JPH09280092A - Internal combustion engine controller - Google Patents

Internal combustion engine controller

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JPH09280092A
JPH09280092A JP8088004A JP8800496A JPH09280092A JP H09280092 A JPH09280092 A JP H09280092A JP 8088004 A JP8088004 A JP 8088004A JP 8800496 A JP8800496 A JP 8800496A JP H09280092 A JPH09280092 A JP H09280092A
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intake
valve
fuel
injection
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Hiroaki Nihei
裕昭 仁平
Shigeki Miyashita
茂樹 宮下
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Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
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    • F02D2041/001Controlling intake air for engines with variable valve actuation
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a sudden deterioration of exhaust emissions and in power by continuously forming a desirable mixture even on a change in closing timing of an intake pipe through a change in operation timing of an intake valve by means of a variable valve timing mechanism (VVT). SOLUTION: A controller has various sensors for detecting the drive conditions of an engine 11, a VVT 51, an injector 33 and an electronic control unit(ECU) 74. The ECU 74 controls the VVT 51 so that an intake valve 21 opens or closes an intake pipe 32 at a target operation timing depending on the drive conditions of the engine 11. In the intake stroke where intake air is inspired into a combustion chamber 18 due to a negative pressure resulted from the movement of a piston 15, the ECU 74 controls the injector 33 to inject fuel through the opening of its valve at a target injection timing depending on the drive conditions. If a target injection completion timing is delayed from a preset timing corresponding to the closing timing of the intake pipe 32 by the intake valve 21, the ECU 74 corrects the target injection timing to advance the target injection completion timing than the preset timing.

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】本発明は内燃機関の制御装置
に係り、より詳しくは、燃焼室へ燃料を直接噴射する燃
料噴射弁と、吸気弁の作動タイミングを調整する可変バ
ルブタイミング機構とを備えた火花点火式の内燃機関に
おいて、前記吸気弁の作動タイミングに応じて燃料噴射
弁による燃料の噴射時期を制御するようにした内燃機関
の制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly, to a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber and a variable valve timing mechanism for adjusting the operation timing of an intake valve. In a spark ignition type internal combustion engine, the invention relates to a control device for an internal combustion engine which controls a fuel injection timing of a fuel injection valve according to an operation timing of the intake valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、燃料噴射弁の噴孔から燃料(ガソ
リン)を燃焼室内へ直接噴射する、いわゆる筒内噴射式
の内燃機関が知られている(例えば特開平5−2482
77号公報参照)。この内燃機関では、燃料が吸気行程
で噴射される場合、噴射時期と排気エミッション(H
C、スモーク等の量)との間に一定の関係がみられ、噴
射時期と出力との間に一定の関係がみられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a so-called in-cylinder injection type internal combustion engine in which fuel (gasoline) is directly injected into a combustion chamber from an injection hole of a fuel injection valve (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-2482).
No. 77). In this internal combustion engine, when the fuel is injected in the intake stroke, the injection timing and the exhaust emission (H
C, the amount of smoke, etc.), and a constant relationship is seen between the injection timing and the output.

【0003】前者においては、クランクシャフトの回転
(クランク角)に関し、HC及びスモークの量の少ない
角度範囲があり、その範囲よりも早いタイミングで燃料
が噴射されても、遅いタイミングで燃料が噴射されても
HC及びスモークの量が増加し、排気エミッションが悪
化する。特に、前記角度範囲よりも遅いタイミングに関
しては、吸気弁による吸気通路の閉鎖時を境にHC及び
スモークの量が急に増加する。また、後者においては、
クランク角に関し出力の高い角度範囲があり、その範囲
よりも遅いタイミングで燃料が噴射されると出力が低下
する。特に、吸気弁による吸気通路の閉鎖時を境に出力
が急に低下する。
In the former case, there is an angular range where the amount of HC and smoke is small with respect to the rotation (crank angle) of the crankshaft, and even if the fuel is injected earlier than that range, the fuel is injected later. Even so, the amount of HC and smoke increases, and exhaust emission deteriorates. Particularly, with respect to the timing later than the angle range, the amounts of HC and smoke suddenly increase when the intake passage is closed by the intake valve. In the latter,
There is a high output angle range with respect to the crank angle, and if fuel is injected at a timing later than that range, the output decreases. In particular, the output suddenly decreases when the intake passage is closed by the intake valve.

【0004】吸気通路の閉鎖時よりも遅く燃料が噴射さ
れた場合に、排気エミッション及び出力がともに急激に
悪化するのは次の理由によるものと考えられる。この時
期に燃料が噴射されると、点火までの時間が短く、十分
に燃料が気化されない。特に、吸気弁によって吸気通路
が閉鎖された後には吸入空気の乱れが急速に弱まる。こ
のため、吸入空気と燃料とのミキシングが不十分とな
り、燃料が偏在し、排気エミッションや出力が悪化す
る。従って、前記角度範囲内、特に吸気通路の閉鎖時よ
りも前のタイミングで燃料を噴射することが、排気エミ
ッションや出力の観点から望ましい。
When the fuel is injected later than when the intake passage is closed, it is considered that the exhaust emission and the output both deteriorate sharply for the following reason. When fuel is injected at this time, the time until ignition is short and the fuel is not sufficiently vaporized. In particular, the turbulence of intake air is rapidly reduced after the intake passage is closed by the intake valve. Therefore, mixing of intake air and fuel becomes insufficient, fuel is unevenly distributed, and exhaust emission and output deteriorate. Therefore, it is desirable from the viewpoint of exhaust emission and output to inject the fuel within the above angle range, particularly at a timing before closing the intake passage.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した技
術を、機関運転状態に応じて吸気弁の作動タイミングを
変化させることにより性能向上を狙った可変バルブタイ
ミング機構(VVT)を搭載した内燃機関に適用した場
合、吸気通路の閉鎖時期が変化するため次に示す不具合
が生ずる。それは、吸気弁による吸気通路の閉鎖時期が
早められた場合、それに従いHC及びスモークの量が急
に増大する際の時期も早められる。この時期の変化を考
慮しないと、吸気通路の閉鎖後にも燃料が噴射され、そ
の結果、排気エミッションや出力が悪化するおそれがあ
る。
However, the above-mentioned technique is applied to an internal combustion engine equipped with a variable valve timing mechanism (VVT) aiming at performance improvement by changing the operation timing of the intake valve according to the engine operating state. When applied, the following problems occur because the closing timing of the intake passage changes. When the closing timing of the intake passage by the intake valve is advanced, the timing when the amount of HC and smoke suddenly increases accordingly is also advanced. If the change in this timing is not taken into consideration, fuel may be injected even after the intake passage is closed, and as a result, exhaust emission and output may deteriorate.

【0006】なお、前述した不具合の対策として、高回
転・高負荷域でも噴射期間が十分短くなるように燃料噴
射弁の噴射率(単位時間当たりの噴射流量)を大きくす
ることが考えられる。このようにすれば、吸気弁による
吸気通路の閉鎖時よりも前に燃料噴射を終了させること
が可能である。しかし、この方法では必要燃料量が少な
いときに、その量の燃料を精度よく噴射することが難し
い。
As a countermeasure for the above-mentioned problems, it is possible to increase the injection rate (injection flow rate per unit time) of the fuel injection valve so that the injection period is sufficiently short even in the high rotation and high load range. With this configuration, it is possible to finish the fuel injection before the closing of the intake passage by the intake valve. However, with this method, when the required fuel amount is small, it is difficult to accurately inject that amount of fuel.

【0007】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は内燃機関の運転状態に応じて変化
する吸気弁の作動タイミング、特にその吸気弁による吸
気通路の閉鎖時に応じて燃料の噴射終了時期を制御する
ことにより、混合気を良好に形成することである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to change the fuel according to the operation timing of the intake valve which changes according to the operating state of the internal combustion engine, particularly when the intake valve closes the intake passage. By controlling the injection end timing of, the air-fuel mixture is formed well.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載の第1の発明は、火花点火式内燃機関
の燃焼室に吸入空気を導くための吸気通路を開閉する吸
気弁と、前記吸気弁の作動タイミングを調整するための
可変バルブタイミング機構と、開弁時間に応じた量の燃
料を前記燃焼室へ直接噴射する燃料噴射弁と、前記内燃
機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記吸
気弁が前記運転状態検出手段による運転状態に応じた目
標作動タイミングで吸気通路を開閉するように、前記可
変バルブタイミング機構を制御する第1の制御手段と、
ピストンの移動にともなう負圧により吸入空気が燃焼室
へ吸入される吸気行程において、前記燃料噴射弁が前記
運転状態検出手段による運転状態に応じた目標噴射時期
に開弁して燃料を噴射するように、同燃料噴射弁を制御
する第2の制御手段と、前記第2の制御手段での目標噴
射終了時期が、前記第1の制御手段での吸気弁による吸
気通路の閉鎖時期に対応する所定時期よりも遅いときに
は、前記目標噴射時期を補正することにより、前記目標
噴射終了時期を前記所定時期よりも早める噴射時期補正
手段とを備えている。
In order to achieve the above object, a first invention according to claim 1 is an intake valve for opening and closing an intake passage for introducing intake air into a combustion chamber of a spark ignition type internal combustion engine. A variable valve timing mechanism for adjusting the operation timing of the intake valve, a fuel injection valve for directly injecting an amount of fuel according to the valve opening time into the combustion chamber, and an operating state of the internal combustion engine. Operating state detecting means; first control means for controlling the variable valve timing mechanism so that the intake valve opens and closes the intake passage at a target operation timing corresponding to the operating state by the operating state detecting means;
In the intake stroke in which intake air is sucked into the combustion chamber due to the negative pressure accompanying the movement of the piston, the fuel injection valve is opened at a target injection timing according to the operating state by the operating state detecting means to inject fuel. In addition, a second control means for controlling the fuel injection valve and a target injection end timing in the second control means correspond to a predetermined timing corresponding to a closing timing of the intake passage by the intake valve in the first control means. When the timing is later than the timing, the target injection timing is corrected so that the target injection end timing is advanced from the predetermined timing.

【0009】上記第1の発明によると、運転状態検出手
段は内燃機関の運転状態を検出する。第1の制御手段
は、検出された運転状態に応じた目標作動タイミングに
従い、吸気弁が吸気通路を開閉するように可変バルブタ
イミング機構を制御する。また、第2の制御手段は、吸
気行程において、燃料噴射弁が運転状態検出手段による
運転状態に応じた目標噴射時期に開弁して燃料を噴射す
るように同燃料噴射弁を制御する。さらに、目標噴射終
了時期が吸気弁による吸気通路の閉鎖時期に対応する所
定時期よりも遅いとき、噴射時期補正手段は目標噴射時
期を補正することにより、目標噴射終了時期を所定時期
よりも早める。従って、可変バルブタイミング機構によ
って吸気弁の作動タイミングが変更されて、吸気通路の
閉鎖時期が変化しても、混合気形成が急激に悪化する所
定時期よりも前に、燃料噴射を終了させることが可能と
なる。
According to the first aspect of the invention, the operating state detecting means detects the operating state of the internal combustion engine. The first control means controls the variable valve timing mechanism so that the intake valve opens and closes the intake passage in accordance with the target operation timing according to the detected operating state. Further, the second control means controls the fuel injection valve so that the fuel injection valve is opened at the target injection timing according to the operating state by the operating state detecting means to inject fuel in the intake stroke. Further, when the target injection end timing is later than the predetermined timing corresponding to the closing timing of the intake passage by the intake valve, the injection timing correction means corrects the target injection timing, thereby advancing the target injection end timing earlier than the predetermined timing. Therefore, even if the operation timing of the intake valve is changed by the variable valve timing mechanism and the closing timing of the intake passage is changed, the fuel injection can be ended before the predetermined time when the air-fuel mixture formation sharply deteriorates. It will be possible.

【0010】請求項2に記載の第2の発明は、前記第1
の発明における噴射時期補正手段が、前記目標噴射終了
時期の前記所定時期に対する遅延量を算出し、前記目標
噴射時期をその遅延量だけ早めるようにしている。
[0010] A second invention according to claim 2 is the first invention, wherein
In the invention, the injection timing correction means calculates the delay amount of the target injection end timing with respect to the predetermined time, and advances the target injection timing by the delay amount.

【0011】上記第2の発明によると、噴射時期補正手
段は目標噴射終了時期が所定時期に対しどれだけ遅れて
いるか、その遅延量を算出する。そして、目標噴射時期
をその算出した遅延量だけ早めるよう補正する。このよ
うに必要最少量だけ目標噴射時期が早められる。従っ
て、燃料噴射弁による燃料の噴射開始時期が極端に早く
なると混合気の形成が悪化するものの、この悪化を最小
限にとどめることが可能となる。
According to the second aspect of the invention, the injection timing correction means calculates how much the target injection end timing is behind the predetermined timing, and the delay amount thereof. Then, the target injection timing is corrected so as to be advanced by the calculated delay amount. In this way, the target injection timing is advanced by the required minimum amount. Therefore, although the formation of the air-fuel mixture is deteriorated when the fuel injection start timing of the fuel injection valve is extremely advanced, this deterioration can be minimized.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、第1,2の発明を具体化し
た一実施の形態を図面に従って説明する。図1に示すよ
うに、車両には内燃機関としてのガソリンエンジン(以
下、単にエンジンという)11が搭載されている。エン
ジン11のシリンダブロック12には複数のシリンダボ
ア14が並設され、各シリンダボア14内にピストン1
5が往復動可能に収容されている。各ピストン15はコ
ネクティングロッド16を介しクランクシャフト17に
連結されている。各ピストン15の往復運動はコネクテ
ィングロッド16によって回転運動に変換された後、ク
ランクシャフト17に伝達される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment embodying the first and second inventions will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a vehicle is equipped with a gasoline engine (hereinafter, simply referred to as an engine) 11 as an internal combustion engine. A plurality of cylinder bores 14 are provided in parallel in a cylinder block 12 of the engine 11, and the piston 1 is provided in each cylinder bore 14.
5 is housed so as to be reciprocally movable. Each piston 15 is connected to a crankshaft 17 via a connecting rod 16. The reciprocating motion of each piston 15 is converted into a rotary motion by a connecting rod 16 and then transmitted to a crankshaft 17.

【0013】シリンダブロック12及びシリンダヘッド
13間において、各ピストン15の上側には燃焼室18
が形成されている。シリンダヘッド13には、各燃焼室
18に開口する吸気ポート19及び排気ポート20がそ
れぞれ設けられている。シリンダヘッド13には、吸気
弁21及び排気弁22がそれぞれ往復動可能に支持され
ている。吸気弁21はバルブスプリング(図示略)によ
って、吸気ポート19を閉鎖する方向である斜め右上方
へ付勢され、排気弁22はバルブスプリング(図示略)
によって、排気ポート20を閉鎖する方向である斜め左
上方へ付勢されている。シリンダヘッド13において吸
気弁21の上方には吸気側カムシャフト23が回転可能
に設けられ、排気弁22の上方には排気側カムシャフト
24が回転可能に設けられている。
A combustion chamber 18 is provided above each piston 15 between the cylinder block 12 and the cylinder head 13.
Are formed. The cylinder head 13 is provided with an intake port 19 and an exhaust port 20 that open into each combustion chamber 18. An intake valve 21 and an exhaust valve 22 are reciprocally supported by the cylinder head 13 respectively. The intake valve 21 is urged by a valve spring (not shown) in an obliquely upper right direction that is a direction of closing the intake port 19, and the exhaust valve 22 is a valve spring (not shown).
Is biased diagonally to the upper left, which is the direction of closing the exhaust port 20. In the cylinder head 13, an intake side cam shaft 23 is rotatably provided above the intake valve 21, and an exhaust side cam shaft 24 is rotatably provided above the exhaust valve 22.

【0014】各カムシャフト23,24の端部にそれぞ
れ設けられたタイミングプーリ25,26は、タイミン
グベルト27により前記クランクシャフト17に駆動連
結されている。タイミングベルト27はクランクシャフ
ト17の回転を両タイミングプーリ25,26に伝達す
る。タイミングプーリ25,26の回転にともないカム
シャフト23,24が回転すると、カムの押し下げ力と
バルブスプリングの付勢力とが釣り合うように吸気弁2
1及び排気弁22が往復動し、ポート19,20がその
弁21,22により開放及び閉鎖される。
Timing pulleys 25, 26 provided at the ends of the camshafts 23, 24 are drivingly connected to the crankshaft 17 by a timing belt 27. The timing belt 27 transmits the rotation of the crankshaft 17 to both timing pulleys 25 and 26. When the cam shafts 23 and 24 rotate with the rotation of the timing pulleys 25 and 26, the intake valve 2 is adjusted so that the pressing force of the cam and the urging force of the valve spring are balanced.
1 and the exhaust valve 22 reciprocate, and the ports 19 and 20 are opened and closed by the valves 21 and 22.

【0015】吸気ポート19にはエアクリーナ28、ス
ロットルバルブ29、サージタンク30、吸気マニホー
ルド31等を備えた吸気通路32が接続されている。エ
ンジン11の外部の空気は吸気通路32の各部材28,
29,30,31を順に通過して燃焼室18に取り込ま
れる。
An intake passage 32 having an air cleaner 28, a throttle valve 29, a surge tank 30, an intake manifold 31, etc. is connected to the intake port 19. The air outside the engine 11 is supplied to each member 28 of the intake passage 32,
It passes through 29, 30, 31 in order and is taken into the combustion chamber 18.

【0016】スロットルバルブ29は、吸気通路32内
に軸29aにより回動可能に支持されている。軸29a
はワイヤ等を介して運転席のアクセルペダル(図示略)
に連結されており、運転者によるアクセルペダルの踏み
込み操作に連動してスロットルバルブ29と一体に回動
する。吸気通路32を流れる空気(吸入空気)の量は、
スロットルバルブ29の回動角度に応じて決定される。
The throttle valve 29 is rotatably supported in the intake passage 32 by a shaft 29a. Axis 29a
Is a driver's seat accelerator pedal (not shown)
And is rotated integrally with the throttle valve 29 in conjunction with the depression operation of the accelerator pedal by the driver. The amount of air (intake air) flowing through the intake passage 32 is
It is determined according to the turning angle of the throttle valve 29.

【0017】吸気ポート19の下方近傍には、気筒数と
同数の燃料噴射弁としてのインジェクタ33が配設され
ている。各インジェクタ33は吸気ポート19に沿って
配置され、シリンダボア14の中心軸線L1に対し傾斜
している(図3参照)。各インジェクタ33はソレノイ
ドコイル及びニードルバルブを備えている。ニードルバ
ルブは、ソレノイドコイルへの通電により作動して噴孔
を開放(開弁)する。すると、噴孔から燃料が吸気ポー
ト19を通過せず燃焼室18へ直接噴射される。この際
の噴射量はニードルバルブが開いている間に燃料が噴射
される時間、すなわちニードルバルブを作動させるため
のソレノイドコイルへの通電時間によって決定される。
通電時間が長くなるほど開弁時間が長くなり、噴射燃料
量が多くなる。
Near the lower part of the intake port 19, injectors 33 as fuel injection valves are arranged in the same number as the number of cylinders. Each injector 33 is arranged along the intake port 19 and is inclined with respect to the central axis L1 of the cylinder bore 14 (see FIG. 3). Each injector 33 includes a solenoid coil and a needle valve. The needle valve operates by energizing the solenoid coil to open (open) the injection hole. Then, the fuel is directly injected from the injection hole into the combustion chamber 18 without passing through the intake port 19. The injection amount at this time is determined by the time during which the fuel is injected while the needle valve is open, that is, the energization time to the solenoid coil for operating the needle valve.
The longer the energization time, the longer the valve opening time, and the larger the amount of injected fuel.

【0018】燃料の噴射方向は、ピストン15が図3に
示すように下死点まで移動したときにも、燃料噴霧10
がシリンダボア14の壁面に直接衝突しないように設定
されている。これは、シリンダボア14の壁面に燃料が
付着し、その付着燃料によってエンジンオイルが希釈さ
れるのを防止するとともに、同付着燃料が未燃HCとし
て排出され、排気エミッションを悪化させるのを防止す
るためである。
The direction of fuel injection is such that, even when the piston 15 moves to the bottom dead center as shown in FIG.
Is set so as not to directly collide with the wall surface of the cylinder bore 14. This is to prevent fuel from adhering to the wall surface of the cylinder bore 14 and diluting the engine oil with the adhered fuel, and also to prevent the adhered fuel from being discharged as unburned HC and deteriorating exhaust emission. Is.

【0019】また、これに関連して本実施の形態では、
ピストン15の頂部に凹所15aが形成されている。こ
れは、頂面が平らなピストンでは、インジェクタ33か
ら噴射された燃料噴霧10がピストンの頂面に衝突した
後、同頂面上を移動しシリンダボア14の壁面に達し油
膜に吸着されるからである。そのため、ここでは、ピス
トン15の頂部に凹所15aを設けることで、その凹所
15aの周囲に環状の壁15bを形成している。そし
て、ピストン15頂面上の燃料が凹所15aの周辺に達
したとき、壁15bによって燃料の移動方向をピストン
15の上方へ切り替え、燃料がシリンダボア14の壁面
に達しないようにしている。
Further, in relation to this, in the present embodiment,
A recess 15a is formed on the top of the piston 15. This is because in a piston having a flat top surface, the fuel spray 10 injected from the injector 33 collides with the top surface of the piston, then moves on the top surface, reaches the wall surface of the cylinder bore 14, and is adsorbed by the oil film. is there. Therefore, here, a recess 15a is provided at the top of the piston 15 to form an annular wall 15b around the recess 15a. When the fuel on the top surface of the piston 15 reaches the periphery of the recess 15a, the wall 15b switches the moving direction of the fuel to above the piston 15 so that the fuel does not reach the wall surface of the cylinder bore 14.

【0020】インジェクタ33から噴射された燃料噴霧
10は燃焼室18内の空気と混ざり合って混合気とな
る。この混合気に着火するために、シリンダヘッド13
においてシリンダボア14の中心軸線L1の近傍には点
火プラグ(点火栓)34が取り付けられている。図1に
示すように点火プラグ34は、ディストリビュータ35
によって分配された点火信号に基づいて駆動される。デ
ィストリビュータ35は、イグナイタ36から出力され
る高電圧を、クランクシャフト17の回転角(クランク
角)に同期して点火プラグ34に分配して印加する。そ
して、燃焼室18内の混合気は点火プラグ34の点火に
よって爆発・燃焼される。このときに生じた高温高圧の
燃焼ガスによりピストン15が往復動させられ、クラン
クシャフト17が回転してエンジン11の駆動力が得ら
れる。
The fuel spray 10 injected from the injector 33 mixes with the air in the combustion chamber 18 to form an air-fuel mixture. In order to ignite this mixture, the cylinder head 13
A spark plug (spark plug) 34 is attached near the central axis L1 of the cylinder bore 14. As shown in FIG. 1, the spark plug 34 includes a distributor 35.
Driven based on the ignition signal distributed by. The distributor 35 distributes and applies the high voltage output from the igniter 36 to the ignition plug 34 in synchronization with the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 17. Then, the air-fuel mixture in the combustion chamber 18 is exploded and burned by the ignition of the spark plug 34. The high temperature and high pressure combustion gas generated at this time causes the piston 15 to reciprocate, the crankshaft 17 rotates, and the driving force of the engine 11 is obtained.

【0021】排気ポート20には排気マニホールド3
7、触媒コンバータ38等を備えた排気通路39が接続
されている。燃焼室18で生じた燃焼ガスは、排気通路
39の各部材37,38等を順に通ってエンジン11の
外部へ排出される。
The exhaust port 20 has an exhaust manifold 3
7, an exhaust passage 39 including a catalytic converter 38 and the like is connected. The combustion gas generated in the combustion chamber 18 is exhausted to the outside of the engine 11 through the respective members 37, 38 of the exhaust passage 39 in order.

【0022】前記エンジン11においては、混合気が燃
焼室18内で生成されて燃焼ガスが排出されるまでの期
間、すなわち1サイクルの間に、ピストン15が2往復
してクランクシャフト17が2回転する。このサイクル
は吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程の4つの
行程からなる。ここで、燃焼室18内に供給される燃料
と空気とのミキシング、特に燃料量の多い高負荷時での
ミキシングが重要である。ミキシングが不十分であると
燃焼が悪化し、出力、燃費、排気エミッション等が悪化
する。また、混合気のミキシングには燃焼室18内での
吸入空気の乱れや、噴射された燃料の微粒化が必要であ
り、これらは燃料の噴射時期の影響を大きく受ける。燃
料が燃焼室18に直接供給されるため、燃料噴射は排気
弁22の閉弁時から点火までの期間に行われなければな
らない。そこで、本実施の形態では吸気行程中で燃料を
噴射するようにしている。
In the engine 11, the piston 15 makes two reciprocations and the crankshaft 17 makes two revolutions in a period until the mixture is generated in the combustion chamber 18 and the combustion gas is discharged, that is, in one cycle. To do. This cycle consists of four strokes: an intake stroke, a compression stroke, an explosion stroke and an exhaust stroke. Here, it is important to mix the fuel and air supplied into the combustion chamber 18 with each other, especially when the fuel amount is high and the load is high. When mixing is insufficient, combustion deteriorates, and output, fuel consumption, exhaust emission, etc. deteriorate. Further, mixing of the air-fuel mixture requires turbulence of the intake air in the combustion chamber 18 and atomization of the injected fuel, and these are greatly affected by the fuel injection timing. Since the fuel is directly supplied to the combustion chamber 18, the fuel injection must be performed during the period from the closing of the exhaust valve 22 to the ignition. Therefore, in the present embodiment, fuel is injected during the intake stroke.

【0023】燃料を吸気行程で噴射する場合、燃料の噴
射時期と排気エミッション(HC、スモーク等の量)と
の間には図7で示す傾向が見られ、噴射時期と出力との
間には図8で示す傾向が見られる。両図7,8の横軸は
クランク角であり、TDCは、シリンダボア14を往復
動するピストン15が最も上に移動したときの位置(上
死点)である。また、横軸上の数字は、TDCを基準と
したとき、そのTDCから何度前の角度(BTDC)で
あるかを示している。
When fuel is injected in the intake stroke, the tendency shown in FIG. 7 is observed between the fuel injection timing and the exhaust emission (the amount of HC, smoke, etc.), and between the injection timing and the output. The tendency shown in FIG. 8 can be seen. The horizontal axis of both FIGS. 7 and 8 is the crank angle, and TDC is the position (top dead center) when the piston 15 reciprocating in the cylinder bore 14 moves to the highest position. Further, the number on the horizontal axis indicates how many times before the TDC the angle (BTDC) is when the TDC is used as a reference.

【0024】図7によると、HC及びスモークの量の少
ない角度範囲があり、その範囲よりも早いタイミングで
燃料が噴射されても、遅いタイミングで燃料が噴射され
てもHC及びスモークの量が増加し、排気エミッション
が悪化する。特に、前記角度範囲よりも遅いタイミング
に関しては、吸気弁21による吸気通路の閉鎖時期を境
にHC及びスモークの量が急に増加する。なお、図中の
αはHC及びスモークの量が最も少ないときのクランク
角を示している。
According to FIG. 7, there is an angular range in which the amount of HC and smoke is small, and the amount of HC and smoke increases regardless of whether fuel is injected earlier than that range or when fuel is injected later. However, exhaust emission deteriorates. Particularly, with respect to the timing later than the angle range, the amounts of HC and smoke suddenly increase at the closing timing of the intake passage by the intake valve 21. In the figure, α indicates the crank angle when the amount of HC and smoke is the smallest.

【0025】また、図8によると、出力の高い角度範囲
があり、その範囲よりも遅いタイミングで噴射されると
出力が低下する。特に、吸気弁21によって吸気通路3
2が閉鎖されたときには、その閉鎖時期を境に出力が急
に低下する。なお、図中のβは出力が最大となるときの
クランク角を示している。
Further, according to FIG. 8, there is an angular range where the output is high, and if the injection is performed at a timing later than that range, the output decreases. In particular, the intake valve 21 allows the intake passage 3
When 2 is closed, the output suddenly decreases after the closing time. Note that β in the figure indicates the crank angle when the output becomes maximum.

【0026】前記角度範囲よりも早く燃料が噴射された
場合に、排気エミッション等が悪化するのは次の理由に
よるものと考えられる。このときにはピストン15が上
死点近傍に位置しており、燃料を噴射する空間が狭く、
燃料は十分に分裂(霧化)される前にピストン15に衝
突し、微粒化の悪い燃料が発生する。また、ピストン1
5の頂面や燃焼室18に燃料が付着して燃料が偏在し、
排気エミッションが悪化する。一方、早い時期に燃料が
噴射されるので、点火までの時間が長い。また、燃料噴
射後に燃焼室18内に入ってくる空気の流れを十分に利
用できるため、燃焼室18内に広がった燃料と空気との
ミキシングが良く、出力や燃費は比較的良い。
It is considered that the exhaust emission and the like are deteriorated when the fuel is injected earlier than the above angle range for the following reason. At this time, the piston 15 is located near the top dead center, and the space for injecting fuel is narrow,
The fuel collides with the piston 15 before being sufficiently divided (atomized), and fuel with poor atomization is generated. Also, the piston 1
The fuel adheres to the top surface of 5 and the combustion chamber 18, and the fuel is unevenly distributed.
Exhaust emissions worsen. On the other hand, since the fuel is injected early, it takes a long time to ignite. Further, since the flow of air entering the combustion chamber 18 after fuel injection can be fully utilized, the fuel and air spread in the combustion chamber 18 are mixed well, and the output and fuel consumption are relatively good.

【0027】吸気通路32の閉鎖時よりも遅く燃料が噴
射された場合に、排気エミッション及び出力がともに急
激に悪化するのは次の理由によるものと考えられる。ピ
ストン15が下死点近傍に位置するときに燃料が噴射さ
れると、燃料を噴射する空間が広く、燃料が十分に分裂
し霧化される利点があるものの、点火までの時間が短
く、十分に燃料が気化されない。特に、吸気通路32が
閉鎖された後には吸入空気の乱れが急速に弱まる。この
ため、吸入空気と燃料とのミキシングが不十分となり、
燃料が偏在し、排気エミッションや出力が悪化する。
When the fuel is injected later than when the intake passage 32 is closed, it is considered that the exhaust emission and the output both deteriorate sharply for the following reason. If the fuel is injected when the piston 15 is located near the bottom dead center, the space for injecting the fuel is wide and the fuel is sufficiently divided and atomized, but the time until ignition is short and sufficient. The fuel is not vaporized. Especially, after the intake passage 32 is closed, the turbulence of the intake air is rapidly reduced. Therefore, the mixing of the intake air and the fuel becomes insufficient,
The uneven distribution of fuel deteriorates exhaust emission and output.

【0028】従って、これらの排気エミッションや出力
の観点から、単に吸気行程で燃料を噴射するだけでな
く、吸気弁21の作動タイミングを考慮して燃料を噴射
する必要がある。
Therefore, from the viewpoint of these exhaust emission and output, it is necessary not only to inject the fuel in the intake stroke, but also to inject the fuel in consideration of the operation timing of the intake valve 21.

【0029】図1に示すように、前記エンジン11には
運転状態検出手段としてカム角センサ41、クランク角
センサ42、水温センサ43、スロットルセンサ44、
吸気圧センサ45等の各種センサが設けられている。カ
ム角センサ41は図2に示すように、吸気側カムシャフ
ト23上に取り付けられたロータ41aと、その近傍に
対向配置された電磁ピックアップ41bとを備えてい
る。ロータ41aは円盤状の磁性体からなり、その外周
に多数の歯を有している。電磁ピックアップ41bは、
吸気側カムシャフト23の回転にともなってロータ41
aが回転して、その歯が同ピックアップ41bの前方を
通過する毎にパルス状のカム角信号SG2を出力する。
As shown in FIG. 1, the engine 11 has a cam angle sensor 41, a crank angle sensor 42, a water temperature sensor 43, a throttle sensor 44, as operating state detecting means.
Various sensors such as the intake pressure sensor 45 are provided. As shown in FIG. 2, the cam angle sensor 41 includes a rotor 41a mounted on the intake-side camshaft 23 and an electromagnetic pickup 41b arranged in the vicinity of the rotor 41a so as to face each other. The rotor 41a is made of a disk-shaped magnetic body and has a large number of teeth on its outer circumference. The electromagnetic pickup 41b is
As the intake camshaft 23 rotates, the rotor 41
When a rotates, and its teeth pass in front of the pickup 41b, a pulsed cam angle signal SG2 is output.

【0030】クランク角センサ42の構成は前記カム角
センサ41と同様であり、クランクシャフト17上に取
り付けられたロータ(図示略)と、その近傍に対向配置
された電磁ピックアップ(図示略)とを備えている。電
磁ピックアップは、クランクシャフト17の回転にとも
ないロータが回転してその歯が同ピックアップの前方を
通過する毎にパルス状のクランク角信号SG1を出力す
る。
The structure of the crank angle sensor 42 is the same as that of the cam angle sensor 41. The crank angle sensor 42 includes a rotor (not shown) mounted on the crankshaft 17 and an electromagnetic pickup (not shown) arranged in the vicinity of the rotor. I have it. The electromagnetic pickup outputs a pulsed crank angle signal SG1 each time the rotor rotates as the crankshaft 17 rotates and its teeth pass in front of the pickup.

【0031】図1に示すように、水温センサ43はシリ
ンダブロック12に取り付けられ、エンジン11の冷却
水の温度(冷却水温THW)を検出する。スロットルセ
ンサ44は吸気通路32のスロットルバルブ29の近傍
に取り付けられ、そのバルブ29の軸29aの回動角度
(スロットル開度TA)を検出する。吸気圧センサ45
はサージタンク30に取り付けられ、真空を基準とした
場合の同タンク30内の圧力(吸気圧PM)を検出す
る。
As shown in FIG. 1, the water temperature sensor 43 is attached to the cylinder block 12 and detects the temperature of the cooling water of the engine 11 (cooling water temperature THW). The throttle sensor 44 is attached to the intake passage 32 in the vicinity of the throttle valve 29, and detects the rotation angle (throttle opening TA) of the shaft 29a of the valve 29. Intake pressure sensor 45
Is attached to the surge tank 30 and detects the pressure in the tank 30 (intake pressure PM) based on vacuum.

【0032】前述したエンジン11には可変バルブタイ
ミング機構(VVT)51が搭載されている。VVT5
1はタイミングプーリ25、ひいてはクランクシャフト
17の回転に対する吸気側カムシャフト23の位相を変
化させることにより、吸気弁21の作動タイミングをク
ランク角に関して連続的に変更するための機構であり、
油圧により駆動される。次に、VVT51の構成を図2
に従って説明する。
The engine 11 described above is equipped with a variable valve timing mechanism (VVT) 51. VVT5
Reference numeral 1 is a mechanism for continuously changing the operation timing of the intake valve 21 with respect to the crank angle by changing the phase of the intake side camshaft 23 with respect to the rotation of the timing pulley 25, and by extension, the crankshaft 17,
Driven by hydraulic pressure. Next, the configuration of the VVT 51 is shown in FIG.
It will be described according to.

【0033】吸気側カムシャフト23は、シリンダヘッ
ド13及びベアリングキャップ52間で回転自在に支持
されている。吸気側カムシャフト23の前端部(図2の
左端部)外周には前述したタイミングプーリ25が相対
回動可能に装着されている。吸気側カムシャフト23の
前端には、インナキャップ53が中空ボルト54及びピ
ン55により一体回転可能に取り付けられている。
The intake camshaft 23 is rotatably supported between the cylinder head 13 and the bearing cap 52. The above-mentioned timing pulley 25 is mounted on the outer periphery of the front end portion (the left end portion in FIG. 2) of the intake side camshaft 23 so as to be relatively rotatable. An inner cap 53 is attached to the front end of the intake side camshaft 23 by a hollow bolt 54 and a pin 55 so as to be integrally rotatable.

【0034】タイミングプーリ25には、ボルト56及
びピン57によりハウジング58が一体回転可能に取り
付けられている。ハウジング58にはプラグ59が取り
外し可能に装着されており、両者58,59によって吸
気側カムシャフト23の前端部及びインナキャップ53
の全体が覆われている。タイミングプーリ25の外周に
は、タイミングベルト27を掛装するための外歯25a
が多数形成されている。
A housing 58 is attached to the timing pulley 25 by a bolt 56 and a pin 57 so as to be integrally rotatable. A plug 59 is detachably mounted on the housing 58, and the plug 58 is detachably mounted on the housing 58, so that the front end portion of the intake side camshaft 23 and the inner cap 53 are connected.
The whole is covered. External teeth 25a for hooking the timing belt 27 on the outer circumference of the timing pulley 25.
Are formed in large numbers.

【0035】吸気側カムシャフト23及びタイミングプ
ーリ25は、ハウジング58及びインナキャップ53間
に介在されたピストン部材60によって連結されてい
る。ピストン部材60は略円環形状をなし、タイミング
プーリ25、ハウジング58及びインナキャップ53に
よって囲まれた空間S内に収容されている。ピストン部
材60は第1の位置と第2の位置との間で往復動する。
ピストン部材60は第1の位置に配置されたとき、図2
に示すようにハウジング58の内底面58aに当接す
る。このとき、クランクシャフト17に対する吸気側カ
ムシャフト23の回転位相が最も遅れ、吸気弁21の作
動タイミングがクランクシャフト17の回転に対して最
も遅くなる。ピストン部材60は第2の位置に配置され
たとき、タイミングプーリ25に当接する。このとき、
クランクシャフト17に対する吸気側カムシャフト23
の回転位相が最も進み、吸気弁21の作動タイミングが
最も早くなる。
The intake camshaft 23 and the timing pulley 25 are connected by a piston member 60 interposed between the housing 58 and the inner cap 53. The piston member 60 has a substantially annular shape and is housed in a space S surrounded by the timing pulley 25, the housing 58, and the inner cap 53. The piston member 60 reciprocates between the first position and the second position.
When the piston member 60 is arranged in the first position, the piston member 60 shown in FIG.
As shown in FIG. At this time, the rotation phase of the intake side camshaft 23 with respect to the crankshaft 17 is delayed most, and the operation timing of the intake valve 21 is delayed with respect to the rotation of the crankshaft 17. When the piston member 60 is arranged in the second position, the piston member 60 contacts the timing pulley 25. At this time,
Intake side camshaft 23 with respect to the crankshaft 17
Is most advanced, and the operation timing of the intake valve 21 is earliest.

【0036】ピストン部材60の内周及び外周にはそれ
ぞれ多数のスプライン歯60a,60bが形成されてい
る。これに対応して、インナキャップ53の外周及びハ
ウジング58の内周にも、それぞれ多数のスプライン歯
53a,58bが形成されている。これらのスプライン
歯60a,60b,53a,58bは、いずれも吸気側
カムシャフト23の軸線L2に対して交差するヘリカル
スプラインからなる。そして、スプライン歯60a,5
3aが互いに噛合し、スプライン歯60b,58bが互
いに噛合している。これらの噛合によって、タイミング
プーリ25の回転はハウジング58、ピストン部材60
及びインナキャップ53を介して吸気側カムシャフト2
3に伝達される。
A large number of spline teeth 60a and 60b are formed on the inner circumference and the outer circumference of the piston member 60, respectively. Correspondingly, a large number of spline teeth 53a and 58b are also formed on the outer circumference of the inner cap 53 and the inner circumference of the housing 58, respectively. Each of these spline teeth 60a, 60b, 53a, 58b is a helical spline that intersects the axis L2 of the intake side camshaft 23. Then, the spline teeth 60a, 5
3a mesh with each other, and spline teeth 60b, 58b mesh with each other. Due to these meshing, the rotation of the timing pulley 25 causes the housing 58 and the piston member 60 to rotate.
And the intake side camshaft 2 via the inner cap 53
3 is transmitted.

【0037】第1圧力室61は前記空間Sにおいてピス
トン部材60の前側に形成され、第2圧力室62は後側
に形成されている。各圧力室61,62に油圧を供給す
るために、エンジン11に既設のオイルポンプ63が利
用されている。オイルポンプ63はクランクシャフト1
7に駆動連結されており、エンジン11の運転にともな
い作動し、オイルパン64内に貯留されているエンジン
オイル65を吸引及び吐出する。吐出されたエンジンオ
イル65中の異物、金属粉等はオイルフィルタ66によ
って除去される。そして、オイルフィルタ66を通過し
たエンジンオイル65はベアリングキャップ52、吸気
側カムシャフト23、中空ボルト54等に形成された第
1油路67を通って第1圧力室61に供給されるととも
に、ベアリングキャップ52、吸気側カムシャフト23
等に形成された第2油路68を通って第2圧力室62に
供給される。
The first pressure chamber 61 is formed on the front side of the piston member 60 in the space S, and the second pressure chamber 62 is formed on the rear side. An existing oil pump 63 is used in the engine 11 to supply hydraulic pressure to the pressure chambers 61 and 62. The oil pump 63 is the crankshaft 1
7 is driven and connected, and operates in accordance with the operation of the engine 11 to suck and discharge the engine oil 65 stored in the oil pan 64. Foreign matter, metal powder, etc. in the discharged engine oil 65 are removed by the oil filter 66. The engine oil 65 that has passed through the oil filter 66 is supplied to the first pressure chamber 61 through the first oil passage 67 formed in the bearing cap 52, the intake camshaft 23, the hollow bolt 54, and the like, and the bearing Cap 52, intake side camshaft 23
It is supplied to the second pressure chamber 62 through the second oil passage 68 formed in the above.

【0038】両油路67,68の途中には、各圧力室6
1,62に供給される油圧の大きさを調整するためのオ
イルコントロールバルブ(以下、OCVという)69が
設けられている。OCV69のケーシング70には第1
ポート70a、第2ポート70b、第3ポート70c、
第4ポート70d及び第5ポート70eがそれぞれ設け
られている。第1ポート70aはオイルフィルタ66を
介してオイルポンプ63に接続され、第2ポート70b
は第1油路67に接続され、第3ポート70cは第2油
路68に接続されている。第4ポート70d及び第5ポ
ート70eはともにオイルパン64に接続されている。
In the middle of both oil passages 67 and 68, each pressure chamber 6
An oil control valve (hereinafter referred to as OCV) 69 for adjusting the magnitude of the hydraulic pressure supplied to 1, 62 is provided. The OCV69 casing 70 has a first
Port 70a, second port 70b, third port 70c,
A fourth port 70d and a fifth port 70e are provided respectively. The first port 70a is connected to the oil pump 63 via the oil filter 66, and the second port 70b is connected.
Is connected to the first oil passage 67, and the third port 70c is connected to the second oil passage 68. Both the fourth port 70d and the fifth port 70e are connected to the oil pan 64.

【0039】ケーシング70内には、円筒状の4つの弁
体71aを有するスプール71が往復動可能に収容され
ている。スプール71の前側(図2の左側)にはスプリ
ング72が配設され、後側には電磁ソレノイド73が配
設されている。そして、単位時間に占める電磁ソレノイ
ド73への通電時間の割合(デューティ比)を種々変更
する、いわゆるデューティ比制御を行うことにより、ス
プール71をケーシング70内の任意の位置へ移動さ
せ、第1圧力室61及び第2圧力室62の油圧の大きさ
を調整することが可能である。
In the casing 70, a spool 71 having four cylindrical valve bodies 71a is reciprocally housed. A spring 72 is arranged on the front side (left side in FIG. 2) of the spool 71, and an electromagnetic solenoid 73 is arranged on the rear side. Then, the spool 71 is moved to an arbitrary position in the casing 70 by performing a so-called duty ratio control in which the ratio (duty ratio) of the energization time to the electromagnetic solenoid 73 in the unit time is variously changed, and the first pressure is applied. It is possible to adjust the magnitude of hydraulic pressure in the chamber 61 and the second pressure chamber 62.

【0040】例えば、100%のデューティ比で電磁ソ
レノイド73が通電されて、スプール71が前方へ移動
させられると、第1ポート70a及び第2ポート70b
間が連通されるとともに、第3ポート70c及び第5ポ
ート70eが連通される。これらの連通により、オイル
ポンプ63から吐出されたエンジンオイル65が第1油
路67を通って第1圧力室61に供給され、ピストン部
材60に前側から加わる油圧が上昇する。また、第2圧
力室62内のエンジンオイル65が第2油路68を通っ
てオイルパン64に戻され、ピストン部材60に後側か
ら加わる油圧が低下する。
For example, when the electromagnetic solenoid 73 is energized at a duty ratio of 100% and the spool 71 is moved forward, the first port 70a and the second port 70b.
The third port 70c and the fifth port 70e communicate with each other. By these communication, the engine oil 65 discharged from the oil pump 63 is supplied to the first pressure chamber 61 through the first oil passage 67, and the hydraulic pressure applied to the piston member 60 from the front side rises. Further, the engine oil 65 in the second pressure chamber 62 is returned to the oil pan 64 through the second oil passage 68, and the hydraulic pressure applied to the piston member 60 from the rear side is reduced.

【0041】ピストン部材60に対し前側から加わる油
圧が後側から加わる油圧に打ち勝つと、同ピストン部材
60は後方ヘ移動しながら回動する。このとき、吸気側
カムシャフト23及びタイミングプーリ25に捩じり力
が付与される。その結果、タイミングプーリ25に対す
る吸気側カムシャフト23の回転位相が変えられ、吸気
弁21の作動タイミングが早められる。この動作につい
て、図4(b)のダイヤグラムを参照すると、吸気弁2
1の開放期間全体が、その吸気弁21の開放のタイミン
グを早めるようにシフトされる。吸気弁21と排気弁2
2とがともに開いているバルブオーバラップ期間が拡大
される。ピストン部材60がタイミングプーリ25に当
接して第2の位置で停止したとき、吸気弁21の開放及
び閉鎖のタイミングが最も早められる。
When the hydraulic pressure applied to the piston member 60 from the front side overcomes the hydraulic pressure applied from the rear side, the piston member 60 rotates while moving rearward. At this time, a twisting force is applied to the intake camshaft 23 and the timing pulley 25. As a result, the rotation phase of the intake side camshaft 23 with respect to the timing pulley 25 is changed, and the operation timing of the intake valve 21 is advanced. Regarding this operation, referring to the diagram of FIG. 4B, the intake valve 2
The entire opening period of 1 is shifted so as to accelerate the opening timing of the intake valve 21. Intake valve 21 and exhaust valve 2
The valve overlap period in which 2 and 2 are open is expanded. When the piston member 60 contacts the timing pulley 25 and stops at the second position, the timing of opening and closing the intake valve 21 is most advanced.

【0042】一方、電磁ソレノイド73が通電されず
(デューティ比0%となって)、スプリング72によっ
てスプール71が後方へ移動させられると、第1ポート
70a及び第3ポート70c間が連通される。すると、
オイルポンプ63からのエンジンオイル65が第2油路
68を通って第2圧力室62に供給され、ピストン部材
60に後側から加わる油圧が上昇する。また、第2ポー
ト70b及び第4ポート70d間が連通される。この連
通により、第1圧力室61内のエンジンオイル65が第
1油路67を通ってオイルパン64に戻され、ピストン
部材60に前側から加わる油圧が低下する。
On the other hand, when the electromagnetic solenoid 73 is not energized (duty ratio becomes 0%) and the spool 72 is moved rearward by the spring 72, the first port 70a and the third port 70c communicate with each other. Then
The engine oil 65 from the oil pump 63 is supplied to the second pressure chamber 62 through the second oil passage 68, and the hydraulic pressure applied to the piston member 60 from the rear side rises. Further, the second port 70b and the fourth port 70d are communicated with each other. By this communication, the engine oil 65 in the first pressure chamber 61 is returned to the oil pan 64 through the first oil passage 67, and the hydraulic pressure applied to the piston member 60 from the front side is reduced.

【0043】ピストン部材60に対し後側から加わる油
圧が前側から加わる油圧に打ち勝つと、同ピストン部材
60は前方ヘ移動しながら回動する。このとき、吸気側
カムシャフト23及びタイミングプーリ25に捩じり力
が付与される。その結果、タイミングプーリ25に対す
る吸気側カムシャフト23の回転位相が変えられ、吸気
弁21の作動タイミングが遅らされる。この動作につい
て、図4(a)のダイヤグラムを参照すると、吸気弁2
1の開放期間全体が、その吸気弁21の開放のタイミン
グを遅らせるようにシフトされ、バルブオーバラップ期
間が縮小される。ピストン部材60がハウジング58の
内底面58aに当接して第1の位置で停止したとき、吸
気弁21の開放及び閉鎖のタイミングが最も遅らされ
る。
When the hydraulic pressure applied to the piston member 60 from the rear side overcomes the hydraulic pressure applied from the front side, the piston member 60 rotates while moving forward. At this time, a twisting force is applied to the intake camshaft 23 and the timing pulley 25. As a result, the rotation phase of the intake side camshaft 23 with respect to the timing pulley 25 is changed, and the operation timing of the intake valve 21 is delayed. Regarding this operation, referring to the diagram of FIG. 4A, the intake valve 2
The entire opening period of 1 is shifted so as to delay the opening timing of the intake valve 21, and the valve overlap period is reduced. When the piston member 60 comes into contact with the inner bottom surface 58a of the housing 58 and stops at the first position, the opening and closing timing of the intake valve 21 is delayed most.

【0044】上記のようにVVT51が構成されている
ため、OCV69の電磁ソレノイド73に対するデュー
ティ比を調整することにより、吸気弁21の作動タイミ
ングを、図4(a)に示す状態と、図4(b)に示す状
態との間で連続的に変更することができる。
Since the VVT 51 is constructed as described above, by adjusting the duty ratio of the OCV 69 with respect to the electromagnetic solenoid 73, the operation timing of the intake valve 21 can be changed from the state shown in FIG. It is possible to continuously change between the states shown in b).

【0045】上述した各種センサ41〜45による検出
値に基づき、各インジェクタ33、イグナイタ36及び
OCV69を制御するために電子制御装置(ECUとい
う)74が用いられている。ECU74は図5に示すよ
うに、中央処理装置(CPU)75、読出し専用メモリ
(ROM)76、ランダムアクセスメモリ(RAM)7
7、バックアップRAM78、外部入力回路79及び外
部出力回路80を備えている。これらの各回路75〜8
0はバス81によって互いに接続されている。
An electronic control unit (referred to as ECU) 74 is used to control each injector 33, igniter 36 and OCV 69 based on the values detected by the various sensors 41 to 45 described above. As shown in FIG. 5, the ECU 74 includes a central processing unit (CPU) 75, a read only memory (ROM) 76, and a random access memory (RAM) 7.
7, a backup RAM 78, an external input circuit 79, and an external output circuit 80. Each of these circuits 75-8
0s are connected to each other by a bus 81.

【0046】ROM76は所定の制御プログラムや初期
データを予め記憶している。例えば、ROM76は図6
に示すプログラムを記憶している。CPU75はROM
76に記憶された制御プログラム及び初期データに従っ
て各種の演算処理を実行する。RAM77はCPU75
による演算結果を一時的に記憶する。バックアップRA
M78はECU74に対する電力供給が停止された後に
も、RAM77内の各種データを保持する。
The ROM 76 stores a predetermined control program and initial data in advance. For example, the ROM 76 is shown in FIG.
The program shown in FIG. CPU75 is ROM
Various arithmetic processes are executed in accordance with the control program and initial data stored in 76. RAM77 is CPU75
The calculation result by is temporarily stored. Backup RA
The M78 retains various data in the RAM 77 even after the power supply to the ECU 74 is stopped.

【0047】外部入力回路79には前述したカム角セン
サ41、クランク角センサ42、水温センサ43、スロ
ットルセンサ44及び吸気圧センサ45がそれぞれ接続
されている。外部出力回路80には各インジェクタ3
3、イグナイタ36及びOCV69がそれぞれ接続され
ている。
The above-mentioned cam angle sensor 41, crank angle sensor 42, water temperature sensor 43, throttle sensor 44 and intake pressure sensor 45 are connected to the external input circuit 79, respectively. Each injector 3 is connected to the external output circuit 80.
3, the igniter 36 and the OCV 69 are respectively connected.

【0048】そして、各センサ41〜45の検出信号は
外部入力回路79を介してCPU75に入力される。C
PU75はそれらの入力に基づき、エンジン回転速度N
e、実バルブタイミングRCAT等を算出する。さら
に、CPU75はこれらの算出値に基づき、各インジェ
クタ33、イグナイタ36及びOCV69を作動させ、
燃料噴射制御、点火時期制御、バルブタイミング制御等
を実行する。
The detection signals of the sensors 41 to 45 are input to the CPU 75 via the external input circuit 79. C
Based on those inputs, the PU 75 determines the engine speed N
e, actual valve timing RCAT, etc. are calculated. Further, the CPU 75 operates each injector 33, the igniter 36, and the OCV 69 based on these calculated values,
It executes fuel injection control, ignition timing control, valve timing control, and the like.

【0049】例えば、CPU75は、クランク角センサ
42からのクランク角信号SG1の時間間隔を計測する
ことにより、単位時間当たりのクランクシャフト17の
回転数であるエンジン回転速度Neを演算する。
For example, the CPU 75 calculates the engine rotation speed Ne, which is the rotation speed of the crankshaft 17 per unit time, by measuring the time interval of the crank angle signal SG1 from the crank angle sensor 42.

【0050】また、点火時期の制御のために、ROM7
6にはエンジン11の運転状態に応じた最適な点火時期
に関するデータが予め記憶されている。CPU75は各
センサからの検出信号によりエンジン11の運転状態、
例えば、エンジン回転速度Ne、吸気圧PM、暖機状態
等を検知する。そして、ROM76内のデータを参照し
て最適な点火時期を割り出し、イグナイタ36に一次電
流の遮断信号を出力して点火時期を制御する。
The ROM 7 is also used for controlling the ignition timing.
Data relating to the optimum ignition timing according to the operating state of the engine 11 is stored in advance in 6. The CPU 75 uses the detection signals from each sensor to determine the operating state of the engine 11,
For example, the engine speed Ne, the intake pressure PM, the warm-up state, etc. are detected. Then, the optimum ignition timing is determined with reference to the data in the ROM 76, and a primary current cutoff signal is output to the igniter 36 to control the ignition timing.

【0051】次に、CPU75によって実行される各種
処理のうち、吸気弁21の作動タイミングに応じて燃料
噴射時期を変更するためのルーチンの内容を、図6のフ
ローチャートに従って説明する。このルーチンは、吸気
弁21の作動タイミング(バルブタイミング)を制御す
るための処理(ステップ100〜130)と、燃料の目
標噴射時期を算出するための処理(ステップ140,1
50)と、目標噴射時期を補正するための処理(ステッ
プ160〜180)とからなる。
Next, of the various processes executed by the CPU 75, the contents of the routine for changing the fuel injection timing according to the operation timing of the intake valve 21 will be described with reference to the flowchart of FIG. This routine is a process for controlling the operation timing (valve timing) of the intake valve 21 (steps 100 to 130) and a process for calculating the target fuel injection timing (steps 140, 1).
50) and processing for correcting the target injection timing (steps 160 to 180).

【0052】まず、ステップ100において目標作動タ
イミングとしての目標バルブタイミングTCATを算出
する。この算出に際しては、エンジン回転速度Neとエ
ンジン負荷と目標バルブタイミングTCATとの関係を
予め規定したマップを用いる。そして、このマップを参
照し、そのときのエンジン回転速度Ne及びエンジン負
荷に対応する目標バルブタイミングTCATを求める。
エンジン負荷は例えば1気筒、1サイクル当たりの吸入
空気量Gnで表される。この吸入空気量Gnはエンジン
回転速度Ne、スロットル開度TA及び吸気圧PMに基
づき求められる。
First, at step 100, the target valve timing TCAT as the target operation timing is calculated. In this calculation, a map that predefines the relationship between the engine speed Ne, the engine load, and the target valve timing TCAT is used. Then, referring to this map, the target valve timing TCAT corresponding to the engine rotation speed Ne and the engine load at that time is obtained.
The engine load is represented by, for example, the intake air amount Gn per cylinder and one cycle. The intake air amount Gn is obtained based on the engine speed Ne, the throttle opening TA and the intake pressure PM.

【0053】ステップ110において、クランク角信号
SG1及びカム角信号SG2に基づき実バルブタイミン
グRCATを算出する。例えば、カム角信号SG2の発
生と同時にクランク角信号SG1を入力した後、予め設
定された基準のクランク角信号SG1を入力する迄に入
力された同信号SG1のパルス数に基づき、吸気側カム
シャフト23の回転位相、すなわち実バルブタイミング
RCATを演算する。このタイミングRCATとは、吸
気弁21の作動タイミングの調整のためにVVT51に
より変更される吸気側カムシャフト23の角度である。
In step 110, the actual valve timing RCAT is calculated based on the crank angle signal SG1 and the cam angle signal SG2. For example, after the crank angle signal SG1 is input at the same time when the cam angle signal SG2 is generated, based on the number of pulses of the signal SG1 that is input until the reference crank angle signal SG1 that is set in advance is input, the intake side camshaft The rotation phase of 23, that is, the actual valve timing RCAT is calculated. This timing RCAT is the angle of the intake side camshaft 23 that is changed by the VVT 51 in order to adjust the operation timing of the intake valve 21.

【0054】ステップ120において、前記目標バルブ
タイミングTCATと実バルブタイミングRCATとの
偏差ΔCATを求める。この偏差ΔCATが零となるよ
うに、すなわち実バルブタイミングRCATが目標バル
ブタイミングTCATと一致するようにOCV69をデ
ューティ比制御する。この制御により、VVT51の両
圧力室61,62へ供給される油圧が調整される。そし
て、吸気弁21の作動タイミングがエンジン11の運転
状態に応じて連続的に変更される。
In step 120, the deviation ΔCAT between the target valve timing TCAT and the actual valve timing RCAT is calculated. The duty ratio of the OCV 69 is controlled so that the deviation ΔCAT becomes zero, that is, the actual valve timing RCAT matches the target valve timing TCAT. By this control, the hydraulic pressure supplied to both the pressure chambers 61 and 62 of the VVT 51 is adjusted. Then, the operation timing of the intake valve 21 is continuously changed according to the operating state of the engine 11.

【0055】ステップ130において、前記実バルブタ
イミングRCATに基づき、所定の演算式又はマップを
用いて、吸気弁21が吸気通路32を閉鎖する目標タイ
ミング、すなわち実吸気弁閉弁時期RICTを算出す
る。
In step 130, the target timing at which the intake valve 21 closes the intake passage 32, that is, the actual intake valve closing timing RICT is calculated using a predetermined arithmetic expression or map based on the actual valve timing RCAT.

【0056】次に、ステップ140において、エンジン
回転速度Ne、エンジン負荷及び目標空燃比(例えば理
想空燃比)に基づき必要燃料量Gfを算出するととも
に、その燃料量Gfに基づき噴射時間TAUを算出す
る。噴射時間TAUはインジェクタ33のニードルバル
ブを作動させるためのソレノイドコイルへの通電時間で
あり、燃料噴射量に関連するパラメータである。
Next, at step 140, the required fuel amount Gf is calculated based on the engine speed Ne, the engine load and the target air-fuel ratio (for example, the ideal air-fuel ratio), and the injection time TAU is calculated based on the fuel amount Gf. . The injection time TAU is an energization time to the solenoid coil for operating the needle valve of the injector 33, and is a parameter related to the fuel injection amount.

【0057】ステップ150において燃料の目標噴射開
始時期SOIを算出する。より詳しくは予め規定したマ
ップを参照し、そのときのエンジン回転速度Ne及びエ
ンジン負荷に対応する目標噴射開始時期SOIを求め
る。ここで、目標噴射開始時期SOIを最初に(目標噴
射終了時期EOIよりも前の時期に)決定するのは、大
半の領域では噴射期間が後述する限界燃料噴射終了時期
EOILに達するほど長くないからである。また、前述
したように排気エミッションや出力が悪化しなければ、
できるだけ早い時期で燃料を噴射した方が点火までの時
間が長くなり、吸入空気乱れを有効に利用できる。混合
気のミキシングを促進し、性能、燃費を向上できる。そ
のため、吸気行程の早い時期に燃料を噴射できるよう
に、目標噴射開始時期SOIを最初に設定するようにし
ている。
In step 150, the target fuel injection start timing SOI is calculated. More specifically, the target injection start timing SOI corresponding to the engine rotation speed Ne and the engine load at that time is obtained by referring to a map that is defined in advance. Here, the target injection start timing SOI is determined first (before the target injection end timing EOI) because in most regions the injection period is not so long as to reach the limit fuel injection end timing EOIL described later. Is. Also, as mentioned above, if the exhaust emission and output do not deteriorate,
If fuel is injected as early as possible, it takes longer to ignite, and intake air turbulence can be effectively used. It promotes mixing of air-fuel mixture and improves performance and fuel efficiency. Therefore, the target injection start timing SOI is set first so that the fuel can be injected in the early intake stroke.

【0058】また、ステップ150では、エンジン回転
速度Ne、噴射時間TAU及び目標噴射開始時期SOI
に基づき、目標噴射終了時期EOIを算出する。詳しく
は、噴射時間TAUにエンジン回転速度Neを乗算する
ことによって、同噴射時間TAUを角度に換算する。こ
の換算値を前記目標噴射開始時期SOIに加算し、その
加算結果を目標噴射終了時期EOIとする。
Further, at step 150, the engine speed Ne, the injection time TAU and the target injection start timing SOI.
Based on, the target injection end timing EOI is calculated. Specifically, the injection time TAU is converted into an angle by multiplying the injection time TAU by the engine rotation speed Ne. This converted value is added to the target injection start timing SOI, and the addition result is set as the target injection end timing EOI.

【0059】ステップ160において、前記ステップ1
30での実吸気弁閉弁時期RICTに基づき所定時期と
しての限界燃料噴射終了時期EOILを求める。この終
了時期EOILは燃料の噴射終了時期のうち、排気エミ
ッションや出力の急激な悪化を招くことのない最も遅い
ときの値であり、実吸気弁閉弁時期RICTにほぼ一致
する。より正確には、同終了時期EOILは、吸気ポー
ト19の形状に応じて変化する吸入空気の流れや、イン
ジェクタ33による燃料の微粒化度合により変化する。
従って、仮に実吸気弁閉弁時期RICTが同一であった
としても、限界燃料噴射終了時期EOILはエンジン1
1毎に微妙に相違する。
In step 160, the above step 1
Based on the actual intake valve closing timing RICT at 30, a limit fuel injection end timing EOIL as a predetermined timing is obtained. The end timing EOIL is the latest value of the fuel injection end timing that does not cause a sudden deterioration in exhaust emission and output, and substantially coincides with the actual intake valve closing timing RICT. More precisely, the end timing EOIL changes depending on the flow of intake air that changes according to the shape of the intake port 19 and the degree of atomization of fuel by the injector 33.
Therefore, even if the actual intake valve closing timing RICT is the same, the limit fuel injection end timing EOIL is the engine 1
There is a slight difference for each one.

【0060】ステップ170において、目標噴射終了時
期EOIが限界燃料噴射終了時期EOILよりも大きい
か否かを判定する。この判定条件が満たされている(E
OI>EOIL)と、限界燃料噴射終了時期EOILと
なっても燃料噴射が終わらず、排気エミッション及び出
力がともに急激に悪化すると判断し、ステップ180に
おいて、両者の偏差(EOI−EOIL)を遅延量とし
て、前記ステップ150での目標噴射開始時期SOIか
ら減算する。その減算結果、すなわち前記偏差(EOI
−EOIL)分だけ早められた値を新たな目標噴射開始
時期SOIとして設定する。この時期SOIに従って燃
料が噴射されると、噴射期間全体が偏差(EOI−EO
IL)分だけタイミングを早める方向へシフトし、限界
燃料噴射終了時期EOILになるのとほぼ同じに燃料噴
射が終了することになる。このようにして目標噴射開始
時期SOIを補正すると、このルーチンを終了する。
In step 170, it is determined whether the target injection end timing EOI is greater than the limit fuel injection end timing EOIL. This judgment condition is satisfied (E
OI> EOIL) and it is judged that the fuel injection does not end even when the limit fuel injection end timing EOIL is reached, and both exhaust emission and output suddenly deteriorate, and in step 180, the deviation (EOI-EOIL) between the two is delayed. Is subtracted from the target injection start timing SOI in step 150. The subtraction result, that is, the deviation (EOI)
A value advanced by -EOIL) is set as a new target injection start timing SOI. When fuel is injected according to this timing SOI, the entire injection period is deviated (EOI-EO).
(IL) The timing is shifted in the direction of advancing the timing, and the fuel injection ends almost at the same time as the limit fuel injection end timing EOIL. When the target injection start timing SOI is corrected in this way, this routine ends.

【0061】一方、前記ステップ170の判定条件が満
たされていない(EOI≦EOIL)と、限界燃料噴射
終了時期EOILとなる前に燃料噴射が終了し、排気エ
ミッションや出力の急激な悪化が起きないと判断し、前
述したステップ180の補正を行わず、このルーチンを
終了する。
On the other hand, if the determination condition of step 170 is not satisfied (EOI≤EOIL), the fuel injection ends before the limit fuel injection end timing EOIL, and exhaust emission and sudden output deterioration do not occur. Therefore, this routine is ended without performing the correction in step 180 described above.

【0062】このようにして目標噴射開始時期SOIや
目標噴射終了時期EOIが設定されると、CPU75は
別途用意されたルーチンにおいて、燃料噴射を実行す
る。すなわち、目標噴射開始時期SOIになるとインジ
ェクタ33のソレノイドコイルに通電して開弁させ、同
インジェクタ33の噴孔から燃焼室18へ燃料を噴射さ
せる。そして、目標噴射終了時期EOIになると、前記
通電を停止してインジェクタ33を閉弁させる。する
と、限界燃料噴射終了時期EOILよりも前に燃料噴射
が終了する。
When the target injection start timing SOI and the target injection end timing EOI are set in this way, the CPU 75 executes fuel injection in a separately prepared routine. That is, at the target injection start timing SOI, the solenoid coil of the injector 33 is energized to open the valve, and the fuel is injected from the injection hole of the injector 33 into the combustion chamber 18. Then, when the target injection end timing EOI is reached, the energization is stopped and the injector 33 is closed. Then, the fuel injection ends before the limit fuel injection end timing EOIL.

【0063】前述したCPU75によるステップ100
〜130の処理は第1の制御手段を構成し、ステップ1
40,150の処理は第2の制御手段に相当し、ステッ
プ160〜180の処理は噴射時期補正手段に相当す
る。
Step 100 by the CPU 75 described above
The processing of steps 130 to 130 constitutes the first control means, and step 1
The processing of 40 and 150 corresponds to the second control means, and the processing of steps 160 to 180 corresponds to the injection timing correction means.

【0064】このように本実施の形態によると、エンジ
ン11の運転状態に応じた目標バルブタイミングTCA
Tが求められ、実バルブタイミングRCATが目標バル
ブタイミングTCATに一致するようにOCV69が制
御される(ステップ100〜120)。吸気弁21の作
動タイミングがエンジン11の運転状態に応じて連続的
に変更される。一方で、ピストン15の下降にともなう
負圧により吸入空気が燃焼室18へ吸入される吸気行程
において、エンジン11の運転状態に応じた噴射時間T
AU、目標噴射開始時期SOI、目標噴射終了時期EO
Iがそれぞれ求められ(ステップ140,150)、そ
れらの時期に基づきインジェクタ33のソレノイドコイ
ルへの通電が制御される。この通電により、目標噴射開
始時期SOIから目標噴射終了時期EOIまでの期間に
わたり燃料が噴射される。
As described above, according to this embodiment, the target valve timing TCA corresponding to the operating state of the engine 11 is set.
T is calculated, and the OCV 69 is controlled so that the actual valve timing RCAT matches the target valve timing TCAT (steps 100 to 120). The operation timing of the intake valve 21 is continuously changed according to the operating state of the engine 11. On the other hand, in the intake stroke in which the intake air is sucked into the combustion chamber 18 by the negative pressure accompanying the lowering of the piston 15, the injection time T corresponding to the operating state of the engine 11
AU, target injection start timing SOI, target injection end timing EO
I is calculated respectively (steps 140 and 150), and the energization of the solenoid coil of the injector 33 is controlled based on these timings. By this energization, fuel is injected over the period from the target injection start timing SOI to the target injection end timing EOI.

【0065】さらに、吸気弁21による吸気通路32の
閉鎖時期とインジェクタ33からの燃料の噴射終了時期
との関係が監視される。実バルブタイミングRCATに
基づき実吸気弁閉弁時期RICTが求められ(ステップ
130)、その時期RICTに対応する限界燃料噴射終
了時期EOILが求められる(ステップ160)。目標
噴射終了時期EOIが限界燃料噴射終了時期EOILよ
りも遅く、そのまま目標噴射開始時期SOIから目標噴
射終了時期EOIにわたって燃料を噴射したのでは排気
エミッションや出力が急激に悪化すると予測されるとき
には、燃料噴射時期(この場合、目標噴射開始時期SO
I)を補正することにより目標噴射終了時期EOIが限
界燃料噴射終了時期EOILよりも早められる。
Further, the relationship between the closing timing of the intake passage 32 by the intake valve 21 and the ending timing of fuel injection from the injector 33 is monitored. The actual intake valve closing timing RICT is determined based on the actual valve timing RCAT (step 130), and the limit fuel injection end timing EOIL corresponding to the actual timing RICT is determined (step 160). When the target injection end timing EOI is later than the limit fuel injection end timing EOIL and it is predicted that the exhaust emission and the output will suddenly deteriorate if the fuel is directly injected from the target injection start timing SOI to the target injection end timing EOI, Injection timing (in this case, target injection start timing SO
By correcting I), the target injection end timing EOI is made earlier than the limit fuel injection end timing EOIL.

【0066】従って、VVT51によって吸気弁21の
作動タイミングが変更されて、吸気通路32の閉鎖時期
が変化しても、混合気形成が急激に悪化する所定時期
(限界燃料噴射終了時期EOIL)よりも前に、燃料噴
射を終了させることが可能となる。その結果、限界燃料
噴射終了時期EOILになっても燃料噴射が継続される
ことによる不具合、すなわち混合気形成の悪化に起因す
る排気エミッション及び出力の低下を未然に防止するこ
とができる。
Therefore, even if the operation timing of the intake valve 21 is changed by the VVT 51 and the closing timing of the intake passage 32 is changed, the predetermined time (critical fuel injection end time EOIL) at which the air-fuel mixture formation sharply deteriorates. It is possible to finish the fuel injection before. As a result, it is possible to prevent a problem caused by continuing fuel injection even when the limit fuel injection end timing EOIL is reached, that is, a reduction in exhaust emission and output due to deterioration of air-fuel mixture formation.

【0067】さらに、本実施の形態では目標噴射終了時
期EOIが限界燃料噴射終了時期EOILに対しどれだ
け遅れているか、その遅延量(EOI−EOIL)が求
められる。そして、目標噴射時期(目標噴射開始時期S
OI)がその遅延量だけ早められる。このように必要最
少量だけ目標噴射時期が早められる。従って、インジェ
クタ33による目標噴射開始時期SOIが極端に早くな
ると混合気の形成が悪化するものの、この悪化を最小限
にとどめることができる。
Further, in the present embodiment, how much the target injection end timing EOI is delayed with respect to the limit fuel injection end timing EOIL, the delay amount (EOI-EOIL) is obtained. Then, the target injection timing (target injection start timing S
OI) is advanced by that amount of delay. In this way, the target injection timing is advanced by the required minimum amount. Therefore, although the formation of the air-fuel mixture deteriorates when the target injection start timing SOI by the injector 33 becomes extremely early, this deterioration can be minimized.

【0068】このように本実施の形態によれば、VVT
51によって限界燃料噴射終了時期EOILが変化した
場合でも、目標噴射終了時期EOIが同終了時期EOI
Lを越えず、大幅な性能、燃費の悪化を防止することが
できる。
As described above, according to the present embodiment, the VVT
Even when the limit fuel injection end timing EOIL is changed by 51, the target injection end timing EOI is the same as the end timing EOI.
It is possible to prevent significant deterioration of performance and fuel efficiency without exceeding L.

【0069】なお、本発明は次に示す別の実施の形態に
具体化することができる。 (1)前記実施の形態では演算(図6のステップ18
0)により目標噴射時期の補正量を求めたが、予めマッ
プを作成しておき、このマップを参照して補正量を求め
るようにしてもよい。
The present invention can be embodied in another embodiment shown below. (1) In the above embodiment, calculation (step 18 in FIG. 6)
Although the correction amount of the target injection timing is obtained from 0), a map may be created in advance and the correction amount may be obtained by referring to this map.

【0070】(2)本発明はインジェクタ33をシリン
ダボア14の中心軸線L1上、あるいはその近傍に配置
したタイプのエンジン11にも適用できる。 (3)本発明は吸気圧センサ45に代えて吸気通路にエ
アフロメータを配設し、そのエアフロメータによって吸
入空気量を直接検出するようにしたエンジンにも適用で
きる。この場合、1気筒、1サイクル当たりの吸入空気
量Gnはエンジン回転速度Neと、エアフロメータによ
る吸入空気量とに基づき求められる。
(2) The present invention can be applied to the engine 11 of the type in which the injector 33 is arranged on the central axis L1 of the cylinder bore 14 or in the vicinity thereof. (3) The present invention can be applied to an engine in which an air flow meter is provided in the intake passage instead of the intake pressure sensor 45 and the intake air amount is directly detected by the air flow meter. In this case, the intake air amount Gn per one cylinder and one cycle is obtained based on the engine rotation speed Ne and the intake air amount by the air flow meter.

【0071】(4)VVT51は、タイミングプーリ2
5をタイミングスプロケットに変更し、タイミングベル
ト27をタイミングチェーンに変更した構成を有するも
のであってもよい。また、ピストン部材60のスプライ
ン歯60a,60bの一方のみをヘリカルスプラインと
した構成のVVTであってもよい。
(4) The VVT 51 is the timing pulley 2
5 may be replaced with a timing sprocket and the timing belt 27 may be replaced with a timing chain. Alternatively, the VVT may have a configuration in which only one of the spline teeth 60a and 60b of the piston member 60 is a helical spline.

【0072】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、各形態から把握できる請求項以外の技術的思想
について、以下にそれらの効果とともに記載する。 (イ)請求項1に記載の制御装置において、前記第2の
制御手段は運転状態検出手段による運転状態に応じた噴
射時間及び目標噴射開始時期を算出し、その後、これら
の噴射時間及び目標噴射開始時期に基づき目標噴射終了
時期を算出するものである内燃機関の制御装置。
Although the respective embodiments of the present invention have been described above, technical ideas other than the claims that can be understood from the respective embodiments will be described below together with their effects. (A) In the control device according to claim 1, the second control means calculates the injection time and the target injection start timing according to the operating state by the operating state detecting means, and thereafter, the injection time and the target injection. An internal combustion engine control device for calculating a target injection end timing based on a start timing.

【0073】このように目標噴射終了時期よりも前に目
標噴射開始時期を算出すると、噴射期間が短く所定時期
よりも前に燃料噴射が終了するような場合、例えば内燃
機関が低負荷域で運転されている場合には、排気エミッ
ションが悪化しない範囲内において、できるだけ早いタ
イミングで燃料噴射を行うことが可能となる。すると、
第1の発明の効果に加え、点火までの時間を長くし、吸
入空気乱れを利用できるようになるため、混合気のミキ
シングを促進し、性能や燃費の向上を図ることができ
る。
When the target injection start timing is calculated before the target injection end timing in this way, when the fuel injection is completed before the predetermined time when the injection period is short, for example, the internal combustion engine is operated in the low load region. If so, it becomes possible to perform fuel injection at the earliest possible timing within a range where exhaust emission does not deteriorate. Then
In addition to the effect of the first aspect of the invention, the time until ignition can be lengthened and intake air turbulence can be utilized, so that mixing of the air-fuel mixture can be promoted and performance and fuel consumption can be improved.

【0074】[0074]

【発明の効果】第1の発明によれば、可変バルブタイミ
ング機構により吸気弁の作動タイミングが変更されて吸
気通路の閉鎖時期が変化しても、混合気を常に良好に形
成でき、排気エミッション及び出力の急激な悪化を未然
に防止できる。
According to the first aspect of the present invention, even if the operation timing of the intake valve is changed by the variable valve timing mechanism and the closing timing of the intake passage is changed, the air-fuel mixture can always be favorably formed, and the exhaust emission and It is possible to prevent a sudden deterioration in output.

【0075】第2の発明によれば、第1の発明の効果に
加え、目標噴射時期の補正量を必要最小限にし、燃料の
噴射開始時期が早められたときの混合気形成の悪化を最
小限にとどめることができる。
According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the correction amount of the target injection timing is minimized to minimize the deterioration of the air-fuel mixture formation when the fuel injection start timing is advanced. It can be limited.

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

【図1】エンジンの制御装置の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine control device.

【図2】VVTの概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a VVT.

【図3】エンジンにおけるピストン、インジェクタ、吸
気弁等の位置関係を示す部分断面図。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the positional relationship of pistons, injectors, intake valves, etc. in the engine.

【図4】(a),(b) は吸気弁及び排気弁の開放期間を示す
ダイヤグラム。
4 (a) and 4 (b) are diagrams showing the open periods of the intake valve and the exhaust valve.

【図5】ECUの電気的構成を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of an ECU.

【図6】CPUによって実行される処理を示すフローチ
ャート。
FIG. 6 is a flowchart showing processing executed by a CPU.

【図7】噴射時期と排気エミッションとの対応関係を示
す線図。
FIG. 7 is a diagram showing a correspondence relationship between injection timing and exhaust emission.

【図8】噴射時期と出力との対応関係を示す線図。FIG. 8 is a diagram showing a correspondence relationship between injection timing and output.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…内燃機関としてのガソリンエンジン、15…ピス
トン、18…燃焼室、21…吸気弁、32…吸気通路、
33…燃料噴射弁としてのインジェクタ、41…カム角
センサ、42…クランク角センサ、43…水温センサ、
44…スロットルセンサ、45…吸気圧センサ(41〜
45は運転状態検出手段に相当する)、51…VVT
(可変バルブタイミング機構)、75…第1の制御手
段、第2の制御手段及び噴射時期補正手段として機能す
るCPU、TCAT…目標作動タイミングとしての目標
バルブタイミング、EOI…目標噴射終了時期、EOI
L…限界燃料噴射終了時期。
11 ... Gasoline engine as internal combustion engine, 15 ... Piston, 18 ... Combustion chamber, 21 ... Intake valve, 32 ... Intake passage,
33 ... Injector as fuel injection valve, 41 ... Cam angle sensor, 42 ... Crank angle sensor, 43 ... Water temperature sensor,
44 ... Throttle sensor, 45 ... Intake pressure sensor (41-
45 corresponds to operating state detecting means), 51 ... VVT
(Variable valve timing mechanism), 75 ... CPU functioning as first control means, second control means and injection timing correction means, TCAT ... Target valve timing as target operation timing, EOI ... Target injection end timing, EOI
L ... End timing of limit fuel injection.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 火花点火式内燃機関の燃焼室に吸入空気
を導くための吸気通路を開閉する吸気弁と、 前記吸気弁の作動タイミングを調整するための可変バル
ブタイミング機構と、 開弁時間に応じた量の燃料を前記燃焼室へ直接噴射する
燃料噴射弁と、 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
と、 前記吸気弁が前記運転状態検出手段による運転状態に応
じた目標作動タイミングで吸気通路を開閉するように、
前記可変バルブタイミング機構を制御する第1の制御手
段と、 ピストンの移動にともなう負圧により吸入空気が燃焼室
へ吸入される吸気行程において、前記燃料噴射弁が前記
運転状態検出手段による運転状態に応じた目標噴射時期
に開弁して燃料を噴射するように、同燃料噴射弁を制御
する第2の制御手段と、 前記第2の制御手段での目標噴射終了時期が、前記第1
の制御手段での吸気弁による吸気通路の閉鎖時期に対応
する所定時期よりも遅いときには、前記目標噴射時期を
補正することにより、前記目標噴射終了時期を前記所定
時期よりも早める噴射時期補正手段とを備えた内燃機関
の制御装置。
1. An intake valve for opening and closing an intake passage for introducing intake air into a combustion chamber of a spark ignition type internal combustion engine, a variable valve timing mechanism for adjusting the operation timing of the intake valve, and an opening time period. A fuel injection valve that directly injects a corresponding amount of fuel into the combustion chamber, an operating state detection unit that detects an operating state of the internal combustion engine, and a target operation according to the operating state of the intake valve by the operating state detection unit. To open and close the intake passage at the timing,
First control means for controlling the variable valve timing mechanism, and the fuel injection valve is brought into an operating state by the operating state detecting means in an intake stroke in which intake air is sucked into the combustion chamber by negative pressure accompanying movement of the piston. A second control means for controlling the fuel injection valve so that the fuel is injected by opening the valve at a corresponding target injection timing, and the target injection end timing by the second control means is the first
And an injection timing correction means for advancing the target injection end timing by advancing the target injection end timing by correcting the target injection timing when it is later than the predetermined timing corresponding to the closing timing of the intake passage by the intake valve. A control device for an internal combustion engine, comprising:
【請求項2】 前記噴射時期補正手段は、前記目標噴射
終了時期の前記所定時期に対する遅延量を算出し、前記
目標噴射時期をその遅延量だけ早めるものである請求項
1に記載の内燃機関の制御装置。
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the injection timing correction means calculates a delay amount of the target injection end timing with respect to the predetermined timing and advances the target injection timing by the delay amount. Control device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6311667B1 (en) 1999-06-14 2001-11-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Combustion control apparatus for internal combustion engine
JP2009174344A (en) * 2008-01-22 2009-08-06 Suzuki Motor Corp Control device for cylinder injection type internal combustion engine
US7983832B2 (en) 2007-02-28 2011-07-19 Hitachi, Ltd. Control method of direct injection engine, controller for implementing the control method, and control circuit device used for the controller
JP2012159005A (en) * 2011-01-31 2012-08-23 Honda Motor Co Ltd Device and method for controlling fuel injection of internal combustion engine

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