JP2009203818A - Control method of internal combustion engine and internal combustion engine system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control method of an internal combustion engine capable of securing starting performance. <P>SOLUTION: The control method performs a process in which the larger a target air filling amount CE<SB>D</SB>becomes, the earlier an intake valve 21 is closed, a process of controlling the valve closing timing IVC of the intake valve 21 to most-retarded timing by most retarding a rotation phase of a camshaft 31 with respect to a crankshaft 14 accompanied by the stop of the internal combustion engine 1, a process of, at the starting of the internal combustion engine 1 when a given condition beforehand set is established, controlling at least the valve closing timing IVC of the intake valve 21 to an advance side more than when the given condition is not established by advancing the rotation phase more than when the given condition is not established, and a process of, a the starting of the internal combustion engine 1, starting fuel supply into a combustion chamber 17 after the crankshaft 14 is forcibly rotated for a given period of time. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、気筒内への空気の流入を遮断する吸気弁を有する内燃機関の制御方法に関する。   The present invention relates to a control method for an internal combustion engine having an intake valve that blocks inflow of air into a cylinder.

従来、始動時における異常燃焼の発生防止等を目的として、内燃機関の吸気弁の開弁時期あるいは閉弁時期を運転条件に応じて制御するシステムが開発されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, for the purpose of preventing the occurrence of abnormal combustion at the time of starting, a system has been developed that controls the opening timing or closing timing of an intake valve of an internal combustion engine in accordance with operating conditions.

例えば、特許文献1には、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変更して吸気弁の閉弁時期を変更する可変動弁装置を有し、この可変動弁装置を駆動して内燃機関の始動時に機関温度に応じて吸気弁の閉弁時期を変更するシステムが開示されている。このシステムでは、内燃機関の停止状態における吸気弁の閉弁時期が気筒内への空気の導入量が最小となる最遅角時期に設定されており、機関の有効圧縮比を低い状態に維持することで始動時における自着火等の異常燃焼の発生を抑制している。一方、このシステムでは、始動時において機関温度が低い場合には前記吸気弁の閉弁時期を進角側に変更するよう前記カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変更しており、これにより気筒内の空気量の確保すなわち始動性の確保を図っている。
特開2007−113440号公報
For example, Patent Document 1 has a variable valve device that changes the valve closing timing of the intake valve by changing the rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft. The variable valve device is driven to start the internal combustion engine. A system that changes the closing timing of the intake valve depending on the engine temperature is disclosed. In this system, the closing timing of the intake valve when the internal combustion engine is stopped is set to the most retarded timing at which the amount of air introduced into the cylinder is minimized, and the effective compression ratio of the engine is kept low. This suppresses the occurrence of abnormal combustion such as self-ignition during start-up. On the other hand, in this system, when the engine temperature is low at the time of starting, the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft is changed so as to change the closing timing of the intake valve to the advance side. The amount of air is secured, that is, startability is secured.
JP 2007-113440 A

前記カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変更させる場合、この変更量が所定量になるまでにはある程度の時間を要する。しかしながら、前記従来の方法では、この時間が考慮されておらず、吸気弁の閉弁時期が十分に進角側に変更されていない状態で気筒内に燃料が供給される結果、燃料量と空気量とが不釣合いとなり始動性が悪化するとともに排気性状が悪化するおそれがある。   When the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft is changed, a certain amount of time is required until the change amount reaches a predetermined amount. However, in the conventional method, this time is not taken into account, and as a result of supplying fuel into the cylinder in a state where the closing timing of the intake valve is not sufficiently changed to the advance side, the fuel amount and the air The amount may become unbalanced and startability may deteriorate, and exhaust properties may deteriorate.

本発明は、このような事情に鑑み、簡単な構成で始動性および排気性状を向上させることのできる内燃機関システムの提供を目的とする。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an internal combustion engine system capable of improving startability and exhaust properties with a simple configuration.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、往復移動するピストンを収容するとともに燃焼室を形成する気筒と、前記ピストンに連結されるクランクシャフトと、前記クランクシャフトに同期して回転するカムシャフトと、前記気筒内へ導入される空気が通過する吸気通路と、前記カムシャフトの回転に応じて往復動して前記吸気通路から前記気筒内への空気の流入を遮断する吸気弁とを有し、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を変更可能な内燃機関の制御方法であって、前記気筒内に導入される空気量の目標値である目標空気充填量が大きくなるほど前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を進角させる工程と、前記内燃機関の停止に伴い、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を最も遅角する工程と、前記内燃機関の始動時に、前記クランクシャフトを強制回転させる工程と、前記内燃機関の始動時において、予め設定された所定条件が成立した場合には、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を前記所定条件の非成立時よりも進角させる工程と、前記内燃機関の始動時において、前記クランクシャフトが所定期間強制回転させられた後で前記燃焼室への燃料供給を開始する工程とを含むことを特徴とする内燃機関の制御方法を提供する(請求項1)。   As means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a cylinder that accommodates a reciprocating piston and forms a combustion chamber, a crankshaft connected to the piston, and a cam that rotates in synchronization with the crankshaft. A shaft, an intake passage through which air introduced into the cylinder passes, and an intake valve that reciprocates in accordance with the rotation of the camshaft and blocks the inflow of air from the intake passage into the cylinder. An internal combustion engine control method capable of changing a rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft, wherein a larger target air filling amount that is a target value of an air amount introduced into the cylinder increases. A step of advancing the rotational phase relative to the crankshaft, and as the internal combustion engine stops, When the predetermined phase condition is satisfied at the time of starting the internal combustion engine, the step of forcibly rotating the crankshaft at the time of starting the internal combustion engine, and the time of starting the internal combustion engine, A step of advancing the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft relative to when the predetermined condition is not satisfied, and at the start of the internal combustion engine, the crankshaft is forcibly rotated for a predetermined period and then moved to the combustion chamber. A control method for an internal combustion engine, comprising the step of starting the fuel supply.

この制御方法では、前記所定条件の非成立時には前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が最も遅角にされることで前記吸気弁の閉弁時期が最遅角時期に制御される一方、前記所定条件の成立時には吸気カムシャフト31のクランクシャフト14に対する回転位相が進角側に制御されることで前記吸気弁の閉弁時期が進角側に制御されるので、気筒内の空気量を前記条件に応じて適切な状態に変更することができる。特に、本方法では、前記クランクシャフトが所定期間強制回転した後に前記燃焼室への燃料供給を開始しており、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が十分に変更されて前記吸気弁が十分に進角され、燃料量に見合った空気量が気筒内に存在する状態で燃料が供給されるので、始動トルクが確保され始動性を確保しつつ排気性能の向上を実現することができる。また、本方法では、前記目標空気充填量が大きくなるほど前記吸気弁を早期に閉じるよう制御しており、スロットル弁の絞りによるポンプ損失を高めることなく気筒内に導入される空気量を適切に制御することができ、内燃機関の運転効率を高めることが可能となる。   In this control method, when the predetermined condition is not satisfied, the rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft is most retarded so that the closing timing of the intake valve is controlled to the most retarded timing, When the predetermined condition is satisfied, the rotation phase of the intake camshaft 31 with respect to the crankshaft 14 is controlled to the advance side, so that the closing timing of the intake valve is controlled to the advance side. It can be changed to an appropriate state according to conditions. In particular, in this method, fuel supply to the combustion chamber is started after the crankshaft has been forcibly rotated for a predetermined period, and the rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft has been sufficiently changed so that the intake valve is sufficiently Since the fuel is supplied in a state where the amount of air corresponding to the amount of fuel is present in the cylinder, it is possible to ensure the starting torque and improve the exhaust performance while ensuring the startability. In this method, the intake valve is controlled to be closed earlier as the target air filling amount increases, and the amount of air introduced into the cylinder is appropriately controlled without increasing pump loss due to throttle valve throttling. It is possible to increase the operating efficiency of the internal combustion engine.

ここで、内燃機関の温度が低い場合には、潤滑油の粘性が高く内燃機関の回転に対する摩擦抵抗が大きい。従って、前記所定条件を内燃機関の温度が予め設定された第1温度より低いという条件とし、内燃機関の温度が低い場合に吸気弁の閉弁時期を進角側に制御すれば、前記摩擦抵抗に抗して内燃機関の回転速度を上昇させるだけの空気量を確保することができ、低温始動性が向上する(請求項2)。   Here, when the temperature of the internal combustion engine is low, the viscosity of the lubricating oil is high and the frictional resistance against the rotation of the internal combustion engine is large. Therefore, if the predetermined condition is a condition that the temperature of the internal combustion engine is lower than a preset first temperature, and the valve closing timing of the intake valve is controlled to an advance side when the temperature of the internal combustion engine is low, the friction resistance Therefore, it is possible to secure an air amount sufficient to increase the rotational speed of the internal combustion engine against this, and to improve the low-temperature startability (claim 2).

また、前記内燃機関の温度が予め設定された前記第1温度よりも低い第2温度より低い場合には、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を最も進角させるようにしてもよい(請求項3)。   Further, when the temperature of the internal combustion engine is lower than a second temperature lower than the preset first temperature, the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft may be advanced most. Item 3).

この場合には、前記内燃機関の始動後、前記内燃機関の回転速度が予め設定された所定回転速度を越えた後、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を遅角側に制御する工程をさらに含むのが好ましい(請求項4)。   In this case, after starting the internal combustion engine, after the rotational speed of the internal combustion engine exceeds a predetermined rotational speed set in advance, the step of controlling the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft to the retard side. Furthermore, it is preferable to include (Claim 4).

すなわち、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が最も進角した状態で維持されると気筒内に導入される空気量が過剰となってしまうおそれがある。そこで、前記のように、前記内燃機関の回転速度が予め設定された所定回転速度を越えた時点で、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を遅角側に制御すれば、回転速度が上昇するまでの間は空気量を確保することができる一方、回転速度が安定した後では、この回転速度が過上昇するのを抑制することができる。   That is, if the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft is maintained in the most advanced state, the amount of air introduced into the cylinder may become excessive. Therefore, as described above, when the rotational speed of the internal combustion engine exceeds a predetermined rotational speed set in advance, the rotational speed increases if the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft is controlled to the retard side. While the amount of air can be secured until this is done, it is possible to suppress an excessive increase in the rotational speed after the rotational speed has stabilized.

また、本発明において、前記内燃機関の始動時において、前記内燃機関の温度が低いほど、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を進角側に制御するとともに、前記内燃機関の温度が低いほど前記所定期間が長く設定されているのが好ましい(請求項5)。   In the present invention, at the time of starting the internal combustion engine, the lower the temperature of the internal combustion engine, the more the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft is controlled to the advance side, and the lower the temperature of the internal combustion engine is, It is preferable that the predetermined period is set longer (Claim 5).

この方法では、内燃機関の温度が低く前記気筒内の必要空気量が多くなるほど前記吸気弁の閉弁時期が進角側に制御されるので、内燃機関の温度に応じて気筒内に適切な空気量が確保されることになる。しかも、前記所定期間が前記内燃機関の温度に応じて長く設定されており、前記温度が低いことで前記閉弁時期の進角量が大きく制御されてこれに伴い気筒内の空気量が所定の量に到達するまでの時間が長くなるのに対応して、燃料供給の開始時期が遅らされるので、燃焼開始時の燃料量と空気量との割合をより確実に適切な状態とすることができる。   In this method, as the temperature of the internal combustion engine is low and the required amount of air in the cylinder is increased, the closing timing of the intake valve is controlled to advance, so that appropriate air in the cylinder according to the temperature of the internal combustion engine. The amount will be secured. In addition, the predetermined period is set longer according to the temperature of the internal combustion engine, and the advance amount of the valve closing timing is largely controlled by the low temperature, and accordingly, the air amount in the cylinder is predetermined. The start time of fuel supply will be delayed in response to the longer time to reach the amount, so the ratio of fuel amount to air amount at the start of combustion should be in a more appropriate state Can do.

また、本発明において、前記内燃機関が、動力が供給されることで前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を変更するカム位相可変機構を備え、前記カム位相可変機構が、前記供給される動力が大きいほど前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を進角する一方、前記動力の遮断時には前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を最も遅角するのが好ましい(請求項6)。   In the present invention, the internal combustion engine includes a cam phase variable mechanism that changes a rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft when power is supplied, and the cam phase variable mechanism includes the power to be supplied. It is preferable that the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft is advanced as the value of is larger, while the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft is most retarded when the power is cut off.

このようにすれば、前記所定条件の非成立状態において前記カム位相可変機構への動力供給が不要となり、スターターモータ等の始動手段により内燃機関を回転させるための動力すなわちクランキングさせるための動力を十分に確保することが可能となるので、始動性が向上する。   In this way, it is not necessary to supply power to the cam phase variable mechanism in a state where the predetermined condition is not satisfied, and power for rotating the internal combustion engine by the starting means such as a starter motor, that is, power for cranking. Since it is possible to ensure sufficient, startability is improved.

また、本発明の別の観点によれば、往復移動するピストンを収容するとともに燃焼室を形成する気筒と、前記ピストンに連結されるクランクシャフトと、前記クランクシャフトに同期して回転するカムシャフトと、前記気筒内へ導入される空気が通過する吸気通路と、前記カムシャフトの回転に応じて往復動して前記吸気通路から前記気筒内への空気の流入を遮断する吸気弁とを有する内燃機関と、動力が供給されることで前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を変更可能して前記吸気弁の少なくとも閉弁時期を変更可能なカム位相可変機構と、前記クランクシャフトを強制回転可能なモータと、前記燃焼室へ燃料を供給可能な燃料供給手段と、制御手段とを備え、前記制御手段が、前記気筒内に導入される空気量の目標値である目標空気充填量が大きくなるほど前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が進角するように、かつ、前記内燃機関の停止に伴い前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が最も遅角するように、前記カム位相可変機構を制御し、前記内燃機関の始動時に、前記クランクシャフトを強制回転させるよう前記モータを制御し、前記内燃機関の始動時において、予め設定された所定条件が成立した場合に、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が前記所定条件の非成立時よりも進角するように前記カム位相可変機構を制御し、前記内燃機関の始動時において、前記クランクシャフトが所定期間強制回転させられた後で前記燃焼室への燃料供給が開始されるように前記燃料供給手段を制御することを特徴とする内燃機関システムが提供される(請求項7)。   According to another aspect of the present invention, a cylinder that houses a reciprocating piston and forms a combustion chamber, a crankshaft connected to the piston, and a camshaft that rotates in synchronization with the crankshaft An internal combustion engine having an intake passage through which air introduced into the cylinder passes, and an intake valve that reciprocates in accordance with the rotation of the camshaft and blocks inflow of air from the intake passage into the cylinder A cam phase variable mechanism capable of changing a rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft by supplying power and changing at least a closing timing of the intake valve; and forcibly rotating the crankshaft. A motor, a fuel supply means capable of supplying fuel to the combustion chamber, and a control means, wherein the control means is a measure of the amount of air introduced into the cylinder. The rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft advances as the target air charge amount that is a value increases, and the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft is the most retarded when the internal combustion engine is stopped. The cam phase variable mechanism is controlled, and the motor is controlled to forcibly rotate the crankshaft when the internal combustion engine is started. When the internal combustion engine is started, a preset predetermined condition is satisfied. The cam phase variable mechanism is controlled so that the rotational phase of the cam shaft with respect to the crank shaft advances more than when the predetermined condition is not satisfied, and when the internal combustion engine is started, the crank shaft The fuel supply unit is configured to start the fuel supply to the combustion chamber after being forced to rotate for a predetermined period. The internal combustion engine system, wherein is provided to control the (claim 7).

この内燃機関の制御システムでは、前記制御手段により、前記所定条件の非成立時に前記吸気弁の閉弁時期が最遅角時期に制御される一方、前記所定条件の成立時には前記吸気弁の閉弁時期が進角側に制御されるので、気筒内の空気量を前記条件に応じて適切な状態に変更することができる。特に、本システムでは、前記クランクシャフトが所定期間強制回転した後に前記燃焼室への燃料供給が開始しており、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が十分に変更されて前記吸気弁が十分に進角され、燃料量に見合った空気量が気筒内に存在する状態で燃焼が開始するので、始動トルクの確保に伴う始動性の向上と排気性能の向上とを実現することができる。また、本システムでは、前記目標空気充填量が大きくなるほど前記吸気弁が早期に閉じるよう制御されており、スロットル弁の絞りによるポンプ損失を高めることなく気筒内に導入される空気量を適切に制御することができ、内燃機関の運転効率を高めることが可能となる。   In this internal combustion engine control system, the control means controls the closing timing of the intake valve to the most retarded timing when the predetermined condition is not satisfied, while closing the intake valve when the predetermined condition is satisfied. Since the timing is controlled to the advance side, the amount of air in the cylinder can be changed to an appropriate state according to the condition. In particular, in the present system, fuel supply to the combustion chamber has started after the crankshaft has been forcibly rotated for a predetermined period, and the rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft has been sufficiently changed so that the intake valve is sufficiently Since the combustion is started in a state where the amount of air corresponding to the amount of fuel is present in the cylinder, it is possible to realize an improvement in startability and an improvement in exhaust performance associated with securing of the start torque. Also, in this system, the intake valve is controlled to close earlier as the target air filling amount increases, and the amount of air introduced into the cylinder is appropriately controlled without increasing pump loss due to throttle valve throttling. It is possible to increase the operating efficiency of the internal combustion engine.

また、前記カムシャフト位相可変機構は、前記供給される動力が大きいほど前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を進角するよう構成されているとともに、前記動力が遮断された際には、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を最遅角するよう構成されているのが好ましい(請求項8)。   The camshaft phase varying mechanism is configured to advance the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft as the supplied power increases, and when the power is cut off, It is preferable that the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft is most retarded.

このようにすれば、前記所定条件が非成立状態において前記カム位相可変機構への動力供給が不要となり、前記モータにより内燃機関を回転させるための動力すなわちクランキングさせるための動力を十分に確保することが可能となるので始動性が向上する。   In this way, it is not necessary to supply power to the cam phase variable mechanism when the predetermined condition is not satisfied, and sufficient power for rotating the internal combustion engine, that is, power for cranking is secured by the motor. Therefore, startability is improved.

前記カム位相可変機構に供給される動力としては、例えば電力が挙げられる(請求項9)。   The power supplied to the cam phase variable mechanism includes, for example, electric power (claim 9).

以上のように、本発明によれば、簡単な構成で始動性を向上させることのできる内燃機関システムを提供することができる。   As described above, according to the present invention, an internal combustion engine system capable of improving startability with a simple configuration can be provided.

本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。   A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明が適用されるエンジンシステムの全体構造を概略的に示したものである。このエンジンシステムは、エンジン本体(内燃機関)1と、このエンジン本体1に付随する様々なアクチュエーターを制御するためのエンジン制御器(制御手段)100とを有している。   FIG. 1 schematically shows the overall structure of an engine system to which the present invention is applied. This engine system includes an engine body (internal combustion engine) 1 and an engine controller (control means) 100 for controlling various actuators attached to the engine body 1.

前記エンジン本体1は、自動車等の車両に搭載される4サイクルの火花点火式内燃機関であって、前記車両を推進すべく、その出力軸は変速機を介して駆動輪に連結されている。このエンジン本体1は、シリンダーブロック12とその上に載置されるシリンダヘッド13とを備えている。このシリンダーブロック12とシリンダヘッド13との内部には複数のシリンダ(気筒)11が形成されている。これらシリンダ11の数は特に限定されるものではないが、例えば4つのシリンダ11が形成されている。また、前記シリンダーブロック12には、ジャーナル、ベアリングなどによってクランクシャフト14が回転自在に支持されている。そして、本エンジン本体1は、始動時に、図示しないスターターモータ(モータ)により前記クランクシャフト14が強制回転させられる。   The engine body 1 is a four-cycle spark ignition type internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile, and its output shaft is coupled to drive wheels via a transmission to propel the vehicle. The engine body 1 includes a cylinder block 12 and a cylinder head 13 placed thereon. A plurality of cylinders 11 are formed inside the cylinder block 12 and the cylinder head 13. Although the number of these cylinders 11 is not specifically limited, For example, four cylinders 11 are formed. A crankshaft 14 is rotatably supported on the cylinder block 12 by a journal, a bearing or the like. In the engine main body 1, the crankshaft 14 is forcibly rotated by a starter motor (motor) (not shown) at the time of starting.

前記各シリンダ11内にはピストン15がそれぞれ摺動自在に嵌挿されており、各ピストン15の上方にはそれぞれ燃焼室17が区画されている。   Pistons 15 are slidably fitted in the cylinders 11, and combustion chambers 17 are defined above the pistons 15, respectively.

ここで、本実施形態では、前記ピストン15が上死点に位置するときの燃焼室17の容積と、ピストン15が下死点に位置するときの燃焼室17の容積との比であるエンジン本体1の幾何学的圧縮比がほぼ14に設定されている。もちろん、この幾何学的圧縮比の値は14に限らない。例えば、機関効率の向上といった観点からは前記幾何学的圧縮比はより高い方が好ましい。しかしながら、幾何学的圧縮比を高くしていくと、圧縮行程において気筒内の温度が高くなりすぎてしまい予期せぬタイミングで自着火が生じる可能性が高くなる。そのため、前記エンジン本体1の幾何学的圧縮比としては13以上16以下が好ましい。   Here, in this embodiment, the engine body is the ratio of the volume of the combustion chamber 17 when the piston 15 is located at the top dead center and the volume of the combustion chamber 17 when the piston 15 is located at the bottom dead center. The geometric compression ratio of 1 is set to approximately 14. Of course, the value of this geometric compression ratio is not limited to 14. For example, the geometric compression ratio is preferably higher from the viewpoint of improving the engine efficiency. However, if the geometric compression ratio is increased, the temperature in the cylinder becomes too high in the compression stroke, and the possibility of self-ignition occurring at an unexpected timing increases. Therefore, the geometric compression ratio of the engine body 1 is preferably 13 or more and 16 or less.

前記シリンダヘッド13には、各燃焼室17に連通する2つの吸気ポート18と2つの排気ポート19とが形成されている。また、前記シリンダヘッド13には、各吸気ポート18をそれぞれ前記燃焼室17から遮断するための吸気バルブ(吸気弁)21と、各排気ポート19をそれぞれ前記燃焼室17から遮断するための排気バルブ(排気弁)22とが設けられている。前記吸気バルブ21は後述する吸気弁駆動機構30により駆動されることで、所定のタイミングで各吸気ポート18を開閉する。一方、前記排気バルブ22は後述する排気弁駆動機構40により駆動されることで、前記各排気ポート19を開閉する。   The cylinder head 13 is formed with two intake ports 18 and two exhaust ports 19 communicating with each combustion chamber 17. The cylinder head 13 includes an intake valve (intake valve) 21 for shutting off each intake port 18 from the combustion chamber 17 and an exhaust valve for shutting off each exhaust port 19 from the combustion chamber 17. (Exhaust valve) 22 is provided. The intake valve 21 is driven by an intake valve drive mechanism 30 described later, thereby opening and closing each intake port 18 at a predetermined timing. On the other hand, the exhaust valve 22 is driven by an exhaust valve driving mechanism 40 described later, thereby opening and closing each exhaust port 19.

前記吸気弁駆動機構30および前記排気弁駆動機構40は、それぞれ吸気カムシャフト(カムシャフト)31と排気カムシャフト41とを有している。この吸気カムシャフト31および排気カムシャフト41は、周知のチェーン/スプロケット機構等の動力伝達機構を介してクランクシャフト14に連結されている。前記動力伝達機構は、前記クランクシャフト14が2回転する間に、吸気カムシャフト31および排気カムシャフト41が1回転するように構成されている。   The intake valve drive mechanism 30 and the exhaust valve drive mechanism 40 each have an intake camshaft (camshaft) 31 and an exhaust camshaft 41. The intake camshaft 31 and the exhaust camshaft 41 are connected to the crankshaft 14 via a power transmission mechanism such as a known chain / sprocket mechanism. The power transmission mechanism is configured such that the intake camshaft 31 and the exhaust camshaft 41 rotate once while the crankshaft 14 rotates twice.

また、前記吸気弁駆動機構30には、前記動力伝達機構と前記吸気カムシャフト31との間に吸気カムシャフト位相可変機構(カム位相可変機構)32が設けられている。この吸気カムシャフト位相可変機構32は、吸気バルブ21のバルブタイミングを変更するためのものであり、前記吸気カムシャフト31と同軸に配置されてクランクシャフト14により直接駆動される被駆動軸と吸気カムシャフト31との間の位相差を変更することで、前記クランクシャフト14と前記吸気カムシャフト31との間の位相差を変更する。これにより、吸気バルブ21の開弁期間及びリフト量すなわちバルブ・プロファイルは一定に保ったまま、吸気バルブ21の開タイミング(開弁時期)と閉タイミング(閉弁時期)とが変更される。この吸気カムシャフト位相可変機構32の具体的構成は特に限定されるものではないが、例えば、図2〜図4に示すような電磁式のものを用いるのが好ましい。   The intake valve drive mechanism 30 is provided with an intake camshaft phase variable mechanism (cam phase variable mechanism) 32 between the power transmission mechanism and the intake camshaft 31. The intake camshaft phase varying mechanism 32 is for changing the valve timing of the intake valve 21, and is arranged coaxially with the intake camshaft 31 and directly driven by the crankshaft 14 and the intake cam. The phase difference between the crankshaft 14 and the intake camshaft 31 is changed by changing the phase difference between the shaft 31 and the shaft 31. As a result, the opening timing (opening timing) and closing timing (closing timing) of the intake valve 21 are changed while the valve opening period and the lift amount, that is, the valve profile, of the intake valve 21 are kept constant. Although the specific configuration of the intake camshaft phase varying mechanism 32 is not particularly limited, it is preferable to use, for example, an electromagnetic type as shown in FIGS.

図2は、前記吸気カムシャフト位相可変機構32の概略断面図である。吸気カムシャフト位相可変機構32は、電磁式であり、図3に示す遊星歯車装置33および図4に示す電磁アクチュエーター34などを備えている。前記遊星歯車装置33は、吸気カムシャフト31およびスプロケット31aの間で回転を伝達するものであり、リングギヤ33a、3つのプラネタリピニオンギヤ33b、サンギヤ33cおよびプラネタリキャリア33dを備えている。   FIG. 2 is a schematic sectional view of the intake camshaft phase varying mechanism 32. The intake camshaft phase varying mechanism 32 is an electromagnetic type, and includes a planetary gear device 33 shown in FIG. 3, an electromagnetic actuator 34 shown in FIG. The planetary gear unit 33 transmits rotation between the intake camshaft 31 and the sprocket 31a, and includes a ring gear 33a, three planetary pinion gears 33b, a sun gear 33c, and a planetary carrier 33d.

前記リングギヤ33aは、前記電磁アクチュエーター34の後述するアウタケーシング35に連結されており、このアウタケーシング35と同軸かつ一体に回転する。また、前記サンギヤ33cは、前記吸気カムシャフト31の先端部に取り付けられており、この吸気カムシャフト31と同軸かつ一体に回転する。また、前記プラネタリキャリア33dは、ほぼ三角形に形成され、それらの3つの角部にシャフト33eがそれぞれ突設されている。このプラネタリキャリア33dは、これらのシャフト33eを介して前記スプロケット31aに連結されており、このスプロケット31aと同軸かつ一体に回転する。また、各プラネタリピニオンギヤ33bは、前記プラネタリキャリア33dの各シャフト33eに回転自在に支持され、前記サンギヤ33cと前記リングギヤ33aの間に配置され、これらと常に噛み合っている。   The ring gear 33a is connected to an outer casing 35 (to be described later) of the electromagnetic actuator 34, and rotates coaxially and integrally with the outer casing 35. The sun gear 33c is attached to the tip of the intake camshaft 31 and rotates coaxially and integrally with the intake camshaft 31. Further, the planetary carrier 33d is formed in a substantially triangular shape, and a shaft 33e is projected from each of the three corners. The planetary carrier 33d is connected to the sprocket 31a via these shafts 33e, and rotates coaxially and integrally with the sprocket 31a. Each planetary pinion gear 33b is rotatably supported by each shaft 33e of the planetary carrier 33d, and is disposed between the sun gear 33c and the ring gear 33a, and always meshes therewith.

前記電磁アクチュエーター34は、アウタケーシング35、コア36、電磁石37およびリターンスプリング38を備えている。前記アウタケーシング35は、中空であり、その内部に前記コア36が相対的に回動自在に設けられている。前記コア36は、断面円形の基部36aと、これから放射状に延びる2つのアーム36b,36bを備えている。このコア36は、その基部36aが前記プラネタリキャリア33dに取り付けられており、このプラネタリキャリア33dと同軸かつ一体に回転する。また、前記アウタケーシング35の内周面には、最遅角位置および最進角位置の一対のストッパ35a,35bを1組として、計2組のストッパ35a,35bが互いに間隔を存して設けられている。   The electromagnetic actuator 34 includes an outer casing 35, a core 36, an electromagnet 37, and a return spring 38. The outer casing 35 is hollow, and the core 36 is relatively rotatably provided therein. The core 36 includes a base 36a having a circular cross section and two arms 36b and 36b extending radially therefrom. The base 36a of the core 36 is attached to the planetary carrier 33d, and rotates coaxially and integrally with the planetary carrier 33d. Further, on the inner peripheral surface of the outer casing 35, a pair of stoppers 35a, 35b at the most retarded angle position and the most advanced angle position are set as one set, and a total of two sets of stoppers 35a, 35b are provided at intervals. It has been.

前記一対のストッパ35a,35b間には前記コア36の各アーム36bが配置されており、コア36は、前記アーム34bが最遅角位置ストッパ35aに当接して係止される最遅角位置(図4に実線で示す位置)と、最進角位置ストッパ35bに当接して係止される最進角位置(図4に2点鎖線で示す位置)との間で、前記アウタケーシング35に対して相対的に回動可能に構成されている。   Each arm 36b of the core 36 is disposed between the pair of stoppers 35a and 35b, and the core 36 is positioned at the most retarded angle position (at which the arm 34b abuts on the most retarded angle position stopper 35a and is locked). 4 between the position indicated by the solid line in FIG. 4 and the most advanced angle position (the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 4) that contacts and locks the most advanced angle position stopper 35b. And is relatively rotatable.

前記リターンスプリング38は、圧縮された状態で、前記最進角位置ストッパ35bの一つと、これと対向するアーム36bとの間に掛け渡されており、このリターンスプリング38の付勢力により、前記アーム36bは最遅角位置ストッパ35a側に付勢されている。   In a compressed state, the return spring 38 is stretched between one of the most advanced angle position stoppers 35b and the arm 36b facing the stopper, and the urging force of the return spring 38 causes the arm to move. 36b is biased toward the most retarded angle position stopper 35a.

前記電磁石37は、前記リターンスプリング38と反対側の最進角位置ストッパ35bに取り付けられており、この最進角位置ストッパ35bの、アーム36bと対向する側の端部に面一の状態で設けられている。この電磁石37は、オルタネーター、バッテリ等を含む自動車の電源システムに接続されており、後述するエンジン制御器100で算出された吸気バルブ21のバルブタイミングに基づいて励磁され、その電磁力により、前記対向するアーム36bを、前記リターンスプリング38の付勢力に抗しながら吸引して前記最進角位置ストッパ35b側に回動させる。   The electromagnet 37 is attached to the most advanced angle position stopper 35b on the opposite side to the return spring 38, and is provided on the end of the most advanced angle position stopper 35b on the side facing the arm 36b in a flush state. It has been. The electromagnet 37 is connected to an automobile power supply system including an alternator, a battery, and the like, and is excited based on the valve timing of the intake valve 21 calculated by the engine controller 100 described later, and the opposing force is generated by the electromagnetic force. The arm 36b is sucked against the urging force of the return spring 38 and rotated toward the most advanced position stopper 35b.

以上のように構成された吸気カムシャフト位相可変機構32では、バッテリ等からこの吸気カムシャフト位相可変機構32に電力が供給されておらず、前記電磁アクチュエーター34の電磁石37が励磁されていないときには、前記コア36は、前記リターンスプリング38の付勢力により、そのアーム36bが最遅角位置ストッパ35aに当接する最遅角位置に保持される。すなわち、前記吸気バルブ21のバルブタイミングは、最遅角時期に保持される。そして、吸気カムシャフト位相可変機構32に電力が供給されて、前記電磁石37が励磁されると、前記コア36が前記リターンスプリング38の付勢力に抗して回動することで、吸気カムシャフト31のクランクシャフト14に対する回転位相が進角側に制御され、その結果、前記吸気バルブ21のバルブタイミングは進角側に制御される。本実施形態では、前記吸気バルブ21の開弁期間は一定に保たれており、吸気バルブ21の開タイミング(開弁時期)と閉タイミング(閉弁時期)IVCとは一体に変更される。吸気カムシャフト31の位相角は、カム位相センサ39により検出され、その信号θVCT_Aはエンジン制御手段100に送信される。 In the intake camshaft phase variable mechanism 32 configured as described above, when no electric power is supplied from the battery or the like to the intake camshaft phase variable mechanism 32 and the electromagnet 37 of the electromagnetic actuator 34 is not excited, The core 36 is held at the most retarded position where the arm 36b contacts the most retarded position stopper 35a by the urging force of the return spring 38. That is, the valve timing of the intake valve 21 is maintained at the most retarded timing. Then, when electric power is supplied to the intake camshaft phase varying mechanism 32 and the electromagnet 37 is excited, the core 36 rotates against the urging force of the return spring 38, whereby the intake camshaft 31. As a result, the valve timing of the intake valve 21 is controlled to the advance side. In this embodiment, the opening period of the intake valve 21 is kept constant, and the opening timing (opening timing) and closing timing (closing timing) IVC of the intake valve 21 are changed integrally. The phase angle of intake camshaft 31 is detected by cam phase sensor 39, and its signal θ VCT_A is transmitted to engine control means 100.

また、本実施形態では、前記吸気バルブ21の閉タイミングが下死点よりも遅角側の範囲内で変更されるように前記最遅角位置および最進角位置が設定されている。より詳細には、図5に示すように、前記吸気バルブ21の閉タイミングは、最進角時期θと最遅角時期θとの間で、進角するほど燃焼室17内の空気充填量CEが多くなるような範囲に設定されている。また、前記最遅角時期θは、エンジン冷却水の温度TENGが後述するT2以上であってエンジン本体1が温間始動される通常始動において前記吸気バルブ21の閉タイミングがこの最遅角時期θに制御された場合に、燃焼室17内の空気充填量CEが、始動に必要なトルクを発生させることが可能な量の燃料を燃焼するのに必要な空気量を満足するような値に設定されている。 Further, in the present embodiment, the most retarded angle position and the most advanced angle position are set so that the closing timing of the intake valve 21 is changed within the range of the retard angle side from the bottom dead center. More specifically, as shown in FIG. 5, the closing timing of the intake valve 21 is filled with the air in the combustion chamber 17 as the advance angle is between the most advanced timing θ a and the most retarded timing θ z. The range is set such that the amount CE increases. Further, the most retarded timing theta z, said the most retarded angle close timing of the intake valve 21 in a normal start to be started between the warm engine body 1 comprising at T2 than the temperature T ENG of the engine coolant is below When controlled at time θ z , the air filling amount CE in the combustion chamber 17 satisfies the amount of air necessary for burning the amount of fuel capable of generating the torque necessary for starting. Is set to a value.

再び図1を参照すると、前記吸気ポート18は、吸気マニホールド55を介してサージタンク55aに連通している。このサージタンク55aの上流の吸気通路にはスロットルボデー56が設けられている。このスロットルボデー56の内部には、外部から前記サージタンク55aに向かう吸気流量を調整するためのスロットル弁57が枢動自在に設けられている。このスロットル弁57は、前記吸気通路の開口面積すなわち流路面積を変更して吸気流量を変更するとともに、スロットル弁57の下流の吸気通路内の圧力を変更することが出来る。このスロットル弁57は、スロットルアクチュエータ58により駆動される。このスロットルアクチュエータ58は、前記スロットル弁57の開度TVOが後述するエンジン制御器100で算出された目標スロットル開度TVOとなるようにこのスロットル弁57を駆動する。ここで、請求項における吸気通路とは、このスロットル弁57下流の、前記吸気ポート18、吸気マニホールド55およびサージタンク55a全てを含む。本実施形態では、このスロットル弁57の開度と前記吸気バルブ21の閉タイミングとを調整することで、前記気筒11内に充填される空気充填量CEを適切な値に制御する。 Referring again to FIG. 1, the intake port 18 communicates with the surge tank 55 a through the intake manifold 55. A throttle body 56 is provided in the intake passage upstream of the surge tank 55a. Inside the throttle body 56, a throttle valve 57 for adjusting the intake air flow rate from the outside toward the surge tank 55a is pivotally provided. The throttle valve 57 can change the intake flow rate by changing the opening area of the intake passage, that is, the flow passage area, and can change the pressure in the intake passage downstream of the throttle valve 57. The throttle valve 57 is driven by a throttle actuator 58. The throttle actuator 58 drives the throttle valve 57 so that the opening TVO becomes the target throttle opening TVO D calculated by the engine controller 100 described later of the throttle valve 57. Here, the intake passage in the claims includes all of the intake port 18, the intake manifold 55, and the surge tank 55a downstream of the throttle valve 57. In this embodiment, the air filling amount CE filled in the cylinder 11 is controlled to an appropriate value by adjusting the opening degree of the throttle valve 57 and the closing timing of the intake valve 21.

前記排気ポート19は、排気マニホールド60を介して排気管に連通している。この排気管には排ガス浄化システムが配置されている。この排ガス浄化システムの具体的構成は特に限定されるものではないが、例えば三元触媒、リーンNOx触媒、酸化触媒等の触媒コンバータ61を有するものが挙げられる。   The exhaust port 19 communicates with an exhaust pipe via an exhaust manifold 60. An exhaust gas purification system is disposed in the exhaust pipe. The specific configuration of the exhaust gas purification system is not particularly limited, and examples thereof include those having a catalytic converter 61 such as a three-way catalyst, a lean NOx catalyst, and an oxidation catalyst.

前記吸気マニホールド55と前記排気マニホールド60とはEGRパイプ62によって連通しており、排ガスの一部が吸気側に循環するよう構成されている。前記EGRパイプ62には、このEGRパイプ62を通って吸気側に循環するEGRガスの流量を調整するためのEGRバルブ63が設けられる。このEGRバルブ63は、EGRバルブアクチュエータ64により駆動される。このEGRバルブアクチュエータ64は、前記EGRバルブ63の開度が後述するエンジン制御器100で算出されたEGR開度EGRopenとなるようにこのEGRバルブ63を駆動し、これにより前記EGRガスの流量を適切な値に調整する。 The intake manifold 55 and the exhaust manifold 60 are communicated with each other by an EGR pipe 62, and a part of the exhaust gas is circulated to the intake side. The EGR pipe 62 is provided with an EGR valve 63 for adjusting the flow rate of EGR gas that circulates through the EGR pipe 62 to the intake side. The EGR valve 63 is driven by an EGR valve actuator 64. The EGR valve actuator 64 drives the EGR valve 63 so that the opening degree of the EGR valve 63 becomes an EGR opening degree EGR open calculated by the engine controller 100 described later, and thereby the flow rate of the EGR gas is reduced. Adjust to an appropriate value.

前記シリンダヘッド13には、先端が前記燃焼室17に臨むように点火プラグ51が取り付けられている。この点火プラグ51は、点火システム52により後述するエンジン制御器100で算出された点火時期の信号SAに基づいて通電されると、前記燃焼室17内に火花を発生させる。   A spark plug 51 is attached to the cylinder head 13 so that the tip of the cylinder head 13 faces the combustion chamber 17. The ignition plug 51 generates a spark in the combustion chamber 17 when energized by the ignition system 52 based on an ignition timing signal SA calculated by an engine controller 100 described later.

また、前記シリンダヘッド13には、燃料を燃焼室17内に直接噴射するための燃料噴射弁(燃料供給手段)53がその先端が前記燃焼室17に臨むように取り付けられている。より詳細には、この燃料噴射弁53は、その先端が、上下方向において前記2つの吸気ポート18の下方に位置するよう、かつ、水平方向において前記2つの吸気ポート18の中間に位置するように配置されている。この燃料噴射弁53は、その内部に設けられたソレノイドが、燃料システム54により後述するエンジン制御器100で算出された燃料噴射量FPの信号に基づいて所定期間だけ通電されることで、前記燃焼室17内に所定量の燃料を噴射する。   Further, a fuel injection valve (fuel supply means) 53 for directly injecting fuel into the combustion chamber 17 is attached to the cylinder head 13 so that the tip thereof faces the combustion chamber 17. More specifically, the tip of the fuel injection valve 53 is positioned below the two intake ports 18 in the vertical direction, and is positioned between the two intake ports 18 in the horizontal direction. Has been placed. The fuel injection valve 53 is energized only for a predetermined period based on a signal of a fuel injection amount FP calculated by an engine controller 100 described later by the fuel system 54 by a solenoid provided in the fuel injection valve 53. A predetermined amount of fuel is injected into the chamber 17.

前記エンジン制御器100は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行するためのCPUと、RAMやROMからなりプログラム及びデータを格納するメモリと、各種信号の入出力を行なうI/Oバスとを備えている。   The engine controller 100 is a controller based on a well-known microcomputer, and performs input / output of various signals, a CPU for executing a program, a memory including a RAM and a ROM for storing the program and data, and the like. And an I / O bus.

前記エンジン制御器100には、前記I/Oバスを介して、水温センサ77で検出されたエンジン冷却水の温度TENG、エアフローメーター71により検出された吸入空気量AF、吸気圧センサ72により検出された吸気マニホールド55内の空気圧力MAP、クランクアングルセンサ73により検出されたクランク角パルス信号、酸素濃度センサ74により検出された排ガスの酸素濃度EGO、アクセル開度センサ75により検出された自動車のドライバーによるアクセルペダルの踏み込み量α、車速センサ76により検出された車速VSPといった各種の信号が読み込まれる。また、このエンジン制御器100には、車両に設けられたイグニッションキースイッチ(IGキー)からのスタート信号が読み込まれる。前記クランク角パルス信号からはエンジン本体1の回転数(回転速度)NENGが算出される。 The engine controller 100 detects the engine cooling water temperature T ENG detected by the water temperature sensor 77, the intake air amount AF detected by the air flow meter 71, and the intake pressure sensor 72 via the I / O bus. The air pressure MAP in the intake manifold 55, the crank angle pulse signal detected by the crank angle sensor 73, the oxygen concentration EGO of the exhaust gas detected by the oxygen concentration sensor 74, and the vehicle driver detected by the accelerator opening sensor 75 Various signals such as the accelerator pedal depression amount α and the vehicle speed VSP detected by the vehicle speed sensor 76 are read. Further, the engine controller 100 reads a start signal from an ignition key switch (IG key) provided in the vehicle. From the crank angle pulse signal, the rotational speed (rotational speed) N ENG of the engine body 1 is calculated.

そして、このエンジン制御器100は、前記各入力情報に基づいて、シリンダ11内へ導入される空気量すなわちシリンダ11内の空気充填量CEや点火時期等が運転条件に応じて適切な値になるように、各種アクチュエーターに対する指令値を演算する。例えば、スロットル開度TVO、燃料噴射量FP、点火時期SA、吸気バルブタイミングθVCT、EGR開度EGRopen等の指令値を計算し、それらを、前記スロットルアクチュエータ58、燃料システム54、点火システム52、吸気カムシャフト位相可変機構32およびEGRバルブアクチュエータ64等に出力する。 Then, the engine controller 100 determines that the amount of air introduced into the cylinder 11, that is, the air filling amount CE in the cylinder 11, the ignition timing, and the like becomes an appropriate value according to the operating conditions based on each input information. Thus, command values for various actuators are calculated. For example, command values such as the throttle opening TVO, the fuel injection amount FP, the ignition timing SA, the intake valve timing θ VCT , the EGR opening EGR open, etc. are calculated, and these are calculated as the throttle actuator 58, fuel system 54, ignition system 52. And output to the intake camshaft phase varying mechanism 32 and the EGR valve actuator 64.

前記エンジン制御器100における具体的な演算手順を図6のフローチャートを用いて説明する。   A specific calculation procedure in the engine controller 100 will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、前記水温センサ77等の各種信号を読み込む(ステップS1)。   First, various signals from the water temperature sensor 77 and the like are read (step S1).

次に、スターターモータが駆動中であるかどうかを判定する(ステップS2)。この判定がYESの場合すなわちスターターモータが駆動中である場合には、さらに始動制御フラグが1であるかどうかを判定する(ステップS3)。この始動制御フラグFSTARTは、以下のステップS4〜ステップS16までの始動制御を行うべき状態であるかどうかを示すフラグであり、FSTART=1では始動制御が行われFSTART=0では通常制御が行われる。ただし、前記ステップS2においてスターターモータが駆動中であると判定された場合のFSTART=0は、始動制御状態であるとともにスターターモータの駆動が開始したところを示す。 Next, it is determined whether or not the starter motor is being driven (step S2). If this determination is YES, that is, if the starter motor is being driven, it is further determined whether or not the start control flag is 1 (step S3). The starting control flag F START, the following steps S4~ a flag indicating whether the state should be carried out starting control to step S16, F START = 1 the starting control performed F START = 0 In the normal control Is done. However, F START = 0 when it is determined in step S2 that the starter motor is being driven indicates that the starter motor is started and the starter motor is started to be driven.

前記ステップS3での判定がYESすなわち、現状が、始動開始時点でなく、かつ、始動制御を行う状態である場合には、ステップS7に進む。   If the determination in step S3 is YES, that is, if the current state is not at the start of starting and is in a state where starting control is performed, the process proceeds to step S7.

一方、前記ステップS3での判定がNOすなわち始動が開始されたところである場合には、まず前記始動制御フラグFSTARTを1にセットする(ステップS4)。そして、前記エンジン冷却水の温度TENGに基づき、吸気バルブ21の閉タイミングIVCの目標値θVCT_Dを設定する(ステップS5)。具体的には、図7に示すように、エンジン冷却水の温度TENGがT1以上となる通常状態の場合には、前記閉タイミングIVCの目標値θVCT_Dを最遅角時期θとし、エンジン冷却水の温度TENGがT2以下となる冷間始動時の場合には、前記目標値θVCT_Dを最進角時期θとし、エンジン冷却水の温度TENGがT1〜T2の場合には、前記目標値θVCT_Dを前記最遅角時期θと最進角時期θとの間でエンジン冷却水の温度TENGの低下に比例して進角する時期とする。前記T1は例えば10℃であり、前記T2は例えば−20℃である。 On the other hand, if the determination in step S3 is NO, that is, where the start has been started, the start control flag F START is first set to 1 (step S4). Then, based on the temperature T ENG of the engine coolant, a target value θ VCT_D for the closing timing IVC of the intake valve 21 is set (step S5). Specifically, as shown in FIG. 7, in a normal state where the temperature T ENG of the engine coolant is equal to or higher than T1, the target value θ VCT_D of the closing timing IVC is set as the most retarded angle timing θ z , and the engine In the case of cold start when the temperature T ENG of the cooling water is T2 or less, the target value θ VCT_D is set to the most advanced angle timing θ a, and when the temperature T ENG of the engine cooling water is T1 to T2, The target value θ VCT_D is set as a timing for advancing in proportion to a decrease in the engine coolant temperature T ENG between the most retarded angle timing θ z and the most advanced angle timing θ a . The T1 is, for example, 10 ° C., and the T2 is, for example, −20 ° C.

ここで、前述のように、前記吸気バルブ21の閉タイミングIVCが最遅角時期θに制御された状態でシリンダ11内には十分な量の空気が導入される。しかも、本エンジン本体1では、この吸気バルブ21の閉タイミングIVCは、前記吸気カムシャフト位相可変機構32に電力が供給されていない状態において前記最遅角時期θに保持される。そのため、吸気バルブ21の閉タイミングIVCをこの最遅角時期θに制御する場合は、図7に示すように、前記吸気カムシャフト位相可変機構32へ電力を供給する必要がなく、スターターモータに供給される電力が十分に確保されることで始動性が高められる。そこで、本実施形態では、前記エンジン冷却水の温度TENGが比較的高く(TENG≧T1)運転頻度が高い通常の始動時において前記吸気バルブ21の閉タイミングIVCの目標値θVCT_Dを前記最遅角時期θとし、この吸気バルブ21の閉タイミングIVCをこの最遅角時期θに制御することで、始動性を高める。 Here, as described above, the closing timing IVC of the intake valve 21 a sufficient amount of air is introduced into the cylinder 11 while being controlled to the most retarded timing theta z. Moreover, in the engine body 1, the closing timing IVC of the intake valve 21, the power to the intake camshaft phase varying mechanism 32 is held the most retarded timing theta z in a state not being supplied. Therefore, when controlling the closing timing IVC of the intake valve 21 to the most retarded timing theta z, as shown in FIG. 7, there is no need to supply power to the intake camshaft phase varying mechanism 32, the starter motor Startability is enhanced by ensuring sufficient power to be supplied. Therefore, in this embodiment, the engine cooling water temperature T ENG is relatively high (T ENG ≧ T1), and the target value θ VCT_D of the closing timing IVC of the intake valve 21 is set to the maximum value at the normal start time when the operation frequency is high. and retarded timing theta z, by controlling the closing timing IVC of the intake valve 21 to the most retarded timing theta z, enhance the startability.

一方、エンジン本体1の温度が低温である場合には、潤滑油の粘性が高くエンジン本体1の回転に対する摩擦抵抗が大きく、十分なトルクが必要となる。そこで、エンジン冷却水の温度TENGが比較的低い条件(TENG<T1)では、前記吸気バルブ21の閉タイミングIVCの目標値θVCT_Dを前記最遅角時期θよりも進角側とし、この閉タイミングIVCを進角側に制御することで、シリンダ11内に導入される空気量を確保して、十分な燃料量の供給を可能として始動性を確保する。 On the other hand, when the temperature of the engine body 1 is low, the viscosity of the lubricating oil is high, the frictional resistance against rotation of the engine body 1 is large, and sufficient torque is required. Therefore, under a condition where the temperature T ENG of the engine coolant is relatively low (T ENG <T1), the target value θ VCT_D of the closing timing IVC of the intake valve 21 is set to an advance side with respect to the most retarded timing θ z , By controlling the closing timing IVC to the advance side, the amount of air introduced into the cylinder 11 is ensured, and a sufficient amount of fuel can be supplied to ensure startability.

次に、ステップS6にて、前記エンジン冷却水の温度TENGに基づき、始動開始後に燃料噴射を禁止するとともに燃焼室17内への火花の発生を禁止する時間である待ち時間tSTARTを算出する。具体的には、図8に示すように、エンジン冷却水の温度TENGがT1以上の場合には、前記待ち時間tSTARTを0とし、エンジン冷却水の温度TENGがT2以下の場合には、前記待ち時間tSTARTを所定時間C2とし、エンジン冷却水の温度TENGがT1〜T2の場合には、前記待ち時間tSTARTを0と所定時間C2の間でエンジン冷却水の温度TENGの減少に比例して長くなる時間とする。 Next, in step S6, based on the engine coolant temperature T ENG , a waiting time t START is calculated, which is a time during which fuel injection is prohibited after starting is started and generation of sparks in the combustion chamber 17 is prohibited. . Specifically, as shown in FIG. 8, when the temperature T ENG of the engine coolant is equal to or higher than T1, the waiting time t START is set to 0, and when the temperature T ENG of the engine coolant is equal to or lower than T2. When the waiting time t START is set to the predetermined time C2 and the engine cooling water temperature T ENG is T1 to T2, the waiting time t START is set between 0 and the predetermined time C2 to the engine cooling water temperature T ENG . The time becomes longer in proportion to the decrease.

前述のように、エンジン冷却水の温度TENGが比較的低い条件(TENG<T1)では、前記吸気バルブ21の閉タイミングIVCの目標値θVCT_Dを前記最遅角時期θよりも進角側とし、この閉タイミングIVCを進角側に制御することで、シリンダ11内に導入される空気量を増加させて始動性が確保されるようにしている。しかしながら、前記吸気カムシャフト位相可変機構32の応答性は十分でなく、実際には、始動時にすぐさま前記吸気バルブ21の閉タイミングIVCを十分に進角させることは困難である。 As described above, under the condition that the engine coolant temperature T ENG is relatively low (T ENG <T1), the target value θ VCT_D of the closing timing IVC of the intake valve 21 is advanced from the most retarded angle timing θ z. By controlling the closing timing IVC to the advance side, the amount of air introduced into the cylinder 11 is increased to ensure startability. However, the response of the intake camshaft phase varying mechanism 32 is not sufficient, and in practice, it is difficult to sufficiently advance the closing timing IVC of the intake valve 21 immediately at the start.

そこで、本エンジン制御器100では、前記エンジン冷却水の温度TENGが前記T1以下の冷間始動条件において、始動開始から前記待ち時間tSTART経過後にはじめて燃焼室17内に燃料噴射を行うとともに燃焼室17内に火花を発生させることで、吸気バルブ21の閉タイミングIVCが十分に進角しておらず空気量が不足した状態で燃焼が開始しないように制御する。このようにすれば、燃料量に見合った空気量が確保された状態ではじめて燃焼が開始するので、始動性を向上させつつ排気性能を向上することができる。特に、前記のように待ち時間tSTARTを前記エンジン冷却水の温度TENGの変化に合わせて設定することで、この待ち時間tSTARTと吸気バルブ21の閉タイミングIVCの進角量とが対応するので、燃料量と空気量とをより確実に適切な状態とすることができる。 Therefore, in the engine controller 100, under the cold start condition where the engine coolant temperature T ENG is equal to or less than T1, the fuel is injected into the combustion chamber 17 and combusted only after the waiting time tSTART has elapsed from the start of the start. By generating a spark in the chamber 17, the closing timing IVC of the intake valve 21 is controlled so that combustion does not start when the intake valve 21 is not sufficiently advanced and the air amount is insufficient. In this way, the combustion starts only when the amount of air commensurate with the amount of fuel is secured, so that the exhaust performance can be improved while improving the startability. In particular, as described above, the waiting time t START is set in accordance with the change in the temperature T ENG of the engine coolant, so that the waiting time t START and the advance amount of the closing timing IVC of the intake valve 21 correspond to each other. Therefore, the fuel amount and the air amount can be more appropriately set to an appropriate state.

前記待ち時間tSTARTは、ステップS6において、演算の刻み時間△tに基づき演算のサイクル数に換算されて待ち時間カウンタCSTARTに代入される。 In step S6, the waiting time t START is converted into the number of calculation cycles based on the calculation step time Δt and substituted into the waiting time counter C START .

次に、前記待ち時間カウンタCSTARTが0より大きいかどうかを判定する(ステップS7)。この判定がYESの場合、すなわち、まだ待ち時間中であると判断された場合には、待ち時間カウンタCSTARTをディクリメントする(ステップS8)。そして、燃料噴射量FPをゼロに設定するとともに点火を禁止する(ステップS9)。一方、前記ステップS7での判定がNOの場合、すなわち、待ち時間のない運転条件であるあるいは待ち時間が終了したと判断された場合には、始動時に対応した燃料噴射量FPおよび点火時期SAを算出する。その後、ステップS11に進み、スロットル開度TVOの目標値である目標スロットル開度TVOを始動用目標値TVOSTARTに設定するとともに、ステップS12に進む。始動用スロットル開度目標値TVOSTARTは、エンジン冷却水の温度TENGが低い程大きくなるように設定されている。 Next, it is determined whether or not the waiting time counter C START is greater than 0 (step S7). When this determination is YES, that is, when it is determined that the waiting time is still in progress, the waiting time counter C START is decremented (step S8). Then, the fuel injection amount FP is set to zero and ignition is prohibited (step S9). On the other hand, when the determination in step S7 is NO, that is, when it is determined that the operating condition has no waiting time or the waiting time has ended, the fuel injection amount FP and the ignition timing SA corresponding to the start time are set. calculate. Thereafter, the process proceeds to step S11, and sets the target throttle opening TVO D is a target value of the throttle opening TVO to the starting target value TVO START, the process proceeds to step S12. The starting throttle opening target value TVO START is set to increase as the engine coolant temperature T ENG decreases.

前記ステップS2の判定がNOの場合、すなわち、スターターモータが駆動中でない場合は、さらに、現状態が、始動直後であってエンジン本体1の回転数NENGがまだ十分に増加していない状態であるかどうかを判定する。具体的には、前記始動制御フラグFSTARTが1を維持しているかどうか、および、エンジン本体1の回転数NENGが所定の基準回転数N1以下であるかどうかを判定する(ステップS16)。この判定がYESの場合、すなわち、始動直後であってエンジン回転数NENGがまだ基準回転数N1を超えていない場合には、そのままステップS12に進む。このとき、前記燃料噴射量FP、点火時期S1、および目標スロットル開度TVOは前記ステップS10およびS11で算出した値に維持されており、始動時の制御が行われることになる。これにより、エンジン回転数NENGが安定するまでの間、空気量と燃料量とは適切な状態に維持されるので、排気性能を良好に維持したままエンジン回転数を早期に安定させることができる。前記N1は例えば500rpm程度である。 If the determination in step S2 is NO, that is, if the starter motor is not being driven, the current state is immediately after the start and the engine speed 1 ENG has not yet increased sufficiently. Determine if it exists. Specifically, it is determined whether or not the start control flag F START is maintained at 1 and whether or not the rotational speed N ENG of the engine body 1 is equal to or lower than a predetermined reference rotational speed N1 (step S16). If this determination is YES, that is, if the engine speed N ENG has not yet exceeded the reference speed N1 immediately after starting, the process proceeds to step S12 as it is. At this time, the fuel injection amount FP, ignition timing S1, and the target throttle opening TVO D is maintained at the value calculated in step S10 and S11, so that the control during startup is performed. Thus, the air amount and the fuel amount are maintained in an appropriate state until the engine speed N ENG is stabilized, so that the engine speed can be stabilized at an early stage while maintaining good exhaust performance. . N1 is, for example, about 500 rpm.

一方、前記ステップS16の判定がNOの場合、すなわち、始動直後でない場合、あるいは、始動直後ではあるがエンジン回転数NENGが十分に増加した状態である場合には、前記始動制御フラグFSTARTを0にリセットし(ステップS20)、通常運転時における燃料噴射量FP,点火時期SA、目標スロットル開度TVO、吸気バルブ21の閉タイミングIVCの目標値θVCT_Dを算出する(ステップS21)。 On the other hand, if the determination in step S16 is NO, that is, not immediately after starting, or immediately after starting but the engine speed N ENG is sufficiently increased, the start control flag F START is set. The fuel injection amount FP, the ignition timing SA, the target throttle opening TVO D , and the target value θ VCT_D of the closing timing IVC of the intake valve 21 are calculated (step S21).

前記通常運転時における目標スロットル開度TVOは、前記始動用目標値TVOSTARTよりも大きく設定されており、スロットル開度TVOは始動直後に開き側に制御される。このようにスロットル開度TVOが開き側に制御されるとポンプ損失が低減するので始動が安定する。具体的には、通常運転では、前記スロットル開度TVOは、図9に示すように、燃焼室17内の空気充填量CEの目標値である目標空気充填量CEが所定値以下の領域では、目標空気充填量CEの増加に伴い開き側に制御される一方、目標空気充填量CEが所定値より多い領域では、目標空気充填量CEによらず一定値に制御される。 Target throttle opening TVO D in the normal operation is set larger than the starting target value TVO START, the throttle opening TVO is controlled to the open side immediately after the start. In this way, when the throttle opening TVO is controlled to the open side, the pump loss is reduced, so that the start is stabilized. Specifically, in the normal operation, as shown in FIG. 9, the throttle opening TVO is set in a region where the target air charge amount CE D that is the target value of the air charge amount CE in the combustion chamber 17 is not more than a predetermined value. while controlled by the opening side with an increase in the target air charge amount CE D, the target air charge amount CE D is in a region greater than a predetermined value is controlled to a constant value regardless of the target air charge amount CE D.

また、通常運転時における吸気バルブ21の閉タイミングIVCは前記最進角時期θよりも遅角側に設定されており、エンジン冷却水の温度TENGが少なくとも前記T2以下の場合には、始動後、エンジン回転数NENGが前記N1以上となりエンジン本体1の回転が安定した時点でこの吸気バルブ21の閉タイミングIVCは遅角側に制御されることになる。そして、このように、吸気バルブ21の閉タイミングIVCが最進角時期θから遅角側に制御されることで、空気充填量が過剰となるのが回避されるので、エンジン本体1の回転数NENGの過上昇は抑制される。 Also, the closing timing IVC of the intake valve 21 during normal operation the is set to the retard side than the most advanced timing theta a, when the temperature T ENG of the engine cooling water is at least the T2 or less, the starting Thereafter, the closing timing IVC of the intake valve 21 is controlled to the retard side when the engine speed N ENG becomes N1 or more and the rotation of the engine body 1 is stabilized. And thus, by the closing timing IVC of the intake valve 21 is controlled to the retard side from the most advanced timing theta a, so that the amount of air charge is excessive is avoided, the rotation of the engine body 1 An excessive increase in the number N ENG is suppressed.

具体的には、通常運転時における前記吸気バルブ21の閉タイミングIVCは、図10に示すように、目標空気充填量CEが所定値以下の領域では、目標空気充填量CEおよびエンジン回転数NENGによらず一定値に制御される一方、目標空気充填量CEが所定値より大きい領域では、目標空気充填量CEの増加に伴い進角側に制御される。そして、このように目標空気充填量CEが吸気バルブ21の閉タイミングIVCにより制御されれば、スロットル弁57を絞ることにより生じるポンプ損失が抑制されるので、シリンダ11内の空気充填量が適切に制御されてエンジン本体1の運転効率は高まる。 Specifically, the normal closing timing IVC of the intake valve 21 during operation, as shown in FIG. 10, the target air charge amount CE D is a predetermined value or less in the region, the target air charge amount CE D and the engine speed while being controlled to a constant value regardless of the N ENG, the target air charge amount CE D is the larger region than a predetermined value, is controlled to the advance side with an increase in the target air charge amount CE D. Then, if in this way the target air charge amount CE D is controlled by the closing timing IVC of the intake valve 21, the pumping losses caused by throttling the throttle valve 57 is suppressed, air charge in the cylinder 11 is properly As a result, the operating efficiency of the engine body 1 is increased.

前記各目標値が算出された後は、ステップS12に進み、算出された各目標値等に基づき各アクチュエータを駆動する。具体的には、信号θVCT_Dが吸気カムシャフト位相可変機構32に出力される。吸気カムシャフト31のクランクシャフト14に対する位相がθVCT_Dに対応した値となるように、この吸気カムシャフト位相可変機構32が動作する。信号TVOはスロットルアクチュエータ58に出力される。そして、スロットル弁57の開度TVOがTVOに対応した値となるように、前記スロットルアクチュエータ58が動作する。信号FPは、燃料システム54に出力される。1気筒サイクル当りFPに対応した量の燃料が燃料噴射弁53から噴射される。そして、信号SAは、点火システム52に出力される。気筒サイクル中のSAに対応した時期に、点火プラグ51が発火して、燃焼室17内の混合気を着火する。これにより、必要とされる量の空気、燃料からなる混合気を、適切な時期に着火して燃焼させることで、エンジン本体1が必要とする出力トルクをクランクシャフト14から発生する。 After each target value is calculated, the process proceeds to step S12, and each actuator is driven based on the calculated target value and the like. Specifically, the signal θ VCT_D is output to the intake camshaft phase varying mechanism 32. The intake camshaft phase varying mechanism 32 operates so that the phase of the intake camshaft 31 with respect to the crankshaft 14 has a value corresponding to θ VCT_D . Signal TVO D is outputted to the throttle actuator 58. Then, as the opening degree TVO of the throttle valve 57 becomes a value corresponding to the TVO D, the throttle actuator 58 is operated. The signal FP is output to the fuel system 54. An amount of fuel corresponding to FP per cylinder cycle is injected from the fuel injection valve 53. Then, the signal SA is output to the ignition system 52. At a time corresponding to SA in the cylinder cycle, the spark plug 51 ignites, and the air-fuel mixture in the combustion chamber 17 is ignited. As a result, an air-fuel mixture composed of a required amount of air and fuel is ignited and burned at an appropriate time, so that output torque required by the engine body 1 is generated from the crankshaft 14.

以上の制御手順に基づく各アクチュエーターの挙動を図11および図12に示す。図11は、エンジン冷却水の温度TENGがT1以上である通常始動時の挙動を示し、図12は、エンジン冷却水の温度TENGがT2以下である冷間始動時の挙動を示す。 The behavior of each actuator based on the above control procedure is shown in FIGS. 11, the temperature T ENG of the engine coolant indicates the behavior of the normal start-up is not less than T1, FIG. 12 shows the behavior at cold start is the temperature T ENG of the engine cooling water is lower than T2.

図11に示すように、通常の運転条件では、スターターモータがONすなわちスターターモータ駆動されている間、および、前記始動制御フラグFSTARTが1であってスターターモータがONしてからエンジン回転数NENGが前記N1を超えるまでの間は、前記吸気カムシャフト位相可変機構32に電力が供給されず吸気バルブ21の閉タイミングIVCは最遅角時期θに制御されるとともに、スロットル開度TVOは始動用目標値TVOSTARTに制御される。一方、スターターモータがOFFで、かつ、エンジン回転数NENGが前記N1を超えると、始動制御フラグFSTARTが0となり、吸気バルブ21の閉タイミングIVCは進角側に制御され、スロットル開度TVOは開き側に制御される。また、この運転条件では、スターターモータがONになると同時に燃料噴射および点火が開始される。ここで、閉タイミングIVCのグラフにおいて実線は目標値を示し、破線は実タイミングを示している。 As shown in FIG. 11, under normal operating conditions, the engine speed N is maintained while the starter motor is ON, that is, while the starter motor is driven, and after the start control flag F START is 1 and the starter motor is turned on. until ENG exceeds the N1, together with the closing timing IVC is controlled to the timing retarded angle theta z of the intake camshaft phase varying mechanism 32 intake valve 21 is not powered on, the throttle opening TVO is The starting target value TVO START is controlled. On the other hand, when the starter motor is OFF and the engine speed N ENG exceeds N1, the start control flag F START becomes 0, the closing timing IVC of the intake valve 21 is controlled to the advance side, and the throttle opening TVO Is controlled to open side. Also, under this operating condition, fuel injection and ignition are started at the same time as the starter motor is turned on. Here, in the graph of the closing timing IVC, the solid line indicates the target value, and the broken line indicates the actual timing.

一方、冷間始動時では、図12に示すように、スターターモータがONになると同時に前記吸気カムシャフト位相可変機構32に電力が供給されることで吸気バルブ21の閉タイミングIVCが進角側に制御される。特に、エンジン冷却水の温度TENGが前記T2以下では、この吸気バルブ21の閉タイミングIVCは最進角時期θに制御される。そして、この閉タイミングIVCの値は、エンジン回転数NENGが前記N1を超えるまで維持される。 On the other hand, at the time of cold start, as shown in FIG. 12, when the starter motor is turned on and power is supplied to the intake camshaft phase varying mechanism 32, the closing timing IVC of the intake valve 21 is advanced. Be controlled. In particular, the temperature T ENG of the engine cooling water is above T2 In the following, the closing timing IVC of the intake valve 21 is controlled to the most advanced timing theta a. The value of the closing timing IVC is maintained until the engine speed N ENG exceeds N1.

さらに、冷間始動時では、前記スターターモータがONしてから前記待ち時間カウンタCSTARTが0になるまでの所定の待ち時間tSTARTの間、燃料噴射および点火は禁止され、待ち時間tSTART後にはじめて燃料噴射および点火が実施される。前記スロットル開度TVOはエンジン温度TENGに合わせて比較的大きい始動用目標値TVOSTARTに制御される。そして、スターターモータがOFFとなり、エンジン回転数NENGが前記N1を越えると、吸気バルブ21の閉タイミングIVCが遅角側に制御されて、スロットル開度TVOは開き側に制御される。 Further, at the time of cold start, fuel injection and ignition are prohibited during a predetermined waiting time t START from when the starter motor is turned on until the waiting time counter C START becomes 0, and after the waiting time t START Fuel injection and ignition are performed for the first time. The throttle opening TVO is controlled to a relatively large starting target value TVO START in accordance with the engine temperature TENG . When the starter motor is turned off and the engine speed N ENG exceeds N1, the closing timing IVC of the intake valve 21 is controlled to the retard side, and the throttle opening TVO is controlled to the opening side.

以上のような制御により、本エンジンシステムでは、エンジン冷却水の温度TENGに応じてシリンダ11内に適切な空気量を導入することができ始動性を確保することが可能となる。 With the control as described above, in the present engine system, an appropriate amount of air can be introduced into the cylinder 11 in accordance with the engine coolant temperature TENG, and startability can be ensured.

ここで、前記吸気カムシャフト位相可変機構32に供給される動力は電力に限らない。   Here, the power supplied to the intake camshaft phase varying mechanism 32 is not limited to electric power.

また、始動後の制御方法については前記に限らない。ただし、始動後回転数が所定値以上増加するに伴い吸気バルブ21のバルブタイミングを遅角側に制御し、シリンダ11内への空気の導入量を減少させれば、シリンダ11内に過剰な空気が導入されるのを回避しエンジン本体1の回転数NENGの過上昇を抑制することができる。 Further, the control method after starting is not limited to the above. However, if the valve timing of the intake valve 21 is controlled to the retard side as the rotational speed after starting increases by a predetermined value or more, and the amount of air introduced into the cylinder 11 is reduced, excess air will enter the cylinder 11. Can be avoided and an excessive increase in the rotational speed N ENG of the engine body 1 can be suppressed.

また、前記シリンダ11の幾何学的圧縮比は前記に限らない。   The geometric compression ratio of the cylinder 11 is not limited to the above.

前記T1、T2等の具体的な値は前記に限らない。   Specific values such as T1 and T2 are not limited to the above.

また、各種アクチュエーターの詳細な構造は前記に限らない。   Further, the detailed structure of various actuators is not limited to the above.

本発明に係るエンジンシステムの全体構造の概略図である。1 is a schematic view of an overall structure of an engine system according to the present invention. 図1に示すエンジンシステムに用いられる吸気カムシャフト位相可変機構の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the intake camshaft phase variable mechanism used for the engine system shown in FIG. 図2に示す吸気カムシャフト位相可変機構における遊星歯車装置の概略正面図である。FIG. 3 is a schematic front view of a planetary gear device in the intake camshaft phase varying mechanism shown in FIG. 2. 図2に示す吸気カムシャフト位相可変機構における電磁アクチュエータの概略正面図である。FIG. 3 is a schematic front view of an electromagnetic actuator in the intake camshaft phase varying mechanism shown in FIG. 2. 吸気バルブの閉タイミングと空気充填量との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the closing timing of an intake valve, and air filling amount. 本発明に係る制御方法の制御手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control procedure of the control method which concerns on this invention. エンジン冷却水温と吸気バルブの閉タイミングおよび吸気カムシャフト位相可変機構への通電量との関係を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between engine cooling water temperature, the closing timing of an intake valve, and the energization amount to an intake camshaft phase variable mechanism. エンジン冷却水温と待ち時間との関係を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between engine cooling water temperature and waiting time. 通常の運転条件におけるスロットル弁の目標値を示す図である。It is a figure which shows the target value of the throttle valve in a normal driving | running condition. 通常の運転条件における吸気バルブの閉タイミングの目標値を示す図である。It is a figure which shows the target value of the closing timing of an intake valve in a normal driving | running condition. 通常始動時における各アクチュエーターの制御例を示す図である。It is a figure which shows the example of control of each actuator at the time of normal starting. 冷間始動時における各アクチュエーターの制御例を示す図である。It is a figure which shows the example of control of each actuator at the time of cold start.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン本体
11 気筒
14 クランクシャフト
17 燃焼室
21 吸気バルブ(吸気弁)
31 カムシャフト
32 吸気カムシャフト位相可変機構(カム位相可変機構)
57 スロットル弁
100 エンジン制御器(制御手段)
1 Engine Body 11 Cylinder 14 Crankshaft 17 Combustion Chamber 21 Intake Valve (Intake Valve)
31 Camshaft 32 Intake camshaft phase variable mechanism (cam phase variable mechanism)
57 Throttle valve 100 Engine controller (control means)

Claims (9)

往復移動するピストンを収容するとともに燃焼室を形成する気筒と、前記ピストンに連結されるクランクシャフトと、前記クランクシャフトに同期して回転するカムシャフトと、前記気筒内へ導入される空気が通過する吸気通路と、前記カムシャフトの回転に応じて往復動して前記吸気通路から前記気筒内への空気の流入を遮断する吸気弁とを有し、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を変更可能な内燃機関の制御方法であって、
前記気筒内に導入される空気量の目標値である目標空気充填量が大きくなるほど前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を進角させる工程と、
前記内燃機関の停止に伴い、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を最も遅角する工程と、
前記内燃機関の始動時に、前記クランクシャフトを強制回転させる工程と、
前記内燃機関の始動時において、予め設定された所定条件が成立した場合には、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を前記所定条件の非成立時よりも進角させる工程と、
前記内燃機関の始動時において、前記クランクシャフトが所定期間強制回転させられた後で前記燃焼室への燃料供給を開始する工程とを含むことを特徴とする内燃機関の制御方法。
A cylinder that houses a reciprocating piston and forms a combustion chamber, a crankshaft connected to the piston, a camshaft that rotates in synchronization with the crankshaft, and air that is introduced into the cylinder passes therethrough. An intake passage and an intake valve that reciprocates in response to rotation of the camshaft and blocks air flow from the intake passage into the cylinder, and changes a rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft. A control method for a possible internal combustion engine comprising:
The step of advancing the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft as the target air filling amount, which is a target value of the air amount introduced into the cylinder, increases;
A step of most retarding the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft, with the stop of the internal combustion engine;
Forcibly rotating the crankshaft when starting the internal combustion engine;
A step of advancing the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft with respect to the crankshaft when the predetermined condition is satisfied when the internal combustion engine is started;
And a step of starting fuel supply to the combustion chamber after the crankshaft is forcibly rotated for a predetermined period when the internal combustion engine is started.
請求項1に記載の内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の温度が予め設定された第1温度よりも低いならば、前記所定条件が成立することを特徴とする内燃機関の制御方法。
A control method for an internal combustion engine according to claim 1,
The control method for an internal combustion engine, wherein the predetermined condition is satisfied if the temperature of the internal combustion engine is lower than a preset first temperature.
請求項2に記載の内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の始動時において、前記内燃機関の温度が前記第1温度よりも低い予め設定された第2温度より低い場合には、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を最も進角させる工程をさらに含むことを特徴とする内燃機関の制御方法。
A control method for an internal combustion engine according to claim 2,
A step of advancing the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft when the temperature of the internal combustion engine is lower than a preset second temperature lower than the first temperature at the time of starting the internal combustion engine; A control method for an internal combustion engine, further comprising:
請求項3に記載の内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の始動時において、前記内燃機関の温度が前記第2温度より低い場合には、前記内燃機関の始動後、前記内燃機関の回転速度が予め設定された所定回転速度を越えた後、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を遅角側に制御する工程をさらに含むことを特徴とする内燃機関の制御方法。
A control method for an internal combustion engine according to claim 3,
At the time of starting the internal combustion engine, if the temperature of the internal combustion engine is lower than the second temperature, after the internal combustion engine is started, after the rotational speed of the internal combustion engine exceeds a predetermined rotational speed, A control method for an internal combustion engine, further comprising a step of controlling a rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft to a retarded angle side.
請求項2に記載の内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の始動時において、前記内燃機関の温度が低いほど、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を進角側に制御するとともに、
前記内燃機関の温度が低いほど前記所定期間が長く設定されていることを特徴とする内燃機関の制御方法。
A control method for an internal combustion engine according to claim 2,
At the time of starting the internal combustion engine, the lower the temperature of the internal combustion engine, the more the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft is controlled to the advance side,
The control method for an internal combustion engine, wherein the predetermined period is set longer as the temperature of the internal combustion engine is lower.
請求項1〜5のいずれかに記載の内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関が、動力が供給されることで前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を変更するカム位相可変機構を備え、
前記カム位相可変機構が、前記供給される動力が大きいほど前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を進角する一方、前記動力の遮断時には前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を最も遅角するよう設定されていることを特徴とする内燃機関の制御方法。
A control method for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
The internal combustion engine includes a cam phase variable mechanism that changes a rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft when power is supplied;
The cam phase variable mechanism advances the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft as the supplied power increases, while the camshaft with respect to the crankshaft is most retarded when the power is cut off. A control method for an internal combustion engine, characterized in that it is set to do so.
往復移動するピストンを収容するとともに燃焼室を形成する気筒と、前記ピストンに連結されるクランクシャフトと、前記クランクシャフトに同期して回転するカムシャフトと、前記気筒内へ導入される空気が通過する吸気通路と、前記カムシャフトの回転に応じて往復動して前記吸気通路から前記気筒内への空気の流入を遮断する吸気弁とを有する内燃機関と、
動力が供給されることで前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を変更可能して前記吸気弁の少なくとも閉弁時期を変更可能なカム位相可変機構と、
前記クランクシャフトを強制回転可能なモータと、
前記燃焼室へ燃料を供給可能な燃料供給手段と、
制御手段とを備え、
前記制御手段が、前記気筒内に導入される空気量の目標値である目標空気充填量が大きくなるほど前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が進角するように、かつ、前記内燃機関の停止に伴い前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が最も遅角するように、前記カム位相可変機構を制御し、
前記内燃機関の始動時に、前記クランクシャフトを強制回転させるよう前記モータを制御し、
前記内燃機関の始動時において、予め設定された所定条件が成立した場合に、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が前記所定条件の非成立時よりも進角するように前記カム位相可変機構を制御し、
前記内燃機関の始動時において、前記クランクシャフトが所定期間強制回転させられた後で前記燃焼室への燃料供給が開始されるように前記燃料供給手段を制御することを特徴とする内燃機関システム。
A cylinder that houses a reciprocating piston and forms a combustion chamber, a crankshaft connected to the piston, a camshaft that rotates in synchronization with the crankshaft, and air that is introduced into the cylinder passes therethrough. An internal combustion engine having an intake passage and an intake valve that reciprocates in response to rotation of the camshaft and blocks air inflow from the intake passage into the cylinder;
A cam phase variable mechanism capable of changing a rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft by supplying power and changing at least a closing timing of the intake valve;
A motor capable of forcibly rotating the crankshaft;
Fuel supply means capable of supplying fuel to the combustion chamber;
Control means,
The control means makes the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft advance as the target air filling amount, which is the target value of the air amount introduced into the cylinder, increases, and stops the internal combustion engine. And the cam phase variable mechanism is controlled so that the rotational phase of the cam shaft with respect to the crankshaft is most retarded,
Controlling the motor to forcibly rotate the crankshaft when starting the internal combustion engine;
When the internal combustion engine is started, the cam phase variable mechanism is configured such that when a predetermined condition set in advance is satisfied, the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft is advanced more than when the predetermined condition is not satisfied. Control
An internal combustion engine system that controls the fuel supply means so that fuel supply to the combustion chamber is started after the crankshaft is forcibly rotated for a predetermined period when the internal combustion engine is started.
請求項7に記載の内燃機関システムであって、
前記カムシャフト位相可変機構は、前記供給される動力が大きいほど前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を進角するよう構成されているとともに、前記動力が遮断された際には、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相を最遅角するよう構成されていることを特徴とする内燃機関システム。
The internal combustion engine system according to claim 7,
The camshaft phase varying mechanism is configured to advance the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft as the supplied power increases, and when the power is cut off, An internal combustion engine system configured to retard the rotational phase of the crankshaft with respect to the crankshaft.
請求項8に記載の内燃機関システムであって、
前記カムシャフト位相可変機構へ供給される動力が電力であることを特徴とする内燃機関システム。
An internal combustion engine system according to claim 8,
An internal combustion engine system, wherein power supplied to the camshaft phase varying mechanism is electric power.
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