JP2011012616A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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秀治 高宮
Takashi Iwamoto
崇 岩本
Seiichiro Irie
誠一郎 入江
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an internal combustion engine capable of improving startability by appropriately controlling an intake valve lift amount and a fuel injection timing at a low-temperature start and promoting atomization of fuel.SOLUTION: At a low-temperature start in which a fuel pressure PF is lower than a prescribed pressure PFIVC and an engine cooling water temperature TW is lower than a prescribed water temperature TWIVC, an intake valve closing timing command value IVCCMD is set to a prescribed valve closing timing IVCL, and a fuel injection timing θinj is set to a prescribed injection timing θinjL during a period when the intake valve is opened. An intake valve lift amount LFTL corresponding to the prescribed valve closing timing IVCL is set to a value larger than at a normal temperature start in which the engine cooling water temperature TW is the prescribed water temperature TWIVC or higher.

Description

本発明は、吸気弁のリフト量を連続的に変更する動弁機構と、燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine including a valve operating mechanism that continuously changes a lift amount of an intake valve and a fuel injection valve that injects fuel into a cylinder.

特許文献1には、吸気弁のリフト量を連続的に変更する動弁機構と、燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関の制御装置が示されている。この制御装置によれば、機関の低温始動時において、噴射された燃料の気化を促進するために、吸気弁の開弁期間が短縮され、吸気行程中において吸気弁が閉弁しているときに、複数回に分けて燃料噴射が行われる。   Patent Document 1 discloses a control device for an internal combustion engine that includes a valve operating mechanism that continuously changes the lift amount of an intake valve and a fuel injection valve that injects fuel into a cylinder. According to this control device, when the engine is started at a low temperature, in order to promote the vaporization of the injected fuel, the valve opening period of the intake valve is shortened, and the intake valve is closed during the intake stroke. The fuel injection is performed in a plurality of times.

特開2007−278112号公報JP 2007-278112 A

吸気行程中において吸気弁が閉弁しているときは、気筒内の空気が断熱膨張するため、筒内温度が低下する。そのため、低温始動時において上記従来の制御装置を用いると、筒内温度が著しく低下してしまい、燃料霧化の促進が妨げられ、始動性がかえって悪化する可能性がある。   When the intake valve is closed during the intake stroke, the in-cylinder temperature decreases because the air in the cylinder adiabatically expands. For this reason, when the conventional control device is used at the time of low temperature start, the in-cylinder temperature is remarkably lowered, the acceleration of fuel atomization is hindered, and the startability may be deteriorated.

本発明はこの点に着目してなされたものであり、低温始動時及び始動直後のアイドル状態における吸気弁リフト量及び燃料噴射時期を適切に制御し、燃料の霧化を促進して始動性を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to this point, and appropriately controls the intake valve lift amount and the fuel injection timing in the idle state at the low temperature start and immediately after the start, thereby promoting the atomization of the fuel and improving the startability. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can be improved.

上記目的を達成するため請求項1に記載の発明は、内燃機関の吸気弁のリフト量(LFT)を連続的に変更する弁リフト量可変手段(41)と、前記機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁(6)とを備える内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射弁(6)に供給される燃料の圧力(PF)を検出する燃料圧検出手段と、前記機関の温度(TW)を検出する機関温度検出手段と、前記機関の運転状態に応じて前記弁リフト量可変手段(41)を制御する弁リフト量制御手段と、前記機関の運転状態に応じて前記燃料噴射弁(6)による燃料噴射時期(θinj)を制御する燃料噴射制御手段とを備え、前記燃料圧(PF)が所定燃料圧(PFIVC)より低い所定低負荷運転状態において、前記機関温度(TW)が所定温度(TWIVC)より低いときは、前記弁リフト量制御手段は、前記吸気弁のリフト量を、前記機関温度(TW)が前記所定温度(TWIVC)以上であるときのリフト量より大きい低温用リフト量(LFTL)に設定し、前記燃料噴射時期制御手段は、前記燃料噴射時期(θinj)を、燃料噴射を実行する気筒の吸気行程において前記吸気弁が開弁されている期間に設定することを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a valve lift amount varying means (41) for continuously changing a lift amount (LFT) of an intake valve of an internal combustion engine, and fuel in a cylinder of the engine. In a control apparatus for an internal combustion engine comprising a fuel injection valve (6) for injecting fuel, fuel pressure detection means for detecting the pressure (PF) of fuel supplied to the fuel injection valve (6), and the temperature (TW) of the engine ) For detecting engine temperature, valve lift amount control means for controlling the valve lift amount varying means (41) in accordance with the operating state of the engine, and the fuel injection valve (in accordance with the operating state of the engine). And a fuel injection control means for controlling the fuel injection timing (θinj) according to 6), and the engine temperature (TW) is predetermined when the fuel pressure (PF) is lower than the predetermined fuel pressure (PFIVC). Temperature (TWIV ) Is lower than the lift amount when the engine temperature (TW) is equal to or higher than the predetermined temperature (TWIVC), the valve lift amount control means determines the lift amount of the intake valve (LFTL). ), And the fuel injection timing control means sets the fuel injection timing (θinj) to a period during which the intake valve is opened in the intake stroke of the cylinder that performs fuel injection. .

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、前記低温用リフト量(LFTL)は、前記気筒の吸気弁と排気弁の開弁期間が重複するオーバラップ期間(CAOL)が「0」近傍の所定期間(CAOLS)となるリフト量に設定されることを特徴とする。
ここで「0」近傍の所定期間とは、「0」または排気弁の開弁による影響が無視できる程度に短い期間を意味する。
According to a second aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first aspect, the low temperature lift amount (LFTL) is an overlap period in which valve opening periods of the intake valve and the exhaust valve of the cylinder overlap. (CAOL) is set to a lift amount that becomes a predetermined period (CAOLS) in the vicinity of “0”.
Here, the predetermined period in the vicinity of “0” means “0” or a period that is short enough to ignore the influence of the opening of the exhaust valve.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置において、前記気筒内の圧力を推定する筒内圧推定手段を備え、前記燃料噴射制御手段は、前記燃料圧(PF)と前記推定筒内圧(PCYLE)との差分に基づいて前記燃料噴射弁の開弁期間(TOUT)を補正することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first or second aspect of the present invention, an in-cylinder pressure estimating unit that estimates a pressure in the cylinder is provided, and the fuel injection control unit includes the fuel pressure ( The valve opening period (TOUT) of the fuel injection valve is corrected based on the difference between PF) and the estimated in-cylinder pressure (PCYLE).

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の内燃機関の制御装置において、前記筒内圧推定手段は、前記弁リフト量制御手段により算出される前記弁リフト量可変手段の制御量(ALIFT,IVC)に基づいて前記推定筒内圧(PCYLE)を算出することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the third aspect, the in-cylinder pressure estimating means is a control amount (ALIFT) of the valve lift amount varying means calculated by the valve lift amount control means. , IVC), the estimated in-cylinder pressure (PCYLE) is calculated.

請求項1に記載の発明によれば、燃料圧が所定燃料圧より低い所定低負荷運転状態において、機関温度が所定温度より低いときは、記吸気弁のリフト量が、機関温度が所定温度以上であるときのリフト量より大きい低温用リフト量に設定され、燃料噴射時期が、燃料噴射を実行する気筒の吸気行程において吸気弁が開弁されている期間に設定される。これにより、筒内温度を下げることなく、噴射された燃料の霧化を促進することができるとともに、吸気通路からの空気の流動により噴射燃料を、筒内に均一に分散させることができる。そのため、所定低負荷運転状態において機関温度が低いときの燃焼安定性が向上し、粗悪な燃料が使用されたときでも始動が可能となる、排気特性の悪化を防止できるといった効果が得られる。また、低温用リフト量への設定は、低燃料圧時に限定して行われるので、比較的大きい低温用リフト量での運転期間を最小限に抑え、排気特性や燃費の悪化を防ぐことができる。   According to the first aspect of the present invention, when the engine temperature is lower than the predetermined temperature in the predetermined low load operation state where the fuel pressure is lower than the predetermined fuel pressure, the lift amount of the intake valve is such that the engine temperature is equal to or higher than the predetermined temperature. The lift amount for low temperature is set to be larger than the lift amount at the time, and the fuel injection timing is set to the period during which the intake valve is opened in the intake stroke of the cylinder that performs fuel injection. Thereby, atomization of the injected fuel can be promoted without lowering the in-cylinder temperature, and the injected fuel can be uniformly dispersed in the cylinder by the flow of air from the intake passage. Therefore, the combustion stability when the engine temperature is low in a predetermined low load operation state is improved, and the engine can be started even when poor fuel is used, and the effect of preventing the deterioration of exhaust characteristics can be obtained. In addition, since the low temperature lift amount is set only when the fuel pressure is low, the operation period with a relatively large low temperature lift amount can be minimized, and deterioration of exhaust characteristics and fuel consumption can be prevented. .

請求項2に記載の発明によれば、低温リフト量は、オーバーラップ期間が「0」近傍の所定期間となるリフト量に設定されるので、吸気弁の開弁期間においては、排気弁がほぼ確実に閉じた状態とすることができ、燃料の霧化を促進させることができる。その結果、低温始動時やその直後のアイドル運転状態における燃焼安定性をより向上させることができる。   According to the second aspect of the present invention, the low-temperature lift amount is set to a lift amount with which the overlap period is a predetermined period in the vicinity of “0”, so that the exhaust valve is substantially in the open period of the intake valve. It can be surely closed and fuel atomization can be promoted. As a result, it is possible to further improve the combustion stability at the low temperature start and in the idle operation state immediately after that.

請求項3に記載の発明によれば、筒内圧が推定され、燃料圧と推定筒内圧との差分に基づいて燃料噴射弁の開弁期間が補正されるので、燃料圧と筒内圧の差が小さい場合であっても、必要な燃料量が正確に噴射され、空燃比の制御精度を高めることができる。   According to the third aspect of the present invention, the in-cylinder pressure is estimated, and the valve opening period of the fuel injection valve is corrected based on the difference between the fuel pressure and the estimated in-cylinder pressure. Therefore, the difference between the fuel pressure and the in-cylinder pressure is Even if it is small, the required fuel amount is accurately injected, and the control accuracy of the air-fuel ratio can be improved.

請求項4に記載の発明によれば、弁リフト量可変手段の制御量に基づいて推定筒内圧が算出される。弁リフト量可変手段を有する直噴内燃機関では、吸気弁のリフト量が変化すると、燃料圧が同一でも筒内圧が変化する。したがって、弁リフト量可変手段の制御量に基づいて推定筒内圧を算出することにより、正確な推定を行うことができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the estimated in-cylinder pressure is calculated based on the control amount of the valve lift amount varying means. In a direct injection internal combustion engine having a valve lift amount varying means, when the lift amount of the intake valve changes, the in-cylinder pressure changes even if the fuel pressure is the same. Therefore, accurate estimation can be performed by calculating the estimated in-cylinder pressure based on the control amount of the valve lift amount varying means.

本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the internal combustion engine and its control apparatus concerning one Embodiment of this invention. 図1に示す弁作動特性可変装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the valve action characteristic variable apparatus shown in FIG. 図2に示す第1弁作動特性可変機構の概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the 1st valve action characteristic variable mechanism shown in FIG. 吸気弁及び排気弁の作動特性を示す図である。It is a figure which shows the operating characteristic of an intake valve and an exhaust valve. 燃料噴射弁に供給する燃料の圧力(PF)の制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating control of the pressure (PF) of the fuel supplied to a fuel injection valve. 弁作動制御及び燃料噴射時期制御を行う処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which performs valve operation control and fuel injection timing control. 図6の処理で参照されるテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table referred by the process of FIG. 燃料噴射弁による燃料噴射時間を補正する燃料圧補正係数を算出する処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which calculates the fuel pressure correction coefficient which correct | amends the fuel injection time by a fuel injection valve. 図8の処理で参照されるマップ及びテーブルを示す図である。It is a figure which shows the map and table referred by the process of FIG. 図8の処理で参照されるマップを示す図である。It is a figure which shows the map referred by the process of FIG.

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関とその制御装置の構成を示す図であり、図2は弁作動特性可変装置の構成を示す図である。図1において、例えば4気筒を有する内燃機関(以下単に「エンジン」という)1は、吸気弁及び排気弁と、これらを駆動するカムを備えるとともに、弁作動特性可変装置40を備えている。弁作動特性可変装置40は、吸気弁の弁リフト量(最大リフト量)及び開角(開弁期間)を連続的に変更する第1弁作動特性可変機構41と、吸気弁を駆動するカムの、クランク軸回転角度を基準とした作動位相を連続的に変更するカム位相可変機構としての第2弁作動特性可変機構42と、排気弁のリフト量及び開角(開弁機関)を2段階に切り換える第3弁作動特性可変機構47とを有する。第2弁作動特性可変機構42により吸気弁を駆動するカムの作動位相が変更され、吸気弁の作動位相が変更される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine and its control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a valve operating characteristic variable device. In FIG. 1, for example, an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “engine”) 1 having four cylinders includes an intake valve and an exhaust valve, a cam for driving them, and a valve operating characteristic varying device 40. The variable valve operation characteristic device 40 includes a first valve operation characteristic variable mechanism 41 that continuously changes the valve lift amount (maximum lift amount) and the opening angle (valve opening period) of the intake valve, and a cam that drives the intake valve. The second valve operating characteristic variable mechanism 42 as a cam phase variable mechanism that continuously changes the operating phase based on the crankshaft rotation angle, and the exhaust valve lift amount and opening angle (valve opening engine) in two stages And a third valve operating characteristic variable mechanism 47 for switching. The operating phase of the cam that drives the intake valve is changed by the second valve operating characteristic variable mechanism 42, and the operating phase of the intake valve is changed.

エンジン1の吸気管2の途中にはスロットル弁3が配されている。また、スロットル弁3にはスロットル弁開度(TH)センサ4が連結されており、当該スロットル弁3の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロールユニット(以下(ECU)という)5に供給する。スロットル弁3には、スロットル弁3を駆動するアクチュエータ7が接続されており、アクチュエータ7は、ECU5によりその作動が制御される。吸気管2のスロットル弁3の上流側には、吸入空気流量GAIRを検出する吸入空気流量センサ13が設けられており、その検出信号はECU5に供給される。   A throttle valve 3 is arranged in the middle of the intake pipe 2 of the engine 1. A throttle valve opening (TH) sensor 4 is connected to the throttle valve 3, and an electric signal corresponding to the opening of the throttle valve 3 is output to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 5. Supply. An actuator 7 that drives the throttle valve 3 is connected to the throttle valve 3, and the operation of the actuator 7 is controlled by the ECU 5. An intake air flow rate sensor 13 for detecting the intake air flow rate GAIR is provided on the upstream side of the throttle valve 3 in the intake pipe 2, and the detection signal is supplied to the ECU 5.

エンジン1の各気筒には、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁6が設けられている。燃料噴射弁6は燃料供給管17を介してデリバリパイプ21に接続され、デリバリパイプ21は、燃料パイプ20を介して燃料タンク19内の燃料ポンプユニット18に接続されている。燃料ポンプユニット18は、、燃料ポンプ18aと、燃料ストレーナ18bと、基準圧力を燃料タンク内圧としたプレッシャーレギュレータ18cとが一体に構成されたものである。燃料パイプ20の途中には高圧ポンプ23が設けられており、高圧ポンプ23によりデリバリパイプ21内の燃料圧が、燃料を燃焼室内に噴射可能な圧力まで高められる。   Each cylinder of the engine 1 is provided with a fuel injection valve 6 for injecting fuel into the combustion chamber. The fuel injection valve 6 is connected to a delivery pipe 21 via a fuel supply pipe 17, and the delivery pipe 21 is connected to a fuel pump unit 18 in the fuel tank 19 via a fuel pipe 20. The fuel pump unit 18 is configured integrally with a fuel pump 18a, a fuel strainer 18b, and a pressure regulator 18c having a reference pressure as a fuel tank internal pressure. A high pressure pump 23 is provided in the middle of the fuel pipe 20, and the high pressure pump 23 raises the fuel pressure in the delivery pipe 21 to a pressure at which fuel can be injected into the combustion chamber.

デリバリパイプ21には、燃料圧PFを検出する燃料圧センサ22が設けられている。燃料圧センサ22の検出信号は、ECU5に供給される。
燃料噴射弁6はECU5に電気的に接続され、該ECU5からの駆動信号により開弁時期(燃料噴射時期)及び開弁時間(燃料噴射時間)が制御される。
The delivery pipe 21 is provided with a fuel pressure sensor 22 that detects the fuel pressure PF. A detection signal of the fuel pressure sensor 22 is supplied to the ECU 5.
The fuel injection valve 6 is electrically connected to the ECU 5, and the valve opening timing (fuel injection timing) and the valve opening time (fuel injection time) are controlled by a drive signal from the ECU 5.

エンジン1の各気筒の点火プラグ15は、ECU5に接続されており、ECU5は点火プラグ15に点火信号を供給し、点火時期制御を行う。
スロットル弁3の下流には吸気圧PBAを検出する吸気圧センサ8及び吸気温TAを検出する吸気温センサ9が取付けられている。またエンジン1の本体には、エンジン冷却水温TWを検出するエンジン冷却水温センサ10が取り付けられている。これらのセンサの検出信号は、ECU5に供給される。
The ignition plug 15 of each cylinder of the engine 1 is connected to the ECU 5, and the ECU 5 supplies an ignition signal to the ignition plug 15 to perform ignition timing control.
An intake pressure sensor 8 for detecting the intake pressure PBA and an intake temperature sensor 9 for detecting the intake temperature TA are attached downstream of the throttle valve 3. An engine cooling water temperature sensor 10 that detects the engine cooling water temperature TW is attached to the main body of the engine 1. Detection signals from these sensors are supplied to the ECU 5.

ECU5には、エンジン1のクランク軸(図示せず)の回転角度を検出するクランク角度位置センサ11及び、エンジン1の吸気弁を駆動するカムが固定されたカム軸の回転角度を検出するカム角度位置センサ12が接続されており、クランク軸の回転角度及びカム軸の回転角度に応じた信号がECU5に供給される。クランク角度位置センサ11は、一定クランク角周期毎(例えば6度周期)に1パルス(以下「CRKパルス」という)と、クランク軸の所定角度位置を特定するパルスを発生する。また、カム角度位置センサ12は、エンジン1の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス(以下「CYLパルス」という)と、各気筒の吸入行程開始時の上死点(TDC)でパルス(以下「TDCパルス」という)を発生する。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転数(エンジン回転速度)NEの検出に使用される。なお、カム角度位置センサ12より出力されるTDCパルスと、クランク角度位置センサ11より出力されるCRKパルスとの相対関係からカム軸の実際の作動位相CAINが検出される。   The ECU 5 includes a crank angle position sensor 11 that detects a rotation angle of a crankshaft (not shown) of the engine 1 and a cam angle that detects a rotation angle of a camshaft to which a cam that drives an intake valve of the engine 1 is fixed. A position sensor 12 is connected, and signals corresponding to the rotation angle of the crankshaft and the rotation angle of the camshaft are supplied to the ECU 5. The crank angle position sensor 11 generates one pulse (hereinafter referred to as “CRK pulse”) for every predetermined crank angle cycle (for example, a cycle of 6 degrees) and a pulse for specifying a predetermined angular position of the crankshaft. The cam angle position sensor 12 has a pulse (hereinafter referred to as “CYL pulse”) at a predetermined crank angle position of a specific cylinder of the engine 1 and a pulse (hereinafter referred to as “TDC”) at the start of the intake stroke of each cylinder. "TDC pulse"). These pulses are used for various timing controls such as fuel injection timing and ignition timing, and detection of engine speed (engine speed) NE. The actual operating phase CAIN of the camshaft is detected from the relative relationship between the TDC pulse output from the cam angle position sensor 12 and the CRK pulse output from the crank angle position sensor 11.

ECU5には、エンジン1によって駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量(以下「アクセルペダル操作量」という)APを検出するアクセルセンサ31、当該車両の走行速度(車速)VPを検出する車速センサ32、及び大気圧PAを検出する大気圧センサ33が接続されている。これらのセンサの検出信号は、ECU5に供給される。   The ECU 5 includes an accelerator sensor 31 for detecting an accelerator pedal depression amount (hereinafter referred to as “accelerator pedal operation amount”) AP of a vehicle driven by the engine 1 and a vehicle speed sensor 32 for detecting a traveling speed (vehicle speed) VP of the vehicle. , And an atmospheric pressure sensor 33 for detecting the atmospheric pressure PA is connected. Detection signals from these sensors are supplied to the ECU 5.

弁作動特性可変装置40は、図2に示すように、吸気弁の最大リフト量及び開角(以下単に「リフト量」という)を連続的に変更する第1弁作動特性可変機構41と、吸気弁の作動位相を連続的に変更する第2弁作動特性可変機構42と、吸気弁のリフト量を連続的に変更するためのモータ43と、吸気弁の作動位相を連続的に変更するために、その開度が連続的に変更可能な電磁弁44と、排気弁のリフト量及び開角(開弁期間)を2段階に切り換える第3弁作動特性可変機構47と、排気弁のリフト量及び開角を2段階に切り換えるための電磁弁48とを備えている。吸気弁の作動位相を示すパラメータとして、上記カム軸の作動位相CAINが用いられる。電磁弁44及び48には、オイルパン46の潤滑油がオイルポンプ45により、加圧されて供給される。なお、第2弁作動特性可変機構42の具体的な構成は、例えば特開2000−227013号公報に示されている。また第3弁作動特性可変機構47は、市販車に採用されており、その構成は周知である。   As shown in FIG. 2, the valve operating characteristic variable device 40 includes a first valve operating characteristic variable mechanism 41 that continuously changes the maximum lift amount and opening angle (hereinafter simply referred to as “lift amount”) of the intake valve, Second valve operating characteristic variable mechanism 42 for continuously changing the valve operating phase, motor 43 for continuously changing the lift amount of the intake valve, and for continuously changing the operating phase of the intake valve The solenoid valve 44 whose opening degree can be continuously changed, the third valve operating characteristic variable mechanism 47 for switching the lift amount and opening angle (opening period) of the exhaust valve in two stages, the lift amount of the exhaust valve, and And an electromagnetic valve 48 for switching the opening angle in two stages. The camshaft operating phase CAIN is used as a parameter indicating the operating phase of the intake valve. Lubricating oil in the oil pan 46 is pressurized and supplied to the electromagnetic valves 44 and 48 by the oil pump 45. A specific configuration of the second valve operating characteristic variable mechanism 42 is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-227013. Further, the third valve operating characteristic variable mechanism 47 is employed in commercial vehicles, and its configuration is well known.

第1弁作動特性可変機構41は、図3(a)に示すように、カム52が設けられたカム軸51と、シリンダヘッドに軸55aを中心として揺動可能に支持されるコントロールアーム55と、コントロールアーム55を揺動させるコントロールカム57が設けられたコントロール軸56と、コントロールアーム55に支軸53bを介して揺動可能に支持されるとともに、カム52に従動して揺動するサブカム53と、サブカム53に従動し、吸気弁60を駆動するロッカアーム54とを備えている。ロッカアーム54は、コントロールアーム55内に揺動可能に支持されている。   As shown in FIG. 3A, the first valve operating characteristic variable mechanism 41 includes a cam shaft 51 provided with a cam 52, and a control arm 55 supported by a cylinder head so as to be swingable about a shaft 55a. A control shaft 56 provided with a control cam 57 for swinging the control arm 55, and a sub cam 53 swingably supported by the control arm 55 via a support shaft 53b and swinging following the cam 52. And a rocker arm 54 that is driven by the sub cam 53 and drives the intake valve 60. The rocker arm 54 is swingably supported in the control arm 55.

サブカム53は、カム52に当接するローラ53aを有し、カム軸51の回転により、軸53bを中心として揺動する。ロッカアーム54は、サブカム53に当接するローラ54aを有し、サブカム53の動きが、ローラ54aを介して、ロッカアーム54に伝達される。   The sub cam 53 has a roller 53 a that contacts the cam 52, and swings about the shaft 53 b as the cam shaft 51 rotates. The rocker arm 54 has a roller 54a that contacts the sub cam 53, and the movement of the sub cam 53 is transmitted to the rocker arm 54 through the roller 54a.

コントロールアーム55は、コントロールカム57に当接するローラ55bを有し、コントロール軸56の回動により軸55aを中心として揺動する。図3(a)に示す状態では、サブカム53の動きはロッカアーム54にほとんど伝達されないため、吸気弁60はほぼ全閉の状態を維持する。一方同図(b)に示す状態では、サブカム53の動きがロッカアーム54を介して吸気弁60に伝達され、吸気弁60は上限リフト量LFTMAX(例えば12mm)まで開弁する。   The control arm 55 has a roller 55b that abuts on the control cam 57, and swings about the shaft 55a as the control shaft 56 rotates. In the state shown in FIG. 3A, since the movement of the sub cam 53 is hardly transmitted to the rocker arm 54, the intake valve 60 is maintained in a substantially fully closed state. On the other hand, in the state shown in FIG. 5B, the movement of the sub cam 53 is transmitted to the intake valve 60 via the rocker arm 54, and the intake valve 60 opens to the upper limit lift amount LFTMAX (for example, 12 mm).

したがって、モータ43によりコントロール軸56を回動させることにより、吸気弁60のリフト量LFTを連続的に変更することがきる。本実施形態では、第1弁作動特性可変機構41に、コントロール軸56の回転角度(以下「CS角度」という)CSAを検出するコントロール軸回転角度センサ(以下「CS角度センサ」という)14が設けられており、検出されるCS角度CSAがリフト量LFTを示すパラメータとして使用される。
なお、第1弁作動特性可変機構41の詳細な構成は、特開2008−25418号公報に示されている。
Therefore, the lift amount LFT of the intake valve 60 can be continuously changed by rotating the control shaft 56 by the motor 43. In the present embodiment, the first valve actuation characteristic variable mechanism 41 is provided with a control shaft rotation angle sensor (hereinafter referred to as “CS angle sensor”) 14 that detects a rotation angle (hereinafter referred to as “CS angle”) CSA of the control shaft 56. The detected CS angle CSA is used as a parameter indicating the lift amount LFT.
The detailed configuration of the first valve operating characteristic variable mechanism 41 is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-25418.

第1弁作動特性可変機構41により、図4(a)に実線で示すように吸気弁のリフト量LFT(及び開角)が変更される。また第3弁作動特性可変機構47により、図4(a)に破線で示すように排気弁のリフト量(及び開角)が2段階に変更される。エンジン回転数NEが比較的低い運転状態(エンジンの始動時及びアイドル運転状態(以下「所定低負荷運転状態」という)を含む)では、低リフト量の特性(破線L1)が選択される。エンジンの所定低負荷運転状態において、エンジン温度が低いときは、吸気弁の作動特性としては、実線L2で示される特性(以下「所定リフト特性」という)が選択される。所定リフト特性は、吸気弁の開弁時期と排気弁の閉弁時期とが一致し(図4(a)のIVOL参照)、排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間のオーバラップ期間が「0」となる作動特性である。換言すれば、所定リフト特性は、オーバラップ期間が「0」の条件のもとで吸気弁のリフト量LFTが最大となる特性である。   The first valve operating characteristic variable mechanism 41 changes the lift amount LFT (and opening angle) of the intake valve as shown by the solid line in FIG. Further, the lift amount (and opening angle) of the exhaust valve is changed in two stages by the third valve operating characteristic variable mechanism 47 as shown by the broken line in FIG. In an operating state in which the engine speed NE is relatively low (including when the engine is started and in an idle operating state (hereinafter referred to as “predetermined low load operating state”)), a low lift characteristic (broken line L1) is selected. When the engine temperature is low in the predetermined low-load operation state of the engine, a characteristic indicated by a solid line L2 (hereinafter referred to as “predetermined lift characteristic”) is selected as the operating characteristic of the intake valve. In the predetermined lift characteristic, the opening timing of the intake valve coincides with the closing timing of the exhaust valve (see IVOL in FIG. 4A), and the overlap period of the exhaust valve opening period and the intake valve opening period Is an operation characteristic in which becomes "0". In other words, the predetermined lift characteristic is a characteristic that maximizes the lift amount LFT of the intake valve under the condition that the overlap period is “0”.

第2弁作動特性可変機構42により、吸気弁は、同図(b)に実線L13及びL14で示す特性を中心として、カムの作動位相CAINの変化に伴って破線L11,L12で示す最進角位相から、一点鎖線L15,L16で示す最遅角位相までの間の位相で駆動される。   Due to the second valve operating characteristic variable mechanism 42, the intake valve is centered on the characteristics indicated by the solid lines L13 and L14 in FIG. 5B, and the most advanced angle indicated by the broken lines L11 and L12 with the change of the cam operating phase CAIN. It is driven at a phase between the phase and the most retarded angle phase indicated by alternate long and short dash lines L15 and L16.

ECU5は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット(以下「CPU」という)、CPUで実行される演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路のほか、アクチュエータ7、燃料噴射弁6、モータ43、電磁弁44、48に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。   The ECU 5 shapes input signal waveforms from various sensors, corrects the voltage level to a predetermined level, converts an analog signal value into a digital signal value, etc., and a central processing unit (hereinafter referred to as “CPU”). ) In addition to a storage circuit that stores a calculation program executed by the CPU, a calculation result, and the like, an output circuit that supplies a drive signal to the actuator 7, the fuel injection valve 6, the motor 43, and the electromagnetic valves 44 and 48 .

ECU5のCPUは、上記センサの検出信号に応じて、スロットル弁3の開度制御、燃料噴射制御(燃料噴射弁6による燃料噴射時期及び燃料噴射時間の制御)、モータ43、電磁弁44、48による弁作動特性の制御、並びに高圧ポンプ13による燃料圧PFの制御を行う。   The CPU of the ECU 5 controls the opening degree of the throttle valve 3, the fuel injection control (control of the fuel injection timing and the fuel injection time by the fuel injection valve 6), the motor 43, the electromagnetic valves 44, 48 according to the detection signal of the sensor. The control of the valve operating characteristics by the control and the control of the fuel pressure PF by the high-pressure pump 13 are performed.

図5は、燃料圧PFの制御を説明するための図であり、燃料圧PFは、基本的にはエンジン負荷ELが増加するほど、高くなるように制御される。図5に示す負荷範囲R1はエンジン始動時に対応し、負荷範囲R2はアイドル運転状態に対応し、負荷範囲R3が通常運転状態に対応し、負荷範囲R4が吸気弁リフト量LFTが最大となるような高負荷運転状態に対応する。所定低負荷運転状態(エンジン始動時及びアイドル運転状態)では、燃料圧PFは所定圧PFIVC(例えば4MPa)より小さい値に設定される。   FIG. 5 is a diagram for explaining the control of the fuel pressure PF. The fuel pressure PF is basically controlled to increase as the engine load EL increases. The load range R1 shown in FIG. 5 corresponds to the engine start, the load range R2 corresponds to the idle operation state, the load range R3 corresponds to the normal operation state, and the load range R4 has the maximum intake valve lift amount LFT. Corresponding to the high-load operation condition. In a predetermined low load operation state (when the engine is started and in an idle operation state), the fuel pressure PF is set to a value smaller than a predetermined pressure PFIVC (for example, 4 MPa).

図6は、弁作動制御及び燃料噴射時期制御を行う処理のフローチャートであり、この処理は所定時間毎にECU5のCPUで実行される。
ステップS11では、燃料圧PFが所定圧PFIVC以上であるか否かを判別し、この答が否定(NO)であるときは、エンジン冷却水温TWが所定水温TWIVC(例えば0℃)以上であるか否かを判別する(ステップS12)。
ステップS11またはS12の答が肯定(YES)であるときは、エンジン回転数NE及び目標吸入空気量GAIRCMD(アクセルペダル操作量APに応じて算出される)に応じて、CAINCMDマップ(図示せず)を検索し、カム作動位相指令値CAINCMDを算出する(ステップS17)。ステップS18では、エンジン回転数NE及び目標吸入空気量GAIRCMDに応じてALIFTCMDマップ(図示せず)を検索し、吸気弁のリフト量指令値ALIFTを算出する。そして、算出したカム作動位相指令値CAINCMD及びリフト量指令値ALIFTと、エンジン運転状態に応じて算出される他の制御パラメータに応じて通常の弁作動制御(モータ43,電磁弁44,48の制御)を行うとともに(ステップS19)、エンジン運転状態に応じた通常の燃料噴射時期制御を行う(ステップS20)。
FIG. 6 is a flowchart of processing for performing valve operation control and fuel injection timing control, and this processing is executed by the CPU of the ECU 5 every predetermined time.
In step S11, it is determined whether or not the fuel pressure PF is equal to or higher than a predetermined pressure PFIVC. If the answer is negative (NO), is the engine cooling water temperature TW equal to or higher than a predetermined water temperature TWIVC (for example, 0 ° C.)? It is determined whether or not (step S12).
If the answer to step S11 or S12 is affirmative (YES), a CAINCMD map (not shown) according to the engine speed NE and the target intake air amount GAIRCMD (calculated according to the accelerator pedal operation amount AP). And cam operation phase command value CAINCMD is calculated (step S17). In step S18, an ALIFTCMD map (not shown) is searched according to the engine speed NE and the target intake air amount GAIRCMD to calculate an intake valve lift amount command value ALIFT. Then, according to the calculated cam operation phase command value CAINCMD and lift amount command value ALIFT, and other control parameters calculated according to the engine operating state, normal valve operation control (control of the motor 43, the electromagnetic valves 44, 48). (Step S19) and normal fuel injection timing control according to the engine operating state is performed (step S20).

ステップS12の答が否定(NO)であるとき、すなわち燃料圧PFが所定圧PFIVCより低く、且つエンジン冷却水温TWが所定水温TWIVCより低いときは、吸気弁の閉弁時期指令値IVCCMDを所定閉弁時期IVCL(図4参照)に設定する(ステップS13)とともに、カム作動位相指令値CAICMDを「0」(最遅角位相に対応する値)に設定する(ステップS14)。   If the answer to step S12 is negative (NO), that is, if the fuel pressure PF is lower than the predetermined pressure PFIVC and the engine cooling water temperature TW is lower than the predetermined water temperature TWIVC, the intake valve closing timing command value IVCCMD is predetermined closed. The valve timing IVCL (see FIG. 4) is set (step S13), and the cam operation phase command value CAICMD is set to “0” (a value corresponding to the most retarded phase) (step S14).

ステップS15では、閉弁時期指令値IVCCMDに応じて図7に示すALIFTテーブルを検索し、リフト量指令値ALIFTを算出する。図7のALIFTテーブルは、カム作動位相CAINが0degである状態に対応するものである。ステップS16では、燃料噴射時期θinjを所定噴射時期θinjLに設定する。所定噴射時期θinjLは、吸気行程中の吸気弁が開弁している期間内の例えば100deg(吸気行程の開始時期を0degとする)に設定される。上述したようにこのとき排気弁の弁作動特性は、図4(a)の破線L1で示す特性に設定される。   In step S15, the ALIFT table shown in FIG. 7 is searched according to the valve closing timing command value IVCCMD, and the lift amount command value ALIFT is calculated. The ALIFT table in FIG. 7 corresponds to a state where the cam operation phase CAIN is 0 deg. In step S16, the fuel injection timing θinj is set to a predetermined injection timing θinjL. The predetermined injection timing θinjL is set to, for example, 100 deg (with the start timing of the intake stroke being 0 deg) within the period during which the intake valve during the intake stroke is open. As described above, the valve operating characteristic of the exhaust valve at this time is set to the characteristic indicated by the broken line L1 in FIG.

所定低負荷運転状態においてエンジン冷却水温TWが所定水温TWIVCより低いときは、吸気弁の作動位相を示すカム作動位相CAINは0degに固定されるので、閉弁時期指令値IVCCMDを所定閉弁時期IVCLに設定することにより、吸気弁の弁作動特性は、図4(a)に実線L2で示す所定リフト特性となり、リフト量LFTは実線L2に対応した値LFTLとなる。所定閉弁時期IVCLは、所定リフト量LFTLに対応し、この所定リフト量LFTLは、所定低負荷運転状態において、エンジン冷却水温TWが所定水温TWIVCより高いときに適用されるリフト量LFTSHより大きい。   When the engine cooling water temperature TW is lower than the predetermined water temperature TWIVC in the predetermined low load operation state, the cam operation phase CAIN indicating the operation phase of the intake valve is fixed at 0 deg. Therefore, the valve closing timing command value IVCCMD is set to the predetermined valve closing timing IVCL. As a result, the valve operating characteristic of the intake valve becomes a predetermined lift characteristic indicated by a solid line L2 in FIG. 4A, and the lift amount LFT becomes a value LFTL corresponding to the solid line L2. The predetermined valve closing timing IVCL corresponds to a predetermined lift amount LFTL, and this predetermined lift amount LFTL is larger than the lift amount LFTSH applied when the engine cooling water temperature TW is higher than the predetermined water temperature TWIVC in the predetermined low load operation state.

図6の処理によれば、所定低負荷運転状態においてエンジン冷却水温TWが所定水温TWIVCより低いときは、吸気弁のリフト量LFTが、エンジン冷却水温TWが所定水温TWIVC以上であるときより大きな値に設定され、しかも吸気弁が開弁している期間に燃料が噴射されるので、筒内温度(燃焼室内温度)を下げることなく、噴射された燃料の霧化を促進することができるとともに、吸気管2からの空気の流動により噴射燃料を、筒内(燃焼室内)に均一に分散させることができる。そのため、燃焼安定性が向上し、粗悪な燃料が使用されたときでも始動が可能となる。また排気特性の悪化を防止できるという効果も得られる。また、低温用リフト量LFTLへの設定は、低燃料圧時(PF<PFIVC)に限定して行われるので、比較的大きいリフト量(LFTL)が適用される運転期間を最小限に抑え、排気特性や燃費の悪化を防ぐことができる。   According to the process of FIG. 6, when the engine cooling water temperature TW is lower than the predetermined water temperature TWIVC in the predetermined low load operation state, the intake valve lift amount LFT is larger than when the engine cooling water temperature TW is equal to or higher than the predetermined water temperature TWIVC. Since the fuel is injected during the period when the intake valve is open, atomization of the injected fuel can be promoted without lowering the in-cylinder temperature (combustion chamber temperature), and The injected fuel can be uniformly dispersed in the cylinder (combustion chamber) by the flow of air from the intake pipe 2. Therefore, combustion stability is improved, and starting is possible even when poor fuel is used. In addition, an effect of preventing deterioration of exhaust characteristics can be obtained. Further, since the low temperature lift amount LFTL is set only when the fuel pressure is low (PF <PFIVC), the operation period in which a relatively large lift amount (LFTL) is applied is minimized, and the exhaust gas is exhausted. Deterioration of characteristics and fuel consumption can be prevented.

また排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間が重複するオーバーラップ期間が「0」となる吸気弁作動特性に設定されるので、吸気弁の開弁期間においては、排気弁が確実に閉弁しており、燃料の霧化を促進させることができる。その結果、燃焼安定性をより向上させることができる。   In addition, since the overlap period in which the valve opening period of the exhaust valve and the valve opening period of the intake valve overlap is set to “0”, the exhaust valve is reliably operated during the valve opening period of the intake valve. The valve is closed and fuel atomization can be promoted. As a result, combustion stability can be further improved.

図8は、燃料圧補正係数KPFを算出する処理のフローチャートであり、この処理はECU5のCPUで所定時間毎に実行される。燃料圧補正係数KPFは、燃料噴射弁6による燃料噴射時間TOUTの算出に適用される補正係数である。   FIG. 8 is a flowchart of a process for calculating the fuel pressure correction coefficient KPF, and this process is executed by the CPU of the ECU 5 every predetermined time. The fuel pressure correction coefficient KPF is a correction coefficient applied to the calculation of the fuel injection time TOUT by the fuel injection valve 6.

ステップS21では、吸気弁のリフト量指令値ALIFT及びカム作動位相指令値CAINCMDに応じて図9(a)に示すIVCマップを検索し、吸気弁閉弁時期IVCを算出する。本実施形態では、カム作動位相指令値CAINCMDの増加は進角に相当し、吸気弁閉弁時期IVCの増加は遅角に相当するように定義されており、IVCマップは、カム作動位相指令値CAINCMDが増加(進角)するほど、吸気弁閉弁時期IVCが減少(進角)し、かつリフト量指令値ALIFTが増加するほど吸気弁閉弁時期IVCが増加(遅角)するように設定されている。すなわち、図9(a)に示すラインL21〜L25は、所定リフト量ALIFT1〜ALIFT5に対応し、所定リフト量ALIFT1〜ALIFT5は、ALIFT1<ALIFT2<ALIFT3<ALIFT4<ALIFT5なる関係を満たす。   In step S21, an IVC map shown in FIG. 9A is retrieved according to the intake valve lift amount command value ALIFT and the cam operation phase command value CAINCMD to calculate the intake valve closing timing IVC. In this embodiment, it is defined that an increase in the cam operation phase command value CAINCMD corresponds to an advance angle, and an increase in the intake valve closing timing IVC corresponds to a delay angle, and the IVC map shows the cam operation phase command value. The intake valve closing timing IVC decreases (advance) as CAINCMD increases (advance), and the intake valve closing timing IVC increases (retards) as the lift amount command value ALIFT increases. Has been. That is, the lines L21 to L25 shown in FIG. 9A correspond to the predetermined lift amounts ALIFT1 to ALIFT5, and the predetermined lift amounts ALIFT1 to ALIFT5 satisfy the relationship ALIFT1 <ALIFT2 <ALIFT3 <ALIFT4 <ALIFT5.

ステップS22では、エンジン回転数NE及び吸気圧PBAに応じて図9(b)に示すθinjマップを検索し、燃料噴射時期θinjを算出する。本実施形態では、燃料噴射時期θinjは、吸気行程の開始時期を「0」として遅角方向に増加するように設定される。θinjマップは、吸気圧PBAが増加するほど、燃料噴射時期θinjが減少(進角)し、かつエンジン回転数NEが増加するほど燃料噴射時期θinjが減少(進角)するように設定されている。すなわち、図9(b)に示すラインL31〜L35は、所定回転数NE1〜NE5に対応し、所定回転数NE1〜NE5は、NE1<NE2<NE3<NE4<NE5なる関係を満たす。   In step S22, the θinj map shown in FIG. 9B is searched according to the engine speed NE and the intake pressure PBA, and the fuel injection timing θinj is calculated. In the present embodiment, the fuel injection timing θinj is set so as to increase in the retarding direction with the start timing of the intake stroke being “0”. The θinj map is set so that the fuel injection timing θinj decreases (advances) as the intake pressure PBA increases, and the fuel injection timing θinj decreases (advances) as the engine speed NE increases. . That is, the lines L31 to L35 shown in FIG. 9B correspond to the predetermined rotational speeds NE1 to NE5, and the predetermined rotational speeds NE1 to NE5 satisfy the relationship NE1 <NE2 <NE3 <NE4 <NE5.

ステップS23では、燃料噴射時期θinjが所定噴射時期θinjdisc(例えば180度)より大きいか否かを判別する。この答が肯定(YES)であるとき、すなわち燃料噴射時期θinjが圧縮行程中にあるときは、ステップS24に進み、吸気圧PBAに応じて図9(c)に示すKPCYL1テーブルを検索し、第1係数値KPCYL1を算出する。KPCYL1テーブルは、吸気圧PBAが高くなるほど第1係数値KPCYL1が増加するように設定されている。   In step S23, it is determined whether or not the fuel injection timing θinj is greater than a predetermined injection timing θinjdisc (for example, 180 degrees). When this answer is affirmative (YES), that is, when the fuel injection timing θinj is in the compression stroke, the routine proceeds to step S24, and the KPCYL1 table shown in FIG. 9 (c) is searched according to the intake pressure PBA. One coefficient value KPCYL1 is calculated. The KPCYL1 table is set so that the first coefficient value KPCYL1 increases as the intake pressure PBA increases.

ステップS25では、吸気弁閉弁時期IVC及び燃料噴射時期θinjに応じて図10(a)に示すPCYLSTD1マップを検索し、第1基準筒内圧PCYLSTD1を算出する。PCYLSTD1マップは、吸気弁閉弁時期IVCが増加(遅角)するほど、第1基準筒内圧PCYLSTD1が減少し、かつ燃料噴射時期θinjが増加(遅角)するほど第1基準筒内圧PCYLSTD1が増加するように設定されている。すなわち、図10(a)に示すラインL41〜L45は、所定噴射時期θinj1〜θinj5に対応し、所定噴射時期θinj1〜θinj5は、θinj1<θinj2<θinj3<θinj4<θinj5なる関係を満たす。   In step S25, the PCYLSTD1 map shown in FIG. 10A is retrieved according to the intake valve closing timing IVC and the fuel injection timing θinj to calculate the first reference in-cylinder pressure PCYLSTD1. The PCYLSTD1 map shows that the first reference in-cylinder pressure PCYLSTD1 decreases as the intake valve closing timing IVC increases (retards), and the first reference in-cylinder pressure PCYLSTD1 increases as the fuel injection timing θinj increases (retards). It is set to be. That is, the lines L41 to L45 shown in FIG. 10A correspond to the predetermined injection timings θinj1 to θinj5, and the predetermined injection timings θinj1 to θinj5 satisfy the relationship of θinj1 <θinj2 <θinj3 <θinj4 <θinj5.

ステップS26では、筒内圧補正係数KPCYLを第1係数値KPCYL1に設定するとともに、基準筒内圧PCYLSTDを第1基準筒内圧PCYLSTD1に設定する。   In step S26, the in-cylinder pressure correction coefficient KPCYL is set to the first coefficient value KPCYL1, and the reference in-cylinder pressure PCYLSTD is set to the first reference in-cylinder pressure PCYLSTD1.

ステップS30では、下記式(1)に筒内圧補正係数KPCYL及び基準筒内圧PCYLSTDを適用し、燃料噴射時期θinjにおける筒内圧の推定値である推定筒内圧PCYLEを算出する。
PCYLE=KPCYL×PCYLSTD (1)
In step S30, the in-cylinder pressure correction coefficient KPCYL and the reference in-cylinder pressure PCYLSTD are applied to the following equation (1) to calculate an estimated in-cylinder pressure PCYLE that is an estimated value of the in-cylinder pressure at the fuel injection timing θinj.
PCYLE = KPCYL × PCYLSTD (1)

ステップS31では、下記式(2)に検出される燃料圧PF及び推定筒内圧PCYLEを適用し、燃料圧補正係数KPFを算出する。式(2)のPFBASEは、基準燃料圧であり、予め決められた値に設定される。

Figure 2011012616
In step S31, the fuel pressure correction coefficient KPF is calculated by applying the fuel pressure PF and the estimated in-cylinder pressure PCYLE detected in the following equation (2). PFBASE in equation (2) is a reference fuel pressure, and is set to a predetermined value.
Figure 2011012616

一方ステップS23でθinj≦θinjdiscであって、燃料噴射時期θinjが吸気行程にあるときは、ステップS27に進み、吸気圧PBAに応じて図9(c)に示すKPCYL2テーブルを検索し、第2係数値KPCYL2を算出する。KPCYL2テーブルは、吸気圧PBAが高くなるほど第2係数値KPCYL2が増加するように設定され、かつ同一の吸気圧においては、第2係数値KPCYL2は第1係数値KPCYL1より小さな値に設定されている。   On the other hand, if θinj ≦ θinjdisc in step S23 and the fuel injection timing θinj is in the intake stroke, the process proceeds to step S27 to search the KPCYL2 table shown in FIG. The numerical value KPCYL2 is calculated. The KPCYL2 table is set such that the second coefficient value KPCYL2 increases as the intake pressure PBA increases, and the second coefficient value KPCYL2 is set to a value smaller than the first coefficient value KPCYL1 at the same intake pressure. .

ステップS28では、リフト量指令値ALIFT及び燃料噴射時期θinjに応じて図10(b)に示すPCYLSTD2マップを検索し、第2基準筒内圧PCYLSTD2を算出する。PCYLSTD2マップは、リフト量指令値ALIFTが増加(遅角)するほど、第2基準筒内圧PCYLSTD2が減少し、かつ燃料噴射時期θinjが増加するほど第2基準筒内圧PCYLSTD2が減少するように設定されている。すなわち、図10(b)に示すラインL51〜L55は、所定噴射時期θinj11〜θinj15に対応し、所定噴射時期θinj11〜θinj15は、θinj11<θinj12<θinj13<θinj14<θinj15なる関係を満たす。   In step S28, the PCYLSTD2 map shown in FIG. 10B is searched according to the lift amount command value ALIFT and the fuel injection timing θinj, and the second reference in-cylinder pressure PCYLSTD2 is calculated. The PCYLSTD2 map is set such that the second reference in-cylinder pressure PCYLSTD2 decreases as the lift amount command value ALIFT increases (retards), and the second reference in-cylinder pressure PCYLSTD2 decreases as the fuel injection timing θinj increases. ing. That is, the lines L51 to L55 shown in FIG. 10B correspond to the predetermined injection timings θinj11 to θinj15, and the predetermined injection timings θinj11 to θinj15 satisfy the relationship θinj11 <θinj12 <θinj13 <θinj14 <θinj15.

ステップS29では、筒内圧補正係数KPCYLを第2係数値KPCYL2に設定するとともに、基準筒内圧PCYLSTDを第2基準筒内圧PCYLSTD2に設定する。次いで前記ステップS30に進む。   In step S29, the cylinder pressure correction coefficient KPCYL is set to the second coefficient value KPCYL2, and the reference cylinder pressure PCYLSTD is set to the second reference cylinder pressure PCYLSTD2. Next, the process proceeds to step S30.

図8の処理では、燃料噴射時期θinjが吸気行程中あるか圧縮行程中にあるかに応じて推定筒内圧PCYLEの算出手法が変更される。これは以下に理由に基づくものである。圧縮行程では燃焼室内のガスは断熱圧縮される一方、吸気行程では燃焼室内に新気が導入されるため、等温膨張に近い状態となる。よって、圧縮行程では吸気弁閉弁時期IVCに応じて基本筒内圧PCYLSTDを算出する一方、吸気行程ではリフト量指令値ALIFTに応じて基本筒内圧PCYLSTDを算出することにより、それぞれの行程におけるガス状態に応じた正確な筒内圧の推定を行うことができる。   In the process of FIG. 8, the calculation method of the estimated in-cylinder pressure PCYLE is changed according to whether the fuel injection timing θinj is in the intake stroke or the compression stroke. This is based on the following reasons. In the compression stroke, the gas in the combustion chamber is adiabatically compressed, while in the intake stroke, fresh air is introduced into the combustion chamber, so that the state is close to isothermal expansion. Therefore, in the compression stroke, the basic in-cylinder pressure PCYLSTD is calculated according to the intake valve closing timing IVC, while in the intake stroke, the basic in-cylinder pressure PCYLSTD is calculated according to the lift amount command value ALIFT, so that the gas state in each stroke is calculated. In-cylinder pressure can be accurately estimated according to

燃料噴射時間TOUTは、下記式(3)に燃料圧補正係数KPFを適用して算出される。式(3)のTIは、吸入空気流量GAIRに応じて燃焼室内の混合気が所定空燃比となるように算出される基本燃料噴射時間であり、KCRはエンジン冷却水温TW、吸気温TAなどに応じて設定される各種補正係数の積である。
TOUT=TI×KPF×KCR (3)
The fuel injection time TOUT is calculated by applying the fuel pressure correction coefficient KPF to the following equation (3). TI in equation (3) is a basic fuel injection time calculated so that the air-fuel mixture in the combustion chamber has a predetermined air-fuel ratio according to the intake air flow rate GAIR, and KCR is an engine cooling water temperature TW, intake air temperature TA, etc. It is the product of various correction factors set accordingly.
TOUT = TI × KPF × KCR (3)

式(3)により、基本燃料噴射時間TIが燃料圧補正係数KPFにより補正され、燃料噴射時間TOUTが算出されるので、例えば燃料圧と燃料噴射時期における筒内圧との差が小さい場合であっても、必要な燃料量が正確に噴射され、空燃比の制御精度を高めることができる。   Since the basic fuel injection time TI is corrected by the fuel pressure correction coefficient KPF by the equation (3) and the fuel injection time TOUT is calculated, for example, when the difference between the fuel pressure and the in-cylinder pressure at the fuel injection timing is small. However, the required fuel amount is accurately injected, and the control accuracy of the air-fuel ratio can be improved.

また図8の処理では、第1弁作動特性可変機構41の制御量であるリフト量指令値ALIFTまたは吸気弁閉弁時期IVCに基づいて推定筒内圧PCYLEが算出される。吸気弁のリフト量を変更する動弁機構を有する直噴内燃機関では、吸気弁のリフト量が変化すると、燃料圧が同一でも筒内圧が変化するので、リフト量指令値ALIFTまたは吸気弁閉弁時期IVCに基づいて推定筒内圧PCYLEを算出することにより、正確な推定筒内圧を得ることができる。   In the process of FIG. 8, the estimated in-cylinder pressure PCYLE is calculated based on the lift amount command value ALIFT or the intake valve closing timing IVC, which is the control amount of the first valve operating characteristic variable mechanism 41. In a direct injection internal combustion engine having a valve operating mechanism that changes the lift amount of the intake valve, if the lift amount of the intake valve changes, the in-cylinder pressure changes even if the fuel pressure is the same, so the lift amount command value ALIFT or the intake valve closing By calculating the estimated in-cylinder pressure PCYLE based on the timing IVC, an accurate estimated in-cylinder pressure can be obtained.

本実施形態では、第1弁作動特性可変機構41が弁リフト量可変手段に相当し、燃料圧センサ22及びエンジン冷却水温センサ10がそれぞれ燃料圧検出手段及び機関温度検出手段に相当する。またECU5が弁リフト量制御手段、燃料噴射制御手段、及び筒内圧推定手段を構成する。具体的には、図6の処理が弁リフト量制御手段及び燃料噴射制御手段に相当し、図8のステップS21〜S30が筒内圧推定手段に相当し、ステップS31が燃料噴射制御手段の一部に相当する。   In the present embodiment, the first valve operating characteristic variable mechanism 41 corresponds to a valve lift amount variable means, and the fuel pressure sensor 22 and the engine coolant temperature sensor 10 correspond to a fuel pressure detection means and an engine temperature detection means, respectively. The ECU 5 constitutes a valve lift amount control means, a fuel injection control means, and an in-cylinder pressure estimation means. Specifically, the processing in FIG. 6 corresponds to the valve lift amount control means and the fuel injection control means, steps S21 to S30 in FIG. 8 correspond to the in-cylinder pressure estimation means, and step S31 corresponds to a part of the fuel injection control means. It corresponds to.

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、低温用リフト量を、吸気弁と排気弁の開弁期間が重複するオーバラップ期間CAOLが「0」なるリフト量LFTLに設定したが、オーバラップ期間が比較的短いときは、吸気弁とともに排気弁が開弁していることの影響がほとんどないので、低温用リフト量を、オーバラップ期間CAOLが微少所定期間CAOLS(例えば5deg)以下となるような吸気弁リフト量に設定するようにしてもよい。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the low temperature lift amount is set to the lift amount LFTL in which the overlap period CAOL in which the intake valve and exhaust valve opening periods overlap is “0”, but the overlap period is relatively short. Since there is almost no influence of the exhaust valve being opened together with the intake valve, the intake valve lift amount is such that the low temperature lift amount is such that the overlap period CAOL is a minute predetermined period CAOLS (for example, 5 degrees) or less. You may make it set to.

また上述した実施形態では、エンジン冷却水温センサ10を機関温度検出手段として使用したが、例えばエンジンオイルの温度を検出するオイル温度センサを設け、オイル温度センサを機関温度検出手段として使用するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the engine coolant temperature sensor 10 is used as the engine temperature detecting means. However, for example, an oil temperature sensor for detecting the temperature of the engine oil is provided, and the oil temperature sensor is used as the engine temperature detecting means. Also good.

また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの制御にも適用が可能である。   The present invention can also be applied to control of a marine vessel propulsion engine such as an outboard motor having a crankshaft as a vertical direction.

1 内燃機関
5 電子制御ユニット(弁リフト量制御手段、燃料噴射制御手段、筒内圧推定手段)
6 燃料噴射弁
10 エンジン冷却水温センサ(機関温度検出手段)
22 燃料圧センサ(燃料圧検出手段)
23 高圧ポンプ
41 第1弁作動特性可変機構(弁リフト量可変手段)
1 Internal combustion engine 5 Electronic control unit (valve lift control means, fuel injection control means, in-cylinder pressure estimation means)
6 Fuel injection valve 10 Engine coolant temperature sensor (Engine temperature detection means)
22 Fuel pressure sensor (Fuel pressure detection means)
23 High pressure pump 41 First valve operating characteristic variable mechanism (Valve lift amount variable means)

Claims (4)

内燃機関の吸気弁のリフト量を連続的に変更する弁リフト量可変手段と、前記機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関の制御装置において、
前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する燃料圧検出手段と、
前記機関の温度を検出する機関温度検出手段と、
前記機関の運転状態に応じて前記弁リフト量可変手段を制御する弁リフト量制御手段と、
前記機関の運転状態に応じて前記燃料噴射弁による燃料噴射時期を制御する燃料噴射制御手段とを備え、
前記燃料圧が所定燃料圧より低い所定低負荷運転状態において、前記機関温度が所定温度より低いときは、前記弁リフト量制御手段は、前記吸気弁のリフト量を、前記機関温度が前記所定温度以上であるときのリフト量より大きい低温用リフト量に設定し、前記燃料噴射時期制御手段は、前記燃料噴射時期を、燃料噴射を実行する気筒の吸気行程において前記吸気弁が開弁されている期間に設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
In a control apparatus for an internal combustion engine, comprising: a valve lift amount varying means for continuously changing a lift amount of an intake valve of the internal combustion engine; and a fuel injection valve for injecting fuel into a cylinder of the engine.
Fuel pressure detecting means for detecting the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve;
Engine temperature detecting means for detecting the temperature of the engine;
Valve lift amount control means for controlling the valve lift amount variable means in accordance with the operating state of the engine;
Fuel injection control means for controlling the fuel injection timing by the fuel injection valve according to the operating state of the engine,
When the engine temperature is lower than a predetermined temperature in a predetermined low load operation state in which the fuel pressure is lower than a predetermined fuel pressure, the valve lift amount control means determines the lift amount of the intake valve, and the engine temperature is the predetermined temperature. The fuel injection timing control means sets the fuel injection timing to a lift amount for low temperature that is larger than the lift amount at the time of the above, and the intake valve is opened during the intake stroke of the cylinder that performs fuel injection. A control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that the period is set.
前記低温用リフト量は、前記気筒の吸気弁と排気弁の開弁期間が重複するオーバラップ期間が「0」近傍の所定期間となるリフト量に設定されることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   2. The lift amount for low temperature is set to a lift amount at which an overlap period in which valve opening periods of an intake valve and an exhaust valve of the cylinder overlap is a predetermined period in the vicinity of “0”. The internal combustion engine control device described. 前記気筒内の圧力を推定する筒内圧推定手段を備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記燃料圧と前記推定筒内圧との差分に基づいて前記燃料噴射弁の開弁期間を補正することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。
In-cylinder pressure estimating means for estimating the pressure in the cylinder,
3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injection control unit corrects a valve opening period of the fuel injection valve based on a difference between the fuel pressure and the estimated in-cylinder pressure. .
前記筒内圧推定手段は、前記弁リフト量制御手段により算出される前記弁リフト量可変手段の制御量に基づいて前記推定筒内圧を算出することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。   4. The internal combustion engine according to claim 3, wherein the in-cylinder pressure estimating means calculates the estimated in-cylinder pressure based on a control amount of the valve lift amount varying means calculated by the valve lift amount control means. Control device.
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