関回転数:Neが共振上限回転数:NE3よ
り高くなるまで前記S1109の処理を繰り返し実行す
る。If it is determined in S1109 that the engine speed: Ne is equal to or lower than the resonance upper limit speed: NE3, E
The CU 18 repeatedly executes the processing of S1109 until the engine speed: Ne becomes higher than the resonance upper limit speed: NE3.
【0128】そして、機関回転数:Neが共振上限回転
数:NE3より高くなると、ECU18は、S1110へ
進み、OCV50及びオイルポンプ53に対する駆動電
力の印加を停止して、吸気弁20が低リフトカム32に
よって開閉駆動されるようにする。When the engine speed: Ne becomes higher than the resonance upper limit speed: NE3, the ECU 18 proceeds to S1110 to stop the application of the drive power to the OCV 50 and the oil pump 53, and the intake valve 20 causes the low lift cam 32 to move. To be opened and closed by.
【0129】このようにECU18が始動時制御ルーチ
ンを実行することにより、内燃機関1の始動開始から始
動完了までの期間のうち、始動開始から機関回転数:Ne
が所定回転数:NE1以上となるまでの第1の期間に加
え、内燃機関1の回転振動とフライホイールダンパとが
共振する第2の期間において、吸気弁20が高リフトカ
ム31によって開閉駆動されることになるため、前記し
た第1及び第2の期間において機関回転数が速やかに上
昇するようになる。その結果、内燃機関1が早期に完爆
し易くなり、内燃機関1の始動開始から始動完了までの
期間を短縮することが可能となる。In this way, the ECU 18 executes the control routine at the time of starting, so that the engine speed: Ne from the start of the engine in the period from the start to the completion of the start of the internal combustion engine 1.
In addition to the first period until the engine speed becomes equal to or higher than NE1, the intake valve 20 is opened and closed by the high lift cam 31 in the second period in which the rotational vibration of the internal combustion engine 1 and the flywheel damper resonate. Therefore, the engine speed quickly increases during the first and second periods described above. As a result, the complete combustion of the internal combustion engine 1 is likely to occur early, and the period from the start of the start of the internal combustion engine 1 to the completion of the start of the internal combustion engine 1 can be shortened.
【0130】[0130]
【発明の効果】本発明に係る圧縮着火式内燃機関では、
始動時及び低負荷運転時に圧縮端温度が高く且つ高負荷
時にポンプ損失が少なくなるよう吸気弁の開閉時期およ
びまたはリフト量を変更可能な可変動弁機構を備えた圧
縮着火式内燃機関において、始動開始から始動完了まで
の期間のうちの所定期間に、ポンプ損失が少なくなるよ
う可変動弁機構が制御されるため、前記した所定期間に
おけるクランキングトルクが低下し、機関回転数が速や
かに上昇するようになる。従って、本発明に係る圧縮着
火式内燃機関によれば、始動時において機関回転数を速
やかに上昇させることが可能となるため、内燃機関を速
やかに始動させることができ、以て内燃機関の始動性が
向上することになる。In the compression ignition type internal combustion engine according to the present invention,
In a compression ignition internal combustion engine equipped with a variable valve mechanism that can change the intake valve opening / closing timing and / or the lift amount so that the compression end temperature is high during startup and low load operation and pump loss is reduced under high load Since the variable valve mechanism is controlled so that the pump loss is reduced during a predetermined period of the period from the start to the completion of the start, the cranking torque during the predetermined period is decreased and the engine speed is rapidly increased. Like Therefore, according to the compression ignition type internal combustion engine of the present invention, the engine speed can be rapidly increased at the time of starting, so that the internal combustion engine can be quickly started, and thus the internal combustion engine is started. Will be improved.
【図1】 本実施の形態に係る圧縮着火式内燃機関の概
略構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a compression ignition type internal combustion engine according to an embodiment.
【図2】 可変動弁機構の構成を示す(1)FIG. 2 shows a configuration of a variable valve mechanism (1)
【図3】 可変動弁機構の構成を示す図(2)FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a variable valve mechanism (2).
【図4】 ロック機構の構成を示す図FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a lock mechanism.
【図5】 ロック機構の動作を説明する図FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the lock mechanism.
【図6】 高リフトカム及び低リフトカムのカムプロフ
ィールを示す図FIG. 6 is a diagram showing cam profiles of a high lift cam and a low lift cam.
【図7】 吸気弁開弁時期の変更に伴う圧縮端温度及び
ポンプ損失の変化の様子を示す図FIG. 7 is a diagram showing how the compression end temperature and the pump loss change as the intake valve opening timing changes.
【図8】 内燃機関の始動時における可変動弁機構の制
御状態と機関回転数との関係を示す図(1)FIG. 8 is a diagram (1) showing the relationship between the control state of the variable valve mechanism and the engine speed when the internal combustion engine is started.
【図9】 始動時制御ルーチンを示すフローチャート図FIG. 9 is a flowchart showing a control routine at the time of starting.
【図10】 内燃機関の始動時における可変動弁機構の
制御状態と機関回転数との関係を示す図(2)FIG. 10 is a diagram (2) showing the relationship between the control state of the variable valve mechanism and the engine speed when the internal combustion engine is started.
【図11】 他の実施の形態における始動時制御ルーチ
ンを示す図FIG. 11 is a diagram showing a control routine at start-up according to another embodiment.
1・・・・内燃機関 2・・・・気筒 3・・・・燃料噴射弁 4・・・・筒内圧センサ 13・・・EGR通路 14・・・EGR通路 18・・・ECU 20・・・吸気弁 100・・可変動弁機構 300・・スタータモータ 1 ... Internal combustion engine 2 ... Cylinder 3 ... Fuel injection valve 4 ... In-cylinder pressure sensor 13 ... EGR passage 14 ... EGR passage 18 ... ECU 20 ... Intake valve 100 ... Variable valve mechanism 300 ... Starter motor
フロントページの続き Fターム(参考) 3G018 AA11 AB04 AB16 BA16 CA19 DA10 DA18 DA50 DA51 EA02 EA11 EA21 FA02 FA06 FA07 GA11 3G092 AA02 AA06 AA11 AA17 DA01 DA04 DG05 EA03 EA04 EA27 FA31 GA01 HA11Z HE01Z 3G301 HA02 HA04 HA06 HA13 HA19 KA01 LA07 LB04 LC08 NA08 NC02 NE23 PC01Z PE01Z PE03Z PF03Z PF16Z Continued front page F-term (reference) 3G018 AA11 AB04 AB16 BA16 CA19 DA10 DA18 DA50 DA51 EA02 EA11 EA21 FA02 FA06 FA07 GA11 3G092 AA02 AA06 AA11 AA17 DA01 DA04 DG05 EA03 EA04 EA27 FA31 GA01 HA11Z HE01Z 3G301 HA02 HA04 HA06 HA13 HA19 KA01 LA07 LB04 LC08 NA08 NC02 NE23 PC01Z PE01Z PE03Z PF03Z PF16Z
Claims (4)
およびまたはリフト量を変更する可変動弁機構と、 前記内燃機関の負荷が低いとき及び始動時は、前記内燃
機関の負荷が高い時に比して気筒内の圧縮端温度が高く
なるように可変動弁機構を制御する動弁機構制御手段
と、を備えた圧縮着火式内燃機関において、 前記内燃機関の始動開始から始動完了までの期間のうち
の所定期間は、ポンプ損失が少なくなるよう可変動弁機
構を制御する始動制御手段を備えることを特徴とする圧
縮着火式内燃機関。1. A variable valve mechanism for changing the opening / closing timing and / or lift amount of an intake valve of a compression ignition type internal combustion engine, and when the load of the internal combustion engine is low and when the internal combustion engine is started, when the load of the internal combustion engine is high. In comparison, in a compression ignition type internal combustion engine including a valve operating mechanism control means for controlling a variable valve operating mechanism so that a compression end temperature in a cylinder becomes higher, a period from the start to the end of the start of the internal combustion engine. A compression ignition internal combustion engine characterized by comprising a start control means for controlling the variable valve mechanism so as to reduce pump loss for a predetermined period of time.
キング開始から機関回転数が所定回転数以上となるまで
の期間であることを特徴とする請求項1に記載の圧縮着
火式内燃機関。2. The compression ignition type internal combustion engine according to claim 1, wherein the predetermined period is a period from the start of cranking of the internal combustion engine until the engine speed reaches or exceeds a predetermined speed.
動が該内燃機関の駆動系に設けられた共振体と共振する
期間であることを特徴とする請求項1に記載の圧縮着火
式内燃機関。3. The compression ignition type internal combustion engine according to claim 1, wherein the predetermined period is a period in which the rotational vibration of the internal combustion engine resonates with a resonator provided in a drive system of the internal combustion engine. organ.
が吸気行程上死点より遅角されるよう形成された低負荷
用カムプロフィールと、吸気弁の開弁時期が吸気行程上
死点近傍となるよう形成された高負荷用カムプロフィー
ルとの何れか一方を選択可能に構成され、 前記動弁機構制御手段は、前記内燃機関の負荷が低いと
き及び始動時は前記低負荷用カムプロフィールを選択
し、前記内燃機関の負荷が高いときは前記高負荷用カム
プロフィールを選択するよう前記可変動弁機構を制御
し、 前記始動時制御手段は、前記内燃機関の始動開始から始
動完了までの期間のうちの所定期間は、前記高負荷用カ
ムプロフィールを選択するよう前記可変動弁機構を制御
することを特徴とする請求項1に記載の圧縮着火式内燃
機関。4. The variable valve mechanism comprises a low load cam profile formed so that the opening timing of the intake valve is retarded from the top dead center of the intake stroke, and the opening timing of the intake valve is set to the upper intake stroke. One of a high load cam profile formed near the dead center is selectable, and the valve mechanism control means controls the low load when the load of the internal combustion engine is low and when the engine is started. A cam profile is selected, and the variable valve mechanism is controlled to select the high load cam profile when the load of the internal combustion engine is high, and the start-time control means starts the start of the internal combustion engine and completes the start. The compression ignition type internal combustion engine according to claim 1, wherein the variable valve mechanism is controlled so as to select the high load cam profile for a predetermined period of time up to.
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JP2009174546A (en) * | 2005-12-28 | 2009-08-06 | Hitachi Ltd | Variable valve gear for internal combustion engine |
CN102787917A (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-21 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | System and method for controlling intake valve timing in homogeneous charge compression ignition engines |
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2001
- 2001-10-04 JP JP2001309030A patent/JP3945206B2/en not_active Expired - Fee Related
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