JP2012255366A - Control device and control method for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for an internal combustion engine which can effectively reduce a PM exhaust amount while securing stability of combustion immediately after cold start of the internal combustion engine at the warm-up of an exhaust purifying catalyst, and a control method for the internal combustion engine.SOLUTION: An engine 10 includes an injector 21 for directly jetting fuel into a combustion chamber 22, an ignition plug 36, a variable valve timing mechanism 33 for varying opening/closing timing of an intake valve 31, and a three-way catalyst 38 provided to an exhaust pipe 35. An ECU 50 performs control for delaying ignition timing by an ignition plug 36 by jetting fuel in the intake stroke and compression stroke of the engine 10 with the injector 21 and increasing a fuel injection amount in the compression stroke more than a fuel injection amount in the intake stroke while increasing an overlap amount of opening periods of the intake valve 31 and exhaust valve 32 by the variable valve timing mechanism 33 when executing the cold start of the engine 10.

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒を暖機する制御を実行する内燃機関の制御装置、及び内燃機関の制御方法に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that executes control for warming up an exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, and a control method for the internal combustion engine.

従来、排気浄化触媒の早期暖機を図るべく、圧縮行程噴射により点火プラグ周りにリッチ混合気を形成して着火性を向上させるとともに、点火時期の遅角により、いわゆる後燃えを生じさせて排気温度を上昇させるものがある。   Conventionally, in order to warm up the exhaust purification catalyst early, a rich air-fuel mixture is formed around the spark plug by compression stroke injection to improve ignitability, and so-called afterburning is caused by retarding the ignition timing, and exhaust gas is exhausted. Some increase the temperature.

ただし、機関の冷間始動時に圧縮行程噴射を実施すると、ピストンへの燃料付着量が増加したり、混合気が部分的に濃くなり過ぎたりすることで、PM(Particulate Matter)が多く排出される事がある。このため、近年のPM規制の導入を受けて、PM排出量低減が課題となっている。   However, if compression stroke injection is performed during cold start of the engine, a large amount of PM (Particulate Matter) is discharged because the amount of fuel adhering to the piston increases or the air-fuel mixture partially becomes too thick There is a thing. For this reason, in response to the recent introduction of PM regulations, reduction of PM emissions has become an issue.

ここで、圧縮行程での噴射時期を遅角させ過ぎると、点火プラグ周りの空燃比が過度にリッチ化して、PM排出量が増加するおそれがある。この点、機関の温度が高くなるに従って燃料の霧化が促進されることを考慮して、機関温度が高くなるほど、圧縮行程での噴射時期を進角させるものがある(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載のものによれば、点火プラグ周りの空燃比が過度にリッチ化することを抑制して、PM排出量を低減することができる。   Here, if the injection timing in the compression stroke is delayed too much, the air-fuel ratio around the spark plug becomes excessively rich, and the PM emission amount may increase. In this regard, in consideration of the fact that fuel atomization is promoted as the engine temperature increases, there is one that advances the injection timing in the compression stroke as the engine temperature increases (see, for example, Patent Document 1). ). According to the device described in Patent Document 1, it is possible to reduce the PM emission amount by suppressing the air-fuel ratio around the spark plug from being excessively rich.

特許第4000926号公報Japanese Patent No. 4000926

しかしながら、特許文献1に記載のものでは、機関温度が上昇するまでは圧縮行程での噴射時期を進角させることができず、機関の冷間始動直後にはPM排出量を効果的に低減することができない。   However, in the one described in Patent Document 1, the injection timing in the compression stroke cannot be advanced until the engine temperature rises, and the PM emission amount is effectively reduced immediately after the cold start of the engine. I can't.

また、機関の冷間始動直後においてPM排出量を低減するために、圧縮行程での燃料噴射量を減少させることが考えられる。しかしながら、点火時期の遅角を行うためには、燃焼の安定性を確保する必要があり、圧縮行程での燃料噴射量を減少させるにも限度がある。このため、PM排出量を低減する効果も自ずと限られたものとなる。なお、圧縮行程で微少量の燃料噴射を行うためには、インジェクタの最小噴射量を小さくする必要があり、インジェクタのコスト増加を招くとともに、噴射量ばらつきが大きくなるといった問題がある。   It is also conceivable to reduce the fuel injection amount in the compression stroke in order to reduce the PM emission immediately after the cold start of the engine. However, in order to retard the ignition timing, it is necessary to ensure the stability of combustion, and there is a limit to reducing the fuel injection amount in the compression stroke. For this reason, the effect of reducing the PM emission amount is naturally limited. In order to inject a small amount of fuel in the compression stroke, it is necessary to reduce the minimum injection amount of the injector, which causes an increase in the cost of the injector and increases the variation in the injection amount.

本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、排気浄化触媒の暖機に際して、内燃機関の冷間始動直後から、燃焼の安定性を確保しつつ、PM排出量を効果的に低減することのできる内燃機関の制御装置、及び内燃機関の制御方法を提供することを主たる目的とするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and when warming up the exhaust purification catalyst, the PM emission amount is effectively reduced while ensuring the stability of combustion immediately after the cold start of the internal combustion engine. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine and a control method for the internal combustion engine.

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。   The present invention employs the following means in order to solve the above problems.

請求項1に記載の発明は、内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁により噴射された燃料と空気との混合気に点火する点火栓と、前記機関の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを可変とする可変動弁機構と、前記機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、を備える内燃機関に適用される制御装置であって、前記機関が冷間始動された場合に、前記可変動弁機構により前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを変更することによって内部EGR量を増加させるとともに、前記燃料噴射弁により前記機関の吸気行程及び圧縮行程に燃料を噴射させ且つ前記圧縮行程での燃料噴射量を前記吸気行程での燃料噴射量よりも多くし、前記点火栓による点火時期を遅角させる制御を実行する制御手段を備えることを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine, an ignition plug that ignites a mixture of fuel and air injected by the fuel injection valve, A control device applied to an internal combustion engine comprising: a variable valve mechanism that makes opening / closing timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve variable; and an exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of the engine, When the engine is cold-started, the variable valve mechanism increases the internal EGR amount by changing the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve, and the fuel injection valve controls the engine. Control for injecting fuel in the intake stroke and compression stroke, and making the fuel injection amount in the compression stroke larger than the fuel injection amount in the intake stroke, and retarding the ignition timing by the spark plug Characterized in that it comprises a control means for executing.

上記構成によれば、燃料噴射弁により、内燃機関の気筒内に燃料が直接噴射される。そして、点火栓により、燃料噴射弁により噴射された燃料と空気との混合気に点火される。また、可変動弁機構により、機関の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングが変更される。   According to the above configuration, the fuel is directly injected into the cylinder of the internal combustion engine by the fuel injection valve. The mixture of fuel and air injected by the fuel injection valve is ignited by the spark plug. Further, the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve of the engine is changed by the variable valve mechanism.

ここで、機関が冷間始動された場合に、可変動弁機構により吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングが変更されることによって、内部EGR(exhaust gas recirculation)量が増加させられる。一般に、内部EGR量を増加させた場合には、燃料の燃焼が不安定となる。この点、燃料噴射弁により機関の吸気行程及び圧縮行程に燃料が噴射され、且つ圧縮行程での燃料噴射量が吸気行程での燃料噴射量よりも多くされる。したがって、点火栓周りの混合気の空燃比を一層リッチ化することができ、混合気の着火性及び燃焼の安定性を確保することができる。   Here, when the engine is cold-started, an internal EGR (exhaust gas recirculation) amount is increased by changing the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve by the variable valve mechanism. Generally, when the amount of internal EGR is increased, fuel combustion becomes unstable. In this respect, fuel is injected by the fuel injection valve in the intake stroke and the compression stroke of the engine, and the fuel injection amount in the compression stroke is made larger than the fuel injection amount in the intake stroke. Therefore, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture around the spark plug can be further enriched, and the ignitability of the air-fuel mixture and the stability of combustion can be ensured.

このとき、点火栓周りの空燃比がリッチ化したとしても、内部EGRの熱により燃料の霧化を促進することができる。このため、燃料が気筒内に付着したり、燃料の液滴が大きくなったりすることを抑制することができる。特に機関が冷間始動された直後は、気筒内の温度が低く燃料が霧化しにくいため、内部EGRの熱により燃料の霧化を促進することで、PM排出量を効果的に低減することができる。   At this time, even if the air-fuel ratio around the spark plug becomes rich, fuel atomization can be promoted by the heat of the internal EGR. For this reason, it can suppress that a fuel adheres in a cylinder or the droplet of a fuel becomes large. Immediately after the engine is cold started, the temperature in the cylinder is low and the fuel is difficult to atomize. Therefore, by promoting the atomization of the fuel by the heat of the internal EGR, the PM emission amount can be effectively reduced. it can.

そして、点火栓による点火時期が遅角されるため、排気の温度を上昇させて排気浄化触媒の暖機を促進することができる。その結果、触媒の暖機に際して、機関の冷間始動直後から、燃焼の安定性を確保しつつ、PM排出量を効果的に低減することができる。   And since the ignition timing by the spark plug is retarded, it is possible to increase the temperature of the exhaust and promote warm-up of the exhaust purification catalyst. As a result, when the catalyst is warmed up, the PM emission amount can be effectively reduced while ensuring the stability of combustion immediately after the cold start of the engine.

なお、内部EGRを増加させる手段として、例えば可変動弁機構により吸気弁と排気弁との開弁期間のオーバーラップ量を増大させるといった構成を採用することができる。ここで、オーバーラップ量を増大させることは、上記制御の実行前と比較してオーバーラップ量を増大させることであり、オーバーラップ量が0の状態からオーバーラップを生じさせることを含むものとする。また、点火栓による点火時期を遅角させることは、上記制御の実行前と比較して点火時期を遅角させることであり、点火時期の進角量を減少させることを含むものとする。   As a means for increasing the internal EGR, for example, a variable valve mechanism can be used to increase the overlap amount during the valve opening period of the intake valve and the exhaust valve. Here, increasing the overlap amount means increasing the overlap amount as compared to before the execution of the control, and includes generating an overlap from a state where the overlap amount is zero. Further, retarding the ignition timing by the spark plug is retarding the ignition timing as compared to before the execution of the control, and includes reducing the advance amount of the ignition timing.

一般に、可変動弁機構により開閉タイミングが変更される吸気弁では、開弁期間が180°CA(Crank Angle)よりも大きく設定されている。このため、内燃機関の回転速度が低い場合には、BDC(Bottom Dead Center)よりも後の開弁期間で、吸気が吹き戻されることとなる。   Generally, in an intake valve whose opening / closing timing is changed by a variable valve mechanism, the valve opening period is set to be larger than 180 ° CA (Crank Angle). For this reason, when the rotational speed of the internal combustion engine is low, the intake air is blown back in a valve opening period after BDC (Bottom Dead Center).

この点、請求項2に記載の発明では、前記制御手段は、前記可変動弁機構により前記吸気弁の開閉タイミングを進角させることで、前記内部EGR量を増加させるといった構成を採用している。このため、内部EGR量を増加させるとともに、吸気の吹き戻しを減少させることができ、吸気の充填効率、ひいては実圧縮比を上昇させることができる。したがって、燃料の燃焼をより安定させることができ、内部EGR量をより増大させることが可能となる。その結果、燃料の霧化をより促進することができ、PM排出量を更に低減することができる。   In this regard, the invention according to claim 2 employs a configuration in which the control means increases the internal EGR amount by advancing the opening / closing timing of the intake valve by the variable valve mechanism. . For this reason, while increasing the amount of internal EGR, it is possible to decrease the blowback of the intake air, and it is possible to increase the charging efficiency of the intake air, and thus the actual compression ratio. Therefore, the combustion of fuel can be made more stable, and the internal EGR amount can be further increased. As a result, fuel atomization can be further promoted, and the PM emission amount can be further reduced.

具体的には、請求項3に記載のように、前記制御手段は、前記排気浄化触媒の暖機が終了したことを条件として、前記機関の暖機が終了するよりも前に前記制御を終了するといった構成を採用することができる。すなわち、排気浄化触媒の暖機を促進する上記制御は、機関の冷間始動直後に比較的短い期間実行されるものであり、例えば15〜25秒間実行される。このため、一般に、排気浄化触媒の暖機が終了した場合であっても、内燃機関の暖機は未だ終了しておらず、機関の暖機が終了するよりも前に上記制御が終了されることとなる。近年のPM規制に対しては、このような短期間でのPM排出量も低減する必要がある。   Specifically, as described in claim 3, the control means ends the control before the engine warm-up is completed on the condition that the exhaust purification catalyst warm-up is completed. It is possible to adopt a configuration such as. That is, the above-described control for promoting the warm-up of the exhaust purification catalyst is executed for a relatively short period immediately after the cold start of the engine, and is executed for 15 to 25 seconds, for example. For this reason, in general, even when the exhaust purification catalyst has been warmed up, the warming up of the internal combustion engine has not yet been finished, and the control is finished before the warming up of the engine is finished. It will be. In recent PM regulations, it is necessary to reduce the amount of PM emission in such a short period.

請求項4に記載の発明は、内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁により噴射された燃料と空気との混合気に点火する点火栓と、前記機関の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを可変とする可変動弁機構と、前記機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、を備える内燃機関の制御方法であって、前記機関が冷間始動された場合に、前記可変動弁機構により前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを変更することによって内部EGR量を増加させるとともに、前記燃料噴射弁により前記機関の吸気行程及び圧縮行程に燃料を噴射させ且つ前記圧縮行程での燃料噴射量を前記吸気行程での燃料噴射量よりも多くし、前記点火栓による点火時期を遅角させることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine, an ignition plug that ignites a mixture of fuel and air injected by the fuel injection valve, A control method for an internal combustion engine, comprising: a variable valve mechanism that varies an opening / closing timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve; and an exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of the engine. When the engine is started for a while, the variable valve mechanism increases the internal EGR amount by changing the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve, and the fuel injection valve increases the intake stroke of the engine. Fuel is injected during the compression stroke, and the fuel injection amount in the compression stroke is made larger than the fuel injection amount in the intake stroke, and the ignition timing by the spark plug is retarded. .

上記工程によれば、請求項1に記載された発明と同様の作用効果を奏することができる。   According to the said process, there can exist an effect similar to the invention described in Claim 1.

エンジン制御システムの概略を示す図。The figure which shows the outline of an engine control system. 可変バルブタイミング機構によるバルブプロフィールのパターンを示す図。The figure which shows the pattern of the valve profile by a variable valve timing mechanism. 触媒暖機制御の実行態様を示すタイムチャート。The time chart which shows the execution aspect of catalyst warm-up control. 触媒暖機制御の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of catalyst warm-up control. 触媒暖機制御によるPM排出量及びHC排出量の低減効果を示すグラフ。The graph which shows the reduction effect of PM discharge amount and HC discharge amount by catalyst warm-up control. 各可変バルブタイミング機構によるオーバーラップ量とPM排出量及びHC排出量との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the overlap amount by each variable valve timing mechanism, PM discharge amount, and HC discharge amount.

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、車両に搭載される筒内噴射式の多気筒4サイクルガソリンエンジンを制御対象とし、このエンジンにおける各種アクチュエータの制御を実行するものとして具体化している。まず、図1を参照して、エンジン制御システムの概略を説明する。   Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a cylinder injection type multi-cylinder four-cycle gasoline engine mounted on a vehicle is used as a control target, and control of various actuators in this engine is executed. First, an outline of the engine control system will be described with reference to FIG.

筒内噴射式エンジン10(内燃機関)において、吸気管11の上流部には吸入空気量を検出するためのエアフロメータ12が設けられている。エアフロメータ12の下流側には、DCモータ等のスロットルアクチュエータ13によって開度調節されるスロットルバルブ14が設けられている。このスロットルバルブ14の開度(スロットル開度)は、スロットルアクチュエータ13に内蔵されたスロットル開度センサにより検出される。スロットルバルブ14の下流側には、サージタンク16が設けられている。サージタンク16には、吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ17が設けられている。また、サージタンク16には、エンジン10の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド18が接続されている。   In the in-cylinder injection engine 10 (internal combustion engine), an air flow meter 12 for detecting an intake air amount is provided upstream of the intake pipe 11. A throttle valve 14 whose opening degree is adjusted by a throttle actuator 13 such as a DC motor is provided on the downstream side of the air flow meter 12. The opening degree of the throttle valve 14 (throttle opening degree) is detected by a throttle opening degree sensor built in the throttle actuator 13. A surge tank 16 is provided on the downstream side of the throttle valve 14. The surge tank 16 is provided with an intake pipe pressure sensor 17 for detecting the intake pipe pressure. The surge tank 16 is connected to an intake manifold 18 that introduces air into each cylinder of the engine 10.

シリンダブロック20には電磁駆動式のインジェクタ21(燃料噴射弁)が設けられており、このインジェクタ21により燃焼室22(気筒)内に燃料が直接噴射される。インジェクタ21に対しては、図示しない高圧ポンプと燃料配管(デリバリパイプ)とを通じて高圧燃料が供給されるようになっている。なお、高圧ポンプは、例えば10〜20MPa程度に燃料圧を高圧化する。   The cylinder block 20 is provided with an electromagnetically driven injector 21 (fuel injection valve), and fuel is directly injected into the combustion chamber 22 (cylinder) by the injector 21. High pressure fuel is supplied to the injector 21 through a high pressure pump (not shown) and a fuel pipe (delivery pipe). The high pressure pump increases the fuel pressure to about 10 to 20 MPa, for example.

また、エンジン10の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ吸気バルブ31及び排気バルブ32が設けられている。吸気バルブ31(吸気弁)の開動作により吸入空気が燃焼室22内に導入され、排気バルブ32(排気弁)の開動作により燃焼後の排気が排気管35(排気通路)に排出される。エンジン10のクランクシャフトの回転に基づいて、図示しない吸気カムシャフト及び排気カムシャフトがそれぞれ回転させられる。そして、吸気カムシャフトに設けられたカム及び排気カムシャフトに設けられたカムにより、吸気バルブ31及び排気バルブ32がそれぞれ往復駆動される。   An intake valve 31 and an exhaust valve 32 are provided at the intake port and the exhaust port of the engine 10, respectively. The intake air is introduced into the combustion chamber 22 by the opening operation of the intake valve 31 (intake valve), and the exhaust gas after combustion is discharged to the exhaust pipe 35 (exhaust passage) by the opening operation of the exhaust valve 32 (exhaust valve). An intake camshaft and an exhaust camshaft (not shown) are rotated based on the rotation of the crankshaft of the engine 10. The intake valve 31 and the exhaust valve 32 are reciprocally driven by the cam provided on the intake camshaft and the cam provided on the exhaust camshaft, respectively.

吸気バルブ31及び排気バルブ32には、それら各バルブの開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミング機構33,34(可変動弁機構)が設けられている。可変バルブタイミング機構33,34はそれぞれ、エンジン10のクランシャフトと吸気カムシャフトとの相対回転位相、及びエンジン10のクランシャフトと排気カムシャフトとの相対回転位相を変更する。本実施形態では、可変バルブタイミング機構33,34として、電動式の可変バルブタイミング機構を用いている。   The intake valve 31 and the exhaust valve 32 are provided with variable valve timing mechanisms 33 and 34 (variable valve operating mechanisms) that make opening / closing timings of these valves variable. The variable valve timing mechanisms 33 and 34 respectively change the relative rotational phase between the clan shaft of the engine 10 and the intake camshaft and the relative rotational phase of the clan shaft of the engine 10 and the exhaust camshaft. In the present embodiment, electric variable valve timing mechanisms are used as the variable valve timing mechanisms 33 and 34.

エンジン10のシリンダヘッドには各気筒に点火プラグ36(点火栓)が取り付けられており、点火プラグ36には、図示しない点火コイル等を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ36の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室22内において燃料と空気との混合気に点火されて燃焼に供される。   A spark plug 36 (ignition plug) is attached to each cylinder of the cylinder head of the engine 10, and a high voltage is applied to the spark plug 36 at a desired ignition timing through an ignition coil (not shown). By applying this high voltage, a spark discharge is generated between the opposing electrodes of each spark plug 36, and the mixture of fuel and air is ignited in the combustion chamber 22 for combustion.

排気管35には、排気を浄化するための触媒37,38(排気浄化触媒)が設けられている。上流側の触媒37及び下流側の触媒38は、排気中のCO,HC,NOxを浄化する三元触媒である。また、排気管35において三元触媒37の上流側には空燃比センサ39が設けられ、三元触媒37の下流側には空燃比センサ40が設けられている。空燃比センサ39,40は、いずれも排気を検出対象として混合気の空燃比を検出するものである。例えば、上流側の空燃比センサ39としては、空燃比を広域に検出することが可能なA/Fセンサが用いられる。下流側の空燃比センサ40としては、リッチ/リーンに応じて二値の起電力信号を出力するO2センサが用いられる(ただし、A/Fセンサ、O2センサの組み合わせは任意である)。   The exhaust pipe 35 is provided with catalysts 37 and 38 (exhaust gas purification catalyst) for purifying exhaust gas. The upstream catalyst 37 and the downstream catalyst 38 are three-way catalysts that purify CO, HC, and NOx in the exhaust. An air-fuel ratio sensor 39 is provided upstream of the three-way catalyst 37 in the exhaust pipe 35, and an air-fuel ratio sensor 40 is provided downstream of the three-way catalyst 37. The air-fuel ratio sensors 39 and 40 both detect the air-fuel ratio of the air-fuel mixture using exhaust as a detection target. For example, as the upstream air-fuel ratio sensor 39, an A / F sensor capable of detecting the air-fuel ratio in a wide range is used. As the downstream air-fuel ratio sensor 40, an O2 sensor that outputs a binary electromotive force signal in accordance with rich / lean is used (however, the combination of the A / F sensor and the O2 sensor is arbitrary).

その他に、シリンダブロック20には、冷却水温を検出する冷却水温センサ42や、エンジン10の所定クランク角毎に(例えば30°CA周期で)矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ43が取り付けられている。   In addition, the cylinder block 20 includes a coolant temperature sensor 42 that detects the coolant temperature, and a crank angle sensor 43 that outputs a rectangular crank angle signal for each predetermined crank angle of the engine 10 (for example, at a cycle of 30 ° CA). It is attached.

サージタンク16と排気管35とはEGR配管45を介して接続されており、このEGR配管45の途中に電磁駆動式のEGRバルブ46が設けられている。なお、EGR配管45の排気側接続部位は三元触媒37の下流側であってもよい。EGRバルブ46の開度(EGR開度)を調節することにより、排気管35から吸気通路側に再循環される排気の量(外部EGR量)が制御されるようになっている。図中の符号47は、ドライバによるアクセル操作量を検出するためのアクセルセンサである。   The surge tank 16 and the exhaust pipe 35 are connected via an EGR pipe 45, and an electromagnetically driven EGR valve 46 is provided in the middle of the EGR pipe 45. Note that the exhaust side connection portion of the EGR pipe 45 may be downstream of the three-way catalyst 37. By adjusting the opening degree of the EGR valve 46 (EGR opening degree), the amount of exhaust gas recirculated from the exhaust pipe 35 to the intake passage side (external EGR amount) is controlled. Reference numeral 47 in the figure is an accelerator sensor for detecting the amount of accelerator operation by the driver.

上述した各種センサの出力は、エンジン制御を司る電子制御ユニット(以下、ECU50という)に入力される。ECU50(制御装置)は、CPU、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ROMに記憶された各種の制御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インジェクタ21の燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグ36の点火時期等を制御する。また、ECU50は、吸気側及び排気側の可変バルブタイミング機構33,34を駆動させて、吸気バルブ31及び排気バルブ32の開閉タイミング、ひいては吸気バルブ31及び排気バルブ32の開弁期間のオーバーラップ量を制御する。   The outputs of the various sensors described above are input to an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU 50) that controls the engine. The ECU 50 (control device) is configured mainly by a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and executes various control programs stored in the ROM, so that the fuel injection amount of the injector 21 according to the engine operating state. The fuel injection timing, the ignition timing of the spark plug 36, and the like are controlled. Further, the ECU 50 drives the intake and exhaust side variable valve timing mechanisms 33 and 34 to open and close the intake valve 31 and the exhaust valve 32, and thus the overlap amount during the valve opening period of the intake valve 31 and the exhaust valve 32. To control.

ここで、本実施形態では、エンジン10の冷間始動直後の三元触媒37,38の暖機制御要求時に、吸気側の可変バルブタイミング機構33により、吸気バルブ31の開閉タイミングを進角させる。これにより、吸気バルブ31及び排気バルブ32の開閉期間のオーバーラップ量を増大させ、ひいては燃焼室22内における内部EGR量を増加させる。詳しくは、排気行程において排気バルブ32の開弁期間中に吸気バルブ31を開弁させることによる「吸気吹き戻し」により、内部EGR量を増加させる。   Here, in the present embodiment, the opening / closing timing of the intake valve 31 is advanced by the variable valve timing mechanism 33 on the intake side when a warm-up control request for the three-way catalyst 37, 38 immediately after the cold start of the engine 10 is requested. As a result, the overlap amount during the opening / closing period of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 is increased, and thus the internal EGR amount in the combustion chamber 22 is increased. Specifically, the internal EGR amount is increased by “intake air blow-back” by opening the intake valve 31 during the opening period of the exhaust valve 32 in the exhaust stroke.

図2を参照して、可変バルブタイミング機構33,34によるバルブプロフィールのパターンを説明する。ここでは、上記「吸気吹き戻し」以外のパターンについても併せて説明する。なお、図2では、排気バルブ32のバルブプロフィールを実線で示し、吸気バルブ31のバルブプロフィールを点線で示している。   With reference to FIG. 2, the pattern of the valve profile by the variable valve timing mechanisms 33 and 34 will be described. Here, patterns other than the “intake air blow-back” are also described. In FIG. 2, the valve profile of the exhaust valve 32 is indicated by a solid line, and the valve profile of the intake valve 31 is indicated by a dotted line.

図2において、(a)は通常時のバルブプロフィールを示しており、排気行程で排気バルブ32が開弁するとともに、吸気行程で吸気バルブ31が開弁する。このとき、吸気バルブ31及び排気バルブ32の開弁期間は、それぞれ180°CAよりも大きくなっている。このため、エンジン10の回転速度が低い場合には、吸気バルブ31においてBDCよりも後の開弁期間で、吸気が若干吹き戻されることとなる。また、ピストンのTDC(Top Dead Center)付近で、吸気バルブ31と排気バルブ32との開弁期間に若干のオーバーラップが生じている。   2A shows a normal valve profile. The exhaust valve 32 is opened during the exhaust stroke, and the intake valve 31 is opened during the intake stroke. At this time, the valve opening periods of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 are each greater than 180 ° CA. For this reason, when the rotational speed of the engine 10 is low, the intake air is blown back slightly in the valve opening period after the BDC in the intake valve 31. In addition, there is a slight overlap in the valve opening period between the intake valve 31 and the exhaust valve 32 in the vicinity of the TDC (Top Dead Center) of the piston.

また、(b)は、「排気再吸入」を行う場合のバルブプロフィールを示しており、排気バルブ32は排気行程の前半途中(BDCの若干後)から吸気行程の前半途中(TDCのやや後)にかけて開弁している。このとき、吸気行程では、吸気バルブ31と排気バルブ32とが同時に開弁する期間があるため、排気行程で一旦排気ポートに排出された排気(既燃ガス)が燃焼室22内(気筒内)に再吸入される。このため、(a)のバルブプロフィールと比較して、内部EGR量が増加する。   Further, (b) shows a valve profile in the case of performing “exhaust re-intake”, and the exhaust valve 32 is from the first half of the exhaust stroke (slightly after BDC) to the first half of the intake stroke (slightly after TDC). The valve is open. At this time, since there is a period in which the intake valve 31 and the exhaust valve 32 are simultaneously opened in the intake stroke, the exhaust (burned gas) once discharged to the exhaust port in the exhaust stroke is in the combustion chamber 22 (in the cylinder). Re-inhaled. For this reason, the amount of internal EGR increases as compared with the valve profile of (a).

(c)は、「吸気吹き戻し」を行う場合のバルブプロフィールを示しており、吸気バルブ31は排気行程の後半途中(TDCのやや前)から吸気行程の後半途中(BDCの若干前)にかけて開弁している。このとき、排気行程では、吸気バルブ31と排気バルブ32とが同時に開弁する期間があるため、燃焼室22内(気筒内)に存在する既燃ガスが吸気ポートに吹き戻される。そして、吸気ポートに吹き戻された既燃ガスが吸気行程で燃焼室22内に吸入されるため、(a)のバルブプロフィールと比較して、内部EGR量が増加する。また、吸気バルブ31においてBDCよりも後の開弁期間がなくなるため、オーバーラップ量を増大させるとともに、吸気の吹き戻しを減少させることができる。   (C) shows a valve profile when “intake air blow-back” is performed, and the intake valve 31 is opened from the latter half of the exhaust stroke (slightly before TDC) to the latter half of the intake stroke (slightly before BDC). I speak. At this time, in the exhaust stroke, since there is a period in which the intake valve 31 and the exhaust valve 32 are simultaneously opened, the burned gas existing in the combustion chamber 22 (inside the cylinder) is blown back to the intake port. Then, the burned gas blown back to the intake port is sucked into the combustion chamber 22 in the intake stroke, so that the internal EGR amount increases as compared with the valve profile of (a). Further, since there is no valve opening period after BDC in the intake valve 31, it is possible to increase the overlap amount and to reduce intake blow-back.

(d)は、「吸気吹き戻し」と「排気再吸入」とを共に行う場合のバルブプロフィールを示している。排気バルブ32は排気行程の前半途中(BDCの若干後)から吸気行程の前半途中(TDCのやや後)にかけて開弁しており、吸気バルブ31は排気行程の後半途中(TDCのやや前)から吸気行程の後半途中(BDCの若干前)にかけて開弁している。このとき、排気行程では、燃焼室22内(気筒内)から吸気ポートへの既燃ガスの吹き戻しが生じ、吸気行程では、排気ポートから燃焼室22内(気筒内)への排気の再吸入が生じる。このため、(a)のバルブプロフィールと比較して、内部EGR量が増加する。   (D) shows a valve profile when both “intake air blow-back” and “exhaust gas re-intake” are performed. The exhaust valve 32 opens from the first half of the exhaust stroke (slightly after the BDC) to the first half of the intake stroke (slightly after the TDC), and the intake valve 31 starts from the second half of the exhaust stroke (slightly before the TDC). The valve opens during the latter half of the intake stroke (slightly before BDC). At this time, in the exhaust stroke, burned gas blows back from the combustion chamber 22 (inside the cylinder) to the intake port, and in the intake stroke, exhaust gas is re-intaked from the exhaust port into the combustion chamber 22 (inside the cylinder). Occurs. For this reason, the amount of internal EGR increases as compared with the valve profile of (a).

このようにして、内部EGR量を増加させた場合には、一般に燃料の燃焼が不安定となる。その反面、内部EGRの熱により、噴射された燃料の霧化を促進することができる。このため、燃料が燃焼室22内に付着したり、燃料の液滴が大きくなったりすることを抑制することができる。特にエンジン10が冷間始動された直後は、燃焼室22内の温度が低く燃料が霧化しにくい状況にある。このため、過剰の燃料が霧化して空燃比が過度にリッチ化する可能性は低く、内部EGRの熱により燃料の霧化を促進することが、PM排出量及びHC排出量を低減する上で有効である。   In this way, when the internal EGR amount is increased, fuel combustion generally becomes unstable. On the other hand, the atomization of the injected fuel can be promoted by the heat of the internal EGR. For this reason, it is possible to suppress the fuel from adhering to the combustion chamber 22 and the fuel droplets from becoming large. In particular, immediately after the engine 10 is cold started, the temperature in the combustion chamber 22 is low and the fuel is difficult to atomize. For this reason, it is unlikely that excessive fuel will atomize and the air-fuel ratio will become excessively rich, and promoting fuel atomization by the heat of the internal EGR will reduce PM emissions and HC emissions. It is valid.

次に、ECU50が実行する燃焼形態の制御について説明する。インジェクタ21から吸気行程にて燃料噴射される場合、噴射された燃料は、燃焼室22内に拡散して均質な混合気を形成し、点火プラグ36により点火されて燃焼する。このような燃焼を均質燃焼という。また、インジェクタ21から圧縮行程(特にその後半)にて燃料噴射される場合、噴射された燃料は、ピストン冠面の凸部を利用したタンブル流に乗るなどして、点火プラグ36周りに集中的に層状の混合気を形成し、点火プラグ36により点火されて燃焼する。このような燃焼を成層燃焼という。   Next, the combustion mode control executed by the ECU 50 will be described. When fuel is injected from the injector 21 in the intake stroke, the injected fuel diffuses into the combustion chamber 22 to form a homogeneous mixture, and is ignited and burned by the spark plug 36. Such combustion is called homogeneous combustion. Further, when fuel is injected from the injector 21 in the compression stroke (particularly in the latter half), the injected fuel is concentrated around the spark plug 36 by, for example, riding on a tumble flow using the convex portion of the piston crown surface. A layered air-fuel mixture is formed in the gas and is ignited by the spark plug 36 and burned. Such combustion is called stratified combustion.

そして、ECU50は、エンジン10の運転状態に応じて燃焼形態の制御を行う。すなわち、通常運転時(ここでは三元触媒37,38の暖機完了後)には、吸気行程噴射による均質ストイキ燃焼を行わせる一方、触媒暖機要求による点火遅角制御時は圧縮行程噴射による成層燃焼を行わせる。   The ECU 50 controls the combustion mode according to the operating state of the engine 10. That is, during normal operation (here, after the warm-up of the three-way catalysts 37 and 38 is completed), homogeneous stoichiometric combustion is performed by intake stroke injection, while at the time of ignition delay control by catalyst warm-up request, compression stroke injection is performed. Perform stratified combustion.

本実施形態では、エンジン10の冷間始動直後の三元触媒37,38の暖機制御要求時に、燃料噴射を分割して、吸気行程噴射と圧縮行程噴射とを行うことにより、点火プラグ36周りに比較的リッチな空燃比の層状の混合気を形成し、これを囲む燃焼室22全体に比較的リーンな空燃比の混合気を形成する。このとき、燃焼室22内の混合気全体の空燃比は、略ストイキとするように制御しており、このような燃焼形態を成層ストイキ燃焼(分割噴射による成層ストイキ燃焼)という。成層ストイキ燃焼では、圧縮行程噴射により点火プラグ36周りにリッチ混合気を形成し、混合気の着火性及び燃焼の安定性を向上させる。これにより、点火プラグ36による点火時期の遅角が可能となり、点火時期の遅角により後燃え効果を生じさせて排気温度の上昇を図る。   In the present embodiment, when the warm-up control of the three-way catalysts 37 and 38 immediately after the cold start of the engine 10 is requested, the fuel injection is divided and the intake stroke injection and the compression stroke injection are performed, so that A relatively rich air-fuel ratio layered mixture is formed, and a relatively lean air-fuel ratio mixture is formed in the entire combustion chamber 22 surrounding the mixture. At this time, the air-fuel ratio of the entire air-fuel mixture in the combustion chamber 22 is controlled to be substantially stoichiometric, and such a combustion mode is called stratified stoichiometric combustion (stratified stoichiometric combustion by split injection). In the stratified stoichiometric combustion, a rich air-fuel mixture is formed around the spark plug 36 by compression stroke injection, and the ignitability of the air-fuel mixture and the stability of combustion are improved. As a result, the ignition timing by the spark plug 36 can be retarded, and the afterburning effect is produced by the retardation of the ignition timing to increase the exhaust gas temperature.

特に、上記のように内部EGR量を増加させることで燃焼が不安定となるおそれがあるため、ここでは圧縮行程での燃料噴射量を吸気行程での燃料噴射量よりも多くする。これにより、点火プラグ36周りの混合気の空燃比を一層リッチ化し、混合気の着火性及び燃焼の安定性を確保する。したがって、三元触媒37,38の暖機に際して、エンジン10の冷間始動直後から、燃焼安定性を確保しつつ、PM排出量やHC排出量を低減することができる。   In particular, since the combustion may become unstable by increasing the internal EGR amount as described above, the fuel injection amount in the compression stroke is made larger than the fuel injection amount in the intake stroke. Thereby, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture around the spark plug 36 is further enriched, and the ignitability of the air-fuel mixture and the stability of combustion are ensured. Therefore, when the three-way catalysts 37 and 38 are warmed up, the PM emission amount and the HC emission amount can be reduced while ensuring combustion stability immediately after the cold start of the engine 10.

次に、エンジン10が冷間始動された場合に、三元触媒37,38を暖機する制御(触媒暖機制御)を実行する態様について説明する。図3は、触媒暖機制御の実行態様を示すタイムチャートである。   Next, a mode in which control for warming up the three-way catalysts 37 and 38 (catalyst warm-up control) when the engine 10 is cold started will be described. FIG. 3 is a time chart showing an execution mode of catalyst warm-up control.

同図に示すように、まずエンジン10の冷間始動が開始されると、ECU50は、(d)に示すように、インジェクタ21に対して始動時噴射制御を実行するとともに、(e)に示すように、可変バルブタイミング機構33,34に対して始動時VVT制御を実行する。具体的には、始動時噴射制御では、インジェクタ21により吸気行程で燃料を噴射させ、均質ストイキ燃焼を実行する。始動時VVT制御では、可変バルブタイミング機構33,34により、吸気バルブ31及び排気バルブ32の開弁期間のオーバーラップ量が最小(略0又は0)となるように、それぞれの開閉タイミングを制御する。このとき、ECU50は、点火プラグ36による点火時期を、エンジン10の始動に適した点火時期(TDCよりも進角させた点火時期)とする。これにより、(a)に示すように、エンジン10の回転速度が上昇する。   As shown in the figure, when the cold start of the engine 10 is started, the ECU 50 executes the start-up injection control for the injector 21 as shown in (d), and also shown in (e). As described above, the start time VVT control is executed for the variable valve timing mechanisms 33 and 34. Specifically, in start-up injection control, fuel is injected in the intake stroke by the injector 21, and homogeneous stoichiometric combustion is executed. In the starting VVT control, the opening / closing timings of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 are controlled by the variable valve timing mechanisms 33 and 34 so that the overlap amount during the opening period of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 is minimized (approximately 0 or 0). . At this time, the ECU 50 sets the ignition timing by the ignition plug 36 to an ignition timing suitable for starting the engine 10 (ignition timing advanced from TDC). Thereby, as shown to (a), the rotational speed of the engine 10 rises.

タイミングt1において、エンジン10の回転速度が始動判定回転速度に達し、ECU50はエンジン10の始動が完了したと判定する。そして、車両の非走行状態に対応したNレンジアイドル制御を実行する。その判定から所定期間(例えば2秒間)経過したタイミングt2において、(b)に示すように、ECU50は触媒暖機制御実行フラグを「0」から「1」に変更する。   At timing t1, the rotational speed of the engine 10 reaches the start determination rotational speed, and the ECU 50 determines that the start of the engine 10 is completed. And N range idle control corresponding to the non-running state of a vehicle is performed. At a timing t2 when a predetermined period (for example, 2 seconds) has elapsed from the determination, as shown in (b), the ECU 50 changes the catalyst warm-up control execution flag from “0” to “1”.

触媒暖機制御実行フラグが「1」の場合に、ECU50は、上述した触媒暖機制御を実行する。すなわち、(d)に示すように、インジェクタ21により吸気行程と排気行程とで燃料噴射(分割噴射)を実行させ、分割噴射による成層ストイキ燃焼を実行する。このとき、圧縮行程での燃料噴射量を吸気行程での燃料噴射量よりも多くする。また、(e)に示すように、吸気側の可変バルブタイミング機構33により、吸気バルブ31及び排気バルブ32の開弁期間のオーバーラップ量を増大させるように、吸気バルブ31の開閉タイミングを進角させる。このとき、ECU50は、点火プラグ36による点火時期を、三元触媒37,38の暖機に適した点火時期(TDCよりも遅角させた点火時期)とする。なお、エンジン10の始動時の点火時期から、三元触媒37,38の暖機時の点火時期まで徐々に変更する。この触媒暖機制御により、PM排出量やHC排出量が低減された状態で、三元触媒37,38の暖機が促進される。   When the catalyst warm-up control execution flag is “1”, the ECU 50 executes the catalyst warm-up control described above. That is, as shown in (d), fuel injection (split injection) is performed by the injector 21 in the intake stroke and exhaust stroke, and stratified stoichiometric combustion by split injection is performed. At this time, the fuel injection amount in the compression stroke is made larger than the fuel injection amount in the intake stroke. Further, as shown in (e), the opening / closing timing of the intake valve 31 is advanced by the variable valve timing mechanism 33 on the intake side so that the overlap amount during the opening period of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 is increased. Let At this time, the ECU 50 sets the ignition timing by the ignition plug 36 to an ignition timing suitable for warming up the three-way catalysts 37 and 38 (ignition timing delayed from TDC). The ignition timing is gradually changed from the ignition timing when the engine 10 is started to the ignition timing when the three-way catalysts 37 and 38 are warmed up. By this catalyst warm-up control, warm-up of the three-way catalysts 37 and 38 is promoted in a state where the PM discharge amount and the HC discharge amount are reduced.

上記の触媒暖機制御が開始されてから所定期間(例えば20秒間)が経過したタイミングt3において、ECU50は、触媒暖機制御実行フラグを「1」から「0」に変更する。触媒暖機制御実行フラグが「0」に変更されることにより、触媒暖機制御が終了される。なお、触媒暖機制御を終了する条件として、エンジン10の運転状態に基づいて推定される三元触媒37,38の温度が所定温度よりも高いこと等を採用してもよい。   The ECU 50 changes the catalyst warm-up control execution flag from “1” to “0” at a timing t3 when a predetermined period (for example, 20 seconds) has elapsed since the start of the catalyst warm-up control. The catalyst warm-up control is terminated by changing the catalyst warm-up control execution flag to “0”. As a condition for terminating the catalyst warm-up control, the temperature of the three-way catalysts 37 and 38 estimated based on the operating state of the engine 10 may be employed.

そして、ECU50は、車両の走行準備状態に対応したDレンジアイドル制御を実行する。具体的には、Dレンジアイドル噴射制御では、インジェクタ21により吸気行程噴射で燃料を噴射させ、均質ストイキ燃焼を実行する。DレンジアイドルVVT制御では、可変バルブタイミング機構33,34により、吸気バルブ31及び排気バルブ32の開弁期間のオーバーラップ量が最小となるように、それぞれの開閉タイミングを制御する。このとき、ECU50は、点火プラグ36による点火時期を、エンジン10のアイドル運転に適した点火時期(TDCよりも進角させた点火時期)とする。このDレンジアイドル制御では、三元触媒37,38の暖機が終了しているため、触媒暖機制御の実行中よりもエンジン10の回転速度を低くする。   Then, the ECU 50 executes D range idle control corresponding to the traveling preparation state of the vehicle. Specifically, in the D range idle injection control, fuel is injected by the intake stroke injection by the injector 21, and homogeneous stoichiometric combustion is executed. In the D-range idle VVT control, the variable valve timing mechanisms 33 and 34 control the opening / closing timing of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 so that the overlap amount during the valve opening period is minimized. At this time, the ECU 50 sets the ignition timing by the spark plug 36 to an ignition timing suitable for idle operation of the engine 10 (ignition timing advanced from TDC). In the D-range idle control, since the three-way catalysts 37 and 38 have been warmed up, the rotational speed of the engine 10 is made lower than that during the catalyst warm-up control.

タイミングt4において、ドライバにより車両のアクセルペダルが操作されると、ECU50は、車両の走行状態に対応した走行時制御を実行する。具体的には、走行時噴射制御では、エンジン10の負荷等に応じて、インジェクタ21により適切な燃料噴射を実行する。走行時VVT制御では、エンジン10の負荷等に応じて、可変バルブタイミング機構33,34により、吸気バルブ31及び排気バルブ32の開閉タイミングを制御する。ことのき、ECU50は、点火プラグ36による点火時期を、エンジン10の負荷等に応じた適切な点火時期とする。   When the accelerator pedal of the vehicle is operated by the driver at the timing t4, the ECU 50 executes the on-travel control corresponding to the traveling state of the vehicle. Specifically, in the traveling injection control, appropriate fuel injection is executed by the injector 21 in accordance with the load of the engine 10 and the like. In the running VVT control, the opening / closing timings of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 are controlled by the variable valve timing mechanisms 33 and 34 according to the load of the engine 10 and the like. At this time, the ECU 50 sets the ignition timing by the ignition plug 36 to an appropriate ignition timing according to the load of the engine 10 and the like.

次に、エンジン10が冷間始動された場合に三元触媒37,38を暖機する制御(触媒暖機制御)の詳細な処理手順を説明する。図4は、触媒暖機制御の処理手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ECU50により所定の周期をもって繰り返し実行される。   Next, a detailed processing procedure of control (catalyst warm-up control) for warming up the three-way catalysts 37 and 38 when the engine 10 is cold-started will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure for catalyst warm-up control. This series of processing is repeatedly executed by the ECU 50 with a predetermined cycle.

まず、エンジン10が冷間状態であるか否か判定する(S11)。具体的には、冷却水温センサ42の検出値に基づいて、エンジン10が冷間状態であるか否か判定する。この判定において、エンジン10が冷間状態でないと判定した場合には(S11:NO)、この一連の処理を一旦終了する(END)。   First, it is determined whether or not the engine 10 is in a cold state (S11). Specifically, based on the detection value of the coolant temperature sensor 42, it is determined whether or not the engine 10 is in a cold state. In this determination, when it is determined that the engine 10 is not in the cold state (S11: NO), this series of processes is temporarily ended (END).

一方、上記判定において、エンジン10が冷間状態であると判定した場合には(S11:YES)、触媒暖機制御の要求があるか否か判定する(S12)。具体的には、触媒暖機制御実行フラグが「1」である場合に触媒暖機制御の要求があると判定し、触媒暖機制御実行フラグが「0」である場合に触媒暖機制御の要求がないと判定する。この触媒暖機制御実行フラグは、上述したように、エンジン10の冷間始動時にエンジン10の回転速度が始動判定回転速度に達し、ECU50がエンジン10の始動が完了したと判定してから、所定期間(例えば2秒間)経過した時に「0」から「1」に変更される。また、触媒暖機制御実行フラグは、触媒暖機制御が開始されてから所定期間(例えば20秒間)が経過した時に、「1」から「0」に変更される。通常であれば、エンジン10の暖機が終了する(例えばエンジン10の冷却水温が80℃以上になる)よりも前に、触媒暖機制御実行フラグが「1」から「0」に変更される。この判定において、触媒暖機制御の要求がないと判定した場合には(S12:NO)、この一連の処理を一旦終了する(END)。   On the other hand, if it is determined in the above determination that the engine 10 is in a cold state (S11: YES), it is determined whether there is a request for catalyst warm-up control (S12). Specifically, when the catalyst warm-up control execution flag is “1”, it is determined that there is a request for catalyst warm-up control. When the catalyst warm-up control execution flag is “0”, the catalyst warm-up control execution flag is determined. Determine that there is no request. As described above, the catalyst warm-up control execution flag is set to a predetermined value after the ECU 50 determines that the rotation speed of the engine 10 has reached the start determination rotation speed when the engine 10 is cold started and the start of the engine 10 is completed. When a period (for example, 2 seconds) elapses, the value is changed from “0” to “1”. Further, the catalyst warm-up control execution flag is changed from “1” to “0” when a predetermined period (for example, 20 seconds) has elapsed since the catalyst warm-up control was started. Normally, the catalyst warm-up control execution flag is changed from “1” to “0” before the warm-up of the engine 10 ends (for example, the cooling water temperature of the engine 10 becomes 80 ° C. or higher). . In this determination, if it is determined that there is no request for catalyst warm-up control (S12: NO), this series of processing is temporarily ended (END).

一方、上記判定において、触媒暖機制御の要求があると判定した場合には(S12:YES)、吸気バルブ31と排気バルブ32との開弁期間のオーバーラップ量を増大させる(S13)。具体的には、オーバーラップ量が最小(略0や0)の状態から、所定のオーバーラップ量の状態へ変更する。具体的には、吸気側の可変バルブタイミング機構33により、吸気バルブ31の開閉タイミングを所定量進角させる。この可変バルブタイミング機構33による進角量は、燃焼限界よりも燃料の燃焼安定性が悪化しない範囲で、最大の進角量に設定されている。この進角量の設定に際しては、触媒暖機制御において、インジェクタ21によりエンジン10の吸気行程及び圧縮行程に燃料を噴射させ、且つ圧縮行程での燃料噴射量を吸気行程での燃料噴射量よりも多くし、点火プラグ36による点火時期を遅角させることを考慮する。   On the other hand, when it is determined in the above determination that there is a request for catalyst warm-up control (S12: YES), the overlap amount of the valve opening period of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 is increased (S13). Specifically, the state is changed from a state where the overlap amount is minimum (approximately 0 or 0) to a predetermined overlap amount state. Specifically, the opening / closing timing of the intake valve 31 is advanced by a predetermined amount by the variable valve timing mechanism 33 on the intake side. The advance amount by the variable valve timing mechanism 33 is set to the maximum advance amount within a range where the combustion stability of the fuel does not deteriorate from the combustion limit. In setting the advance amount, in the catalyst warm-up control, fuel is injected into the intake stroke and the compression stroke of the engine 10 by the injector 21, and the fuel injection amount in the compression stroke is larger than the fuel injection amount in the intake stroke. Consider increasing the retard of the ignition timing by the spark plug 36.

続いて、エンジン10の吸気行程と圧縮行程とで分割噴射を行い、且つ圧縮行程での燃料噴射量を吸気行程での燃料噴射量よりも多くする(S14)。具体的には、アイドル運転状態のエンジン10の各気筒において、インジェクタ21により吸気行程と圧縮行程とで、三元触媒37,38を暖機するのに適切な量の燃料を噴射させる。このとき、その燃料噴射量を、圧縮行程での燃料噴射量が吸気行程での燃料噴射量よりも多くなるように配分する。すなわち、圧縮行程での燃料噴射率を吸気行程での燃料噴射率よりも高くする。この圧縮行程での燃料噴射量と吸気行程での燃料噴射量との設定に際しては、触媒暖機制御において、吸気側の可変バルブタイミング機構33により吸気バルブ31と排気バルブ32との開弁期間のオーバーラップ量を増大させ、点火プラグ36による点火時期を遅角させることを考慮する。   Subsequently, split injection is performed in the intake stroke and the compression stroke of the engine 10, and the fuel injection amount in the compression stroke is made larger than the fuel injection amount in the intake stroke (S14). Specifically, in each cylinder of the engine 10 in the idling operation state, the injector 21 injects an appropriate amount of fuel for warming up the three-way catalysts 37 and 38 in the intake stroke and the compression stroke. At this time, the fuel injection amount is distributed so that the fuel injection amount in the compression stroke is larger than the fuel injection amount in the intake stroke. That is, the fuel injection rate in the compression stroke is set higher than the fuel injection rate in the intake stroke. When setting the fuel injection amount in the compression stroke and the fuel injection amount in the intake stroke, the variable valve timing mechanism 33 on the intake side controls the valve opening period of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 in the catalyst warm-up control. Consider increasing the overlap amount and retarding the ignition timing by the spark plug 36.

続いて、点火プラグ36による点火時期を遅角させる(S15)。具体的には、上述したように、点火プラグ36による点火時期を、三元触媒37,38の暖機に適した点火時期(TDCよりも遅角させた点火時期)とする。この点火時期の遅角に際しては、エンジン10の始動時の点火時期(TDCよりも進角させた点火時期)から、三元触媒37,38の暖機時の上記点火時期まで徐々に変更する。その後、この一連の処理を一旦終了する(END)。なお、S13〜S15の処理について、それらの順番を変更して実行することもできる。また、S13〜S15の処理が制御手段としての処理に相当する。   Subsequently, the ignition timing by the spark plug 36 is retarded (S15). Specifically, as described above, the ignition timing by the spark plug 36 is set to an ignition timing suitable for warming up the three-way catalysts 37 and 38 (ignition timing retarded from TDC). When the ignition timing is retarded, the ignition timing is gradually changed from the ignition timing at the start of the engine 10 (ignition timing advanced from TDC) to the ignition timing when the three-way catalysts 37 and 38 are warmed up. Thereafter, this series of processing is temporarily terminated (END). In addition, about the process of S13-S15, those orders can also be changed and performed. Moreover, the process of S13-S15 is corresponded to the process as a control means.

図5は、上記の触媒暖機制御によるPM排出量及びHC排出量の低減効果を示すグラフである。ここでは、エンジン10の冷間始動直後に、吸気行程での燃料噴射量と圧縮行程での燃料噴射量とを合計して、三元触媒37,38を暖機するのに適した燃料量を噴射している。なお、点火時期は、触媒暖機制御に適した点火時期に遅角されている。   FIG. 5 is a graph showing the effect of reducing the PM emission amount and the HC emission amount by the catalyst warm-up control. Here, immediately after the cold start of the engine 10, the fuel injection amount in the intake stroke and the fuel injection amount in the compression stroke are summed to obtain a fuel amount suitable for warming up the three-way catalyst 37, 38. Spraying. Note that the ignition timing is retarded to an ignition timing suitable for catalyst warm-up control.

(a)に示すように、吸気側の可変バルブタイミング機構33の進角量が増大するのに伴って、吸気バルブ31と排気バルブ32との開弁期間のオーバーラップ量、ひいては内部EGR量が増加するため、燃焼安定性は悪化する。そして、圧縮行程での燃料噴射率が大きい場合(吸気行程での燃料噴射量<圧縮行程での燃料噴射量)は、圧縮行程での燃料噴射率が小さい場合(吸気行程での燃料噴射量>圧縮行程での燃料噴射量)よりも、進角量の増大に対する燃焼安定性の悪化が緩やかになる。   As shown in (a), as the advance amount of the variable valve timing mechanism 33 on the intake side increases, the overlap amount during the valve opening period of the intake valve 31 and the exhaust valve 32, and hence the internal EGR amount, is increased. Since it increases, combustion stability deteriorates. When the fuel injection rate in the compression stroke is large (fuel injection amount in the intake stroke <fuel injection amount in the compression stroke), the fuel injection rate in the compression stroke is small (fuel injection amount in the intake stroke> The deterioration of the combustion stability with respect to the increase in the advance angle becomes more gradual than the fuel injection amount in the compression stroke).

ここで、燃焼限界よりも燃焼安定性が悪化する領域を使用することはできず、燃焼限界よりも燃焼安定性が良い範囲で燃料の燃焼を行う必要がある。このため、圧縮行程での燃料噴射率が大きい場合は、圧縮行程での燃料噴射率が小さい場合よりも、吸気側の可変バルブタイミング機構33の進角量を増大させることができる。そして、上述したように、内部EGR量を増加させるほど、噴射された燃料の霧化を促進することができ、PM排出量及びHC排出量を低減することができる。   Here, it is not possible to use a region where the combustion stability is worse than the combustion limit, and it is necessary to burn the fuel in a range where the combustion stability is better than the combustion limit. For this reason, when the fuel injection rate in the compression stroke is large, the advance amount of the variable valve timing mechanism 33 on the intake side can be increased as compared with the case where the fuel injection rate in the compression stroke is small. As described above, as the internal EGR amount is increased, atomization of the injected fuel can be promoted, and the PM emission amount and the HC emission amount can be reduced.

(b),(c)に示すように、吸気側の可変バルブタイミング機構33の進角量が0の場合には、圧縮行程での燃料噴射率が大きい場合の方が、吸気行程での燃料噴射率が小さい場合よりも、PM排出量及びHC排出量が多くなる。しかしながら、PM排出量及びHC排出量は、進角量の増大とともに減少し、圧縮行程での燃料噴射率が大きい場合は、進角量をより増大させることができる。その結果、燃焼限界での燃焼においては、圧縮行程での燃料噴射率が大きい場合に、圧縮行程での燃料噴射率が小さい場合よりも、PM排出量及びHC排出量を低減することができる。   As shown in (b) and (c), when the advance amount of the variable valve timing mechanism 33 on the intake side is zero, the fuel in the intake stroke is greater when the fuel injection rate in the compression stroke is larger. The PM emission amount and the HC emission amount are larger than when the injection rate is small. However, the PM discharge amount and the HC discharge amount decrease as the advance amount increases, and the advance amount can be further increased when the fuel injection rate in the compression stroke is large. As a result, in combustion at the combustion limit, when the fuel injection rate in the compression stroke is large, the PM emission amount and the HC emission amount can be reduced as compared with the case where the fuel injection rate in the compression stroke is small.

図6は、各可変バルブタイミング機構33,34によるオーバーラップ量と、PM排出量及びHC排出量との関係を示すグラフである。ここでは、エンジン10の冷間始動直後に、吸気行程での燃料噴射量と圧縮行程での燃料噴射量とを合計して、三元触媒37,38を暖機するのに適した燃料量を噴射している。且つ、圧縮行程での燃料噴射量を吸気行程での燃料噴射量よりも多くしている(圧縮行程での燃料噴射率が大きい場合に相当)。なお、点火時期は、触媒暖機制御に適した点火時期に遅角されている。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the overlap amount by each variable valve timing mechanism 33, 34, the PM discharge amount, and the HC discharge amount. Here, immediately after the cold start of the engine 10, the fuel injection amount in the intake stroke and the fuel injection amount in the compression stroke are summed to obtain a fuel amount suitable for warming up the three-way catalyst 37, 38. Spraying. In addition, the fuel injection amount in the compression stroke is larger than the fuel injection amount in the intake stroke (corresponding to the case where the fuel injection rate in the compression stroke is large). Note that the ignition timing is retarded to an ignition timing suitable for catalyst warm-up control.

(a)に示すように、吸気バルブ31と排気バルブ32との開弁期間のオーバーラップ量が増大するのに伴って、内部EGR量が増加するため、燃焼安定性は悪化する。ここで、上述したように、吸気側の可変バルブタイミング機構33の進角量を増大させる場合は、吸気バルブ31においてBDCよりも後の開弁期間がなくなるため、吸気の吹き戻しを減少させることができる。このため、吸気の充填効率、ひいては実圧縮比を上昇させることができ、燃料の燃焼をより安定させることができる。したがって、吸気側の可変バルブタイミング機構33の進角量を増大させる場合は、排気側の可変バルブタイミング機構34の遅角量を増大させる場合よりも、オーバーラップ量の増大に対する燃焼安定性の悪化が緩やかになる。   As shown in (a), the internal EGR amount increases as the overlap amount of the valve opening period of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 increases, so that the combustion stability deteriorates. Here, as described above, when the advance amount of the variable valve timing mechanism 33 on the intake side is increased, there is no valve opening period after the BDC in the intake valve 31, so that the intake air blowback is reduced. Can do. For this reason, it is possible to increase the charging efficiency of the intake air, and thus the actual compression ratio, and it is possible to further stabilize the fuel combustion. Therefore, when the advance amount of the intake side variable valve timing mechanism 33 is increased, the combustion stability with respect to the increase in the overlap amount is worse than when the retard amount of the exhaust side variable valve timing mechanism 34 is increased. Becomes moderate.

ここで、燃焼限界よりも燃焼安定性が悪化する領域を使用することはできず、燃焼限界よりも燃焼安定性が良い範囲で燃料の燃焼を行う必要がある。このため、吸気側の可変バルブタイミング機構33の進角量を増大させる場合は、排気側の可変バルブタイミング機構34の遅角量を増大させる場合よりも、オーバーラップ量を増大させることができる。そして、内部EGR量を増加させるほど、噴射された燃料の霧化を促進することができ、PM排出量及びHC排出量を低減することができる。   Here, it is not possible to use a region where the combustion stability is worse than the combustion limit, and it is necessary to burn the fuel in a range where the combustion stability is better than the combustion limit. For this reason, when the advance amount of the variable valve timing mechanism 33 on the intake side is increased, the overlap amount can be increased as compared with the case where the retard amount of the variable valve timing mechanism 34 on the exhaust side is increased. As the internal EGR amount is increased, atomization of the injected fuel can be promoted, and the PM emission amount and the HC emission amount can be reduced.

(b),(c)に示すように、PM排出量及びHC排出量は、オーバーラップ量の増大とともに減少し、吸気側の可変バルブタイミング機構33の進角量を増大させる場合は、オーバーラップ量をより増大させることができる。その結果、燃焼限界での燃焼においては、吸気側の可変バルブタイミング機構33の進角量を増大させる場合に、排気側の可変バルブタイミング機構34の遅角量を増大させる場合よりも、PM排出量及びHC排出量を低減することができる。   As shown in (b) and (c), the PM discharge amount and the HC discharge amount decrease as the overlap amount increases, and when the advance amount of the variable valve timing mechanism 33 on the intake side is increased, the overlap amount is increased. The amount can be increased further. As a result, in combustion at the combustion limit, when the advance amount of the intake side variable valve timing mechanism 33 is increased, the PM emission is larger than when the retard amount of the exhaust side variable valve timing mechanism 34 is increased. Amount and HC emission can be reduced.

以上詳述した本実施形態は以下の利点を有する。   The embodiment described above has the following advantages.

・エンジン10が冷間始動された場合に、吸気側の可変バルブタイミング機構33により吸気バルブ31と排気バルブ32との開弁期間のオーバーラップ量が増大させられる。このため、燃焼室22内に吸い戻される既燃ガスが増加して、いわゆる内部EGR量が増加することとなる。一般に、内部EGR量を増加させた場合には、燃料の燃焼が不安定となる。この点、インジェクタ21によりエンジン10の吸気行程及び圧縮行程に燃料が噴射され、且つ圧縮行程での燃料噴射量が吸気行程での燃料噴射量よりも多くされる。したがって、点火プラグ36周りの混合気の空燃比を一層リッチ化することができ、混合気の着火性及び燃焼の安定性を確保することができる。   When the engine 10 is cold-started, the overlap amount during the valve opening period of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 is increased by the variable valve timing mechanism 33 on the intake side. For this reason, the burnt gas sucked back into the combustion chamber 22 increases, and the so-called internal EGR amount increases. Generally, when the amount of internal EGR is increased, fuel combustion becomes unstable. In this respect, fuel is injected by the injector 21 in the intake stroke and the compression stroke of the engine 10, and the fuel injection amount in the compression stroke is made larger than the fuel injection amount in the intake stroke. Therefore, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture around the spark plug 36 can be further enriched, and the ignitability of the air-fuel mixture and the stability of combustion can be ensured.

このとき、点火プラグ36周りの空燃比がリッチ化したとしても、内部EGRの熱により燃料の霧化を促進することができる。このため、燃料が燃焼室22内に付着したり、燃料の液滴が大きくなったりすることを抑制することができる。特にエンジン10が冷間始動された直後は、燃焼室22内の温度が低く燃料が霧化しにくいため、内部EGRの熱により燃料の霧化を促進することで、PM排出量及びHC排出量を効果的に低減することができる。   At this time, even if the air-fuel ratio around the spark plug 36 becomes rich, the atomization of fuel can be promoted by the heat of the internal EGR. For this reason, it is possible to suppress the fuel from adhering to the combustion chamber 22 and the fuel droplets from becoming large. In particular, immediately after the engine 10 is cold started, the temperature in the combustion chamber 22 is low and the fuel is difficult to atomize. Therefore, by promoting the atomization of the fuel by the heat of the internal EGR, the PM emission amount and the HC emission amount are reduced. It can be effectively reduced.

そして、点火プラグ36による点火時期が遅角されるため、排気の温度を上昇させて三元触媒37,38の暖機を促進することができる。その結果、三元触媒37,38の暖機に際して、エンジン10の冷間始動直後から、燃焼の安定性を確保しつつ、PM排出量を効果的に低減することができる。   And since the ignition timing by the spark plug 36 is retarded, it is possible to increase the temperature of the exhaust and promote the warm-up of the three-way catalysts 37, 38. As a result, when the three-way catalysts 37 and 38 are warmed up, immediately after the cold start of the engine 10, the PM emission amount can be effectively reduced while ensuring the combustion stability.

・吸気側の可変バルブタイミング機構33により吸気バルブ31の開閉タイミングを進角させることで、オーバーラップ量を増大させている。このため、オーバーラップ量を増大させるとともに、吸気の吹き戻しを減少させることができ、吸気の充填効率、ひいては実圧縮比を上昇させることができる。したがって、燃料の燃焼をより安定させることができ、オーバーラップ量をより増大させることが可能となる。その結果、燃料の霧化をより促進することができ、PM排出量を更に低減することができる。   The overlap amount is increased by advancing the opening / closing timing of the intake valve 31 by the variable valve timing mechanism 33 on the intake side. For this reason, the overlap amount can be increased, the intake blow-back can be decreased, and the intake charging efficiency, and hence the actual compression ratio, can be increased. Therefore, the combustion of fuel can be made more stable, and the overlap amount can be further increased. As a result, fuel atomization can be further promoted, and the PM emission amount can be further reduced.

・三元触媒37,38の暖機を促進する上記制御は、エンジン10の冷間始動直後に比較的短い期間(例えば20秒間)実行される。このため、一般に、三元触媒37,38の暖機が終了した場合であっても、エンジン10の暖機は未だ終了しておらず、エンジン10の暖機が終了するよりも前に上記制御が終了されることとなる。近年のPM規制に対しては、このような短期間でのPM排出量を低減することが重要である。   The control for promoting the warm-up of the three-way catalysts 37 and 38 is executed for a relatively short period (for example, 20 seconds) immediately after the engine 10 is cold started. For this reason, in general, even when the three-way catalysts 37 and 38 have been warmed up, the warming up of the engine 10 has not been finished yet, and the above control is performed before the warming up of the engine 10 is finished. Will be terminated. For recent PM regulations, it is important to reduce the amount of PM emission in such a short period.

上述した実施形態に限定されず、例えば次のように実施することもできる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented as follows, for example.

・上記実施形態では、吸気側の可変バルブタイミング機構33により吸気バルブ31の開閉タイミングを進角させることで、吸気バルブ31と排気バルブ32との開弁期間のオーバーラップ量を増大させるようにした。しかしながら、排気側の可変バルブタイミング機構34により排気バルブ32の開閉タイミングを遅角させることで、オーバーラップ量を増大させることもできる。また、それらの両制御を実行することで、オーバーラップ量を増大させることもできる。なお、必ずしもオーバーラップ量を増大させなくてもよく、オーバーラップ量を一定としつつ吸気バルブ31や排気バルブ32の開閉タイミングを変更して内部EGR量を増加させることもできる。   In the above embodiment, the opening / closing timing of the intake valve 31 is advanced by the variable valve timing mechanism 33 on the intake side, thereby increasing the overlap amount of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 during the valve opening period. . However, the amount of overlap can be increased by retarding the opening / closing timing of the exhaust valve 32 by the variable valve timing mechanism 34 on the exhaust side. Moreover, the overlap amount can be increased by executing both of these controls. It is not always necessary to increase the overlap amount, and the internal EGR amount can be increased by changing the opening / closing timing of the intake valve 31 and the exhaust valve 32 while keeping the overlap amount constant.

10…筒内噴射式エンジン(内燃機関)、21…インジェクタ(燃料噴射弁)、22…燃焼室、31…吸気バルブ(吸気弁)、32…排気バルブ(排気弁)、33,34…可変バルブタイミング機構(可変動弁機構)、35…排気管、36…点火プラグ(点火栓)、37…三元触媒(排気浄化触媒)、38…三元触媒(排気浄化触媒)、50…ECU(制御手段、制御装置)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... In-cylinder injection engine (internal combustion engine), 21 ... Injector (fuel injection valve), 22 ... Combustion chamber, 31 ... Intake valve (intake valve), 32 ... Exhaust valve (exhaust valve), 33, 34 ... Variable valve Timing mechanism (variable valve mechanism), 35 ... exhaust pipe, 36 ... spark plug (ignition plug), 37 ... three-way catalyst (exhaust gas purification catalyst), 38 ... three-way catalyst (exhaust gas purification catalyst), 50 ... ECU (control) Means, control device).

Claims (4)

内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁により噴射された燃料と空気との混合気に点火する点火栓と、
前記機関の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを可変とする可変動弁機構と、
前記機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
を備える内燃機関に適用される制御装置であって、
前記機関が冷間始動された場合に、前記可変動弁機構により前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを変更することによって内部EGR量を増加させるとともに、前記燃料噴射弁により前記機関の吸気行程及び圧縮行程に燃料を噴射させ且つ前記圧縮行程での燃料噴射量を前記吸気行程での燃料噴射量よりも多くし、前記点火栓による点火時期を遅角させる制御を実行する制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A fuel injection valve for directly injecting fuel into the cylinder of the internal combustion engine;
A spark plug for igniting a mixture of fuel and air injected by the fuel injection valve;
A variable valve mechanism for varying the opening and closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve of the engine;
An exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of the engine;
A control device applied to an internal combustion engine comprising:
When the engine is cold started, an internal EGR amount is increased by changing the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve by the variable valve mechanism, and the engine is controlled by the fuel injection valve. Control means for performing control for injecting fuel in the intake stroke and compression stroke of the engine and increasing the fuel injection amount in the compression stroke to be greater than the fuel injection amount in the intake stroke to retard the ignition timing by the spark plug A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記制御手段は、前記可変動弁機構により前記吸気弁の開閉タイミングを進角させることで、前記内部EGR量を増加させる請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control means increases the internal EGR amount by advancing the opening / closing timing of the intake valve by the variable valve mechanism. 前記制御手段は、前記排気浄化触媒の暖機が終了したことを条件として、前記機関の暖機が終了するよりも前に前記制御を終了する請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。   3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control means finishes the control before the warm-up of the engine is finished on condition that the warm-up of the exhaust purification catalyst is finished. . 内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁により噴射された燃料と空気との混合気に点火する点火栓と、
前記機関の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを可変とする可変動弁機構と、
前記機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
を備える内燃機関の制御方法であって、
前記機関が冷間始動された場合に、前記可変動弁機構により前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを変更することによって内部EGR量を増加させるとともに、前記燃料噴射弁により前記機関の吸気行程及び圧縮行程に燃料を噴射させ且つ前記圧縮行程での燃料噴射量を前記吸気行程での燃料噴射量よりも多くし、前記点火栓による点火時期を遅角させることを特徴とする内燃機関の制御方法。
A fuel injection valve for directly injecting fuel into the cylinder of the internal combustion engine;
A spark plug for igniting a mixture of fuel and air injected by the fuel injection valve;
A variable valve mechanism for varying the opening and closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve of the engine;
An exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of the engine;
An internal combustion engine control method comprising:
When the engine is cold started, an internal EGR amount is increased by changing the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve by the variable valve mechanism, and the engine is controlled by the fuel injection valve. An internal combustion engine characterized in that fuel is injected during the intake stroke and the compression stroke, and the fuel injection amount in the compression stroke is made larger than the fuel injection amount in the intake stroke to retard the ignition timing by the spark plug. How to control the engine.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104819064A (en) * 2014-02-05 2015-08-05 福特环球技术公司 Method and system for selecting a cylinder for engine starting
KR20170124606A (en) * 2015-04-20 2017-11-10 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 Engine control device and engine control method
CN107532522A (en) * 2015-04-16 2018-01-02 日产自动车株式会社 Engine control device and engine control method
EP3284935A4 (en) * 2015-04-14 2018-05-30 Nissan Motor Co., Ltd. Engine control device and engine control method
JP2018084202A (en) * 2016-11-24 2018-05-31 株式会社デンソー Control device for internal combustion engine
JP2021088968A (en) * 2019-12-05 2021-06-10 株式会社デンソー Drive control device for internal combustion engine
CN113137310A (en) * 2021-04-29 2021-07-20 广西玉柴机器股份有限公司 Natural gas engine cold machine emission control strategy
CN113153542A (en) * 2020-01-22 2021-07-23 上海汽车集团股份有限公司 VVT phase control method for vehicle, ECU and vehicle

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104819064B (en) * 2014-02-05 2019-09-24 福特环球技术公司 For selecting the method and system of the cylinder of engine start
CN104819064A (en) * 2014-02-05 2015-08-05 福特环球技术公司 Method and system for selecting a cylinder for engine starting
EP3284935A4 (en) * 2015-04-14 2018-05-30 Nissan Motor Co., Ltd. Engine control device and engine control method
CN107532522A (en) * 2015-04-16 2018-01-02 日产自动车株式会社 Engine control device and engine control method
EP3284934A4 (en) * 2015-04-16 2018-07-04 Nissan Motor Co., Ltd. Engine control apparatus, and engine control method
EP3287626A4 (en) * 2015-04-20 2018-05-30 Nissan Motor Co., Ltd. Engine control device and engine control method
US10280858B2 (en) 2015-04-20 2019-05-07 Nissan Motor Co., Ltd. Engine control device and engine control method
KR20170124606A (en) * 2015-04-20 2017-11-10 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 Engine control device and engine control method
CN107532523A (en) * 2015-04-20 2018-01-02 日产自动车株式会社 Engine control system and engine control
KR101894693B1 (en) * 2015-04-20 2018-09-04 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 Engine control device and engine control method
US10907566B2 (en) 2016-11-24 2021-02-02 Denso Corporation Control device for internal combustion engine
WO2018096986A1 (en) * 2016-11-24 2018-05-31 株式会社デンソー Control device for internal combustion engine
JP2018084202A (en) * 2016-11-24 2018-05-31 株式会社デンソー Control device for internal combustion engine
JP2021088968A (en) * 2019-12-05 2021-06-10 株式会社デンソー Drive control device for internal combustion engine
WO2021112221A1 (en) * 2019-12-05 2021-06-10 株式会社デンソー Drive control device for internal combustion engine
JP7272251B2 (en) 2019-12-05 2023-05-12 株式会社デンソー Drive control device for internal combustion engine
US11867132B2 (en) 2019-12-05 2024-01-09 Denso Corporation Drive control device for internal combustion engine
CN113153542A (en) * 2020-01-22 2021-07-23 上海汽车集团股份有限公司 VVT phase control method for vehicle, ECU and vehicle
CN113137310A (en) * 2021-04-29 2021-07-20 广西玉柴机器股份有限公司 Natural gas engine cold machine emission control strategy

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