JP2012026395A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve starting performance at a low temperature start of an engine while requests such as reduction in exhaust emission, the saving of fuel cost, and the reduction of cost can be satisfied.SOLUTION: At starting an engine, variable valve timing devices 32, 33 are controlled so that a NVO period (negative valve overlap period) in which both an exhaust valve 31 and an intake valve 30 are brought into closed states may be provided; and, pre-combustion control in which pre-injection in which fuel is injected into the cylinder during the NVO period and pre-ignition in which an air-fuel mixture by pre-injection is ignited are executed, and the air-fuel mixture by pre-ignition is burned. Furthermore, main combustion control is executed in which main injection in which fuel is injected after the execution of pre-injection and main ignition in which the air-fuel mixture by the main injection is ignited are executed, and the air-fuel mixture by the main injection is burned. Thereby, a temperature in the cylinder is raised by the combustion heat of pre-combustion (combustion of air-fuel mixture by pre-injection), the vaporization of injected fuel of the main injection is promoted effectively.

Description

本発明は、内燃機関の負のバルブオーバーラップ期間中に筒内に燃料を噴射する機能を備えた内燃機関の制御装置に関する発明である。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a function of injecting fuel into a cylinder during a negative valve overlap period of the internal combustion engine.

近年、車両に搭載される内燃機関においては、例えば、特許文献1(特許第3525737号公報)や特許文献2(特許第4005941号公報)に記載されているように、内燃機関の排気行程後半から吸気行程前半に排気バルブと吸気バルブが両方とも閉弁した状態になる負のバルブオーバーラップ期間を設けるように可変バルブ装置(例えば可変バルブタイミング装置)を制御し、この負のバルブオーバーラップ期間中に筒内に燃料を噴射することで、筒内に残留する高温の燃焼ガス中に燃料を噴射して、噴射燃料の気化を促進するようにしたものがある。   In recent years, in an internal combustion engine mounted on a vehicle, for example, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3525737) and Patent Document 2 (Japanese Patent No. 4005941), from the latter half of the exhaust stroke of the internal combustion engine. During the negative valve overlap period, the variable valve device (eg, variable valve timing device) is controlled to provide a negative valve overlap period in which both the exhaust valve and the intake valve are closed in the first half of the intake stroke. In some cases, the fuel is injected into the cylinder to inject the fuel into the high-temperature combustion gas remaining in the cylinder to promote the vaporization of the injected fuel.

特許第3525737号公報Japanese Patent No. 3525737 特許第4005941号公報Japanese Patent No. 4005941

ところで、内燃機関の低温始動時は、燃料が気化し難くなるため、始動性を向上させるために、通常よりも燃料噴射量を増量して、気化する燃料量(燃焼に寄与する燃料量)を確保することがあるが、この場合、排気エミッションや燃費が悪化する可能性がある。   By the way, when the internal combustion engine is started at a low temperature, it is difficult for the fuel to vaporize. Therefore, in order to improve the startability, the fuel injection amount is increased more than usual, and the amount of fuel vaporized (the amount of fuel contributing to combustion) is reduced. In this case, exhaust emission and fuel consumption may be deteriorated.

また、低温始動時の始動性を向上させるために、低沸点燃料を使用するシステムの場合には、低沸点燃料を貯溜するためのタンクを設けたり、或は、通常燃料から低沸点燃料(低沸点成分)を分離する分離装置を設ける必要があるため、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができない。   In order to improve startability at low temperature starting, in the case of a system using low boiling point fuel, a tank for storing low boiling point fuel is provided, or a low boiling point fuel (from low fuel) Since it is necessary to provide a separation device for separating the boiling point component), it is not possible to satisfy the demand for cost reduction, which is an important technical problem in recent years.

また、上記特許文献1,2の技術は、いずれも負のバルブオーバーラップ期間中に筒内に燃料を噴射することで、筒内に残留する燃焼ガスの熱で噴射燃料の気化を促進する技術であるが、内燃機関の始動時は、初爆が始まるまでは燃焼ガスが発生しないため、単に負のバルブオーバーラップ期間中に筒内に燃料を噴射しただけでは、噴射燃料の気化を効果的に促進することができず、低温始動時の始動性を十分に向上させることができない。   Further, the techniques of Patent Documents 1 and 2 both promote the vaporization of the injected fuel by the heat of the combustion gas remaining in the cylinder by injecting the fuel into the cylinder during the negative valve overlap period. However, when the internal combustion engine is started, combustion gas is not generated until the first explosion starts. Therefore, simply injecting fuel into the cylinder during the negative valve overlap period effectively vaporizes the injected fuel. Therefore, the startability at the low temperature start cannot be sufficiently improved.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、内燃機関の低温始動時の始動性を向上させることができると共に、排気エミッション低減、燃費節減及び低コスト化の要求を満たすことができる内燃機関の制御装置を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to control the internal combustion engine which can improve the startability at the time of low temperature start of the internal combustion engine and can satisfy the demands of reducing exhaust emission, reducing fuel consumption and reducing cost. To provide an apparatus.

上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、内燃機関の吸気バルブと排気バルブのうちの少なくとも一方のバルブ開閉特性(例えばバルブタイミングやリフト量)を変化させる可変バルブ装置を備えた内燃機関の制御装置において、内燃機関の始動時に排気行程後半から吸気行程前半に排気バルブと吸気バルブが両方とも閉弁した状態になる負のバルブオーバーラップ期間を設けるように可変バルブ装置を制御し、この負のバルブオーバーラップ期間中に筒内に燃料を噴射するプレ噴射を実行すると共に該プレ噴射による混合気に点火するプレ点火を実行して該プレ噴射による混合気を燃焼させるプレ燃焼制御と、プレ噴射の実行後の吸気行程又は圧縮行程で燃料を噴射するメイン噴射を実行すると共に該メイン噴射による混合気に点火するメイン点火を実行して該メイン噴射による混合気を燃焼させるメイン燃焼制御とを実施する燃焼制御手段を備えた構成としたものである。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 includes a variable valve device that changes a valve opening / closing characteristic (for example, valve timing or lift amount) of at least one of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine. In the control device for an internal combustion engine, the variable valve device is controlled so as to provide a negative valve overlap period in which both the exhaust valve and the intake valve are closed from the latter half of the exhaust stroke to the first half of the intake stroke when the internal combustion engine is started. Pre-combustion control for performing pre-injection for injecting fuel into the cylinder during the negative valve overlap period and pre-ignition for igniting the air-fuel mixture by the pre-injection to burn the air-fuel mixture by the pre-injection And the main injection for injecting fuel in the intake stroke or the compression stroke after the pre-injection is performed, and the air-fuel mixture by the main injection It is obtained by a configuration having a combustion control means for running the main spark to fire implementing a main combustion control burning an air-fuel mixture by the main injection.

この構成では、内燃機関の始動時にプレ燃焼(プレ噴射による混合気の燃焼)の燃焼熱で筒内温度を上昇させることができるため、その後、メイン噴射を実行したときに、そのメイン噴射燃料(メイン噴射の噴射燃料)の気化を効果的に促進することができる。この場合、メイン噴射燃料の初爆が始まる前からプレ燃焼の燃焼熱でメイン噴射燃料の気化を促進することができるため、各気筒の第1回目のメイン噴射燃料から気化を促進することができる。これにより、低温始動時でもメイン燃焼(メイン噴射による混合気の燃焼)の燃焼状態を早期に安定化させることが可能となり、低温始動時の始動性を向上させながら、排気エミッション低減、燃費節減の要求を満たすことができる。しかも、始動性を向上させるための部品や装置等を新たに設ける必要がないため、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。   In this configuration, since the in-cylinder temperature can be raised by the combustion heat of pre-combustion (fuel mixture combustion by pre-injection) at the time of starting the internal combustion engine, the main injected fuel ( It is possible to effectively promote vaporization of the injected fuel of the main injection. In this case, since the main injection fuel can be vaporized by the combustion heat of the pre-combustion before the first explosion of the main injection fuel starts, vaporization can be promoted from the first main injection fuel of each cylinder. . This makes it possible to stabilize the combustion state of main combustion (fuel mixture combustion by main injection) at an early stage even at a low temperature start, improving the startability at a low temperature start and reducing exhaust emissions and fuel consumption. Can meet the demand. In addition, since it is not necessary to newly provide parts or devices for improving the startability, it is possible to satisfy the demand for cost reduction, which is an important technical problem in recent years.

この場合、請求項2のように、負のバルブオーバーラップ期間の前半にプレ噴射を実行するようにすると良い。このようにすれば、負のバルブオーバーラップ期間の前半(つまり排気行程後半)のピストンの上昇によって、プレ噴射による混合気を圧縮して高圧にした状態(燃焼し易い状態)でプレ点火を実行することができ、プレ噴射による混合気を確実に燃焼させることができる。   In this case, it is preferable to perform the pre-injection in the first half of the negative valve overlap period. In this way, pre-ignition is performed in a state where the air-fuel mixture by pre-injection is compressed to a high pressure (a state in which combustion is easy) due to the piston rising in the first half of the negative valve overlap period (that is, the second half of the exhaust stroke). And the air-fuel mixture obtained by the pre-injection can be reliably burned.

また、請求項3のように、プレ噴射を実行する際に該プレ噴射の要求噴射量が燃料噴射弁の噴射可能な最小噴射量の2倍以上の場合には該プレ噴射の要求噴射量分の燃料を複数回に分割して噴射するようにしても良い。このようにすれば、プレ噴射の要求噴射量分の燃料を少量づつ噴射して、プレ噴射燃料(プレ噴射の噴射燃料)の気化を促進することができ、プレ噴射による混合気をより確実に燃焼させることができる。   Further, as in claim 3, when the pre-injection is executed, if the required injection amount of the pre-injection is more than twice the minimum injection amount that can be injected by the fuel injection valve, the required injection amount of the pre-injection The fuel may be divided and injected several times. In this way, it is possible to inject the fuel corresponding to the required injection amount of the pre-injection little by little, and to promote the vaporization of the pre-injected fuel (pre-injected injected fuel). Can be burned.

更に、請求項4のように、機関温度と機関回転速度と排気温度のうちの少なくとも1つに基づいてプレ噴射の噴射時期を設定するようにしても良い。このようにすれば、機関温度や機関回転速度や排気温度に応じてプレ噴射時期(プレ噴射の噴射時期)を変化させてプレ噴射時期を適正値に設定することができる。この場合、例えば、機関温度や排気温度が低くなるほどプレ噴射時期を進角させる。これにより、機関温度や排気温度が低くなるほど燃料が気化し難くなるのに対応して、プレ噴射時期を進角させて、プレ噴射からプレ点火までの時間を長くして、プレ噴射燃料が気化する時間を稼ぐことができる。   Further, as in claim 4, the injection timing of the pre-injection may be set based on at least one of the engine temperature, the engine speed, and the exhaust temperature. In this way, it is possible to set the pre-injection time to an appropriate value by changing the pre-injection time (the pre-injection time) according to the engine temperature, the engine speed, and the exhaust temperature. In this case, for example, the pre-injection timing is advanced as the engine temperature or the exhaust gas temperature decreases. As a result, in response to the fact that the fuel becomes harder to vaporize as the engine temperature and exhaust temperature become lower, the pre-injection timing is advanced, the time from pre-injection to pre-ignition is lengthened, and the pre-injected fuel is vaporized. You can earn time to do.

また、請求項5のように、プレ噴射の実行後の上死点又は上死点後にプレ点火を実行するようにすると良い。このようにすれば、上死点前にプレ点火を実行する場合に比べて、プレ燃焼の燃焼温度のピークタイミングを遅角させて、メイン噴射燃料の気化促進効果を高めることができる。   Further, as in claim 5, pre-ignition may be executed after top dead center after top injection or after top dead center. In this way, compared with the case where pre-ignition is performed before top dead center, the peak timing of the combustion temperature of pre-combustion can be retarded and the vaporization promotion effect of the main injection fuel can be enhanced.

更に、請求項6のように、機関温度と吸気温度のうちの少なくとも一方に基づいてプレ点火の点火時期を設定するようにしても良い。このようにすれば、機関温度や吸気温度に応じてプレ点火時期(プレ点火の点火時期)を変化させてプレ点火時期を適正値に設定することができる。この場合、例えば、機関温度や吸気温度が低くなるほどプレ点火時期を遅角させる。これにより、機関温度や吸気温度が低くなるほど燃料が気化し難くなるのに対応して、プレ点火時期を遅角させて、プレ噴射からプレ点火までの時間を長くして、プレ噴射燃料が気化する時間を稼ぐことができると共に、プレ燃焼の燃焼温度のピークタイミングを遅角させて、メイン噴射燃料の気化促進効果を高めることができる。   Further, the ignition timing of the pre-ignition may be set based on at least one of the engine temperature and the intake air temperature. In this way, it is possible to set the pre-ignition timing to an appropriate value by changing the pre-ignition timing (pre-ignition ignition timing) according to the engine temperature or the intake air temperature. In this case, for example, the pre-ignition timing is retarded as the engine temperature or the intake air temperature decreases. As a result, the pre-ignition timing is retarded and the time from pre-injection to pre-ignition is increased, and the pre-injected fuel is vaporized in response to the fact that the fuel becomes harder to vaporize as the engine temperature and intake air temperature become lower. Time can be earned, and the peak timing of the pre-combustion combustion temperature can be retarded to enhance the effect of promoting the vaporization of the main injection fuel.

また、請求項7のように、機関温度と吸気温度のうちの少なくとも一方に基づいて負のバルブオーバーラップ期間の長さを設定するようにしても良い。このようにすれば、機関温度や吸気温度に応じて負のバルブオーバーラップ期間の長さを変化させて負のバルブオーバーラップ期間の長さを適正値に設定することができる。この場合、例えば、機関温度や吸気温度が低くなるほど負のバルブオーバーラップ期間を長くする。これにより、機関温度や吸気温度が低くなるほど燃料が気化し難くなるのに対応して、負のバルブオーバーラップ期間を長くして、プレ噴射時期の進角量やプレ点火時期の遅角量を大きくすることが可能となる。   Further, as in claim 7, the length of the negative valve overlap period may be set based on at least one of the engine temperature and the intake air temperature. In this way, the length of the negative valve overlap period can be set to an appropriate value by changing the length of the negative valve overlap period in accordance with the engine temperature or the intake air temperature. In this case, for example, the negative valve overlap period is lengthened as the engine temperature or the intake air temperature decreases. Accordingly, in response to the fact that the fuel becomes harder to vaporize as the engine temperature and intake air temperature become lower, the negative valve overlap period is lengthened, and the advance amount of the pre-injection timing and the retard amount of the pre-ignition timing are reduced. It becomes possible to enlarge.

本発明は、内燃機関の始動時(始動完了前)のみにプレ燃焼制御を実施するようにしても良いが、これに限定されず、請求項8のように、内燃機関の始動後も所定期間はプレ燃焼制御を実施するようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の始動後も所定期間が経過するまでプレ燃焼によってメイン噴射燃料の気化を促進することができる。   In the present invention, the pre-combustion control may be performed only at the time of starting the internal combustion engine (before the completion of the start). However, the present invention is not limited to this. May perform pre-combustion control. In this way, the vaporization of the main injection fuel can be promoted by pre-combustion until a predetermined period has elapsed even after the internal combustion engine is started.

図1は本発明の一実施例におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an engine control system in one embodiment of the present invention. 図2は可変バルブタイミング装置によるNVO期間の設定方法を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a method for setting the NVO period by the variable valve timing device. 図3はプレ燃焼制御及びメイン燃焼制御を説明するタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart for explaining pre-combustion control and main combustion control. 図4はプレ燃焼制御及びメイン燃焼制御を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining pre-combustion control and main combustion control. 図5は燃焼制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining the flow of processing of the combustion control routine. 図6は可変バルブリフト装置によるNVO期間の設定方法を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a method for setting the NVO period by the variable valve lift device.

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図1に基づいてエンジン制御システムの概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ14が設けられている。このエアフローメータ14の下流側には、モータ15によって開度調節されるスロットルバルブ16と、このスロットルバルブ16の開度(スロットル開度)を検出するスロットル開度センサ17とが設けられている。
Hereinafter, an embodiment embodying a mode for carrying out the present invention will be described.
First, a schematic configuration of the engine control system will be described with reference to FIG.
An air cleaner 13 is provided at the most upstream portion of the intake pipe 12 of the engine 11 that is an internal combustion engine, and an air flow meter 14 that detects the intake air amount is provided downstream of the air cleaner 13. A throttle valve 16 whose opening is adjusted by a motor 15 and a throttle opening sensor 17 for detecting the opening (throttle opening) of the throttle valve 16 are provided on the downstream side of the air flow meter 14.

更に、スロットルバルブ16の下流側には、サージタンク18が設けられ、このサージタンク18に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ19が設けられている。また、サージタンク18には、エンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド20が設けられ、エンジン11の各気筒には、それぞれ筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁21が取り付けられている。また、エンジン11のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ22が取り付けられ、各気筒の点火プラグ22の火花放電によって筒内の混合気に着火される。   Further, a surge tank 18 is provided on the downstream side of the throttle valve 16, and an intake pipe pressure sensor 19 for detecting the intake pipe pressure is provided in the surge tank 18. The surge tank 18 is provided with an intake manifold 20 that introduces air into each cylinder of the engine 11, and each cylinder of the engine 11 is provided with a fuel injection valve 21 that directly injects fuel into the cylinder. Yes. An ignition plug 22 is attached to the cylinder head of the engine 11 for each cylinder, and the air-fuel mixture in the cylinder is ignited by spark discharge of the ignition plug 22 of each cylinder.

また、エンジン11には、吸気バルブ30のバルブタイミング(開閉タイミング)を変化させる吸気側の可変バルブタイミング装置32(可変バルブ装置)と、排気バルブ31のバルブタイミングを変化させる排気側の可変バルブタイミング装置33(可変バルブ装置)とが設けられている。各可変バルブタイミング装置32,33は、エンジン始動時(クランキング中)からバルブタイミングを制御可能な電動式の可変バルブタイミング装置である。尚、エンジン始動時からバルブタイミングを制御可能であれば、油圧駆動式の可変バルブタイミング装置を用いても良い。   Further, the engine 11 includes an intake side variable valve timing device 32 (variable valve device) for changing the valve timing (opening / closing timing) of the intake valve 30 and an exhaust side variable valve timing for changing the valve timing of the exhaust valve 31. A device 33 (variable valve device) is provided. Each of the variable valve timing devices 32 and 33 is an electric variable valve timing device capable of controlling the valve timing from when the engine is started (during cranking). A hydraulically driven variable valve timing device may be used as long as the valve timing can be controlled from the start of the engine.

一方、エンジン11の排気管23には、排出ガスの空燃比又はリッチ/リーン等を検出する排出ガスセンサ24(空燃比センサ、酸素センサ等)が設けられ、この排出ガスセンサ24の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒25が設けられている。   On the other hand, the exhaust pipe 23 of the engine 11 is provided with an exhaust gas sensor 24 (air-fuel ratio sensor, oxygen sensor, etc.) for detecting the air-fuel ratio or rich / lean of the exhaust gas. A catalyst 25 such as a three-way catalyst for purifying gas is provided.

また、エンジン11のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ26や、ノッキングを検出するノックセンサ27が取り付けられている。また、クランク軸28の外周側には、クランク軸28が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ29が取り付けられ、このクランク角センサ29の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。   A cooling water temperature sensor 26 that detects the cooling water temperature and a knock sensor 27 that detects knocking are attached to the cylinder block of the engine 11. A crank angle sensor 29 that outputs a pulse signal every time the crankshaft 28 rotates by a predetermined crank angle is attached to the outer peripheral side of the crankshaft 28, and the crank angle and the engine are determined based on the output signal of the crank angle sensor 29. The rotation speed is detected.

これら各種センサの出力は、電子制御回路(以下「ECU」と表記する)34に入力される。このECU34は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度(吸入空気量)等を制御する。   Outputs of these various sensors are input to an electronic control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 34. The ECU 34 is mainly composed of a microcomputer, and executes various engine control programs stored in a built-in ROM (storage medium) to thereby determine the fuel injection amount and the ignition timing according to the engine operating state. The throttle opening (intake air amount) and the like are controlled.

また、ECU34は、後述する図5の燃焼制御ルーチンを実行することで、エンジン始動時に、まず、排気行程後半から吸気行程前半に排気バルブ31と吸気バルブ30が両方とも閉弁した状態になる負のバルブオーバーラップ(以下「NVO」と表記する)期間を設けるように吸気側及び排気側の可変バルブタイミング装置32,33を制御する。具体的には、図2に示すように、排気側の可変バルブタイミング装置33によって排気バルブ31の閉弁時期がTDC(上死点)よりも進角側になるように排気バルブタイミング(排気バルブ31のバルブタイミング)を制御すると共に、吸気側の可変バルブタイミング装置32によって吸気バルブ30の開弁時期がTDCよりも遅角側になるように吸気バルブタイミング(吸気バルブ30のバルブタイミング)を制御して、NVO期間を設ける。   Further, the ECU 34 executes a combustion control routine shown in FIG. 5 to be described later, so that when the engine is started, first, the exhaust valve 31 and the intake valve 30 are both closed from the latter half of the exhaust stroke to the first half of the intake stroke. The variable valve timing devices 32 and 33 on the intake side and the exhaust side are controlled so as to provide a valve overlap period (hereinafter referred to as “NVO”). Specifically, as shown in FIG. 2, the exhaust valve timing (exhaust valve) is set so that the valve closing timing of the exhaust valve 31 is advanced from TDC (top dead center) by the variable valve timing device 33 on the exhaust side. 31 and the intake valve timing (the valve timing of the intake valve 30) is controlled by the variable valve timing device 32 on the intake side so that the opening timing of the intake valve 30 is retarded from the TDC. Thus, an NVO period is provided.

そして、図3及び図4に示すように、エンジン始動時に、NVO期間中に筒内に燃料を噴射するプレ噴射[図4(a)参照]を実行すると共に、このプレ噴射による混合気に点火するプレ点火[図4(b)参照]を実行して、プレ噴射による混合気を燃焼させるプレ燃焼制御を実施する。更に、プレ噴射の実行後の吸気行程又は圧縮行程で燃料を噴射するメイン噴射[図4(c)参照]を実行すると共に、このメイン噴射による混合気に点火するメイン点火[図4(e)参照]を実行して、メイン噴射による混合気を燃焼させるメイン燃焼制御を実施する。   As shown in FIGS. 3 and 4, pre-injection [see FIG. 4 (a)] for injecting fuel into the cylinder during the NVO period at the time of starting the engine is performed, and the air-fuel mixture by this pre-injection is ignited. Pre-ignition [see FIG. 4 (b)] is executed, and pre-combustion control is performed to combust the air-fuel mixture by pre-injection. Further, main injection for injecting fuel in the intake stroke or compression stroke after execution of pre-injection (see FIG. 4C) is performed, and main ignition for igniting the air-fuel mixture by the main injection [FIG. 4E] The main combustion control for burning the air-fuel mixture by the main injection is performed.

これにより、エンジン始動時に、プレ燃焼(プレ噴射による混合気の燃焼)の燃焼熱で筒内温度を上昇させることができるため、その後、メイン噴射を実行したときに、メイン噴射燃料(メイン噴射の噴射燃料)がピストン35やシリンダー内壁面等に付着しても、その燃料の気化を効果的に促進することができる[図4(d)参照]。この場合、メイン噴射燃料の初爆が始まる前からプレ燃焼の燃焼熱でメイン噴射燃料の気化を促進することができるため、各気筒の第1回目のメイン噴射燃料から気化を促進することができる。   Thus, when the engine is started, the in-cylinder temperature can be raised by the combustion heat of pre-combustion (fuel mixture combustion by pre-injection). Even if the injected fuel) adheres to the piston 35, the inner wall surface of the cylinder, etc., the vaporization of the fuel can be effectively promoted [see FIG. 4 (d)]. In this case, since the main injection fuel can be vaporized by the combustion heat of the pre-combustion before the first explosion of the main injection fuel starts, vaporization can be promoted from the first main injection fuel of each cylinder. .

また、本実施例では、NVO期間の前半にプレ噴射を実行する。これにより、NVO期間の前半(つまり排気行程後半)のピストン35の上昇によって、プレ噴射による混合気を圧縮して高圧にした状態(燃焼し易い状態)でプレ点火を実行して、プレ噴射による混合気を確実に燃焼させる。   In this embodiment, pre-injection is executed in the first half of the NVO period. Thereby, pre-ignition is executed in a state where the air-fuel mixture by pre-injection is compressed to a high pressure (a state in which combustion is easy) by the rise of the piston 35 in the first half of the NVO period (that is, the second half of the exhaust stroke). Ensure that the air-fuel mixture burns.

更に、プレ噴射の実行後のTDC又はTDC後にプレ点火を実行する。これにより、TDC前にプレ点火を実行する場合に比べて、プレ燃焼の燃焼温度のピークタイミングを遅角させて、メイン噴射燃料の気化促進効果を高める。   Furthermore, pre-ignition is performed after TDC after execution of pre-injection or after TDC. Thereby, compared with the case where pre-ignition is performed before TDC, the peak timing of the combustion temperature of pre-combustion is retarded, and the vaporization promotion effect of the main injection fuel is enhanced.

以下、ECU34が実行する図5の燃焼制御ルーチンの処理内容を説明する。
図5に示す燃焼制御ルーチンは、ECU34の電源オン中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう燃焼制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、始動時(始動完了判定前)であるか否かを、例えば、エンジン回転速度が所定の完爆判定値を越えたか否かによって判定する。
Hereinafter, the processing content of the combustion control routine of FIG. 5 executed by the ECU 34 will be described.
The combustion control routine shown in FIG. 5 is repeatedly executed at a predetermined cycle while the ECU 34 is turned on, and serves as a combustion control means in the claims. When this routine is started, first, at step 101, it is determined whether or not it is a start time (before the start completion determination), for example, based on whether or not the engine speed has exceeded a predetermined complete explosion determination value.

このステップ101で、始動時(始動完了判定前)であると判定された場合には、ステップ102に進み、排気バルブ31の閉弁時期がTDCよりも進角側になるように目標排気バルブタイミングを設定して、実排気バルブタイミングを目標排気バルブタイミングに一致させるように排気側の可変バルブタイミング装置33を制御すると共に、吸気バルブ30の開弁時期がTDCりも遅角側になるように目標吸気バルブタイミングを設定して、実吸気バルブタイミングを目標吸気バルブタイミングに一致させるように吸気側の可変バルブタイミング装置32を制御することで、NVO期間を設ける。   If it is determined in this step 101 that the engine is being started (before the start completion determination), the process proceeds to step 102 where the target exhaust valve timing is set so that the closing timing of the exhaust valve 31 is on the more advanced side than TDC. Is set to control the exhaust side variable valve timing device 33 so that the actual exhaust valve timing coincides with the target exhaust valve timing, and the opening timing of the intake valve 30 is also set to the retarded side. An NVO period is provided by setting the target intake valve timing and controlling the intake side variable valve timing device 32 so that the actual intake valve timing matches the target intake valve timing.

この際、例えば、冷却水温(エンジン温度の代用情報)に応じてNVO期間の長さ(つまり排気バルブ31の閉弁時期から吸気バルブ30の開弁時期までの期間の長さ)をマップ又は数式等により設定することで、エンジン温度に応じてNVO期間の長さを変化させてNVO期間の長さを適正値に設定する。この場合、NVO期間の長さのマップ又は数式等は、例えば、冷却水温(エンジン温度の代用情報)が低くなるほどNVO期間を長くするように設定されている。これにより、エンジン温度が低くなるほど燃料が気化し難くなるのに対応して、NVO期間を長くして、プレ噴射時期の進角量やプレ点火時期の遅角量を大きくすることが可能となる。   At this time, for example, the length of the NVO period (that is, the length of the period from the closing timing of the exhaust valve 31 to the opening timing of the intake valve 30) according to the coolant temperature (substitute information of the engine temperature) is represented by a map or formula Thus, the length of the NVO period is changed according to the engine temperature, and the length of the NVO period is set to an appropriate value. In this case, the NVO period length map or mathematical expression is set such that, for example, the NVO period is lengthened as the coolant temperature (engine temperature substitute information) decreases. Accordingly, it is possible to increase the advance amount of the pre-injection timing and the retard amount of the pre-ignition timing in response to the fact that the fuel is less likely to vaporize as the engine temperature becomes lower. .

尚、冷却水温に代えて、吸気温度に応じてNVO期間の長さをマップ又は数式等により設定するようにしたり、或は、冷却水温と吸気温度に応じてNVO期間の長さをマップ又は数式等により設定するようにしても良い。   Instead of the cooling water temperature, the length of the NVO period may be set by a map or a mathematical formula according to the intake air temperature, or the length of the NVO period may be set by a map or a mathematical formula according to the cooling water temperature and the intake air temperature. It may be set by, for example.

この後、ステップ103に進み、エンジン運転状態に基づいてプレ噴射の要求噴射量とメイン噴射の要求噴射量を設定する。この際、例えば、冷却水温(エンジン温度の代用情報)に応じて1気筒当りの始動時要求噴射量(=プレ噴射の要求噴射量+メイン噴射の要求噴射量)をマップ又は数式等により算出すると共に、冷却水温に応じてプレ噴射の要求噴射量をマップ又は数式等により算出した後、1気筒当りの始動時要求噴射量からプレ噴射の要求噴射量を差し引いてメイン噴射の要求噴射量(=1気筒当りの始動時要求噴射量−プレ噴射の要求噴射量)を求める。   Thereafter, the process proceeds to step 103, where the required injection amount for pre-injection and the required injection amount for main injection are set based on the engine operating state. At this time, for example, the required injection amount at start (= required injection amount of pre-injection + required injection amount of main injection) per cylinder is calculated according to the coolant temperature (replacement information of engine temperature) using a map or a mathematical formula. At the same time, after calculating the required injection amount for pre-injection according to the cooling water temperature using a map or a mathematical formula, the required injection amount for main injection (= (Required injection amount at start-up per cylinder-required injection amount of pre-injection)).

この後、ステップ104に進み、エンジン運転状態に基づいてプレ噴射時期(プレ噴射の噴射時期)とメイン噴射時期(メイン噴射の噴射時期)を設定する。この際、プレ噴射時期は、NVO期間の前半(TDCよりも進角側)に設定するが、例えば、冷却水温(エンジン温度の代用情報)に応じてプレ噴射時期をマップ又は数式等により設定することで、エンジン温度に応じてプレ噴射時期を変化させてプレ噴射時期を適正値に設定する。この場合、プレ噴射時期のマップ又は数式等は、例えば、冷却水温(エンジン温度の代用情報)が低くなるほどプレ噴射時期を進角させるように設定されている。これにより、エンジン温度が低くなるほど燃料が気化し難くなるのに対応して、プレ噴射時期を進角させて、プレ噴射からプレ点火までの時間を長くして、プレ噴射燃料が気化する時間を稼ぐことができる。   Thereafter, the routine proceeds to step 104, where a pre-injection timing (pre-injection injection timing) and a main injection timing (main injection timing) are set based on the engine operating state. At this time, the pre-injection timing is set in the first half of the NVO period (advanced side with respect to TDC). For example, the pre-injection timing is set by a map or a mathematical formula according to the coolant temperature (engine temperature substitute information). Thus, the pre-injection time is changed according to the engine temperature, and the pre-injection time is set to an appropriate value. In this case, the pre-injection timing map or mathematical expression is set so that the pre-injection timing is advanced as the coolant temperature (engine temperature substitute information) decreases, for example. Accordingly, in response to the fact that the fuel becomes harder to vaporize as the engine temperature becomes lower, the pre-injection timing is advanced, the time from pre-injection to pre-ignition is lengthened, and the time for the pre-injected fuel to evaporate is increased. You can earn.

尚、冷却水温に代えて、吸気温度又は排気温度に応じてプレ噴射時期をマップ又は数式等により設定するようにしたり、或は、エンジン回転速度に応じてプレ噴射時期をマップ又は数式等により設定するようにしても良い。また、冷却水温と吸気温度と排気温度とエンジン回転速度のうちの2つ又は3つ以上に応じてプレ噴射時期をマップ又は数式等により設定するようにしても良い。   Instead of the cooling water temperature, the pre-injection timing is set according to the intake air temperature or the exhaust gas temperature by a map or a mathematical formula, or the pre-injection timing is set according to the engine speed by a map or a mathematical formula. You may make it do. Further, the pre-injection timing may be set by a map or a mathematical formula according to two or more of the cooling water temperature, the intake air temperature, the exhaust gas temperature, and the engine speed.

この後、ステップ105に進み、エンジン運転状態に基づいてプレ点火時期(プレ点火の点火時期)とメイン点火時期(メイン点火の点火時期)を設定する。この際、プレ点火時期は、TDC又はTDC後に設定するが、例えば、冷却水温(エンジン温度の代用情報)に応じてプレ点火時期をマップ又は数式等により設定することで、エンジン温度に応じてプレ点火時期を変化させてプレ点火時期を適正値に設定する。この場合、プレ点火時期のマップ又は数式等は、例えば、冷却水温(エンジン温度の代用情報)が低くなるほどプレ点火時期を遅角させるように設定されている。これにより、エンジン温度が低くなるほど燃料が気化し難くなるのに対応して、プレ点火時期を遅角させて、プレ噴射からプレ点火までの時間を長くして、プレ噴射燃料が気化する時間を稼ぐことができると共に、プレ燃焼の燃焼温度のピークタイミングを遅角させて、メイン噴射燃料の気化促進効果を高めることができる。   After this, the routine proceeds to step 105, where a pre-ignition timing (pre-ignition ignition timing) and a main ignition timing (main ignition timing) are set based on the engine operating state. At this time, the pre-ignition timing is set at TDC or after TDC. For example, the pre-ignition timing is set according to the engine temperature by setting the pre-ignition timing by a map or a mathematical formula according to the cooling water temperature (engine temperature substitute information). The pre-ignition timing is set to an appropriate value by changing the ignition timing. In this case, the pre-ignition timing map or mathematical expression is set so that, for example, the pre-ignition timing is retarded as the coolant temperature (engine temperature substitute information) decreases. Accordingly, in response to the fact that the fuel becomes harder to vaporize as the engine temperature becomes lower, the pre-ignition timing is retarded, the time from pre-injection to pre-ignition is lengthened, and the time for the pre-injected fuel to vaporize is increased. In addition to being able to earn, the peak timing of the pre-combustion combustion temperature can be retarded to enhance the effect of promoting the vaporization of the main injected fuel.

尚、冷却水温に代えて、吸気温度に応じてプレ点火時期をマップ又は数式等により設定するようにしたり、或は、冷却水温と吸気温度に応じてプレ点火時期をマップ又は数式等により設定するようにしても良い。   In place of the cooling water temperature, the pre-ignition timing is set by a map or a mathematical expression according to the intake air temperature, or the pre-ignition timing is set by a map or a mathematical expression according to the cooling water temperature and the intake air temperature. You may do it.

この後、ステップ106に進み、クランク角センサ29の出力信号とカム角センサ(図示せず)の出力信号に基づいて気筒判別が完了したか否かを判定し、気筒判別が完了したと判定されたときに、プレ燃料制御を次のようにして実行する。まず、ステップ107で、クランク角センサ29で検出したクランク角がプレ噴射時期に到達したか否かを判定し、クランク角がプレ噴射時期に到達したと判定された時点で、ステップ108に進み、プレ噴射を実行して、プレ噴射の要求噴射量分の燃料を噴射する。   Thereafter, the routine proceeds to step 106, where it is determined whether the cylinder discrimination is completed based on the output signal of the crank angle sensor 29 and the output signal of the cam angle sensor (not shown), and it is determined that the cylinder discrimination is completed. The pre-fuel control is executed as follows. First, in Step 107, it is determined whether or not the crank angle detected by the crank angle sensor 29 has reached the pre-injection time. When it is determined that the crank angle has reached the pre-injection time, the process proceeds to Step 108. Pre-injection is executed to inject fuel for the required injection amount of pre-injection.

この後、ステップ109に進み、クランク角センサ29で検出したクランク角がプレ点火時期に到達したか否かを判定し、クランク角がプレ点火時期に到達したと判定された時点で、ステップ110に進み、プレ噴射による混合気に点火するプレ点火を実行する。これにより、プレ噴射による混合気を燃焼させる。   Thereafter, the routine proceeds to step 109, where it is determined whether or not the crank angle detected by the crank angle sensor 29 has reached the pre-ignition timing. When it is determined that the crank angle has reached the pre-ignition timing, the routine proceeds to step 110. Advance and execute pre-ignition to ignite the air-fuel mixture by pre-injection. Thereby, the air-fuel mixture by the pre-injection is burned.

尚、プレ燃焼制御を実施しなくても始動性を確保できる場合(例えば、冷却水温が所定値以上の場合)には、プレ噴射の要求噴射量を「0」に設定して、プレ噴射及びプレ点火を実行しないようにしても良い。   If startability can be ensured without performing pre-combustion control (for example, when the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined value), the required injection amount for pre-injection is set to “0” and pre-injection and Pre-ignition may not be executed.

この後、メイン燃焼制御を次のようにして実行する。まず、ステップ111で、クランク角センサ29で検出したクランク角がメイン噴射時期に到達したか否かを判定し、クランク角がメイン噴射時期に到達したと判定された時点で、ステップ112に進み、メイン噴射を実行して、メイン噴射の要求噴射量分の燃料を噴射する。   Thereafter, the main combustion control is executed as follows. First, at step 111, it is determined whether or not the crank angle detected by the crank angle sensor 29 has reached the main injection timing, and when it is determined that the crank angle has reached the main injection timing, the routine proceeds to step 112, The main injection is executed to inject fuel for the required injection amount of the main injection.

この後、ステップ113に進み、クランク角センサ29で検出したクランク角がメイン点火時期に到達したか否かを判定し、クランク角がメイン点火時期に到達したと判定された時点で、ステップ114に進み、メイン噴射による混合気に点火するメイン点火を実行する。これにより、メイン噴射による混合気を燃焼させる。   Thereafter, the routine proceeds to step 113, where it is determined whether or not the crank angle detected by the crank angle sensor 29 has reached the main ignition timing, and when it is determined that the crank angle has reached the main ignition timing, the routine proceeds to step 114. The main ignition is executed to ignite the air-fuel mixture by the main injection. Thereby, the air-fuel mixture by the main injection is burned.

一方、上記ステップ101で、始動時ではない(つまり始動後である)と判定された場合には、ステップ115に進み、始動後(例えば暖機制御時)のバルブタイミング制御を実行する。この際、例えば、エンジン運転状態(エンジン回転速度、負荷、冷却水温等)に基づいて目標排気バルブタイミングと目標吸気バルブタイミングをマップ又は数式等により設定し、実排気バルブタイミングを目標排気バルブタイミングに一致させるように排気側の可変バルブタイミング装置33を制御すると共に、実吸気バルブタイミングを目標吸気バルブタイミングに一致させるように吸気側の可変バルブタイミング装置32を制御する。   On the other hand, if it is determined in step 101 that it is not at the time of starting (that is, after starting), the routine proceeds to step 115, where valve timing control after starting (for example, during warm-up control) is executed. At this time, for example, the target exhaust valve timing and the target intake valve timing are set by a map or a mathematical formula based on the engine operating state (engine speed, load, cooling water temperature, etc.), and the actual exhaust valve timing is set to the target exhaust valve timing. The exhaust-side variable valve timing device 33 is controlled so as to match, and the intake-side variable valve timing device 32 is controlled so that the actual intake valve timing matches the target intake valve timing.

この後、ステップ116に進み、エンジン運転状態(エンジン回転速度、負荷、冷却水温等)に基づいて始動後(例えば暖機制御時)の要求噴射量をマップ又は数式等により設定する。この後、ステップ117に進み、エンジン運転状態(エンジン回転速度、負荷、冷却水温等)に基づいて始動後(例えば暖機制御時)の噴射時期をマップ又は数式等により設定した後、ステップ118に進み、エンジン運転状態(エンジン回転速度、負荷、冷却水温等)に基づいて始動後(例えば暖機制御時)の点火時期をマップ又は数式等により設定する。   Thereafter, the process proceeds to step 116, and the required injection amount after start-up (for example, during warm-up control) is set based on the engine operating state (engine speed, load, cooling water temperature, etc.) using a map or a mathematical expression. Thereafter, the process proceeds to step 117, and after setting the injection timing after start (for example, at the time of warm-up control) based on the engine operating state (engine speed, load, cooling water temperature, etc.) using a map or a mathematical formula, the process proceeds to step 118. Then, based on the engine operating state (engine speed, load, cooling water temperature, etc.), the ignition timing after startup (for example, during warm-up control) is set using a map or mathematical expression.

この後、ステップ119に進み、クランク角センサ29で検出したクランク角が噴射時期に到達したか否かを判定し、クランク角が噴射時期に到達したと判定された時点で、ステップ120に進み、燃料噴射を実行して、要求噴射量分の燃料を噴射する。   Thereafter, the process proceeds to step 119, where it is determined whether the crank angle detected by the crank angle sensor 29 has reached the injection timing, and when it is determined that the crank angle has reached the injection timing, the process proceeds to step 120, Fuel injection is executed to inject fuel for the required injection amount.

この後、ステップ121に進み、クランク角センサ29で検出したクランク角が点火時期に到達したか否かを判定し、クランク角が点火時期に到達したと判定された時点で、ステップ122に進み、混合気に点火する点火を実行して、混合気を燃焼させる。   Thereafter, the routine proceeds to step 121, where it is determined whether or not the crank angle detected by the crank angle sensor 29 has reached the ignition timing, and when it is determined that the crank angle has reached the ignition timing, the routine proceeds to step 122, Ignition for igniting the mixture is executed to burn the mixture.

以上説明した本実施例では、エンジン始動時にNVO期間を設けるように可変バルブタイミング装置32,33を制御し、このNVO期間中に筒内に燃料を噴射するプレ噴射を実行すると共に、このプレ噴射による混合気に点火するプレ点火を実行して、プレ噴射による混合気を燃焼させるプレ燃焼制御を実施するようにしたので、プレ燃焼の燃焼熱で筒内温度を上昇させることができ、その後、メイン噴射を実行したときに、メイン噴射燃料の気化を効果的に促進することができる。この場合、メイン噴射燃料の初爆が始まる前からプレ燃焼の燃焼熱でメイン噴射燃料の気化を促進することができるため、各気筒の第1回目のメイン噴射燃料から気化を促進することができる。これにより、低温始動時でもメイン燃焼の燃焼状態を早期に安定化させることが可能となり、低温始動時の始動性を向上させながら、排気エミッション低減、燃費節減の要求を満たすことができる。しかも、始動性を向上させるための部品や装置等を新たに設ける必要がないため、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。   In the present embodiment described above, the variable valve timing devices 32 and 33 are controlled so as to provide an NVO period when the engine is started, and during this NVO period, pre-injection for injecting fuel into the cylinder is executed and this pre-injection is performed. Since the pre-ignition control for igniting the air-fuel mixture is performed and the air-fuel mixture is combusted by pre-injection, the in-cylinder temperature can be increased by the combustion heat of the pre-combustion, and then When the main injection is executed, the vaporization of the main injection fuel can be effectively promoted. In this case, since the main injection fuel can be vaporized by the combustion heat of the pre-combustion before the first explosion of the main injection fuel starts, vaporization can be promoted from the first main injection fuel of each cylinder. . As a result, the combustion state of the main combustion can be stabilized at an early stage even at a low temperature start, and the requirements for exhaust emission reduction and fuel consumption reduction can be satisfied while improving the startability at the low temperature start. In addition, since it is not necessary to newly provide parts or devices for improving the startability, it is possible to satisfy the demand for cost reduction, which is an important technical problem in recent years.

また、本実施例では、NVO期間の前半にプレ噴射を実行するようにしたので、NVO期間の前半(つまり排気行程後半)のピストン35の上昇によって、プレ噴射による混合気を圧縮して高圧にした状態(燃焼し易い状態)でプレ点火を実行することができ、プレ噴射による混合気を確実に燃焼させることができる。   In this embodiment, since the pre-injection is executed in the first half of the NVO period, the air-fuel mixture by the pre-injection is compressed to a high pressure by the rise of the piston 35 in the first half of the NVO period (that is, the second half of the exhaust stroke). Thus, pre-ignition can be performed in a state where combustion is easy (a state in which combustion is easy), and the air-fuel mixture by pre-injection can be reliably burned.

更に、本実施例では、プレ噴射の実行後のTDC又はTDC後にプレ点火を実行するようにしたので、TDC前にプレ点火を実行する場合に比べて、プレ燃焼の燃焼温度のピークタイミングを遅角させて、メイン噴射燃料の気化促進効果を高めることができる。   Further, in this embodiment, since pre-ignition is executed after TDC after execution of pre-injection or after TDC, the peak timing of the combustion temperature of pre-combustion is delayed compared to the case where pre-ignition is executed before TDC. The effect of promoting the vaporization of the main injection fuel can be enhanced.

尚、上記実施例では、吸気側及び排気側の可変バルブタイミング装置32,33を制御して、NVO期間を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、吸気バルブのリフト量を変化させる吸気側の可変バルブリフト装置と、排気バルブのリフト量を変化させる排気側の可変バルブリフト装置とを備えたシステム場合には、吸気側及び排気側の可変バルブリフト装置を制御して、NVO期間を設けるようにしても良い。具体的には、図6に示すように、排気側の可変バルブリフト装置によって排気バルブの閉弁時期がTDCよりも進角側になるように排気バルブのリフト量を制御すると共に、吸気側の可変バルブリフト装置によって吸気バルブの開弁時期がTDCよりも遅角側になるように吸気バルブのリフト量を制御して、NVO期間を設ける。   In the above embodiment, the variable valve timing devices 32 and 33 on the intake side and the exhaust side are controlled to provide the NVO period. However, the present invention is not limited to this, and for example, the lift amount of the intake valve is changed. In the case of a system including an intake side variable valve lift device and an exhaust side variable valve lift device that changes the lift amount of the exhaust valve, the intake side and exhaust side variable valve lift devices are controlled to control the NVO period. May be provided. Specifically, as shown in FIG. 6, the exhaust valve lift amount is controlled by the variable valve lift device on the exhaust side so that the closing timing of the exhaust valve is on the more advanced side than the TDC, and the intake side An NVO period is provided by controlling the lift amount of the intake valve so that the opening timing of the intake valve is retarded from the TDC by the variable valve lift device.

また、上記実施例では、吸気側と排気側の両方の可変バルブタイミング装置32,33によりNVO期間を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、吸気側と排気側のうちの一方の可変バルブタイミング装置によりNVO期間を設けるようにしたり、或は、吸気側と排気側のうちの一方の可変バルブリフト装置によりNVO期間を設けるようにしても良い。   In the above embodiment, the NVO period is provided by the variable valve timing devices 32 and 33 on both the intake side and the exhaust side. However, the present invention is not limited to this. For example, one of the intake side and the exhaust side is provided. The NVO period may be provided by a variable valve timing device, or the NVO period may be provided by one of the intake side and exhaust side variable valve lift devices.

また、上記実施例では、プレ噴射を実行する際に、プレ噴射の要求噴射量分の燃料を1回で噴射するようにしたが、これに限定されず、例えば、プレ噴射の要求噴射量が燃料噴射弁21の噴射可能な最小噴射量の2倍以上の場合には、プレ噴射の要求噴射量分の燃料を複数回(2回以上)に分割して噴射するようにしても良い。このようにすれば、プレ噴射の要求噴射量分の燃料を少量づつ噴射して、プレ噴射燃料の気化を促進することができ、プレ噴射による混合気をより確実に燃焼させることができる。   In the above embodiment, when the pre-injection is executed, the fuel for the required injection amount of the pre-injection is injected at a time. However, the present invention is not limited to this. For example, the required injection amount of the pre-injection is When the fuel injection valve 21 is at least twice the minimum injection amount that can be injected, the fuel for the required injection amount for pre-injection may be divided and injected multiple times (two or more times). If it does in this way, the fuel for the required injection quantity of pre-injection will be injected little by little, vaporization of pre-injection fuel can be accelerated | stimulated, and the air-fuel | gaseous mixture by pre-injection can be burned more reliably.

また、上記実施例では、NVO期間の長さ、プレ噴射時期、プレ点火時期を、それぞれ冷却水温(エンジン温度の代用情報)等に応じて設定するようにしたが、これに限定されず、例えば、NVO期間の長さ、プレ噴射時期、プレ点火時期のうちの少なくとも1つを、予め設定した固定値として、演算処理を簡略化するようにしても良い。   Further, in the above embodiment, the length of the NVO period, the pre-injection timing, and the pre-ignition timing are set according to the cooling water temperature (engine temperature substitute information), etc., but the present invention is not limited to this. The calculation process may be simplified by setting at least one of the length of the NVO period, the pre-injection timing, and the pre-ignition timing as a fixed value set in advance.

また、上記実施例では、エンジン始動時(始動完了前)のみにプレ燃焼制御を実施するようにしたが、これに限定されず、エンジン始動後も所定期間はプレ燃焼制御を実施するようにしても良い。このようにすれば、エンジン始動後も所定期間が経過するまでプレ燃焼によってメイン噴射燃料の気化を促進することができる。この際、エンジン始動後にプレ燃焼制御を実施する所定期間は、予め設定した固定値としても良いが、冷却水温(エンジン温度の代用情報)やエンジン回転速度等に応じて設定するようにしても良い。また、エンジン始動後に冷却水温やエンジン回転速度が所定値を越えるまでの期間を所定期間としても良い。   In the above embodiment, the pre-combustion control is performed only when the engine is started (before the start is completed). However, the present invention is not limited to this, and the pre-combustion control is performed for a predetermined period after the engine is started. Also good. In this way, vaporization of the main injection fuel can be promoted by pre-combustion until a predetermined period has elapsed even after the engine is started. At this time, a predetermined period during which the pre-combustion control is performed after the engine is started may be a fixed value set in advance, or may be set in accordance with a cooling water temperature (engine temperature substitute information), an engine speed, or the like. . Further, a period until the cooling water temperature or the engine rotation speed exceeds a predetermined value after the engine is started may be set as the predetermined period.

或は、エンジン始動時に所定期間だけプレ燃焼制御を実行するようにしても良い。この際、エンジン始動時にプレ燃焼制御を実施する所定期間は、予め設定した固定値としても良いが、冷却水温(エンジン温度の代用情報)やエンジン回転速度等に応じて設定するようにしても良い。   Alternatively, the pre-combustion control may be executed only for a predetermined period when the engine is started. At this time, the predetermined period during which the pre-combustion control is performed at the time of starting the engine may be a fixed value set in advance, or may be set according to the cooling water temperature (engine temperature substitute information), the engine speed, or the like. .

その他、本発明は、図1に示すような筒内噴射式エンジンに限定されず、吸気ポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁の両方を備えたデュアル噴射式のエンジンにも適用して実施できる。   In addition, the present invention is not limited to the in-cylinder injection engine as shown in FIG. 1, and is a dual-injection engine having both a fuel injection valve for intake port injection and a fuel injection valve for in-cylinder injection. Can also be applied.

11…エンジン(内燃機関)、12…吸気管、16…スロットルバルブ、21…燃料噴射弁、22…点火プラグ、23…排気管、26…冷却水温センサ、29…クランク角センサ、30…吸気バルブ、31…排気バルブ、32,33…可変バルブタイミング装置(可変バルブ装置)、34…ECU(燃焼制御手段)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine (internal combustion engine), 12 ... Intake pipe, 16 ... Throttle valve, 21 ... Fuel injection valve, 22 ... Spark plug, 23 ... Exhaust pipe, 26 ... Cooling water temperature sensor, 29 ... Crank angle sensor, 30 ... Intake valve , 31 ... exhaust valves, 32, 33 ... variable valve timing device (variable valve device), 34 ... ECU (combustion control means)

Claims (8)

内燃機関の吸気バルブと排気バルブのうちの少なくとも一方のバルブ開閉特性を変化させる可変バルブ装置を備えた内燃機関の制御装置において、
内燃機関の始動時に排気行程後半から吸気行程前半に前記排気バルブと前記吸気バルブが両方とも閉弁した状態になる負のバルブオーバーラップ期間を設けるように前記可変バルブ装置を制御し、前記負のバルブオーバーラップ期間中に筒内に燃料を噴射するプレ噴射を実行すると共に該プレ噴射による混合気に点火するプレ点火を実行して該プレ噴射による混合気を燃焼させるプレ燃焼制御と、前記プレ噴射の実行後の吸気行程又は圧縮行程で燃料を噴射するメイン噴射を実行すると共に該メイン噴射による混合気に点火するメイン点火を実行して該メイン噴射による混合気を燃焼させるメイン燃焼制御とを実施する燃焼制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
In a control device for an internal combustion engine comprising a variable valve device that changes a valve opening / closing characteristic of at least one of an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine,
The variable valve device is controlled to provide a negative valve overlap period in which both the exhaust valve and the intake valve are closed from the latter half of the exhaust stroke to the first half of the intake stroke when the internal combustion engine is started. Pre-injection for injecting fuel into the cylinder during the valve overlap period, and pre-ignition control for igniting the air-fuel mixture by the pre-injection to burn the air-fuel mixture by the pre-injection; Main combustion control for injecting fuel in the intake stroke or compression stroke after execution of injection, and executing main ignition for igniting the air-fuel mixture by the main injection to combust the air-fuel mixture by the main injection; A control device for an internal combustion engine, characterized by comprising combustion control means for carrying out.
前記燃焼制御手段は、前記負のバルブオーバーラップ期間の前半に前記プレ噴射を実行す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。   The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the combustion control means executes the pre-injection in the first half of the negative valve overlap period. 前記燃焼制御手段は、前記プレ噴射を実行する際に該プレ噴射の要求噴射量が燃料噴射弁の噴射可能な最小噴射量の2倍以上の場合には該プレ噴射の要求噴射量分の燃料を複数回に分割して噴射することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。   When the pre-injection executes the pre-injection, if the required injection amount of the pre-injection is more than twice the minimum injection amount that can be injected by the fuel injection valve, fuel for the required injection amount of the pre-injection 3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injection is divided into a plurality of times and injected. 前記燃焼制御手段は、機関温度と機関回転速度と排気温度のうちの少なくとも1つに基づいて前記プレ噴射の噴射時期を設定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the combustion control means sets the injection timing of the pre-injection based on at least one of an engine temperature, an engine speed, and an exhaust temperature. Engine control device. 前記燃焼制御手段は、前記プレ噴射の実行後の上死点又は上死点後に前記プレ点火を実行することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the combustion control means executes the pre-ignition after top dead center or after top dead center after execution of the pre-injection. 前記燃焼制御手段は、機関温度と吸気温度のうちの少なくとも一方に基づいて前記プレ点火の点火時期を設定することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   6. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the combustion control means sets the ignition timing of the pre-ignition based on at least one of an engine temperature and an intake air temperature. 前記燃焼制御手段は、機関温度と吸気温度のうちの少なくとも一方に基づいて前記負のバルブオーバーラップ期間の長さを設定することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the combustion control means sets the length of the negative valve overlap period based on at least one of an engine temperature and an intake air temperature. Control device. 前記燃焼制御手段は、内燃機関の始動後も所定期間は前記プレ燃焼制御を実施することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   8. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the combustion control means performs the pre-combustion control for a predetermined period after the internal combustion engine is started.
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