JP3525737B2 - In-cylinder injection gasoline engine - Google Patents

In-cylinder injection gasoline engine

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JP3525737B2 JP12359898A JP12359898A JP3525737B2 JP 3525737 B2 JP3525737 B2 JP 3525737B2 JP 12359898 A JP12359898 A JP 12359898A JP 12359898 A JP12359898 A JP 12359898A JP 3525737 B2 JP3525737 B2 JP 3525737B2
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intake
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は筒内噴射ガソリンエ
ンジンに関し、特に、冷間時においてシリンダボア壁面
のオイル希釈及びスモークの発生を防止するための技術
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-cylinder injection gasoline engine, and more particularly to a technique for preventing oil dilution and smoke on the wall surface of a cylinder bore when cold.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、筒内噴射ガソリンエンジンにおい
て、エンジンの温度が設定温度よりも低いとき（冷間
時）には吸気行程初期に燃料噴射を行わせ、エンジン温
度が設定温度よりも高いとき（通常時）には圧縮行程末
期に燃料噴射を行わせる構成のものがあった（特開平５
−７１３４３号公報参照）。2. Description of the Related Art Conventionally, in a direct injection gasoline engine, when the engine temperature is lower than a set temperature (when it is cold), fuel injection is performed at the beginning of the intake stroke, and when the engine temperature is higher than the set temperature. There was a configuration (in normal time) in which fuel injection was performed at the end of the compression stroke (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5).
-71343 gazette).

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、冷間時の燃料
噴射時期を吸気行程の初期に設定すると、燃料がピスト
ン冠面上に付着して液膜を形成し、この液膜からの燃料
の拡散燃焼によりスモークが発生する可能性があった。
一方、吸気行程の中期から後期に燃料噴射時期を設定す
ると、燃料がシリンダボア壁に付着してボア壁面のオイ
ルが希釈され、潤滑性を低下させることがあり、冷間時
にオイル希釈及びスモークの発生を同時に回避すること
が困難であった。However, when the fuel injection timing during cold is set at the beginning of the intake stroke, the fuel adheres to the crown surface of the piston to form a liquid film, and the fuel from this liquid film Smoke could occur due to diffusion combustion.
On the other hand, if the fuel injection timing is set from the middle stage to the latter stage of the intake stroke, the fuel may adhere to the cylinder bore wall and the oil on the bore wall surface may be diluted, reducing lubricity, and oil dilution and smoke may occur when cold. It was difficult to avoid both at the same time.

【０００４】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、冷間時にシリンダボア壁面及びピストン冠面への
燃料付着を抑制して、オイル希釈及びスモークの発生を
同時に回避できる筒内噴射ガソリンエンジンを提供する
ことを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to suppress the fuel adhesion to the wall surface of the cylinder bore and the crown surface of the piston in the cold state to prevent the oil dilution and the smoke from occurring at the same time. The purpose is to provide.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
発明は、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えて
なる筒内噴射ガソリンエンジンにおいて、排気バルブの
閉時期をピストン上死点以前に設定すると共に、前記排
気バルブの閉時期から所定クランク角度後に吸気バルブ
の開時期となるようにし、前記排気バルブの閉時期から
吸気バルブの開時期までの間に前記燃料噴射弁による燃
料噴射を行わせる構成とした。Therefore, the invention according to claim 1 is an in-cylinder injection gasoline engine having a fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder, and an exhaust valve
The closing timing is set before the piston top dead center , the intake valve is opened after a predetermined crank angle from the exhaust valve closing timing, and the intake valve is opened from the exhaust valve closing timing. The fuel injection valve is configured to perform fuel injection by the time.

【０００６】かかる構成によると、排気バルブと吸気バ
ルブの開期間をオーバーラップさせずに、排気バルブが
ピストン上死点以前に閉じられてから所定クランク角度
後に吸気バルブが開くようにして、排気バルブの閉時期
から吸気バルブの開時期までの間、即ち、排気バルブと
吸気バルブとの両方が閉じている間に燃料噴射を行わせ
る。請求項２記載の発明では、前記吸気バルブの開時期
をピストン上死点以降に設定する構成とした。According to this structure, the exhaust valve can be operated without overlapping the opening periods of the exhaust valve and the intake valve.
The intake valve is opened after a predetermined crank angle after being closed before the top dead center of the piston so that the exhaust valve and the intake valve are closed, that is, both the exhaust valve and the intake valve are closed. Fuel injection is performed during the period. According to the invention of claim 2, the opening timing of the intake valve is set after the piston top dead center.

【０００７】かかる構成によると、排気バルブの閉時期
以降に設定される吸気バルブの開時期がピストン上死点
（ＴＤＣ）以降に設定される。請求項３記載の発明で
は、前記ピストン上死点から前記吸気バルブの開時期ま
での間に前記燃料噴射弁による燃料噴射を行わせる構成
とした。かかる構成によると、ピストン上死点から吸気
バルブの開時期までのピストンの下降中に燃料噴射を行
わせる。請求項４記載の発明では、前記燃料噴射弁によ
る噴射時期を、前記吸気バルブの開時期の直前とする構
成とした。 According to this structure, the opening timing of the intake valve set after the closing timing of the exhaust valve is set after the piston top dead center (TDC) . In the invention according to claim 3,
From the piston top dead center to the opening timing of the intake valve.
Fuel injection by the fuel injection valve between
And According to such a configuration, intake is performed from the top dead center of the piston.
Fuel is injected while the piston is descending until the valve opens.
Tell According to the invention of claim 4, the fuel injection valve
The injection timing is set just before the opening timing of the intake valve.
I made it

【０００８】かかる構成によると、吸気バルブの開時期
以前であって、かつ、ピストンが下降中であってかつ最
も下がった位置で燃料噴射が行われることになる。請求
項５記載の発明では、前記吸気バルブの開時期を変更可
能に構成し、エンジン回転速度が高いときほど前記吸気
バルブの開時期をピストン上死点に近づける構成とし
た。According to this structure, the fuel injection is performed before the opening timing of the intake valve, the piston is descending, and at the lowest position. According to a fifth aspect of the invention, the opening timing of the intake valve is changeable, and the opening timing of the intake valve is closer to the piston top dead center as the engine speed is higher.

【０００９】かかる構成によると、エンジン回転速度が
高くピストンの下降速度が速いときには、吸気バルブの
開時期をピストン上死点に近づけ、逆に、エンジン回転
速度が低くピストンの下降速度が遅いときには、吸気バ
ルブの開時期をピストン上死点から遠ざける。請求項６
記載の発明では、前記吸気バルブの開時期を、筒内圧力
と吸気管圧力とが略同等となる時期とする構成とした。According to this structure, when the engine speed is high and the piston descending speed is fast, the opening timing of the intake valve is brought close to the piston top dead center, and conversely, when the engine rotating speed is low and the piston descending speed is slow, Move the intake valve opening timing away from the piston top dead center. Claim 6
In the invention described above, the intake valve is opened at a time when the in-cylinder pressure and the intake pipe pressure are substantially equal.

【００１０】かかる構成によると、ピストン上死点以降
であって、筒内圧力と吸気管圧力とが略同等となる時期
に吸気バルブを開く。 According to this structure, the intake valve is opened after the piston top dead center and at a time when the in-cylinder pressure and the intake pipe pressure are substantially equal .

【００１１】請求項７記載の発明では、ピストン上死点
から前記吸気バルブの開時期までの角度を、前記排気バ
ルブの閉時期からピストン上死点までの角度以上に設定
する構成とした。かかる構成によると、ピストン上死点
を挟んで前後に排気バルブの閉時期と吸気バルブの開時
期とが設定され、ピストン上死点から吸気バルブの開時
期までの角度が、排気バルブの閉時期からピストン上死
点までの角度と等しいか、又は、より大きくなるように
設定される。In the invention of claim 7 , the angle from the piston top dead center to the opening timing of the intake valve is set to be equal to or greater than the angle from the closing timing of the exhaust valve to the piston top dead center. And According to this configuration, the exhaust valve closing timing and the intake valve opening timing are set before and after the piston top dead center, and the angle from the piston top dead center to the intake valve opening timing is the exhaust valve closing timing. Is set to be equal to or larger than the angle from the piston to the top dead center.

【００１２】請求項８記載の発明では、前記燃料噴射弁
が、シリンダの斜め下方に燃料を噴射する構成であっ
て、前記排気バルブの閉時期と前記吸気バルブの開時期
とをピストンの排気行程後半から吸気行程前半の間にそ
れぞれ設定する構成とした。かかる構成によると、ピス
トンの排気行程後半から吸気行程前半の間のピストンが
比較的上方に位置する間に、シリンダの斜め下方、すな
わち、ピストン冠面に向けて燃料が噴射される。According to an eighth aspect of the present invention, the fuel injection valve is configured to inject fuel diagonally below the cylinder, and the closing timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve are set to the exhaust stroke of the piston. The configuration is set between the latter half and the first half of the intake stroke. With this configuration, fuel is injected obliquely below the cylinder, that is, toward the crown surface of the piston, while the piston is located relatively above during the latter half of the exhaust stroke and the first half of the intake stroke.

【００１３】請求項９記載の発明では、少なくともエン
ジンの温度が所定温度以下であるときに、前記排気バル
ブの閉時期から吸気バルブの開時期までの間に前記燃料
噴射弁による燃料噴射を行わせる構成とした。かかる構
成によると、燃料噴霧が気化し難くなる冷間時に、前記
排気バルブの閉時期から吸気バルブの開時期までの間に
燃料噴射を行わせる。According to a ninth aspect of the invention, when at least the temperature of the engine is equal to or lower than a predetermined temperature, fuel injection by the fuel injection valve is performed between the closing timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve. It was configured. According to such a configuration, during cold time when the fuel spray is difficult to vaporize, fuel injection is performed between the closing timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve.

【００１４】請求項１０記載の発明では、吸気バルブの
開時期を変更可能に構成し、排気バルブの閉時期から所
定クランク角度後のピストン上死点以降に前記吸気バル
ブの開時期となるようにし、前記排気バルブの閉時期か
ら吸気バルブの開時期までの間に燃料噴射弁による燃料
噴射を行わせると共に、エンジン回転速度が高いときほ
ど前記吸気バルブの開時期をピストン上死点に近づける
構成とした。かかる構成によると、排気バルブの閉時期
からピストン上死点以降の吸気バルブの開時期までの間
に燃料噴射弁による燃料噴射を行わせるが、エンジン回
転速度が高くピストンの下降速度が速いときには、吸気
バルブの開時期をピストン上死点に近づけ、逆に、エン
ジン回転速度が低くピストンの下降速度が遅いときに
は、吸気バルブの開時期をピストン上死点から遠ざけ
る。請求項１１記載の発明では、排気バルブの閉時期か
ら所定クランク角度後のピストン上死点以降に吸気バル
ブの開時期となるようにし、前記排気バルブの閉時期か
ら吸気バルブの開時期までの間に燃料噴射弁による燃料
噴射を行わせると共に、前記吸気バルブの開時期を筒内
圧力と吸気管圧力とが略同等となる時期とする構成とし
た。かかる構成によると、排気バルブの閉時期からピス
トン上死点以降の吸気バルブの開時期までの間に燃料噴
射弁による燃料噴射を行わせるが、吸気バルブの開時期
を、ピストン上死点以降であって、筒内圧力と吸気管圧
力とが略同等となる時期とする。請求項１２記載の発明
では、排気バルブの閉時期から所定クランク角度後に吸
気バルブの開時期となるようにし、少なくともエンジン
の温度が所定温度以下であるときに、前記排気バルブの
閉時期から吸気バルブの開時期までの間に前記燃料噴射
弁による燃料噴射を行わせる構成とした。かかる構成に
よると、燃料噴霧が気化し難くなる冷間時に、前記排気
バルブの閉時期から吸気バルブの開時期までの間に燃料
噴射を行わせる。請求項１３記載の発明では、前記吸気
バルブの開時期を変更可能な動弁装置を備え、少なくと
もエンジンの温度が所定温度以下であるときに、前記排
気バルブの閉時期から所定クランク角度後に前記吸気バ
ルブの開時期となる所定の遅角位置に前記吸気バルブの
開時期を設定する構成とした。 According to the tenth aspect of the invention, the intake valve
The opening time can be changed, and it can be changed from the closing time of the exhaust valve.
After the piston reaches the top dead center after the constant crank angle, the intake valve
Check that the exhaust valve is closed when the exhaust valve is closed.
Fuel from the fuel injection valve between the intake valve and the intake valve opening timing
When injection is performed and the engine speed is high,
Thoroughly close the intake valve opening timing to the piston top dead center
It was configured. With this configuration, the exhaust valve closing timing
To the intake valve opening timing after piston top dead center
To inject fuel with the fuel injection valve, but
When the rolling speed is high and the piston descending speed is fast, the intake air
Move the valve opening timing closer to the piston top dead center, and
When the gin rotation speed is low and the piston descending speed is slow
Keep the intake valve opening timing away from the piston top dead center.
It In the invention according to claim 11, is it the closing timing of the exhaust valve?
From the top dead center of the piston after a predetermined crank angle from the intake valve
Check that the exhaust valve is closed when the exhaust valve is closed.
Fuel from the fuel injection valve between the intake valve and the intake valve opening timing
Inject the injection valve and set the intake valve opening timing in the cylinder.
The pressure and intake pipe pressure are almost equal to each other
It was According to this structure, the piston
Fuel injection is performed after the top dead center until the intake valve opens.
Fuel injection is performed by the injection valve, but the intake valve opening timing
The cylinder pressure and intake pipe pressure after piston top dead center.
It is the time when the strength is almost equal. Invention of Claim 12
In the case of the
Make sure that the air valve is open and at least the engine
When the temperature of the exhaust valve is below a predetermined temperature,
The fuel injection is performed between the closing timing and the intake valve opening timing.
The valve was used for fuel injection. In such a configuration
According to the above, when the fuel spray is cold,
Fuel is closed between the time when the valve is closed and the time when the intake valve is opened.
Inject it. In the invention according to claim 13, the intake air
Equipped with a valve operating device that can change the valve opening timing,
When the engine temperature is below the specified temperature,
After a predetermined crank angle from the closing timing of the intake valve, the intake valve
Set the intake valve to the predetermined retarded position, which is the opening time of the lube.
It is configured to set the opening time.

【００１５】かかる構成によると、動弁装置による吸気
バルブの開時期の遅角制御によって、排気バルブの閉時
期から所定クランク角度後に吸気バルブの開時期になる
非オーバーラップ状態を実現し、低温時に、前記非オー
バーラップ状態での燃料噴射を行わせる。請求項１４記
載の発明では、前記排気バルブの閉時期を変更可能な動
弁装置を備え、少なくともエンジンの温度が所定温度以
下であるときに、前記排気バルブの閉時期から所定クラ
ンク角度後に前記吸気バルブの開時期となる所定の進角
位置に前記排気バルブの閉時期を設定する構成とした。According to such a configuration, the retardation control of the opening timing of the intake valve by the valve operating device realizes a non-overlap state in which the opening timing of the intake valve is a predetermined crank angle after the closing timing of the exhaust valve, and at a low temperature. , Fuel injection in the non-overlap state is performed. According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a motion capable of changing the closing timing of the exhaust valve.
It is equipped with a valve device and at least the temperature of the engine is lower than a predetermined temperature.
When the vehicle is down, the specified
A predetermined advance angle that becomes the opening timing of the intake valve after the
The closing timing of the exhaust valve is set to the position .

【００１６】かかる構成によると、動弁装置による排気
バルブの閉時期の進角制御によって、排気バルブの閉時
期から所定クランク角度後に吸気バルブの開時期になる
非オーバーラップ状態を実現し、低温時に、前記非オー
バーラップ状態での燃料噴射を行わせる。請求項１５記
載の発明では、前記動弁装置は、クランク軸とカム軸と
の位相を変化させる機構を有する構成とした。According to this structure, the valve operating device controls the advance timing of the closing timing of the exhaust valve to realize a non-overlap state in which the intake valve opens at a predetermined crank angle after the exhaust valve closes, and at a low temperature. , Fuel injection in the non-overlap state is performed. According to a fifteenth aspect of the invention, the valve operating device has a mechanism for changing the phases of the crankshaft and the camshaft.

【００１７】かかる構成によると、クランク軸とカム軸
との位相を変化させることで、作動角一定のままバルブ
タイミングがシフトすることになり、排気バルブの閉時
期及び／又は吸気バルブの開時期の進角，遅角制御が行
える。請求項１６記載の発明では、前記動弁装置は、ク
ランク軸の角速度に対するカム軸の角速度を周期的に変
化させる機構を有する構成とした。According to this structure, by changing the phases of the crank shaft and the cam shaft, the valve timing shifts while the operating angle remains constant, and the exhaust valve closing timing and / or the intake valve opening timing can be changed. Lead angle and retard angle can be controlled. According to a sixteenth aspect of the present invention, the valve operating device has a mechanism for periodically changing the angular velocity of the camshaft with respect to the angular velocity of the crankshaft.

【００１８】かかる構成によると、クランク軸の角速度
に対するカム軸の角速度を周期的に変化させることで、
バルブタイミングと作動角とを同時に変更可能であり、
例えば吸気バルブの閉時期を固定として開時期のみを変
化させることが可能となる。請求項１７記載の発明で
は、前記動弁装置は、複数のカムを切換える機構を有す
る構成とした。According to this structure, the angular velocity of the cam shaft relative to the angular velocity of the crank shaft is changed periodically,
It is possible to change the valve timing and operating angle at the same time,
For example, it is possible to fix the closing timing of the intake valve and change only the opening timing. According to a seventeenth aspect of the present invention, the valve operating device has a structure for switching a plurality of cams.

【００１９】かかる構成によると、バルブのリフト特性
の異なる複数のカムを使い分けることで、バルブタイミ
ングと作動角とを同時に変更可能である。請求項１８記
載の発明では、前記動弁装置は、油圧力によってバルブ
を駆動する装置である構成とした。かかる構成による
と、カム駆動ではなく、油圧力によってバルブが開閉駆
動され、油圧力の発生タイミングの制御によってバルブ
タイミングが変更される。According to this structure, the valve timing and the operating angle can be simultaneously changed by properly using a plurality of cams having different valve lift characteristics. According to the eighteenth aspect of the invention, the valve operating device is a device that drives the valve by hydraulic pressure. With such a configuration, the valve is opened / closed by hydraulic pressure, not by cam driving, and the valve timing is changed by controlling the hydraulic pressure generation timing.

【００２０】請求項１９記載の発明では、前記動弁装置
は、電磁力によってバルブを駆動する装置である構成と
した。かかる構成によると、カム駆動ではなく、電磁力
によってバルブが開閉駆動され、電磁力の発生タイミン
グの制御によってバルブタイミングが変更される。According to a nineteenth aspect of the invention, the valve operating device is a device for driving the valve by an electromagnetic force. With such a configuration, the valve is opened / closed by the electromagnetic force instead of the cam drive, and the valve timing is changed by controlling the generation timing of the electromagnetic force.

【００２１】[0021]

【発明の効果】請求項１，２記載の発明によると、排気
バルブと吸気バルブとの開期間をオーバーラップさせな
いことで燃焼ガスを燃焼室内に残留させ、かつ、この高
温の燃焼ガス中へ燃料噴射を行わせるようにしたので、
噴霧の進行中に周囲の高温ガスから熱をもらって燃料の
気化が進み、ピストン冠面やシリンダボア壁面への燃料
付着が少なくなると共に、一旦付着した燃料も周囲の高
温ガスから熱をもらって速やかに気化するので、ピスト
ン冠面への燃料付着によるスモークの発生を抑制でき、
かつ、シリンダボア壁のオイル希釈を防止できるという
効果がある。また、燃焼ガスを、一旦排気通路に排出す
ることなくそのまま燃焼室内に閉じ込めて残留させるの
で、残留ガス温度を高く保持できるという効果がある。
排気バルブの閉時期をピストン上死点以降に設定して
も、排気通路に排出された燃焼ガスを再び吸い戻して燃
焼室内に残留させることが可能であるが、この場合、排
気通路壁等に燃焼ガスの熱が奪われるので、若干温度が
下がることになるので、排気バルブの閉時期をピストン
上死点以前に設定することで、より残留ガス温度を高く
できるものである。 According to the first and second aspects of the present invention, the combustion gas remains in the combustion chamber by not overlapping the opening periods of the exhaust valve and the intake valve, and the fuel is introduced into the high temperature combustion gas. I decided to make the injection, so
While spraying, the heat from the surrounding high temperature gas receives heat to promote vaporization of the fuel, which reduces fuel adhesion to the piston crown surface and the cylinder bore wall surface, and the fuel once attached also receives heat from the surrounding high temperature gas to rapidly evaporate. Therefore, it is possible to suppress the generation of smoke due to the fuel adhering to the piston crown surface,
Moreover, there is an effect that it is possible to prevent oil dilution of the cylinder bore wall. In addition, the combustion gas is once discharged to the exhaust passage.
Without confining it in the combustion chamber
Therefore, there is an effect that the residual gas temperature can be kept high.
Set the exhaust valve closing timing after piston top dead center
Also sucks back the combustion gas discharged into the exhaust passage and burns it.
It is possible to leave it in the baking chamber, but in this case,
The heat of the combustion gas is removed by the air passage walls, etc.
As the exhaust valve closes when the piston
By setting before top dead center, the residual gas temperature will be higher.
It is possible.

【００２２】尚、オーバーラップを大きくした場合も、
燃焼ガスが燃焼室内に吸い戻されることで、燃料ガスを
燃焼室内に残留させることが可能であるが、この場合
は、燃焼ガスと共に新気も吸入することになるので、燃
焼室内のガス温度があまり高くならない。これに対し、
排気バルブと吸気バルブとの開期間をオーバーラップさ
せない構成とすれば、吸気バルブが開かれるまでは、新
気の導入がないから、燃焼室内には残留燃焼ガスのみが
存在することになり、燃焼室内のガス温度を十分に高く
できる。Even if the overlap is increased,
It is possible to allow the fuel gas to remain in the combustion chamber by sucking the combustion gas back into the combustion chamber, but in this case, since the fresh air is also sucked together with the combustion gas, the gas temperature in the combustion chamber is It doesn't get too expensive. In contrast,
If the open period of the exhaust valve and the intake valve is not overlapped, no fresh air is introduced until the intake valve is opened, so only the residual combustion gas exists in the combustion chamber. The gas temperature in the room can be raised sufficiently.

【００２３】請求項３記載の発明によると、ピストン下
降中に燃料噴射を行うので、下方に向かう速度成分がピ
ストン下降速度よりも小さい燃料噴霧は、ピストンの下
降に追い付けないことになり、以て、ピストン冠面への
燃料付着をより少なくできるという効果がある。請求項
４記載の発明によると、ピストン下降中であってかつ最
も遠ざかっているときに燃料噴射が行われ、ピストン冠
面への燃料付着を更に少なくできるという効果がある。According to the third aspect of the present invention, since the fuel is injected while the piston is descending, the fuel spray whose downward velocity component is smaller than the piston descending speed cannot catch up with the piston descending. Therefore, there is an effect that the fuel adhesion to the piston crown surface can be further reduced. Claim
According to the invention described in 4 , the fuel injection is performed while the piston is descending and the furthest away from the piston, and it is possible to further reduce the adhesion of fuel to the piston crown surface.

【００２４】請求項５，１０記載の発明によると、一般
的に噴霧の速度は回転速度によらずに略一定であるか
ら、ピストン下降速度の大きい高回転時ほどピストン冠
面への燃料付着が少なくなり、高回転時には燃料噴射時
期をピストン上死点寄りにしてもピストン冠面への燃料
付着があまり増加しないので、ピストン冠面への燃料付
着を低く抑制しつつ、回転速度が高くなるほど吸気バル
ブの開時期を進角させて吸気充填効率の向上を図れると
いう効果がある。According to the fifth and tenth aspects of the invention, since the spraying speed is generally constant irrespective of the rotation speed, the fuel adhesion to the piston crown surface increases as the piston descending speed increases and the rotation speed increases. Since the amount of fuel adhered to the piston crown surface does not increase so much even when the fuel injection timing is near the top dead center of the piston when the engine speed is high, intake air increases as the rotational speed increases while suppressing fuel adhesion to the piston crown surface. There is an effect that the opening timing of the valve can be advanced to improve the intake charging efficiency.

【００２５】請求項６，１１記載の発明によると、筒内
圧力と吸気管圧力とが略同等となってから吸気バルブを
開くことでポンプロスを低減できるという効果がある。 [0025] According to the present invention 6, 11, wherein there is an effect that the cylinder pressure and the intake pipe pressure can be reduced pump loss by opening the intake valve from becoming substantially equal.

【００２６】請求項７記載の発明によると、排気バルブ
の閉時期からピストン上死点までの間にエンジンが行う
圧縮仕事が、ピストン上死点から吸気バルブの開時期ま
での間にトルクとして回収できるので、燃費の悪化がな
いという効果がある。請求項８記載の発明によると、ピ
ストンが比較的上方にあるときに、斜め下方への燃料噴
射が行われるので、シリンダボア壁面への燃焼付着が非
常に少なくなるというこうがある。ここで、燃料噴霧
は、シリンダボア壁面よりもピストン冠面に付着し易く
なるが、たとえピストン冠面に燃料が付着したとして
も、周囲の高温ガスから熱をもらって速やかに気化する
ので、ピストン冠面への燃料付着によるスモークの発生
も抑制できる。According to the seventh aspect of the invention, the compression work performed by the engine from the exhaust valve closing timing to the piston top dead center is recovered as torque from the piston top dead center to the intake valve opening timing. As a result, there is an effect that fuel consumption does not deteriorate. According to the invention described in claim 8, when the piston is relatively above, the fuel is obliquely downwardly injected, so that the combustion adhesion to the wall surface of the cylinder bore is extremely reduced. Here, the fuel spray is more likely to adhere to the piston crown surface than to the cylinder bore wall surface, but even if fuel adheres to the piston crown surface, it is rapidly vaporized by receiving heat from the surrounding high temperature gas. It is also possible to suppress the generation of smoke due to the adhesion of fuel to the.

【００２７】請求項９，１２記載の発明によると、燃料
が気化し難くなる冷間時に、ピストン冠面への燃料付着
によるスモークの発生及びシリンダボアへの燃料付着に
よるオイル希釈の発生を防止できるという効果がある。
請求項１３記載の発明によると、冷間時には、ピストン
冠面への燃料付着によるスモークの発生及びシリンダボ
アへの燃料付着によるオイル希釈の発生を防止できる一
方、通常時には、吸気バルブの開時期の進角により吸気
充填効率の向上を図って出力を確保できるという効果が
ある。According to the ninth and twelfth aspects of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of smoke due to the fuel adhering to the piston crown surface and the occurrence of oil dilution due to the fuel adhering to the cylinder bore during cold when the fuel is difficult to vaporize. effective.
According to the thirteenth aspect of the present invention, it is possible to prevent the generation of smoke due to the fuel adhering to the piston crown surface and the occurrence of oil dilution due to the fuel adhering to the cylinder bore during the cold state. The angle has the effect of improving the intake charging efficiency and ensuring the output.

【００２８】請求項１４記載の発明によると、冷間時に
は、ピストン冠面への燃料付着によるスモークの発生及
びシリンダボアへの燃料付着によるオイル希釈の発生を
防止できる一方、通常時には、排気バルブの閉時期の遅
角により残留ガスの抜けを良くして吸気充填効率を向上
させ、出力を確保できるという効果がある。請求項１５
記載の発明によると、作動角を変化させずにバルブタイ
ミングを全体的にシフトさせることで、冷間時のスモー
ク発生及びオイル希釈を回避できるバルブタイミング
と、通常時の出力を確保できるバルブタイミングとに容
易に切り替えられるという効果がある。According to the fourteenth aspect of the present invention, when cold, it is possible to prevent the generation of smoke due to fuel adhering to the piston crown surface and the occurrence of oil dilution due to fuel adhering to the cylinder bore, while normally closing the exhaust valve. Due to the retardation of the timing, there is an effect that the escape of residual gas is improved, the intake charging efficiency is improved, and the output can be secured. Claim 15
According to the invention described above, by shifting the valve timing as a whole without changing the operating angle, a valve timing that can avoid the generation of smoke and oil dilution during cold weather, and a valve timing that can secure the output during normal operation are provided. The effect is that it can be easily switched to.

【００２９】請求項１６記載の発明によると、排気バル
ブの開時期及び吸気バルブの閉時期を固定としたまま、
排気バルブの閉時期及び／又は吸気バルブの開時期を、
冷間時のスモーク発生及びオイル希釈を回避できるタイ
ミングに切り換えることが可能になるという効果があ
る。請求項１７記載の発明によると、カムの切り換えに
よりバルブの開時期と閉時期とをそれぞれ独立して変化
させることが可能となり、冷間時及び通常時にそれぞれ
で最適なバルブタイミングに設定できるという効果があ
る。According to the sixteenth aspect of the present invention, the exhaust valve opening timing and the intake valve closing timing are fixed.
Exhaust valve closing timing and / or intake valve opening timing
There is an effect that it is possible to switch to a timing at which smoke generation and oil dilution during cold can be avoided. According to the invention described in claim 17, it is possible to independently change the opening timing and the closing timing of the valve by switching the cam, and it is possible to set the optimum valve timing in the cold state and in the normal state. There is.

【００３０】請求項１８，１９記載の発明によると、吸
気バルブの開時期及び／又は排気バルブの閉時期を自由
にかつ連続的に変更可能であり、冷間時及び通常時それ
ぞれで最適なバルブタイミングに確実に設定できるとい
う効果がある。According to the eighteenth and nineteenth aspects of the present invention, the opening timing of the intake valve and / or the closing timing of the exhaust valve can be freely and continuously changed, and the optimum valve can be used in both cold and normal conditions. The effect is that the timing can be set reliably.

【００３１】[0031]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。図１は、実施形態における車両用の筒
内噴射ガソリンエンジンのシステム構成図である。この
図１において、アクセル開度センサ１は、運転者によっ
て操作されるアクセルペダルの開度を検出する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram of a cylinder injection gasoline engine for a vehicle according to an embodiment. In FIG. 1, an accelerator opening sensor 1 detects the opening of an accelerator pedal operated by a driver.

【００３２】クランク角センサ２は、単位クランク角毎
のポジション信号及び気筒間の行程位相差毎のリファレ
ンス信号を発生し、前記ポジション信号の単位時間当り
の発生数を計測することにより、或いは、前記リファレ
ンス信号の発生周期を計測することにより、エンジン回
転速度Ｎ（rpm)が検出される。エアフローメータ３は、
エンジン４の吸入空気流量Ｑａを検出する。The crank angle sensor 2 generates a position signal for each unit crank angle and a reference signal for each stroke phase difference between cylinders, and measures the number of generated position signals per unit time, or The engine rotation speed N (rpm) is detected by measuring the generation cycle of the reference signal. The air flow meter 3
The intake air flow rate Qa of the engine 4 is detected.

【００３３】水温センサ５は、エンジン４の冷却水温度
Ｔｗを検出する。尚、本実施形態では、前記冷却水温度
Ｔｗをエンジン４の温度を代表するパラメータとして用
いる。エンジン４には、各気筒毎に、燃料を直接シリン
ダ内に噴射する燃料噴射弁６、及び、燃焼室に装着され
て点火を行う点火栓７が設けられる。前記燃料噴射弁６
は、シリンダの略中央に向けて斜め下方に燃料を噴射す
るように取り付けられている。The water temperature sensor 5 detects the cooling water temperature Tw of the engine 4. In the present embodiment, the cooling water temperature Tw is used as a parameter representing the temperature of the engine 4. The engine 4 is provided with, for each cylinder, a fuel injection valve 6 that directly injects fuel into the cylinder, and a spark plug 7 that is mounted in the combustion chamber and ignites. The fuel injection valve 6
Is attached so as to inject fuel obliquely downward toward the approximate center of the cylinder.

【００３４】一方、エンジン４の吸気通路８にはスロッ
トル弁９が介装され、該スロットル弁９は、ＤＣモータ
等のスロットルアクチュエータ10によって開閉駆動され
るようになっている。前記各種センサ類からの検出信号
は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ，入出力インターフェース
等を含んで構成されるコントロールユニット11へ入力さ
れ、該コントロールユニット11は、前記センサ類からの
信号に基づいて検出される運転状態に応じて、スロット
ル弁９の開度を制御し、前記燃料噴射弁６による燃料噴
射量及び噴射タイミングを制御し、前記点火栓７による
点火時期を制御する。On the other hand, a throttle valve 9 is provided in the intake passage 8 of the engine 4, and the throttle valve 9 is opened and closed by a throttle actuator 10 such as a DC motor. Detection signals from the various sensors are input to a control unit 11 including a CPU, a RAM, a ROM, an input / output interface, etc., and the control unit 11 is detected based on the signals from the sensors. Depending on the operating state, the opening of the throttle valve 9 is controlled, the fuel injection amount and injection timing of the fuel injection valve 6 are controlled, and the ignition timing of the spark plug 7 is controlled.

【００３５】また、エンジン４の吸気バルブ12（ＩＮ
Ｔ）及び排気バルブ13（ＥＸＨ）をそれぞれにカムで駆
動する動弁装置には、バルブの開閉時期（バルブタイミ
ング）を可変に制御する可変動弁機構14ａ，14ｂが備え
られている。ここで、前記コントロールユニット11によ
るバルブタイミング制御及び燃料噴射制御の第１の実施
形態を図２のフローチャートに従って説明する。In addition, the intake valve 12 (IN
T) and the exhaust valve 13 (EXH) are respectively driven by cams, and the valve operating system is provided with variable valve operating mechanisms 14a and 14b for variably controlling the valve opening / closing timing (valve timing). Here, a first embodiment of the valve timing control and the fuel injection control by the control unit 11 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【００３６】図２のフローチャートにおいて、まず、Ｓ
１では、水温センサ５で検出された冷却水温度Ｔｗを読
み込む。Ｓ２では、前記冷却水温度Ｔｗと予め設定され
た基準温度とを比較することで、冷間時であるか否かを
判別する。冷却水温度Ｔｗが基準温度を越えている暖機
終了後の状態（通常時）であるときには、Ｓ３へ進み、
図３及び図４に示すように、排気バルブ13（ＥＸＨ）が
吸気ＴＤＣの後で閉じ、かつ、吸気バルブ12（ＩＮＴ）
が吸気ＴＤＣの前で開くことで、排気バルブ13と吸気バ
ルブ12との開期間が吸気ＴＤＣ前後でオーバーラップす
る通常のバルブタイミングになるように、前記可変動弁
機構14ａ，14ｂを制御する。尚、図３中では、吸気バル
ブ12の開時期をＩＶＯ，閉時期をＩＶＣと示し、排気バ
ルブ13の開時期をＥＶＯ，閉時期をＥＶＣと示してあ
る。In the flowchart of FIG. 2, first, S
In 1, the cooling water temperature Tw detected by the water temperature sensor 5 is read. In S2, it is determined whether or not it is cold by comparing the cooling water temperature Tw with a preset reference temperature. When the cooling water temperature Tw exceeds the reference temperature and is in a state after the warm-up is completed (normal time), the process proceeds to S3,
As shown in FIGS. 3 and 4, the exhaust valve 13 (EXH) closes after the intake TDC, and the intake valve 12 (INT)
Is opened before the intake TDC, the variable valve actuation mechanisms 14a and 14b are controlled so that the open period of the exhaust valve 13 and the intake valve 12 becomes a normal valve timing that overlaps before and after the intake TDC. In FIG. 3, the opening timing of the intake valve 12 is shown as IVO, the closing timing is shown as IVC, the opening timing of the exhaust valve 13 is shown as EVO, and the closing timing is shown as EVC.

【００３７】また、次のＳ４では、通常時用の噴射時期
を、エンジン回転速度に応じたテーブルを参照して決定
する。尚、図３及び図４に示すように、吸気バルブ12の
開中に設定されて燃焼室内に均質な混合気を形成させて
行われる均質燃焼と、圧縮行程中に噴射させて点火栓７
の周辺に燃焼可能な混合気を偏在化させて行われる成層
燃焼とに切り替えられる場合には、各燃焼方式毎に噴射
時期テーブルが設定されるものとする。Further, in the next step S4, the injection timing for normal time is determined with reference to the table corresponding to the engine speed. As shown in FIGS. 3 and 4, the homogeneous charge combustion is performed while the intake valve 12 is open to form a homogeneous mixture in the combustion chamber and the spark plug 7 is injected during the compression stroke.
When it is switched to the stratified charge combustion in which the combustible air-fuel mixture is unevenly distributed in the vicinity of, the injection timing table is set for each combustion method.

【００３８】一方、Ｓ２で冷却水温度Ｔｗが基準温度以
下である冷間時であると判別されると、Ｓ５へ進み、図
３及び図４に示した通常の状態から、排気バルブ13の開
・閉時期を進角切り替えし、かつ、吸気バルブ12の開・
閉時期を遅角切り替えさせ、図５及び図６に示すよう
に、排気バルブ13が吸気ＴＤＣの前で閉じ、かつ、吸気
バルブ12が吸気ＴＤＣの後で開くことで、排気バルブ13
の閉時期から所定クランク角度後に吸気バルブ12の開時
期となるようにする。On the other hand, if it is determined in S2 that the cooling water temperature Tw is below the reference temperature and it is cold, the process proceeds to S5, in which the exhaust valve 13 is opened from the normal state shown in FIGS.・ Advance the closing time and open the intake valve 12 ・
The exhaust valve 13 is opened by changing the closing timing so that the exhaust valve 13 is closed before the intake TDC and the intake valve 12 is opened after the intake TDC as shown in FIGS. 5 and 6.
The intake valve 12 is opened at a predetermined crank angle after the closing time.

【００３９】即ち、前記Ｓ５のバルブタイミング制御
は、作動角一定のまま、吸気バルブ12の開閉タイミング
を全体的に遅角方向にシフトさせ、排気バルブ13の開閉
タイミングを全体的に進角方向にシフトさせるものであ
り、係る切り替えを可能にする可変動弁機構14ａ，14ｂ
としては、クランク軸に対するカム軸の位相を切り替え
る公知の機構を用いることができる。That is, in the valve timing control of S5, the opening / closing timing of the intake valve 12 is shifted in the retard direction as a whole while the operating angle is kept constant, and the opening / closing timing of the exhaust valve 13 is moved in the advance direction. Variable valve mechanisms 14a and 14b for shifting and enabling such switching
For this, a known mechanism for switching the phase of the cam shaft with respect to the crank shaft can be used.

【００４０】次のＳ６では、排気バルブ13の閉時期から
吸気バルブ12の開時期までの間に燃料噴射を行わせる冷
間時用の噴射時期を、エンジン回転速度に応じたテーブ
ルを参照して設定する。ここで、前記冷間時用の噴射時
期としては、燃料噴射が吸気バルブ12の開時期直前で行
われることが好ましく、更には、図５及び図６に示すよ
うに、燃料噴射の終了時期が吸気バルブ12の開時期に一
致することがより好ましい。従って、噴射時期（開始時
期又は終了時期）をエンジン回転速度に応じたテーブル
を参照して設定する代わりに、燃料噴射の終了時期が吸
気バルブ12の開時期に一致するように噴射開始時期を可
変に制御する構成とすることがより好ましい。In the next S6, the injection timing for cold time during which fuel injection is performed from the closing timing of the exhaust valve 13 to the opening timing of the intake valve 12 is referred to by referring to the table corresponding to the engine speed. Set. Here, as the injection timing for the cold time, it is preferable that the fuel injection is performed immediately before the opening timing of the intake valve 12, and further, as shown in FIG. 5 and FIG. More preferably, it coincides with the opening timing of the intake valve 12. Therefore, instead of setting the injection timing (start timing or end timing) by referring to the table according to the engine speed, the injection start timing is changed so that the fuel injection end timing matches the intake valve 12 opening timing. It is more preferable that the configuration is controlled to.

【００４１】このように、上記第１の実施形態では、図
６に示すように、通常時には吸気バルブ12と排気バルブ
13との開期間がオーバーラップするようにし、吸気バル
ブ12の開中又は圧縮行程で燃料噴射を行わせるが、冷間
時には、前記オーバーラップを発生させずに、排気バル
ブ13の閉時期から所定クランク角度後に吸気バルブ12の
開時期となるようにし（非オーバーラップ状態）、か
つ、前記排気バルブ13の閉時期から吸気バルブ12の開時
期までの間の両バルブが閉じているときに燃料噴射を行
わせるものである。As described above, in the first embodiment, as shown in FIG. 6, the intake valve 12 and the exhaust valve 12 are normally operated.
The fuel injection is performed during the opening of the intake valve 12 or during the compression stroke so that the open period of the exhaust valve 13 overlaps with the open period of the exhaust valve 13. The intake valve 12 is opened after the crank angle (non-overlap state), and fuel injection is performed when both valves are closed from the exhaust valve 13 closing time to the intake valve 12 opening time. Is to be done.

【００４２】排気バルブ13の閉時期から所定クランク角
度後に吸気バルブ12の開時期となるようにすると、比較
的高温の燃焼ガスが燃焼室内に残留することになり、こ
の残留ガス中へ燃料を噴射させると、燃料の気化が促進
され、ピストン冠面への燃料付着が抑制される。また、
噴射時期において筒内圧が比較的高いため、燃料噴霧の
到達距離が短くなり、これによっても、ピストン冠面へ
の燃料付着が抑制されることになる。従って、比較的上
死点近傍で燃料噴射を行わせても、ピストン冠面への燃
料付着が抑制され、ピストン冠面に付着した燃料が拡散
燃焼することによるスモークの発生を防止できる。When the intake valve 12 is opened at a predetermined crank angle after the exhaust valve 13 is closed, relatively high temperature combustion gas remains in the combustion chamber, and fuel is injected into the residual gas. By doing so, the vaporization of the fuel is promoted and the adhesion of the fuel to the piston crown surface is suppressed. Also,
Since the in-cylinder pressure is relatively high at the injection timing, the reaching distance of the fuel spray is shortened, and this also suppresses the fuel adhesion to the piston crown surface. Therefore, even if the fuel is injected relatively near the top dead center, the fuel adhesion to the piston crown surface is suppressed, and the smoke caused by the diffuse combustion of the fuel adhered to the piston crown surface can be prevented.

【００４３】また、シリンダの略中央に向けて斜め下方
に燃料を噴射する前記燃料噴射弁６により上死点近傍で
燃料噴射を行わせることで、シリンダボアへの燃料付着
を回避でき、シリンダボア壁面に対する燃料付着による
オイル希釈の発生も防止できる。また、噴射時期を吸気
バルブ12の開時期の直前とすれば、ピストンの下降中で
あってかつ最もピストンが下がった位置で燃料噴射を行
わせることができ、ピストン冠面への燃料付着を低減で
きる。Further, by causing the fuel injection valve 6 for injecting fuel obliquely downward toward substantially the center of the cylinder to perform fuel injection near the top dead center, it is possible to avoid fuel adhesion to the cylinder bore, and to the wall surface of the cylinder bore. It is also possible to prevent oil dilution due to fuel adhesion. Further, if the injection timing is immediately before the opening timing of the intake valve 12, the fuel injection can be performed at the position where the piston is descending and the piston is at the lowest position, and the fuel adhesion to the piston crown surface is reduced. it can.

【００４４】更に、図５及び図６に示すように、排気バ
ルブ13の閉時期から吸気ＴＤＣまでの角度と、吸気ＴＤ
Ｃから吸気バルブ12の開時期までの角度とを略一致させ
れば、図７に示すように、排気バルブの閉時期からピス
トン上死点までの圧縮仕事が、ピストン上死点から吸気
バルブの開時期までに回収されるから、オーバーラップ
を生じさせる通常時のバルブタイミングでのポンプロス
（図８参照）よりも、ポンプロスを低減できる。Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the angle from the closing timing of the exhaust valve 13 to the intake TDC and the intake TD
If the angle from C to the opening timing of the intake valve 12 is substantially matched, as shown in FIG. 7, the compression work from the closing timing of the exhaust valve to the piston top dead center is from the piston top dead center to the intake valve bottom. Since the pump loss is collected by the opening timing, the pump loss can be reduced as compared with the pump loss at the valve timing at the normal time (see FIG. 8) that causes the overlap.

【００４５】但し、図９及び図10に示すように、排気バ
ルブ13の閉時期から吸気ＴＤＣまでの角度と、吸気ＴＤ
Ｃから吸気バルブ12の開時期までの角度とを必ずしも一
致させる必要はなく、図９及び図10に示すようなバルブ
タイミングであっても、排気バルブ13の閉時期から吸気
バルブ12の開時期までの間に燃料噴射を行わせること
で、スモークの発生，シリンダボア壁面のオイル希釈の
発生を防止できる。However, as shown in FIGS. 9 and 10, the angle from the closing timing of the exhaust valve 13 to the intake TDC and the intake TD
It is not always necessary to match the angle from C to the opening timing of the intake valve 12, and even if the valve timing is as shown in FIGS. 9 and 10, from the closing timing of the exhaust valve 13 to the opening timing of the intake valve 12. By injecting fuel during the period, it is possible to prevent smoke and oil dilution on the cylinder bore wall surface.

【００４６】尚、図11及び図12に示すように、バルブタ
イミングの切り替えを行わずに、常に排気バルブ13の閉
時期から所定クランク角度後に吸気バルブ12の開時期と
なる設定とし、噴射時期のみを冷間時であるか否かに基
づいて切り替えるようにしても、冷間時のスモークの発
生，ボア壁面のオイル希釈の発生を防止できることにな
るが、前述のように、通常時にオーバーラップを生じる
バルブタイミングに切り替えることで、通常時の出力の
確保が図られる。As shown in FIGS. 11 and 12, the valve timing is not switched, and the intake valve 12 is opened at a predetermined crank angle after the exhaust valve 13 is closed. Even if it is switched based on whether it is cold or not, it is possible to prevent the occurrence of smoke during cold and oil dilution of the bore wall surface. By switching to the valve timing that occurs, it is possible to secure the output during normal times.

【００４７】また、吸気バルブ12と排気バルブ13とのい
ずれか一方のバルブタイミングのみを切り替えること
で、オーバーラップ状態から非オーバーラップ状態に切
り替える構成であっても良い。尚、両方のバルブタイミ
ングを切り替えるようにした場合も、排気バルブ13の閉
時期から吸気ＴＤＣまでの角度と吸気ＴＤＣから吸気バ
ルブ12の開時期までの角度とを一致させる設定とすれ
ば、単一のバルブタイミング変更機構で両方のバルブタ
イミングを切り替えるように構成することが容易とな
る。Further, it may be so arranged that only the valve timing of either the intake valve 12 or the exhaust valve 13 is switched to switch from the overlapped state to the non-overlapped state. Even when both valve timings are switched, if the angle from the closing timing of the exhaust valve 13 to the intake TDC and the angle from the intake TDC to the opening timing of the intake valve 12 are set to be the same, The valve timing changing mechanism can easily switch both valve timings.

【００４８】図13のフローチャートは、前記コントロー
ルユニット11によるバルブタイミング制御及び燃料噴射
制御の第２の実施形態を示すものであり、Ｓ11で読み込
んだ冷却水温度Ｔｗに基づいてＳ12で冷間時であると判
別されたときには、Ｓ15へ進み、排気バルブ13の閉時期
を進角切り替えし、かつ、吸気バルブ12の開時期を遅角
切り替えすることで、図３及び図４に示した通常のオー
バーラップ状態から、図14に示すように、排気バルブ13
の閉時期から所定クランク角度後に吸気バルブ12の開時
期となる非オーバーラップ状態に切り替える。The flow chart of FIG. 13 shows a second embodiment of the valve timing control and fuel injection control by the control unit 11, which is based on the cooling water temperature Tw read in S11 and is in the cold state in S12. If it is determined that there is, the routine proceeds to S15, where the closing timing of the exhaust valve 13 is advanced and the opening timing of the intake valve 12 is retarded, so that the normal overtime shown in FIGS. From the lap state, as shown in Fig. 14, exhaust valve 13
The intake valve 12 is opened after a predetermined crank angle from the closing timing of the above, and is switched to the non-overlap state.

【００４９】即ち、通常時から排気バルブ13の開時期及
び吸気バルブ12の閉時期は変えずに、排気バルブ13の閉
時期を進角し、かつ、吸気バルブ12の開時期を遅角する
ことで、前記非オーバーラップ状態に切り替えるもので
あり、係る切り替えを可能にする可変動弁機構14ａ，14
ｂとしては、クランク軸の角速度に対するカム軸の角速
度を周期的に変化させてバルブタイミングと作動角とを
可変に制御できる機構のものを用いることができる。That is, the opening timing of the exhaust valve 13 is advanced and the opening timing of the intake valve 12 is retarded without changing the opening timing of the exhaust valve 13 and the closing timing of the intake valve 12 from the normal time. The variable valve mechanisms 14a, 14a for switching to the non-overlapping state and enabling such switching.
As b, it is possible to use a mechanism having a mechanism capable of variably controlling the valve timing and the operating angle by periodically changing the angular velocity of the cam shaft relative to the angular velocity of the crank shaft.

【００５０】Ｓ16では、前記Ｓ６と同様に、冷間時用の
噴射時期を設定させる。一方、Ｓ12で暖機終了後である
と判別されると、Ｓ13へ進んで、図３及び図４に示すよ
うに排気バルブ13が吸気ＴＤＣの後で閉じ、かつ、吸気
バルブ12が吸気ＴＤＣの前で開くことで、排気バルブ13
と吸気バルブ12との開状態がオーバーラップする通常の
バルブタイミングになるように、冷間時に対して排気バ
ルブ13の閉時期を遅角し、かつ、吸気バルブ12の開時期
を進角する。In S16, the injection timing for cold time is set as in S6. On the other hand, if it is determined in S12 that the warm-up has ended, the process proceeds to S13, in which the exhaust valve 13 is closed after the intake TDC and the intake valve 12 is set to the intake TDC as shown in FIGS. Exhaust valve 13 by opening in front
The opening timing of the exhaust valve 13 is retarded and the opening timing of the intake valve 12 is advanced with respect to the cold state so that the normal opening timing of the intake valve 12 and the opening state of the intake valve 12 overlap.

【００５１】次のＳ14では、前記Ｓ４と同様に、通常の
噴射時期を設定する。上記の第２の実施形態において
も、通常時の出力を確保しつつ、冷間時におけるスモー
ク発生及びボア壁面のオイル希釈を回避できる一方、か
かる冷間時のスモーク発生及びボア壁面のオイル希釈を
回避するための非オーバーラップ状態への切り替えが、
排気バルブ13の閉時期の進角及び吸気バルブ12の開時期
の遅角のみによって行える。In the next S14, the normal injection timing is set as in S4. Also in the second embodiment described above, it is possible to avoid smoke generation and oil dilution on the bore wall surface during cold while securing the output at the normal time, while preventing smoke generation and oil dilution on the bore wall surface during cold state. Switching to a non-overlap state to avoid
This can be done only by advancing the closing timing of the exhaust valve 13 and retarding the opening timing of the intake valve 12.

【００５２】図15のフローチャートは、前記コントロー
ルユニット11によるバルブタイミング制御及び燃料噴射
制御の第３の実施形態を示すものであり、前記可変動弁
機構14ａ，14ｂとして、通常時用のカムと冷間時用のカ
ムとを切り替える構成のものを用いるものとする。図15
のフローチャートにおいて、Ｓ21で読み込んだ冷却水温
度Ｔｗに基づいてＳ22で暖機終了後であると判別される
と、Ｓ23へ進んで、通常時用のカムに切り替えて、図３
及び図４に示すようなオーバーラップを生じるバルブタ
イミングに制御し、次のＳ24では、Ｓ４と同様に、通常
時の噴射時期を設定する。The flow chart of FIG. 15 shows a third embodiment of the valve timing control and fuel injection control by the control unit 11, wherein the variable valve actuation mechanisms 14a and 14b are used as normal variable cams and coolers. It is assumed that the one for switching between the cam for the time is used. Figure 15
In the flowchart of FIG. 3, if it is determined in S22 that the warm-up is completed based on the cooling water temperature Tw read in in S21, the process proceeds to S23, and the cam is switched to the cam for normal operation,
Further, the valve timing is controlled so as to cause the overlap as shown in FIG. 4, and in the next S24, the injection timing at the normal time is set as in S4.

【００５３】一方、Ｓ22で冷間時であると判別される
と、Ｓ25へ進み、冷間時用のカムに切り替える制御を行
い、図16及び図17に示すように、排気バルブ13の閉時期
から所定クランク角度後に吸気バルブ12の開時期となる
非オーバーラップ状態に切り替える。そして、Ｓ26で
は、前記Ｓ６と同様に、冷間時用の噴射時期を設定す
る。尚、図16及び図17に示す冷間時用のカムの特性は、
排気バルブ13の閉時期を進角し、かつ、吸気バルブ12の
開時期を遅角することで、非オーバーラップ状態に切り
替える構成であると共に、通常時のカムよりもバルブリ
フト量が小さく、かつ、排気バルブ13の開時期を僅かに
遅角させ、また、吸気バルブ12の閉時期を僅かに進角さ
せた特性となっている。即ち、排気バルブ13の閉時期の
進角及び開時期の遅角と、吸気バルブ12の開時期の遅角
及び閉時期の進角とを行うことで、非オーバーラップ状
態に切り替える。On the other hand, if it is determined at S22 that it is cold, the routine proceeds to S25, where control is performed to switch to the cold cam, and as shown in FIG. 16 and FIG. To a non-overlap state in which the intake valve 12 opens at a predetermined crank angle. Then, in S26, the injection timing for cold time is set as in S6. The characteristics of the cold cam shown in Figs. 16 and 17 are as follows.
By advancing the closing timing of the exhaust valve 13 and retarding the opening timing of the intake valve 12, it is configured to switch to a non-overlapping state, and the valve lift amount is smaller than that of the normal cam, and The opening timing of the exhaust valve 13 is slightly retarded, and the closing timing of the intake valve 12 is slightly advanced. That is, by advancing the closing timing and the opening timing of the exhaust valve 13 and retarding the opening timing and the closing timing of the intake valve 12, the non-overlap state is switched.

【００５４】上記のように、通常時用のカムと、冷間時
用のカムとを使い分ける構成であれば、冷間時に最も適
したバルブタイミング及びリフト量で吸・排気バルブ1
2，13を動作させることができる。図18のフローチャー
トは、前記コントロールユニット11によるバルブタイミ
ング制御及び燃料噴射制御の第４の実施形態を示すもの
であり、Ｓ31で読み込んだ冷却水温度Ｔｗに基づいてＳ
32で冷間時であると判別されると、Ｓ36へ進んで、吸気
バルブ12の開時期の遅角量を演算する。尚、前記遅角量
とは、通常時の開時期に対する冷間時の開時期の遅角量
を示す。As described above, if the normal-use cam and the cold-use cam are selectively used, the intake / exhaust valve 1 can be operated with the most suitable valve timing and lift amount during the cold.
2 and 13 can be operated. The flowchart of FIG. 18 shows a fourth embodiment of the valve timing control and the fuel injection control by the control unit 11, and S based on the cooling water temperature Tw read in S31.
If it is determined at 32 that it is cold, the routine proceeds to S36, where the retard amount of the opening timing of the intake valve 12 is calculated. The retard amount means the retard amount of the opening timing in the cold state with respect to the opening timing in the normal state.

【００５５】第４の実施形態では、前記第２の実施形態
と同様に、通常時から排気バルブ13の開時期及び吸気バ
ルブ12の閉時期は変えずに、排気バルブ13の閉時期を進
角し、かつ、吸気バルブ12の開時期を遅角することで、
非オーバーラップ状態に切り替えるものである。但し、
排気バルブ13の閉時期の進角量は一定とするが、排気バ
ルブ13の閉時期から吸気ＴＤＣまでの角度よりも、吸気
ＴＤＣから吸気バルブ12の開時期までの角度が大きくし
て、吸気管内の圧力と筒内の圧力とが一致する時期に吸
気バルブ12が開かれるように、吸気バルブ12の開時期の
遅角量をそのときの条件に応じて可変に設定する構成と
してある（図19参照）。In the fourth embodiment, similarly to the second embodiment, the opening timing of the exhaust valve 13 and the closing timing of the intake valve 12 are not changed from the normal time, and the closing timing of the exhaust valve 13 is advanced. By delaying the opening timing of the intake valve 12,
It is for switching to the non-overlap state. However,
Although the advance amount of the closing timing of the exhaust valve 13 is constant, the angle from the intake TDC to the opening timing of the intake valve 12 is made larger than the angle from the closing timing of the exhaust valve 13 to the intake TDC, and In order to open the intake valve 12 at a time when the pressure in the cylinder and the pressure in the cylinder match, the retard amount of the opening timing of the intake valve 12 is variably set according to the condition at that time (FIG. 19). reference).

【００５６】従って、前記Ｓ36では、吸気管内の圧力と
筒内の圧力とが一致する時期に吸気バルブ12が開かれる
ように、吸気バルブ12の開時期の遅角量を演算するもの
であり、具体的に、以下のようにして進角量を演算でき
る。即ち、Ｐを筒内圧力、Ｖを燃焼室容積、θをクラン
ク角、ｎをポリトロープ指数とすると、一般に、往復式
エンジンの筒内圧力Ｐと燃焼室容積Ｖとの間には、下式
の関係が成り立つ。Therefore, in S36, the retard amount of the opening timing of the intake valve 12 is calculated so that the intake valve 12 is opened at the time when the pressure in the intake pipe and the pressure in the cylinder coincide with each other. Specifically, the amount of advance angle can be calculated as follows. That is, where P is the in-cylinder pressure, V is the combustion chamber volume, θ is the crank angle, and n is the polytropic index, in general, between the in-cylinder pressure P of the reciprocating engine and the combustion chamber volume V, Relationship is established.

【００５７】ＰＶn ＝const. また、クランク半径・コンロッド長等が既知であれば、
燃焼室容積Ｖは、クランク角θの関数として求められ
る。 Ｖ＝ｆ（θ） ここで、吸気管圧力Ｐintake＝吸気バルブ12の開時期Ｉ
ＶＯにおける筒内圧Ｐ IVO となる吸気バルブ12の開時期
θIVO を求めるためには、 排気バルブ13の閉時期における筒内圧ＰEV 01＝１気圧 排気バルブ13の閉時期における燃焼室容積ＶEV 01＝ｆ
（θEV 01） 吸気管圧力Ｐintake＝センサによる測定値又は運転条件
による推定値 として、上記３つの値が既知であるとして、以下の式を
解けば良い。PVn= Const. If the crank radius, connecting rod length, etc. are known,
The combustion chamber volume V is calculated as a function of the crank angle θ.
It V = f (θ) Here, intake pipe pressure Pintake = opening timing I of intake valve 12
In-cylinder pressure P at VO IVOIntake valve 12 opening timing
θIVOTo ask for In-cylinder pressure P when the exhaust valve 13 is closedEV 01= 1 atmosphere Combustion chamber volume V when the exhaust valve 13 is closedEV 01= F
(ΘEV 01) Intake pipe pressure Pintake = measured value by the sensor or operating condition
Estimated by Assuming that the above three values are known,
Just solve it.

【００５８】ＰEV 01・ＶEV 01n ＝Ｐintake・ＶIVO n ＶIVO ＝ｆ（θIVO ） ポリトロープ指数ｎについては、通常1.2 〜1.4 程度の
値となるが、ここでは、作動ガスが既燃ガスであること
から、ｎ＝1.25程度として演算すれば良い。尚、簡易的
には、図20に示すように、吸気管圧力が大気圧に近いと
きほど遅角量を小さく設定する構成としても良い。P EV 01 · V EV 01n = Pintake · V IVO n V IVO = f (θ IVO ) The polytropic index n is usually a value of about 1.2 to 1.4, but here the working gas is burned gas. Therefore, the calculation may be performed with n = 1.25. For the sake of simplicity, as shown in FIG. 20, the retard amount may be set smaller as the intake pipe pressure is closer to the atmospheric pressure.

【００５９】Ｓ36で吸気バルブ12の開時期の遅角量（冷
間時の開時期）を演算すると、Ｓ37では、前記演算され
た遅角量だけ吸気バルブ12の開時期を通常時から遅角さ
せると共に、排気バルブ13の閉時期を通常時から予め設
定された角度だけ進角させる。Ｓ38では、冷間時用の噴
射時期を、エンジン回転速度に応じたテーブルを参照し
て設定し、次のＳ39では、前記Ｓ37で求めた噴射時期
と、吸気バルブ12の開時期とを比較し、吸気バルブ12の
開時期よりも前に噴射が終了するように噴射時期を適宜
修正する。When the retard amount of the opening timing of the intake valve 12 (the opening timing when cold) is calculated in S36, the opening timing of the intake valve 12 is retarded from the normal time by the calculated retard amount in S37. At the same time, the closing timing of the exhaust valve 13 is advanced from the normal time by a preset angle. In S38, the injection timing for cold time is set by referring to the table corresponding to the engine speed, and in the next S39, the injection timing obtained in S37 is compared with the opening timing of the intake valve 12. , The injection timing is appropriately corrected so that the injection ends before the opening timing of the intake valve 12.

【００６０】但し、吸気バルブ12の開時期に噴射を終了
させるべく、噴射開始時期を設定する場合には、上記Ｓ
39における処理は不要となる。一方、Ｓ32で暖機終了後
であると判別されると、Ｓ33へ進み、前記Ｓ36で求めら
れた遅角量を参照し、前記遅角量だけ進角させて通常に
戻す設定を行う。そして、Ｓ34で、排気バルブ13の閉時
期及び吸気バルブ12の開時期を通常に戻す制御を行い、
Ｓ35では、通常時用の噴射時期を設定する。However, when the injection start timing is set so as to end the injection at the opening timing of the intake valve 12, the above S
The processing in 39 is unnecessary. On the other hand, if it is determined in S32 that the warm-up has been completed, the process proceeds to S33, the retard amount obtained in S36 is referred to, the retard amount is advanced by the retard amount, and the setting is returned to normal. Then, in S34, the closing timing of the exhaust valve 13 and the opening timing of the intake valve 12 are controlled to return to normal,
In S35, the injection timing for normal time is set.

【００６１】上記第４の実施形態では、排気バルブ13が
閉じられて吸気ＴＤＣまでの間で圧縮仕事を行った後、
同じ角度だけピストンが下がるまでの間、吸気バルブ12
が閉じられているので、前記圧縮仕事が回収され、更
に、その後に吸気管内の圧力と筒内の圧力とが一致した
時点で吸気バルブ12が開かれるので、排気バルブ13の閉
時期から吸気ＴＤＣまでの角度と吸気ＴＤＣから吸気バ
ルブ12の開時期までの角度とを略同じにした場合より
も、ポンプロスを更に低減して燃費の向上を図れる（図
21参照）。In the fourth embodiment, after the exhaust valve 13 is closed to perform the compression work up to the intake TDC,
Intake valve 12 until piston is lowered by the same angle
Is closed, the compression work is recovered, and the intake valve 12 is opened when the pressure in the intake pipe and the pressure in the cylinder match thereafter, so that the intake TDC is started from the closing timing of the exhaust valve 13. To an angle from the intake TDC to the opening timing of the intake valve 12 are substantially equal to each other, the pump loss can be further reduced to improve fuel efficiency (Fig.
21).

【００６２】図22のフローチャートは、前記コントロー
ルユニット11によるバルブタイミング制御及び燃料噴射
制御の第５の実施形態を示すものである。第５の実施形
態は、前記第２の実施形態と同様に、通常時から排気バ
ルブ13の開時期及び吸気バルブ12の閉時期は変えずに、
排気バルブ13の閉時期を進角し、かつ、吸気バルブ12の
開時期を遅角することで、非オーバーラップ状態に切り
替えるものであって、吸気ＴＤＣを挟んで前後に同じ角
度で排気バルブ13の閉時期と吸気バルブ12の開時期とが
設定される構成を基本とする。The flowchart of FIG. 22 shows a fifth embodiment of the valve timing control and fuel injection control by the control unit 11. Like the second embodiment, the fifth embodiment does not change the opening timing of the exhaust valve 13 and the closing timing of the intake valve 12 from the normal time,
By advancing the closing timing of the exhaust valve 13 and retarding the opening timing of the intake valve 12, the exhaust valve 13 is switched to the non-overlapping state, and the exhaust valve 13 is at the same angle before and after the intake TDC. It is based on a configuration in which the closing timing of and the opening timing of the intake valve 12 are set.

【００６３】図22のフローチャートにおいて、Ｓ41で読
み込んだ冷却水温度Ｔｗに基づきＳ42で冷間時であると
判別されると、Ｓ46へ進み、エンジン回転速度を、クラ
ンク角センサ２からの信号に基づいて演算する。次のＳ
47では、図23に示すように、エンジン回転速度が高いと
きほど、排気バルブ13の閉時期から吸気バルブ12の開時
期までの角度が短くなるように予め設定された特性に基
づき、そのときのエンジン回転速度に対応する排気バル
ブ13の閉時期の進角量及び吸気バルブ12の開時期の遅角
量を設定する。In the flow chart of FIG. 22, when it is determined in S42 that it is cold based on the cooling water temperature Tw read in S41, the process proceeds to S46, in which the engine speed is determined based on the signal from the crank angle sensor 2. To calculate. Next S
In FIG. 23, as shown in FIG. 23, the higher the engine speed is, the shorter the angle from the closing timing of the exhaust valve 13 to the opening timing of the intake valve 12 is based on the characteristics set in advance. The amount of advance of the closing timing of the exhaust valve 13 and the amount of retard of the opening timing of the intake valve 12 corresponding to the engine speed are set.

【００６４】エンジン回転速度が高いときには、ピスト
ンが上死点から遠ざかる速度が大きいため、より上死点
に近い位置で燃料噴射を行わせても、ピストン冠面に対
する燃料付着量を充分に抑制できる。そこで、エンジン
回転速度が高いときほど排気バルブ13の閉時期から吸気
バルブ12の開時期までの角度が短くなるようにして（図
24参照）、ピストン冠面への燃料付着を抑制しつつ、冷
間時において非オーバーラップ状態とすることによる充
填効率の低下による出力低下を最小限に抑制するもので
ある。When the engine speed is high, the speed at which the piston moves away from the top dead center is high. Therefore, even if fuel injection is performed at a position closer to the top dead center, the amount of fuel adhered to the piston crown surface can be sufficiently suppressed. . Therefore, the higher the engine speed is, the shorter the angle from the closing timing of the exhaust valve 13 to the opening timing of the intake valve 12 (Fig.
(See 24), while suppressing the fuel adhesion to the piston crown surface, the output decrease due to the decrease in filling efficiency due to the non-overlap state during cold is suppressed to a minimum.

【００６５】Ｓ48では、Ｓ47での設定に基づき排気バル
ブ13の閉時期を進角させると共に、吸気バルブ12の開時
期の遅角させる。Ｓ49では、冷間時用のテーブルを参照
して噴射時期を設定し、Ｓ50では、Ｓ49で設定した噴射
時期と、吸気バルブ12の開時期とを比較して、吸気バル
ブ12の開時期前に噴射が行われるように、噴射時期を適
宜修正する。ここでも、吸気バルブ12の開時期に噴射を
終了させるべく、噴射開時期を可変に制御する構成であ
れば、Ｓ50の処理を省略できる。In S48, the closing timing of the exhaust valve 13 is advanced and the opening timing of the intake valve 12 is retarded based on the setting in S47. In S49, the injection timing is set with reference to the cold table, and in S50, the injection timing set in S49 is compared with the opening timing of the intake valve 12, and before the opening timing of the intake valve 12. The injection timing is appropriately modified so that the injection is performed. Also in this case, the process of S50 can be omitted if the injection opening timing is variably controlled so that the injection is ended at the opening timing of the intake valve 12.

【００６６】一方、Ｓ42で暖機終了後であると判別され
たときには、Ｓ43で、前記冷間時におけるエンジン回転
速度に応じた排気バルブ13の閉時期の進角量及び吸気バ
ルブ12の開時期の遅角量を参照し、通常のオーバーラッ
プ状態に戻すための排気バルブ13の閉時期の遅角量及び
吸気バルブ12の開時期の進角量を設定する。そして、Ｓ
44では、前記設定に基づいて排気バルブ13の閉時期の遅
角させると共に、吸気バルブ12の開時期の進角させ、通
常のオーバーラップ状態に戻す。On the other hand, when it is determined in S42 that the warm-up has been completed, in S43, the amount of advance of the closing timing of the exhaust valve 13 and the opening timing of the intake valve 12 according to the engine speed in the cold state. The retard amount of the closing timing of the exhaust valve 13 and the advancing amount of the opening timing of the intake valve 12 for returning to the normal overlap state are set with reference to the retard amount of the. And S
At 44, the closing timing of the exhaust valve 13 is retarded and the opening timing of the intake valve 12 is advanced based on the above setting, and the normal overlap state is restored.

【００６７】Ｓ45では、通常時の噴射時期を設定する。
尚、上記実施形態では、吸気バルブ12及び排気バルブ13
の動弁装置としてカムによってバルブを開閉駆動する装
置を用いる構成としたが、油圧力や電磁力によってバル
ブを駆動する動弁装置であっても良く、この場合、油圧
力や電磁力の発生タイミングの制御によって、上記のい
ずれの実施形態におけるバルブタイミングも実現可能で
あり、かつ、バルブタイミング設定の自由度がより高
く、最適なバルブタイミングに容易に設定できる。At S45, the injection timing at the normal time is set.
In the above embodiment, the intake valve 12 and the exhaust valve 13
Although a device that uses a cam to open and close the valve is used as the valve operating device, a valve operating device that drives the valve by hydraulic pressure or electromagnetic force may be used. In this case, the timing of generation of hydraulic pressure or electromagnetic force With the control described above, the valve timing in any of the above embodiments can be realized, the degree of freedom in setting the valve timing is higher, and the optimum valve timing can be easily set.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】実施形態における筒内噴射ガソリンエンジンを
示すシステム図。FIG. 1 is a system diagram showing a cylinder injection gasoline engine according to an embodiment.

【図２】バルブタイミング及び噴射制御の第１の実施形
態を示すフローチャート。FIG. 2 is a flowchart showing a first embodiment of valve timing and injection control.

【図３】通常時のバルブタイミング及び噴射時期を示す
図。FIG. 3 is a diagram showing a valve timing and an injection timing at a normal time.

【図４】通常時のバルブタイミング及び噴射時期を示す
図。FIG. 4 is a view showing a valve timing and an injection timing at a normal time.

【図５】第１の実施形態における冷間時のバルブタイミ
ング及び噴射時期を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a valve timing and an injection timing when cold in the first embodiment.

【図６】第１の実施形態における冷間時と通常時とのバ
ルブタイミング及び噴射時期の違いを示す図。FIG. 6 is a diagram showing a difference in valve timing and injection timing between a cold state and a normal state according to the first embodiment.

【図７】第１の実施形態の冷間時における圧力線図。FIG. 7 is a pressure diagram in the cold state of the first embodiment.

【図８】吸気バルブと排気バルブの開時期をオーバーラ
ップさせる通常時の圧力線図。FIG. 8 is a normal pressure diagram in which the opening timings of the intake valve and the exhaust valve overlap each other.

【図９】冷間時の非オーバーラップ状態の別の例を示す
図。FIG. 9 is a diagram showing another example of the non-overlap state during cold.

【図10】冷間時の非オーバーラップ状態の別の例を示す
図。FIG. 10 is a diagram showing another example of a non-overlap state during cold.

【図11】バルブタイミングを固定として噴射時期のみを
切り替える例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an example in which only the injection timing is switched while the valve timing is fixed.

【図12】バルブタイミングを固定として噴射時期のみを
切り替える例を示す図。FIG. 12 is a diagram showing an example in which only the injection timing is switched while the valve timing is fixed.

【図13】バルブタイミング及び噴射制御の第２の実施形
態を示すフローチャート。FIG. 13 is a flowchart showing a second embodiment of valve timing and injection control.

【図14】第２の実施形態における冷間時と通常時とのバ
ルブタイミング及び噴射時期の違いを示す図。FIG. 14 is a diagram showing a difference in valve timing and injection timing between a cold state and a normal state according to the second embodiment.

【図15】バルブタイミング及び噴射制御の第３の実施形
態を示すフローチャート。FIG. 15 is a flowchart showing a third embodiment of valve timing and injection control.

【図16】第３の実施形態における冷間時のバルブタイミ
ング及び噴射時期を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a valve timing and an injection timing when cold in the third embodiment.

【図17】第３の実施形態における冷間時と通常時とのバ
ルブタイミング及び噴射時期の違いを示す図。FIG. 17 is a diagram showing a difference in valve timing and injection timing between a cold state and a normal state according to the third embodiment.

【図18】バルブタイミング及び噴射制御の第４の実施形
態を示すフローチャート。FIG. 18 is a flowchart showing a fourth embodiment of valve timing and injection control.

【図19】第４の実施形態における冷間時と通常時とのバ
ルブタイミング及び噴射時期の違いを示す図。FIG. 19 is a diagram showing a difference in valve timing and injection timing between a cold state and a normal state according to the fourth embodiment.

【図20】第４の実施形態における冷間時の吸気バルブの
開時期と吸気管圧力との相関を示す線図。FIG. 20 is a diagram showing the correlation between the intake valve opening timing and the intake pipe pressure during cold operation in the fourth embodiment.

【図21】第４の実施形態の冷間時における圧力線図。FIG. 21 is a pressure diagram of the fourth embodiment when cold.

【図22】バルブタイミング及び噴射制御の第５の実施形
態を示すフローチャート。FIG. 22 is a flowchart showing a fifth embodiment of valve timing and injection control.

【図23】第５の実施形態における冷間時におけるＥＶＣ
〜ＩＶＯ期間の長さとエンジン回転速度との相関を示す
線図。FIG. 23 is an EVC in the cold state according to the fifth embodiment.
A line diagram showing the correlation between the length of the IVO period and the engine speed.

【図24】第５の実施形態における冷間時と通常時とのバ
ルブタイミング及び噴射時期の違いを示す図。FIG. 24 is a diagram showing a difference in valve timing and injection timing between a cold state and a normal state according to the fifth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ アクセル開度センサ ２ クランク角センサ ３ エアフローメータ ４ エンジン ５ 水温センサ ６ 燃料噴射弁 ７ 点火栓 ８ 吸気通路 ９ スロットル弁 10 スロットルアクチュエータ 11 コントロールユニット 12 吸気バルブ 13 排気バルブ 14ａ，14ｂ 可変動弁機構 1 Accelerator position sensor 2 crank angle sensor 3 Air flow meter 4 engine 5 Water temperature sensor 6 Fuel injection valve 7 Spark plug 8 Intake passage 9 Throttle valve 10 Throttle actuator 11 Control unit 12 Intake valve 13 Exhaust valve 14a, 14b Variable valve mechanism

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 43/00 Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/34 F02D 13/02 F02D 41/02 301 F02D 41/04 320 F02D 43/00 301 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02D 43/00 F02D 43/00 301Z (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F02D 41/34 F02D 13 / 02 F02D 41/02 301 F02D 41/04 320 F02D 43/00 301

Claims (19)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備
えてなる筒内噴射ガソリンエンジンにおいて、排気バルブの閉時期をピストン上死点以前に設定すると
共に、前記 排気バルブの閉時期から所定クランク角度後
に吸気バルブの開時期となるようにし、前記排気バルブ
の閉時期から吸気バルブの開時期までの間に前記燃料噴
射弁による燃料噴射を行わせることを特徴とする筒内噴
射ガソリンエンジン。1. In a cylinder injection gasoline engine having a fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder, when the exhaust valve closing timing is set before the piston top dead center.
In both of them, the intake valve is opened at a predetermined crank angle after the exhaust valve is closed, and the fuel injection valve performs fuel injection between the exhaust valve close and the intake valve open. In-cylinder injection gasoline engine featuring. 【請求項２】前記吸気バルブの開時期をピストン上死点
以降に設定することを特徴とする請求項１記載の筒内噴
射ガソリンエンジン。2. An in-cylinder injection gasoline engine according to claim 1, wherein the opening timing of the intake valve is set after the piston top dead center. 【請求項３】前記ピストン上死点から前記吸気バルブの
開時期までの間に前記燃料噴射弁による燃料噴射を行わ
せることを特徴とする請求項２記載の筒内噴射ガソリン
エンジン。3. The intake valve from the top dead center of the piston
Fuel is injected by the fuel injection valve before the opening timing
The in-cylinder injection gasoline engine according to claim 2, wherein 【請求項４】前記燃料噴射弁による噴射時期を、前記吸
気バルブの開時期の直前とすることを特徴とする請求項
３記載の筒内噴射ガソリンエンジン。4. The injection timing of the fuel injection valve is set immediately before the opening timing of the intake valve.
The in-cylinder injection gasoline engine described in 3 . 【請求項５】前記吸気バルブの開時期を変更可能に構成
し、エンジン回転速度が高いときほど前記吸気バルブの
開時期をピストン上死点に近づけることを特徴とする請
求項２〜４のいずれか１つに記載の筒内噴射ガソリンエ
ンジン。5. A configuration can be changed to opening timing of the intake valve, one of the claims 2-4, wherein said that the closer to the piston top dead center opening timing of the intake valve smaller the higher the engine rotational speed In- cylinder injection gasoline engine as described in 1 above. 【請求項６】前記吸気バルブの開時期を、筒内圧力と吸
気管圧力とが略同等となる時期とすることを特徴とする
請求項２〜５のいずれか１つに記載の筒内噴射ガソリン
エンジン。6. The in-cylinder injection according to claim 2, wherein the opening timing of the intake valve is a timing at which the cylinder pressure and the intake pipe pressure are substantially equal. gasoline engine. 【請求項７】ピストン上死点から前記吸気バルブの開時
期までの角度を、前記排気バルブの閉時期からピストン
上死点までの角度以上に設定したことを特徴とする請求
項２〜６のいずれか１つに記載の筒内噴射ガソリンエン
ジン。7. The angle from the piston top dead center to the opening timing of the intake valve is set to be equal to or more than the angle from the closing timing of the exhaust valve to the piston top dead center . The cylinder injection gasoline engine according to any one of the above. 【請求項８】前記燃料噴射弁が、シリンダの斜め下方に
燃料を噴射する構成であって、前記排気バルブの閉時期
と前記吸気バルブの開時期とをピストンの排気行程後半
から吸気行程前半の間にそれぞれ設定したことを特徴と
する請求項１〜７のいずれか１つに記載の筒内噴射ガソ
リンエンジン。8. The fuel injection valve is configured to inject fuel obliquely below a cylinder, and the closing timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve are set from the latter half of the exhaust stroke of the piston to the first half of the intake stroke. The direct injection gasoline engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the direct injection gasoline engine is set between them. 【請求項９】少なくともエンジンの温度が所定温度以下
であるときに、前記排気バルブの閉時期から吸気バルブ
の開時期までの間に前記燃料噴射弁による燃料噴射を行
わせることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに
記載の筒内噴射ガソリンエンジン。9. The fuel injection valve is configured to cause fuel injection between the exhaust valve closing timing and the intake valve opening timing when at least the engine temperature is equal to or lower than a predetermined temperature. In-cylinder injection gasoline engine according to any one of Items 1 to 8. 【請求項１０】筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を
備えてなる筒内噴射ガソリンエンジンにおいて、 吸気バルブの開時期を変更可能に構成し、排気バルブの
閉時期から所定クランク角度後のピストン上死点以降に
前記吸気バルブの開時期となるようにし、前記排気バル
ブの閉時期から吸気バルブの開時期までの間に前記燃料
噴射弁による燃料噴射を行わせると共に、エンジン回転
速度が高いときほど前記吸気バルブの開時期をピストン
上死点に近づけることを特徴とする 筒内噴射ガソリンエ
ンジン。10. A fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder
In a cylinder-injection gasoline engine equipped with this, the opening timing of the intake valve can be changed and the exhaust valve
After the piston top dead center after a predetermined crank angle from the closing time
Make sure that the intake valve opens at the
Between the closing time of the valve and the opening time of the intake valve
Fuel injection by the injection valve and engine rotation
As the speed increases, the piston opening
In- cylinder injection gasoline engine characterized by bringing it closer to top dead center . 【請求項１１】筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を
備えてなる筒内噴射ガソリンエンジンにおいて、 排気バルブの閉時期から所定クランク角度後のピストン
上死点以降に吸気バルブの開時期となるようにし、前記
排気バルブの閉時期から吸気バルブの開時期までの間に
前記燃料 噴射弁による燃料噴射を行わせると共に、前記
吸気バルブの開時期を筒内圧力と吸気管圧力とが略同等
となる時期とすることを特徴とする 筒内噴射ガソリンエ
ンジン。11. A fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder
In a cylinder injection gasoline engine equipped with a piston after a predetermined crank angle from the closing timing of the exhaust valve
The intake valve should be opened after top dead center, and
Between the closing time of the exhaust valve and the opening time of the intake valve
In addition to causing fuel injection by the fuel injection valve,
Cylinder pressure and intake pipe pressure are almost equal when the intake valve opens
In- cylinder injection gasoline engine characterized by the following timing . 【請求項１２】筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を
備えてなる筒内噴射ガソリンエンジンにおいて、 排気バルブの閉時期から所定クランク角度後に吸気バル
ブの開時期となるようにし、少なくともエンジンの温度
が所定温度以下であるときに、前記排気バルブの閉時期
から吸気バルブの開時期までの間に前記燃料噴射弁によ
る燃料噴射を行わせることを特徴とする 筒内噴射ガソリ
ンエンジン。12. A fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder
In an in-cylinder injection gasoline engine equipped with an intake valve after a predetermined crank angle from the closing timing of the exhaust valve.
At least when the engine temperature
Is below a predetermined temperature, the exhaust valve closing timing
From the fuel injection valve to the opening timing of the intake valve.
In- cylinder injection gasoline engine, which is characterized by performing fuel injection . 【請求項１３】前記吸気バルブの開時期を変更可能な動
弁装置を備え、少なくともエンジンの温度が所定温度以
下であるときに、前記排気バルブの閉時期から所定クラ
ンク角度後に前記吸気バルブの開時期となる所定の遅角
位置に前記吸気バルブの開時期を設定することを特徴と
する請求項１２記載の筒内噴射ガソリンエンジン。13. An operation capable of changing the opening timing of the intake valve.
It is equipped with a valve device and at least the temperature of the engine is lower than a predetermined temperature.
When the vehicle is down, the specified
A predetermined retard angle that is the opening timing of the intake valve after the
The opening timing of the intake valve is set to the position.
The in- cylinder injection gasoline engine according to claim 12 . 【請求項１４】前記排気バルブの閉時期を変更可能な動
弁装置を備え、少なくともエンジンの温度が所定温度以
下であるときに、前記排気バルブの閉時期から所定クラ
ンク角度後に前記吸気バルブの開時期となる所定の進角
位置に前記排気バルブの閉時期を設定することを特徴と
する請求項１２記載の筒内噴射ガソリンエンジン。14. An operation capable of changing the closing timing of the exhaust valve.
It is equipped with a valve device and at least the temperature of the engine is lower than a predetermined temperature.
When the vehicle is down, the specified
A predetermined advance angle that becomes the opening timing of the intake valve after the
Characterized in that the closing timing of the exhaust valve is set to a position.
The in- cylinder injection gasoline engine according to claim 12 . 【請求項１５】前記動弁装置は、クランク軸とカム軸と
の位相を変化させる機構を有することを特徴とする請求
項13 又は 14に記載の筒内噴射ガソリンエンジン。15. The valve operating device, a direct injection gasoline engine according to claim 13 or 14, characterized in that it has a mechanism for changing the phase between the crankshaft and the camshaft. 【請求項１６】前記動弁装置は、クランク軸の角速度に
対するカム軸の角速度を周期的に変化させる機構を有す
ることを特徴とする請求項13 又は 14に記載の筒内噴射ガ
ソリンエンジン。16. The in-cylinder injection gasoline engine according to claim 13 or 14 , wherein the valve operating device has a mechanism for periodically changing the angular velocity of the camshaft with respect to the angular velocity of the crankshaft. 【請求項１７】前記動弁装置は、複数のカムを切換える
機構を有することを特徴とする請求項13 又は 14 に記載の
筒内噴射ガソリンエンジン。17. The valve operating device, a direct injection gasoline engine according to claim 13 or 14, characterized in that it has a mechanism for switching a plurality of cams. 【請求項１８】前記動弁装置は、油圧力によってバルブ
を駆動する装置であることを特徴とする請求項13 又は 14
に記載の筒内噴射ガソリンエンジン。18. The valve operating device according to claim 13 or 14, characterized in that a device for driving the valve by the hydraulic force
In-cylinder injection gasoline engine described in. 【請求項１９】前記動弁装置は、電磁力によってバルブ
を駆動する装置であることを特徴とする請求項13 又は 14
に記載の筒内噴射ガソリンエンジン。19. The valve operating device according to claim 13 or 14, characterized in that a device for driving a valve by electromagnetic force
In-cylinder injection gasoline engine described in.
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