JPH10252511A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine

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JPH10252511A
JPH10252511A JP9063068A JP6306897A JPH10252511A JP H10252511 A JPH10252511 A JP H10252511A JP 9063068 A JP9063068 A JP 9063068A JP 6306897 A JP6306897 A JP 6306897A JP H10252511 A JPH10252511 A JP H10252511A
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intake
time
opening
internal combustion
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Nobuo Imatake
信夫 今竹
Kimitaka Saito
公孝 斎藤
Akinori Harada
原田  明典
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress discharging of unburned fuel when an engine is started, in the internal combustion engine provided with a valve drive mechanism capa ble of opening/closing an intake/exhaust valve in arbitrary timing. SOLUTION: In a valve drive mechanism 20A, 20B, an intake/exhaust valve 11, 12 of an engine 1 is open/close driven. In an ECU 50, action of the valve drive mechanism 20A, 20B is controlled, open/close timing of the intake/exhaust valve 11, 12 is variably adjusted. In the case thus provided, the ECU 50 decides whether fuel in a cylinder of the engine 1 makes complete combustion or not, when a fact of incomplete combustion is decided, opening action of the intake/ exhaust valve 11, 12 is ceased in a fixed period, after complete combustion is confirmed, opening action of the intake/exhaust valve 11, 12 as ordinary is permitted. Here, at incomplete combustion time, a compression/expansion stroke is overlapped to be executed, also ignition of fuel is executed at each time. That is, in place of ordinary 4-cycle operation, 6-cycle operation of (suction + compression + expansion + recompression + reexpansion + exhaust) is executed.

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、吸気バルブ及び排
気バルブを任意の時期に開閉可能なバルブ駆動機構を備
え、且つ吸気、圧縮、膨張及び排気の4行程を繰り返し
実施する4サイクル内燃機関に適用され、特に機関始動
時の燃焼状態を制御する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 four-cycle internal combustion engine having a valve drive mechanism capable of opening and closing an intake valve and an exhaust valve at any time and repeatedly performing four strokes of intake, compression, expansion and exhaust. The present invention relates to a control device which is applied, and particularly controls a combustion state at the time of starting the engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常一般の内燃機関では、クランクシャ
フトの回転をベルト若しくはチェーン等のタイミング手
段を介して吸気側カムシャフト及び排気側カムシャフト
に伝達し、この時の吸気側カムシャフト及び排気側カム
シャフトの回転により吸気バルブ及び排気バルブを開閉
動作させる構成を有する。ところが、かかる構成では、
スタータモータによるクランキング時において、燃料に
点火しても圧縮による筒内圧が十分に上昇していないと
火炎が十分に伝播せず、燃焼が緩慢となる。よって、排
気バルブが開くまで燃焼が継続した後消炎し、大量の未
燃燃料(未燃HC)として排出されるという問題を招
く。また更に、こうした機関始動の不安定状態が続く間
にも燃料噴射が継続されると、大量の燃料が壁面付着や
浮遊液滴として吸気ポートやシリンダ内に残留する。そ
して、これら残留する燃料は、初爆後の圧縮時に気化す
ると共に、ブローダウンで一気に液状化して点火プラグ
を濡らす。これにより、プラグくすぶりに起因する点火
不良が生じ、始動不能を招くおそれがあった。
2. Description of the Related Art In a general internal combustion engine, the rotation of a crankshaft is transmitted to an intake camshaft and an exhaust camshaft via timing means such as a belt or a chain. The intake valve and the exhaust valve are opened and closed by rotation of the camshaft. However, in such a configuration,
At the time of cranking by the starter motor, even if the fuel is ignited, if the in-cylinder pressure due to compression is not sufficiently increased, the flame does not sufficiently propagate and the combustion becomes slow. Therefore, there is a problem in that the combustion is continued until the exhaust valve is opened, then the flame is extinguished, and a large amount of unburned fuel (unburned HC) is discharged. Furthermore, if fuel injection is continued even during such an unstable state of starting the engine, a large amount of fuel remains on the intake port or cylinder as adhering to the wall surface or as floating droplets. These remaining fuels are vaporized at the time of compression after the initial explosion, and are liquefied at a stretch by blowdown to wet the spark plug. As a result, poor ignition due to plug smoldering may occur, leading to inability to start.

【0003】こうした実状において、上記問題を解決す
る一手法として、吸気バルブ及び排気バルブを任意の時
期に開閉可能なバルブ駆動機構を備えた内燃機関の制御
装置が提案されている(例えば、特開平2−26730
8号公報)。このような装置では、吸気バルブ及び排気
バルブの開閉動作をカムシャフトの回転に連結して行な
わせるのではなく、クランクシャフトの回転とは無関係
に任意のタイミングで且つ任意のサイクルで行なわせる
ことができるようになっていた。
[0003] Under such circumstances, as a method of solving the above problem, there has been proposed a control device for an internal combustion engine provided with a valve drive mechanism capable of opening and closing an intake valve and an exhaust valve at an arbitrary timing (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 9-102572). 2-26730
No. 8). In such a device, the opening and closing operations of the intake valve and the exhaust valve are not performed by being linked to the rotation of the camshaft, but can be performed at an arbitrary timing and in an arbitrary cycle regardless of the rotation of the crankshaft. I was able to do it.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
装置では、任意のタイミングで吸気及び排気バルブの開
閉を行なわせることが可能になるものの、機関始動時に
おけるバルブ制御に関する開示事項はなく、機関始動時
に未燃燃料(未燃HC)が外部に排出されるおそれがあ
った。
However, in the above-mentioned conventional apparatus, although it is possible to open and close the intake and exhaust valves at an arbitrary timing, there is no disclosure concerning valve control at the time of starting the engine. At the time of starting, unburned fuel (unburned HC) may be discharged to the outside.

【0005】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、吸気及び排気バ
ルブを任意の時期に開閉可能なバルブ駆動機構を備えた
内燃機関において、機関始動時の未燃燃料の排出を抑制
することができる内燃機関の制御装置を提供することで
ある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine having a valve drive mechanism capable of opening and closing intake and exhaust valves at any time. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can suppress emission of unburned fuel at the time of starting.

【0006】[0006]

【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に記載の発明ではその特徴として、バルブ
駆動機構に制御指令を与えて、吸気バルブ及び排気バル
ブの開閉動作を制御するバルブ動作制御手段と、内燃機
関の筒内で燃料が完全燃焼しているか否かを判定する完
全燃焼判定手段と、前記完全燃焼判定手段により不完全
燃焼している旨が判定された場合、少なくとも前記バル
ブ動作制御手段による排気バルブの開動作を一定期間内
で休止させ、完全燃焼の確認後に通常の排気バルブの開
動作を許容するバルブ操作手段とを備える。
According to the first aspect of the present invention, a control command is given to a valve drive mechanism to control the opening and closing operations of an intake valve and an exhaust valve. Valve operation control means, complete combustion determination means for determining whether or not fuel is completely combusted in the cylinder of the internal combustion engine, at least when the complete combustion determination means determines that incomplete combustion has occurred, Valve operating means for suspending the opening operation of the exhaust valve by the valve operation control means within a certain period of time and allowing normal opening operation of the exhaust valve after confirming complete combustion.

【0007】要するに、例えば内燃機関の低温始動時に
は燃料の燃焼が不完全燃焼状態になることがあり、この
状態下で排気バルブの開閉動作を通常の行程通りに実施
すると、未燃燃料(未燃HC)が排出されるおそれがあ
った。これに対して上記構成によれば、不完全燃焼時に
排気バルブを所定期間だけ閉状態で維持することで、機
関始動時の未燃燃料の排出を抑制することができる。
In short, for example, when the internal combustion engine is started at a low temperature, the combustion of the fuel may be in an incomplete combustion state. In this state, if the opening and closing operation of the exhaust valve is performed according to a normal process, the unburned fuel (unburned fuel) HC) may be emitted. On the other hand, according to the configuration described above, it is possible to suppress the discharge of unburned fuel at the time of starting the engine by keeping the exhaust valve closed for a predetermined period during incomplete combustion.

【0008】上記請求項1の発明では、次の請求項2及
び請求項3の発明が併せ実施されるのが望ましい。 ・請求項2に記載の発明では、不完全燃焼している旨が
判定された場合、バルブ動作制御手段による吸気及び排
気バルブの開動作を休止させ、圧縮及び膨張行程を重複
して実施するようにしている。 ・請求項3に記載の発明では、圧縮及び膨張行程を重複
して実施する際に、燃料の点火をその都度実施させるよ
うにしている。
In the first aspect of the present invention, it is desirable that the following second and third aspects of the present invention are implemented together. In the invention described in claim 2, when it is determined that incomplete combustion is occurring, the opening operation of the intake and exhaust valves by the valve operation control means is stopped, and the compression and expansion strokes are performed repeatedly. I have to. According to the third aspect of the invention, when the compression and expansion strokes are repeatedly performed, the ignition of the fuel is performed each time.

【0009】上記請求項2,3の発明によれば、通常の
「吸気+圧縮+膨張+排気」の4サイクル運転に代え
て、「吸気+圧縮+膨張+再圧縮+再膨張+排気」の6
サイクル運転が可能となる。これにより、不完全燃焼時
において未燃燃料の燃焼が繰り返され、当該未燃燃料の
完全燃焼が促進されることになる。
According to the second and third aspects of the present invention, instead of the normal four-cycle operation of "intake + compression + expansion + exhaust", the operation of "intake + compression + expansion + recompression + reexpansion + exhaust" is performed. 6
Cycle operation becomes possible. Thus, the combustion of the unburned fuel is repeated during incomplete combustion, and the complete combustion of the unburned fuel is promoted.

【0010】また、請求項4に記載の発明では、バルブ
操作手段による排気バルブの開動作休止を実施するか否
かを、機関運転状態に基づいて判定し、所定の運転状態
下では、前記開動作休止を実施せず、通常通りに排気バ
ルブを開閉制御するようにしている。この場合、より具
体的には、請求項5に記載したように、内燃機関の極低
回転域若しくは極低温域で排気バルブの開動作休止を実
施しないようにするとよい。
According to the present invention, it is determined whether or not to suspend the opening operation of the exhaust valve by the valve operating means based on the engine operating state. The operation of the exhaust valve is controlled as usual without suspending the operation. In this case, more specifically, as described in claim 5, it is preferable not to suspend the opening operation of the exhaust valve in the extremely low speed range or the extremely low temperature range of the internal combustion engine.

【0011】つまり、機関の低温始動時において、上記
のように排気バルブの開動作を休止したり、圧縮及び膨
張行程を重複させて6サイクル運転を実行したりする
と、未燃燃料の排出が抑制されることは既述した通りで
あるが、かかる制御では、内燃機関が所定の運転状態下
にある場合に始動時間が長期化するという不都合を招く
おそれがある。因みに、こうした不都合が生じうる機関
の運転状態とは、機関回転数(クランキング時の回転
数)が100rpm以下といった極低回転域にある場合
や、冷却水温が0℃以下といった極低温域にある場合な
ど、バッテリ負荷が過大になる状態(スタータ電流が低
下する状態)に相当する。従って、上記の運転状態下で
は始動時間を短縮させることを優先すべく、6サイクル
運転を禁止して通常の4サイクル運転を実施する。
That is, during the low temperature start of the engine, if the opening operation of the exhaust valve is paused as described above, or if the six-cycle operation is performed by overlapping the compression and expansion strokes, the emission of unburned fuel is suppressed. As described above, such control may cause a disadvantage that the start time is lengthened when the internal combustion engine is under a predetermined operating state. Incidentally, the operating state of the engine in which such inconveniences may occur is, for example, a case where the engine speed (rotation speed at the time of cranking) is in an extremely low speed range of 100 rpm or less, or a case where the cooling water temperature is 0 ° C. or less. For example, this corresponds to a state where the battery load becomes excessive (a state where the starter current decreases). Therefore, in the above-mentioned operation state, in order to give priority to shortening the starting time, the six-cycle operation is prohibited and the normal four-cycle operation is performed.

【0012】こうした構成は、多気筒内燃機関におい
て、1気筒でも不完全燃焼気筒がある場合に、不完全燃
焼気筒を優先するか、或いは完全燃焼気筒を優先するか
を判断するための基準となる。このとき、不完全燃焼気
筒が優先されれば未燃燃料の排出が抑制され、他方、完
全燃焼気筒が優先されれば始動時間が短縮されることに
なる。
Such a configuration serves as a criterion for determining whether to give priority to an incomplete combustion cylinder or a complete combustion cylinder when there is an incomplete combustion cylinder even in one cylinder in a multi-cylinder internal combustion engine. . At this time, if the incompletely burned cylinder is prioritized, the emission of unburned fuel is suppressed, while if the completely burned cylinder is prioritized, the starting time is reduced.

【0013】さらに、請求項6に記載の発明では、完全
燃焼判定手段は、スタータモータによるクランキング時
の圧縮行程の所要時間と膨張行程の所要時間との大小関
係に基づいて、完全燃焼であるか否かを判定する。つま
り、完全燃焼時には、クランキングの回転速度が圧縮行
程に比べて膨張行程で上昇するのに対し、不完全燃焼時
(失火時)には圧縮行程と膨張行程とで回転速度の変化
が殆どない。従って、圧縮行程に要する時間と膨張行程
に要する時間とを比較すれば、容易に燃焼状態が判別で
きる。また、完全燃焼を判定するパラメータとしては、
クランキング時におけるスタータモータに流れる電流
(スタータ電流)、バッテリ電圧、筒内圧等の変化状態
を用いてもよく、これらのパラメータでも容易に燃焼状
態が判別できるようになる。
Furthermore, in the invention described in claim 6, the complete combustion determination means performs complete combustion based on the magnitude relationship between the required time of the compression stroke and the required time of the expansion stroke at the time of cranking by the starter motor. It is determined whether or not. That is, during complete combustion, the rotation speed of cranking increases during the expansion stroke as compared to the compression stroke, whereas during incomplete combustion (during misfire), there is almost no change in rotation speed between the compression stroke and the expansion stroke. . Therefore, the combustion state can be easily determined by comparing the time required for the compression stroke with the time required for the expansion stroke. As parameters for determining complete combustion,
Changes in the current flowing through the starter motor (starter current), battery voltage, in-cylinder pressure, and the like during cranking may be used, and the combustion state can be easily determined using these parameters.

【0014】一方、前述の如く未燃燃料(HC)の排出
をより一層抑制するには、機関始動性を向上させる必要
がある。そのため、下記の請求項7〜請求項9では、イ
ンジェクタによる噴射燃料の微粒化を図り、それにより
機関始動性の向上を実現するようにしている。 ・請求項7に記載の発明では、機関始動時において、バ
ルブ動作制御手段は、前記吸気バルブの開時期を通常時
期よりも遅延させる。 ・請求項8に記載の発明では、機関始動時において、バ
ルブ動作制御手段は、前記排気バルブの閉時期を通常時
期よりも進める。 ・請求項9に記載の発明では、スタータモータによるク
ランキング開始後において、バルブ動作制御手段は、前
記吸気バルブを先に開動作させてから前記排気バルブを
開動作させる。
On the other hand, in order to further suppress the emission of unburned fuel (HC) as described above, it is necessary to improve the engine startability. Therefore, in claims 7 to 9 described below, the injected fuel is atomized by the injector, thereby improving the engine startability. In the invention described in claim 7, at the time of starting the engine, the valve operation control means delays the opening timing of the intake valve from the normal timing. In the invention described in claim 8, at the time of starting the engine, the valve operation control means advances the closing timing of the exhaust valve more than the normal timing. According to the ninth aspect of the invention, after the starter motor starts cranking, the valve operation control means opens the intake valve first and then opens the exhaust valve.

【0015】また、請求項10に記載の発明では、スタ
ータモータによるクランキング時の回転数を検出し、該
検出されるクランキング時の回転数が所定回転域に達す
るまでは、バルブ動作制御手段による排気及び吸気バル
ブの開閉動作を休止させるようにしている(例えば、両
バルブ共に開又は閉状態とする)。この場合、クランキ
ング回転数が上昇するまで吸気及び排気バルブを開閉動
作させないことにより、ポンプ損失が低減され、スター
タモータの負荷が低減できる。このとき、燃料噴射と点
火も停止させておく。そして、圧縮圧力が十分になるク
ランキング回転数まで上昇してから、排気側→吸気側の
順に各バルブを開閉動作させる。
According to the tenth aspect of the present invention, the number of revolutions at the time of cranking by the starter motor is detected, and the valve operation control means is provided until the detected number of revolutions at the time of cranking reaches a predetermined rotation range. (For example, both valves are opened or closed). In this case, the pump loss is reduced and the load on the starter motor can be reduced by not opening and closing the intake and exhaust valves until the cranking rotation speed increases. At this time, fuel injection and ignition are also stopped. Then, after the compression pressure is increased to the cranking speed at which the compression pressure becomes sufficient, the valves are opened and closed in the order of the exhaust side → the intake side.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施の形態)以下、この発明を具体化した第1
の実施の形態を図面に従って説明する。なお、本実施の
形態は、4気筒ガソリン噴射式4サイクルエンジンに本
発明を具体化したものであって、その主要な構成として
は、油圧アクチュエータにてエンジンの吸気バルブ及び
排気バルブを開閉駆動させるバルブ駆動機構(カムレス
式バルブ駆動機構)と、そのバルブ駆動機構の動作を制
御して吸気及び排気バルブの開閉時期(バルブタイミン
グ)を可変に調整するための電子制御装置(以下、EC
Uという)とを備える。エンジンの形態としては、吸気
ポートに燃料を噴射供給する構成を有し、吸気側及び排
気側において各々2個ずつ(気筒毎に計4個)のバルブ
を有する。以下に、その詳細を説明する。
(First Embodiment) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is embodied in a four-cylinder gasoline injection type four-stroke engine, and its main configuration is that a hydraulic actuator drives an intake valve and an exhaust valve of the engine to open and close. A valve driving mechanism (camless valve driving mechanism) and an electronic control unit (hereinafter referred to as EC) for variably adjusting the opening / closing timing (valve timing) of intake and exhaust valves by controlling the operation of the valve driving mechanism.
U). The engine is configured to inject and supply fuel to an intake port, and has two valves on each of an intake side and an exhaust side (a total of four valves for each cylinder). The details will be described below.

【0017】図1は、本実施の形態におけるエンジン断
面及びエンジン制御システムの概略を示す構成図であ
る。図1において、エンジン1のシリンダブロック2に
は円筒状のシリンダ3が形成されており、同シリンダ3
内には図示しないクランク軸に連結されたピストン4が
図の上下方向に往復動可能に配設されている。ピストン
4は、コンロッド5を介して図示しないクランクシャフ
トに連結されている。また、シリンダヘッド7には、ピ
ストン上部の燃焼室6に連通する吸気ポート8と排気ポ
ート9とが形成され、吸気ポート8には電磁駆動式のイ
ンジェクタ10が配設されている。インジェクタ10は
ECU50からの噴射制御信号に基づいて吸気ポート8
に燃料を噴射する。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an engine cross section and an engine control system according to the present embodiment. In FIG. 1, a cylinder 3 is formed in a cylinder block 2 of an engine 1.
Inside, a piston 4 connected to a crankshaft (not shown) is disposed so as to be able to reciprocate up and down in the figure. The piston 4 is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod 5. The cylinder head 7 has an intake port 8 and an exhaust port 9 which communicate with the combustion chamber 6 above the piston. The intake port 8 is provided with an electromagnetically driven injector 10. The injector 10 controls the intake port 8 based on an injection control signal from the ECU 50.
Inject fuel into

【0018】さらに、シリンダヘッド7には、吸気バル
ブ11及び排気バルブ12が配設されており、これらバ
ルブ11,12の開閉動作に伴い燃焼室6とポート8,
9との間が連通又は閉塞される(断続される)。燃焼室
6は、吸気バルブ11及び排気バルブ12が共に閉鎖さ
れているときには略密閉状態になるようになっている。
また、燃焼室6には、ECU50からの点火制御信号に
基づいて発火する点火プラグ43が配設されている。
Further, an intake valve 11 and an exhaust valve 12 are disposed in the cylinder head 7. The combustion chamber 6 and the ports 8,
9 is communicated or closed (intermittent). The combustion chamber 6 is substantially closed when the intake valve 11 and the exhaust valve 12 are both closed.
In the combustion chamber 6, an ignition plug 43 that ignites based on an ignition control signal from the ECU 50 is provided.

【0019】バルブ駆動機構20A,20Bはシリンダ
ヘッド7の上方に配設され、ECU50からの制御信号
を受けて上記の吸気バルブ11及び排気バルブ12の開
閉動作を制御する。なお、バルブ駆動機構20A,20
Bの詳細な構成については、後述する。
The valve drive mechanisms 20A and 20B are disposed above the cylinder head 7, and control the opening and closing operations of the intake valve 11 and the exhaust valve 12 in response to a control signal from the ECU 50. The valve drive mechanisms 20A, 20A
The detailed configuration of B will be described later.

【0020】スタータモータ44は、エンジン1に初期
回転を付与してクランキングさせるものであり、エンジ
ン始動当初のイグニッションキー操作時にバッテリ45
からの給電により回転駆動される。因みに、スタータモ
ータ44の駆動時に流れるスタータ電流及びバッテリ電
圧は随時検出され、ECU50に入力されるようになっ
ている。
The starter motor 44 is used to apply an initial rotation to the engine 1 to perform cranking.
It is driven to rotate by the power supply from. Incidentally, a starter current and a battery voltage flowing when the starter motor 44 is driven are detected as needed and input to the ECU 50.

【0021】ECU50は、各種の制御プログラムを実
行するCPUや、制御データやマップ等を記憶するメモ
リ等を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成
されるものであって、水温センサ51にて検出された水
温信号(Tw)、吸気温センサ52にて検出された吸気
温信号(Tin)、及びクランク角センサ53にて検出
されたクランク角信号(Ne)等を入力する。そして、
これら入力信号に基づいて、インジェクタ10による燃
料噴射の制御や点火プラグ43による点火制御を実施す
る。特にエンジン始動時において、ECU50は、クラ
ンキング回転数、エンジン水温、吸気温に応じて最適な
燃料噴射量を算出し、吸気バルブ11の開時期に同期し
てインジェクタ10から燃料を噴射させる。また、クラ
ンキング回転数とバルブタイミングとから予想筒内圧を
算出し、燃焼遅れを加味しつつ熱効率が最良となる時期
に点火を実施する。
The ECU 50 mainly includes a CPU for executing various control programs and a well-known microcomputer having a memory for storing control data, maps, and the like. A water temperature signal (Tw), an intake air temperature signal (Tin) detected by the intake air temperature sensor 52, a crank angle signal (Ne) detected by the crank angle sensor 53, and the like are input. And
Based on these input signals, control of fuel injection by the injector 10 and ignition control by the spark plug 43 are performed. In particular, at the time of starting the engine, the ECU 50 calculates an optimal fuel injection amount according to the cranking rotation speed, the engine water temperature, and the intake air temperature, and injects fuel from the injector 10 in synchronization with the opening timing of the intake valve 11. Further, an expected in-cylinder pressure is calculated from the cranking speed and the valve timing, and ignition is performed at a time when the thermal efficiency becomes the best while taking the combustion delay into account.

【0022】またさらに、ECU50は、バルブ駆動機
構20A,20Bに制御指令を出力するためのバルブ動
作制御手段に相当し、上記の各種信号に基づいてバルブ
駆動機構20A,20Bによる吸気バルブ11及び排気
バルブ12の開閉時期を制御する。このとき、エンジン
1の通常運転時には、エンジン回転数やエンジン負荷に
応じて吸気及び排気バルブ11,12が開閉制御され、
エンジン1の低温始動時には、クランキング期間の燃料
燃焼状態に応じて吸気及び排気バルブ11,12が開閉
制御されるようになっている。
Further, the ECU 50 corresponds to valve operation control means for outputting a control command to the valve drive mechanisms 20A, 20B, and based on the various signals described above, the intake valve 11 and the exhaust valve by the valve drive mechanisms 20A, 20B. The opening and closing timing of the valve 12 is controlled. At this time, during normal operation of the engine 1, the opening and closing of the intake and exhaust valves 11, 12 are controlled in accordance with the engine speed and the engine load.
When the engine 1 is started at a low temperature, the opening and closing of the intake and exhaust valves 11 and 12 are controlled according to the fuel combustion state during the cranking period.

【0023】次に、図2を用いてバルブ駆動機構20
A,20B並びにその周辺部の構成を説明する。但し、
図2は吸気側のバルブ駆動機構20Aの構成のみを示す
ものであって、同図には左右一対の吸気バルブ11を示
している。
Next, referring to FIG.
The configuration of A, 20B and its peripheral parts will be described. However,
FIG. 2 shows only the configuration of the intake-side valve drive mechanism 20A, and FIG. 2 shows a pair of left and right intake valves 11.

【0024】図2において、吸気バルブ11の上端には
スプリングリテーナ13が取り付けられ、同スプリング
リテーナ13とシリンダヘッド7との間には、吸気バル
ブ11を閉弁方向(図の上方向)に付勢するためのバル
ブスプリング14が配設されている。左右一対の吸気バ
ルブ11はバルブブリッジ15により一体動作可能に連
結されている。バルブブリッジ15の上面には、図の上
下方向に往復動するプランジャ16が連結されており、
このプランジャ16が下動することにより吸気バルブ1
1が開弁し(図示の状態)、上動することにより吸気バ
ルブ11が閉弁する。プランジャ16の動作はその上面
に形成された油圧室17の油圧(バルブ駆動機構20A
の作動油圧)に応じて制御されるものであるが、その詳
細については後述する。なお、符号18は吸気バルブ1
1の動作位置を微調整するための調整ねじである。
In FIG. 2, a spring retainer 13 is attached to an upper end of the intake valve 11, and the intake valve 11 is provided between the spring retainer 13 and the cylinder head 7 in a valve closing direction (upward in the figure). A valve spring 14 for biasing is provided. The pair of left and right intake valves 11 is connected by a valve bridge 15 so as to be integrally operated. A plunger 16 that reciprocates vertically in the figure is connected to the upper surface of the valve bridge 15,
When the plunger 16 moves downward, the intake valve 1
1 is opened (the state shown in the figure) and moves upward, whereby the intake valve 11 is closed. The operation of the plunger 16 depends on the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 17 formed on the upper surface thereof (the valve driving mechanism 20A).
Is controlled in accordance with the operating hydraulic pressure of the motor), the details of which will be described later. Reference numeral 18 denotes the intake valve 1
1 is an adjustment screw for finely adjusting the operation position.

【0025】一方、バルブ駆動機構20Aにおいて、シ
リンダヘッド7の一部に固定されるハウジング21に
は、図の左右方向に延びる円形孔部22が形成されてお
り、同孔部22にはスプール型方向制御弁(以下、方向
制御弁という)23が配設されている。方向制御弁23
は大別して、円筒状のスリーブ24と、同スリーブ24
内を図の左右方向に摺動するスプール25とから構成さ
れ、スリーブ24は円形孔部22の開口部近傍に螺着さ
れた蓋体33により固定されている。スリーブ24の外
周面には、油圧ポート26a,26b,26cが環状に
形成され、これら油圧ポート26a,26b,26cは
それぞれ複数箇所に設けられた連通路27a,27b,
27cを介してスリーブ内周面に連通している。
On the other hand, in the valve drive mechanism 20A, a circular hole 22 extending in the left-right direction in the figure is formed in a housing 21 fixed to a part of the cylinder head 7, and the hole 22 is provided with a spool type. A directional control valve (hereinafter, referred to as a directional control valve) 23 is provided. Direction control valve 23
Are roughly divided into a cylindrical sleeve 24 and a sleeve 24.
The sleeve 24 is fixed by a lid 33 screwed in the vicinity of the opening of the circular hole 22. Hydraulic ports 26a, 26b, 26c are formed in an annular shape on the outer peripheral surface of the sleeve 24, and these hydraulic ports 26a, 26b, 26c are respectively provided with communication passages 27a, 27b,
It communicates with the inner peripheral surface of the sleeve via 27c.

【0026】また、ハウジング21には、油圧ポンプ4
1から給送される高圧油を方向制御弁23に吸入するた
めの吸入ポート28と、方向制御弁23からドレンタン
ク42に高圧油を排出するための排出ポート29とが設
けられている。ここで、油圧ポンプ41はドレンタンク
42から作動油を汲み上げ約12MPaに高圧化して方
向制御弁23に給送する。なお、吸入ポート28は通路
30を介して前記油圧ポート26aに連通され、排出ポ
ート29は通路31を介して前記油圧ポート26cに連
通されている。また、前記油圧室17は通路32を介し
て前記油圧ポート26bに連通されている。
The housing 21 has a hydraulic pump 4
A suction port 28 for sucking high-pressure oil supplied from 1 into the direction control valve 23 and a discharge port 29 for discharging high-pressure oil from the direction control valve 23 to the drain tank 42 are provided. Here, the hydraulic pump 41 pumps up the hydraulic oil from the drain tank 42, raises the pressure to about 12 MPa, and supplies it to the directional control valve 23. The suction port 28 communicates with the hydraulic port 26a via a passage 30, and the discharge port 29 communicates with the hydraulic port 26c via a passage 31. The hydraulic chamber 17 communicates with the hydraulic port 26b via a passage 32.

【0027】ハウジング21内部にはハウジング室35
が形成され、同ハウジング室35内にはその内周面を摺
動するピストン36が配設されている。ピストン36内
には、電圧の印加に伴い伸長するピエゾスタック37が
配設されている。このピエゾスタック37は、圧電素子
としての多数のPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)を積層
して構成されるものであって、その一端には一対の電極
38a,38bが取り付けられている。電極38a,3
8bには、ECU50からの制御指令に基づいてドライ
バ55を介して所定の電圧が印加される。一方、ピスト
ン36の左側に配設された皿ばね39はピエゾスタック
37に収縮方向の力を付与している。なお、図2はピエ
ゾスタック37に電圧を印加した状態を示すものであっ
て、同ピエゾスタック37が伸長してピストン36が図
の左方向に移動した状態を示している。
A housing chamber 35 is provided inside the housing 21.
A piston 36 that slides on the inner peripheral surface of the housing chamber 35 is provided in the housing chamber 35. In the piston 36, a piezo stack 37 that extends when voltage is applied is disposed. The piezo stack 37 is formed by laminating a large number of PZTs (lead zirconate titanate) as piezoelectric elements, and has a pair of electrodes 38a and 38b attached to one end thereof. Electrodes 38a, 3
A predetermined voltage is applied to 8b via the driver 55 based on a control command from the ECU 50. On the other hand, a disc spring 39 provided on the left side of the piston 36 applies a force in the contracting direction to the piezo stack 37. FIG. 2 shows a state where a voltage is applied to the piezo stack 37, and shows a state where the piezo stack 37 is extended and the piston 36 moves to the left in the drawing.

【0028】次に、バルブ駆動機構20Aの作動を図3
に従って説明する。ここで、図3(a)はピエゾスタッ
ク37に電圧を印加した状態を示している。つまり、電
圧が印加されるとピエゾスタック37が伸長してピスト
ン36は皿ばね39のばね力に抗して図の左方向に移動
し、これによりスプール25は左方向に押し込まれる。
このとき、吸入ポート28に吸入された高圧油は図中の
破線矢印の如く流通して油圧室17内に供給され、吸気
バルブ11が開弁状態となる。
Next, the operation of the valve drive mechanism 20A will be described with reference to FIG.
It will be described according to. Here, FIG. 3A shows a state where a voltage is applied to the piezo stack 37. That is, when a voltage is applied, the piezo stack 37 is extended, and the piston 36 moves leftward in the figure against the spring force of the disc spring 39, whereby the spool 25 is pushed leftward.
At this time, the high-pressure oil sucked into the suction port 28 flows as shown by a broken line arrow in the drawing and is supplied into the hydraulic chamber 17, and the intake valve 11 is opened.

【0029】また、図3(b)はピエゾスタック37に
電圧を印加していない状態を示している。つまり、ピエ
ゾスタック37への電圧印加を解除した状態では、ピス
トン36は皿ばね39のばね力により図の右方向に付勢
されているため、スプール25は右方向に引き寄せられ
る。このとき、油圧室17内の作動油は図中の破線矢印
の如く流通して排出ポート29へ排出され(ドレンタン
ク42に戻される)、吸気バルブ11が閉弁状態とな
る。なお上述した電圧印加の動作は、ECU50による
制御信号に基づいて制御されるようになっている。
FIG. 3B shows a state in which no voltage is applied to the piezo stack 37. That is, in the state where the voltage application to the piezo stack 37 is released, the piston 25 is urged rightward in the figure by the spring force of the disc spring 39, so that the spool 25 is drawn rightward. At this time, the hydraulic oil in the hydraulic chamber 17 flows as indicated by the dashed arrow in the figure and is discharged to the discharge port 29 (returned to the drain tank 42), and the intake valve 11 is closed. Note that the above-described voltage application operation is controlled based on a control signal from the ECU 50.

【0030】このように本実施の形態のバルブ駆動機構
20Aでは、プランジャ16と油圧室17とにより吸気
バルブ11を駆動する油圧シリンダが構成され、この油
圧シリンダへの油圧供給を断続する油圧制御弁が油圧ポ
ンプ41及び方向制御弁23により構成されている。そ
して、このような構成を用いることにより、吸気バルブ
11の開閉時期を自由に制御することができ、エンジン
1の吸気特性を変化させることができる。また、吸気バ
ルブ11の閉弁時期を変えることなく同バルブ11の開
弁時期だけを変えることもできるようになる(逆に、閉
弁時期だけを変えることも可)。
As described above, in the valve drive mechanism 20A of the present embodiment, the plunger 16 and the hydraulic chamber 17 constitute a hydraulic cylinder for driving the intake valve 11, and the hydraulic control valve for interrupting the supply of hydraulic pressure to the hydraulic cylinder. Is constituted by a hydraulic pump 41 and a direction control valve 23. By using such a configuration, the opening / closing timing of the intake valve 11 can be freely controlled, and the intake characteristics of the engine 1 can be changed. Further, only the opening timing of the intake valve 11 can be changed without changing the closing timing of the intake valve 11 (conversely, only the valve closing timing can be changed).

【0031】因みに、排気側のバルブ駆動機構20Bに
ついては図示及びその詳細な説明を省略するが、それは
上述した吸気側のバルブ駆動機構20Aと略同様の構成
を有するものであり、排気バルブ12もやはりECU5
0によるバルブ駆動機構20Bの制御に基づいて開閉さ
れるようになっている。
Although the illustration and detailed description of the exhaust-side valve drive mechanism 20B are omitted, the exhaust-side valve drive mechanism 20B has substantially the same configuration as the above-described intake-side valve drive mechanism 20A. After all ECU5
The opening and closing are performed based on the control of the valve drive mechanism 20B by 0.

【0032】次に、本実施の形態における作用を説明す
る。ここで本実施の形態では、エンジン1の低温始動時
にその時々の運転状態に応じて吸気及び排気バルブ1
1,12の開閉動作を制御することを特徴としており、
その概要を図6〜図8を用いて説明する。図6〜図8の
各図において、横軸に示すBDCはエンジン1のピスト
ン下死点、TDCはピストン上死点を示し、縦軸はバル
ブリフト量を示している。
Next, the operation of this embodiment will be described. Here, in the present embodiment, when the engine 1 is started at a low temperature, the intake and exhaust valves 1
It is characterized by controlling the opening and closing operation of 1, 12
The outline will be described with reference to FIGS. In each of FIGS. 6 to 8, BDC shown on the horizontal axis indicates the piston bottom dead center of the engine 1, TDC indicates the piston top dead center, and the vertical axis indicates the valve lift amount.

【0033】図6は、通常モードでのエンジン1の運転
動作を、「排気」、「吸気」、「圧縮」、「膨張」の各
行程に対応させて示すタイムチャートである。同図に示
すように、排気バルブ12は排気行程のBDC直前から
TDC直後までの期間で開放され、吸気バルブ11は吸
気行程のTDC直前からBDC直後までの期間で開放さ
れる。また、インジェクタ10による燃料噴射は吸気行
程の初期に実施され、その噴射燃料は圧縮TDC直前に
て点火プラグ43により点火されるようになっている。
つまり、図6に示す通常モードでは、エンジン1の4サ
イクル運転に応じて吸気及び排気バルブ11,12の開
閉動作が制御されると共に、燃料噴射並びに点火動作が
制御される(以下、この通常モードを「4サイクル運転
モード」とも言う)。なお、本実施の形態のバルブリフ
ト動作は、油圧式のバルブ駆動機構20A,20Bによ
り実現されるものであるが、それはカムシャフトの回転
に伴いリフト動作するカム駆動式のプロフィールに略一
致する。
FIG. 6 is a time chart showing the operation of the engine 1 in the normal mode corresponding to each of the steps of "exhaust", "intake", "compression", and "expansion". As shown in the figure, the exhaust valve 12 is opened during a period immediately before BDC and immediately after TDC in the exhaust stroke, and the intake valve 11 is opened during a period immediately before TDC and immediately after BDC in the intake stroke. Further, the fuel injection by the injector 10 is performed at an early stage of the intake stroke, and the injected fuel is ignited by the ignition plug 43 immediately before the compression TDC.
That is, in the normal mode shown in FIG. 6, the opening and closing operations of the intake and exhaust valves 11, 12 are controlled according to the four-cycle operation of the engine 1, and the fuel injection and ignition operations are controlled (hereinafter, this normal mode). Is also referred to as “four-cycle operation mode”). Although the valve lift operation of the present embodiment is realized by the hydraulic valve drive mechanisms 20A and 20B, it substantially matches the profile of a cam drive type that performs a lift operation with the rotation of the cam shaft.

【0034】また図7では、前記図6の通常モード(4
サイクル運転モード)と比較して、圧縮及び膨張行程が
2回分繰り返し実行されている。つまりこれは、燃料噴
射後において圧縮及び膨張行程の後の吸気及び排気行程
(吸気及び排気バルブ11,12の開動作)が1回分、
休止されることを意味し、全体として「排気→吸気→圧
縮→膨張→圧縮→膨張」の6サイクル運転が実施されて
いる(これを、「6サイクル運転モード」という)。こ
の場合、1回の燃料噴射に対し、圧縮及び膨張行程が2
回繰り返されると共に、クランク角1080度内の2回
の圧縮TDC付近でその都度点火が実施されることによ
り、筒内燃料の完全燃焼が促進されることになる。
In FIG. 7, the normal mode (4
The compression and expansion strokes are repeated twice as compared with the cycle operation mode). That is, this means that after the fuel injection, the intake and exhaust strokes (opening of the intake and exhaust valves 11, 12) after the compression and expansion strokes are performed once,
This means that the operation is stopped, and a six-cycle operation of “exhaust → intake → compression → expansion → compression → expansion” is performed as a whole (this is referred to as “six-cycle operation mode”). In this case, the compression and expansion strokes are 2 for one fuel injection.
This is repeated twice, and the ignition is performed each time near the two compression TDCs within the crank angle of 1080 degrees, thereby promoting the complete combustion of the in-cylinder fuel.

【0035】さらに図8では、4サイクル運転が実施さ
れることは前記図6の通常モードと同様であるが、吸気
バルブ11の開時期をTDCよりも遅らせている点が前
記図6と相違している(但し、排気バルブ12の開閉時
期は通常通り)。この場合、筒内が負圧状態になってか
ら吸気バルブ11を開くことにより、吸入空気の流速が
高められその吸気流で燃料噴霧が筒内(燃焼室6内)に
導かれる。これにより、インジェクタ10による噴射燃
料の微粒化が促進されることになる。以下の記載では、
こうした運転モードを「燃料微粒化モード」という。
Further, in FIG. 8, the four-cycle operation is performed in the same manner as in the normal mode in FIG. 6, except that the opening timing of the intake valve 11 is delayed from TDC in FIG. (However, the opening / closing timing of the exhaust valve 12 is normal). In this case, by opening the intake valve 11 after the inside of the cylinder has a negative pressure, the flow velocity of the intake air is increased, and the fuel spray is guided into the cylinder (inside the combustion chamber 6) by the intake flow. Thereby, atomization of the injected fuel by the injector 10 is promoted. In the following description,
Such an operation mode is referred to as a “fuel atomization mode”.

【0036】図4は、本実施の形態におけるエンジン始
動時のバルブ制御ルーチンを示すフローチャートであ
り、同ルーチンはイグニッションキーのON操作に伴い
ECU50により起動される。
FIG. 4 is a flowchart showing a valve control routine at the time of starting the engine according to the present embodiment. The routine is started by the ECU 50 in response to an ON operation of an ignition key.

【0037】図4において、ECU50は、先ずステッ
プ101で始動完了フラグXF1に「1」がセットされ
ているか否かを判別する。この始動完了フラグXF1
は、本ルーチンの起動に伴い「0」に初期化され、下記
の始動完了条件が成立した場合に「1」にセットされる
ようになっている。すなわち、ステップ102では、ク
ランク角センサ53により検出されたエンジン回転数N
eが所定回転数(本実施の形態では、400rpm)以
上であるか否かを判別し、続くステップ103では、水
温センサ51により検出されたエンジン水温Twが所定
温度(本実施の形態では、40℃)以上であるか否かを
判別する。そして、ステップ102,103(始動完了
条件)のいずれかが成立すれば、ECU50は、エンジ
ン1が暖機されて始動が完了したとみなし、ステップ1
04で始動完了フラグXF1に「1」をセットする。こ
うしてフラグXF1がセットされた場合、吸気及び排気
バルブ11,12が後述する低温始動時のバルブ制御に
より駆動されることはなく、通常運転時の周知のバルブ
制御にて駆動されることになる(例えば、エンジン回転
数Neやエンジン負荷に基づいて吸気及び排気バルブ1
1,12が制御される)。
Referring to FIG. 4, the ECU 50 first determines in step 101 whether the start completion flag XF1 is set to "1". This start completion flag XF1
Is initialized to “0” with the start of this routine, and is set to “1” when the following start completion condition is satisfied. That is, in step 102, the engine speed N detected by the crank angle sensor 53
It is determined whether or not e is equal to or higher than a predetermined rotation speed (400 rpm in the present embodiment). In the next step 103, the engine water temperature Tw detected by the water temperature sensor 51 is set to a predetermined temperature (40 in the present embodiment). ° C) or more. If any of steps 102 and 103 (start completion condition) is satisfied, the ECU 50 determines that the engine 1 has been warmed up and the start has been completed, and
At step 04, "1" is set to a start completion flag XF1. When the flag XF1 is set in this manner, the intake and exhaust valves 11, 12 are not driven by valve control at the time of low-temperature start described later, but are driven by well-known valve control during normal operation ( For example, based on the engine speed Ne and the engine load, the intake and exhaust valves 1
1, 12 are controlled).

【0038】一方、始動完了前であって(XF1=
0)、前記ステップ102,103がいずれも不成立で
あれば(Ne<400rpmで、且つTw<40℃の場
合)、ECU50はステップ105に進み、エンジン回
転数Neが所定回転数(本実施の形態では、60rp
m)以上であるか否かを判別する。このとき、冬場等の
エンジン冷間時やバッテリ45の電圧低下時には、ステ
ップ105が否定判別され(Ne<60rpm)、EC
U50はステップ106に進む。
On the other hand, before the start is completed (XF1 =
0), if both of the steps 102 and 103 are not satisfied (when Ne <400 rpm and Tw <40 ° C.), the ECU 50 proceeds to step 105 and sets the engine speed Ne to a predetermined engine speed (this embodiment). Then, 60 rp
m) It is determined whether or not it is not less than. At this time, when the engine is cold in winter or when the voltage of the battery 45 is low, a negative determination is made in step 105 (Ne <60 rpm), and EC
U50 proceeds to step 106.

【0039】ECU50は、ステップ106で上述した
燃料微粒化モードに従い吸気及び排気バルブ11,12
を開閉制御する(前記図8参照)。すなわち、吸気バル
ブ11の開時期が遅延側に制御され、インジェクタ10
による噴射燃料の微粒化が促進されるようになる。ま
た、ECU50は、続くステップ107で4サイクル運
転フラグXF2に「1」をセットする。この4サイクル
運転フラグXF2は、エンジン1が「4サイクル運転」
又は「6サイクル運転」のいずれで運転されているかを
識別するものであって、XF2=1の場合には、4サイ
クル運転が実施されているとして図示しない制御プログ
ラムに基づきクランク角720度内に1回ずつ燃料噴射
と点火とが実行され、XF2=0の場合には、6サイク
ル運転が実施されているとしてクランク角1080度内
に1回の燃料噴射と2回の点火とが実行されるようにな
っている(前記図6〜図8参照)。上記ステップ10
6,107の処理は、Ne≧60rpmとなりステップ
105が肯定判別されるまで繰り返し実行される。
In step 106, the ECU 50 controls the intake and exhaust valves 11, 12 according to the fuel atomization mode described above.
(See FIG. 8). That is, the opening timing of the intake valve 11 is controlled to the delay side, and the injector 10
Atomization of the injected fuel by the fuel is promoted. Further, the ECU 50 sets “1” to the four-cycle operation flag XF2 in the following step 107. The four-cycle operation flag XF2 indicates that the engine 1 is “four-cycle operation”
Or, when XF2 = 1, it is determined that four-cycle operation is being performed, and the crank angle is set within 720 degrees based on a control program (not shown). The fuel injection and the ignition are performed once each, and when XF2 = 0, it is determined that the six-cycle operation is being performed, and the fuel injection and the two ignitions are performed within the crank angle of 1080 degrees. (See FIGS. 6 to 8). Step 10 above
The processing of steps 6 and 107 is repeatedly executed until Ne ≧ 60 rpm and the determination in step 105 is affirmative.

【0040】前記ステップ105が肯定判別されると、
ECU50は図5のステップ108に進み、吸気及び排
気バルブ11,12の開動作を休止するための条件(バ
ルブ休止条件)が成立しているか否かを判別する。ここ
で、バルブ休止条件とは、例えば図9に示すマップによ
り判定されるものであり、その時のエンジン状態が同図
中の許可域(図の斜線領域)にあれば吸気及び排気バル
ブ11,12の開動作休止が許容され、上記許可域以外
の禁止域にあれば吸気及び排気バルブ11,12の開動
作休止が禁止される。
When the determination in step 105 is affirmative,
The ECU 50 proceeds to step 108 in FIG. 5 and determines whether or not a condition for stopping the opening operation of the intake and exhaust valves 11 and 12 (valve stop condition) is satisfied. Here, the valve stop condition is determined by, for example, a map shown in FIG. 9. If the engine state at that time is in a permission area (shaded area in FIG. 9), the intake and exhaust valves 11 and 12 are used. The opening operation of the intake and exhaust valves 11 and 12 is prohibited if the operation is in a prohibited area other than the permission area.

【0041】ステップ108が否定判別された場合、E
CU50はステップ109に進み、上述した通常モード
(4サイクル運転モード)に従い吸気及び排気バルブ1
1,12を開閉制御する(前記図6参照)。また、EC
U50は、続くステップ110で4サイクル運転フラグ
XF2に「1」をセットし、その後図4のステップ10
1に戻る。つまり、前記図9に示すようなエンジン1の
低回転条件下や低温度条件下(図の斜線域以外の領域)
では、燃焼を促進させて迅速な暖機が要望される。その
ためかかる場合には、6サイクル運転モードでのバルブ
制御よりも、4サイクル運転モードでのバルブ制御が優
先されることになる。
If the determination in step 108 is negative, E
The CU 50 proceeds to step 109, and performs the intake and exhaust valves 1 according to the above-described normal mode (four-cycle operation mode).
Opening / closing control of the first and the second 12 (see FIG. 6). Also, EC
U50 sets “1” to the four-cycle operation flag XF2 in the subsequent step 110, and then sets in step 10 in FIG.
Return to 1. That is, as shown in FIG. 9, the engine 1 is operated under a low rotation condition or a low temperature condition (an area other than the hatched area in the figure).
Then, quick warm-up by promoting combustion is demanded. Therefore, in such a case, the valve control in the four-cycle operation mode has priority over the valve control in the six-cycle operation mode.

【0042】一方、前記ステップ108が肯定判別され
た場合、ECU50は、ステップ111で圧縮行程に要
した時間(以下、圧縮時間t1とする)を読み込むと共
に、続くステップ112で膨張行程に要した時間(以
下、膨張時間t2とする)を読み込む。これら圧縮時間
t1及び膨張時間t2は、クランク角センサ53による
検出結果に基づき算出されるようになっている。
On the other hand, if the determination in step 108 is affirmative, the ECU 50 reads the time required for the compression stroke in step 111 (hereinafter referred to as the compression time t1), and in step 112, the time required for the expansion stroke. (Hereinafter referred to as expansion time t2). The compression time t1 and the expansion time t2 are calculated based on the detection result of the crank angle sensor 53.

【0043】さらに、ECU50は、ステップ113で
前記読み込んだ圧縮時間t1と膨張時間t2との時間比
(t1/t2)を算出し、続くステップ114で時間比
(t1/t2)に基づきその時の燃焼が完全燃焼状態で
あるか否かを判別する。この場合、図10(a),
(b)に示すように、完全燃焼状態であれば圧縮時間t
1に対して膨張時間t2が短くなり(t1/t2>
1)、不完全燃焼状態であれば圧縮時間t1と膨張時間
t2とが略一致する(t1/t2≒1)。従って、EC
U50は、t1/t2>1であれば完全燃焼状態とみな
し、t1/t2≒1であれば不完全燃焼状態とみなす。
なおここで、単に圧縮時間t1と膨張時間t2との大小
関係により完全燃焼か否かを判別するようにしてもよ
い。
Further, the ECU 50 calculates the time ratio (t1 / t2) between the read compression time t1 and the expansion time t2 in step 113, and in the following step 114, calculates the combustion at that time based on the time ratio (t1 / t2). It is determined whether or not is in a complete combustion state. In this case, FIG.
As shown in (b), if the combustion state is complete, the compression time t
1, the expansion time t2 becomes shorter (t1 / t2>
1) In the case of incomplete combustion, the compression time t1 and the expansion time t2 substantially match (t1 / t2 ≒ 1). Therefore, EC
U50 is regarded as a complete combustion state if t1 / t2> 1, and is regarded as an incomplete combustion state if t1 / t2 ≒ 1.
Here, whether or not complete combustion may be determined simply based on the magnitude relationship between the compression time t1 and the expansion time t2.

【0044】ステップ114で完全燃焼状態である旨が
判別された場合、ECU50はステップ109に進み、
上述した通常モード(4サイクル運転モード)に従い吸
気及び排気バルブ11,12を開閉制御する(前記図6
参照)。また、ECU50は、続くステップ110で4
サイクル運転フラグXF2に「1」をセットし、その後
図4のステップ101に戻る。
If it is determined in step 114 that the combustion state is complete, the ECU 50 proceeds to step 109,
The opening and closing of the intake and exhaust valves 11 and 12 are controlled in accordance with the above-described normal mode (four-cycle operation mode) (see FIG. 6).
reference). Further, the ECU 50 proceeds to step 110 to
“1” is set to the cycle operation flag XF2, and thereafter, the process returns to step 101 of FIG.

【0045】また、ステップ114で不完全燃焼状態で
ある旨が判別された場合、ECU50はステップ115
に進み、上述した6サイクル運転モードに従い吸気及び
排気バルブ11,12を開閉制御する(前記図7参
照)。また、ECU50は、続くステップ116で4サ
イクル運転フラグXF2を「0」にクリアし、その後図
4のステップ101に戻る。
If it is determined in step 114 that the combustion state is incomplete, the ECU 50 proceeds to step 115.
To control the opening and closing of the intake and exhaust valves 11 and 12 in accordance with the above-described six-cycle operation mode (see FIG. 7). Further, the ECU 50 clears the four-cycle operation flag XF2 to “0” in the subsequent step 116, and thereafter returns to step 101 in FIG.

【0046】なお本実施の形態では、上記図5のステッ
プ111〜114の処理が請求項記載の完全燃焼判定手
段に相当し、ステップ115の処理がバルブ操作手段に
相当する。
In the present embodiment, the processing of steps 111 to 114 in FIG. 5 corresponds to complete combustion determination means described in the claims, and the processing of step 115 corresponds to valve operation means.

【0047】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られる。 (a)本実施の形態では、エンジン1の筒内(燃焼室6
内)で燃料が完全燃焼しているか否かを判定し、不完全
燃焼している旨が判定された場合、吸気及び排気バルブ
11,12の開動作を一定期間内で休止させ、完全燃焼
の判定後に通常通りの吸気及び排気バルブ11,12の
開動作を許容するようにした。要するに、例えばエンジ
ン1の低温始動時には不完全燃焼状態になることがあ
り、この状態下で吸気及び排気バルブ11,12の開閉
動作を通常の行程通りに実施すると、未燃燃料(HC)
が排出されるおそれがある。しかし本構成によれば、不
完全燃焼時に吸気及び排気バルブ11,12を閉状態で
維持することで、エンジン始動時の未燃燃料の排出を抑
制することができる。
According to the present embodiment described in detail above, the following effects can be obtained. (A) In the present embodiment, the inside of the cylinder of the engine 1 (the combustion chamber 6
It is determined whether or not the fuel is completely burned in (in), and if it is determined that the fuel is incompletely burned, the opening operation of the intake and exhaust valves 11 and 12 is stopped within a predetermined period to stop the complete combustion. After the determination, the normal opening operation of the intake and exhaust valves 11 and 12 is allowed. In short, for example, when the engine 1 is started at a low temperature, an incomplete combustion state may occur. If the opening and closing operations of the intake and exhaust valves 11 and 12 are performed in a normal stroke under this state, unburned fuel (HC)
May be discharged. However, according to this configuration, it is possible to suppress the discharge of unburned fuel when the engine is started by maintaining the intake and exhaust valves 11 and 12 in the closed state during incomplete combustion.

【0048】(b)また、不完全燃焼している旨が判定
された場合、吸気及び排気バルブ11,12の開動作を
休止させ、圧縮及び膨張行程を重複して実施すると共
に、燃料の点火をその都度実施させるようにした。本構
成によれば、通常の「吸気+圧縮+膨張+排気」の4サ
イクル運転に代えて、「吸気+圧縮+膨張+再圧縮+再
膨張+排気」の6サイクル運転が可能となる。これによ
り、不完全燃焼時において未燃燃料の燃焼が繰り返さ
れ、当該未燃燃料の完全燃焼が促進されることになる。
(B) If it is determined that the combustion is incomplete, the opening operation of the intake and exhaust valves 11 and 12 is stopped, and the compression and expansion strokes are repeatedly performed, and the ignition of the fuel is performed. Was performed each time. According to this configuration, a six-cycle operation of “intake + compression + expansion + recompression + re-expansion + exhaust” can be performed instead of the normal four-cycle operation of “intake + compression + expansion + exhaust”. Thus, the combustion of the unburned fuel is repeated during incomplete combustion, and the complete combustion of the unburned fuel is promoted.

【0049】(c)フラグ操作(4サイクル運転フラグ
XF2の操作)により、バルブ系、燃料噴射系及び点火
系を関連付けて制御するようにしたため、これら各制御
が総合的に実施できるようになる。
(C) Since the valve system, the fuel injection system, and the ignition system are controlled in association with each other by the flag operation (operation of the four-cycle operation flag XF2), these controls can be performed comprehensively.

【0050】(d)吸気及び排気バルブ11,12の開
動作休止を実施するか否かを、エンジン運転状態に基づ
いて判定し(前記図5のステップ108)、所定の運転
状態下では、前記開動作休止を実施せず、通常通りに吸
気及び排気バルブ11,12を開閉制御するようにし
た。すなわち、6サイクル運転を禁止して通常の4サイ
クル運転を実施するようにした。より具体的には、エン
ジン1の極低回転域若しくは極低温域では、吸気及び排
気バルブ11,12の開動作休止を実施しないようにし
た(前記図9のマップ)。この場合、バッテリ負荷が過
大になる状態(スタータ電流が低下する状態)におい
て、未燃燃料の排出抑制よりも始動時間の短縮化を優先
させることができる。
(D) It is determined whether or not to suspend the opening operation of the intake and exhaust valves 11 and 12 based on the engine operating state (step 108 in FIG. 5). The opening and closing of the intake and exhaust valves 11 and 12 are controlled as usual without suspending the opening operation. That is, the six-cycle operation is prohibited, and the normal four-cycle operation is performed. More specifically, in the extremely low speed range or the extremely low temperature range of the engine 1, the opening operation of the intake and exhaust valves 11, 12 is not stopped (the map in FIG. 9). In this case, in a state in which the battery load becomes excessive (a state in which the starter current decreases), it is possible to give priority to shortening the start-up time over suppressing discharge of unburned fuel.

【0051】(e)さらに、スタータモータ44による
クランキング時の圧縮行程の所要時間と膨張行程の所要
時間との大小関係に基づいて、完全燃焼であるか否かを
判定するようにした。この場合、燃焼状態が容易に判別
できるようになる。
(E) Further, it is determined whether or not the combustion is complete, based on the magnitude relationship between the required time for the compression stroke and the required time for the expansion stroke during cranking by the starter motor 44. In this case, the combustion state can be easily determined.

【0052】(f)吸気バルブ11の開時期を通常時期
よりも遅延させるようにした(前記図4のステップ10
6)。つまり、未燃燃料の排出をより一層抑制するに
は、エンジン始動性を向上させる必要もある。そこで、
吸気バルブ11の開時期の制御によりインジェクタ10
による噴射燃料の微粒化を図るようにした。この場合、
上記した未燃燃料の排出抑制を図ると共に、エンジン始
動性の向上をも実現させることができる。
(F) The opening timing of the intake valve 11 is delayed from the normal timing (step 10 in FIG. 4).
6). That is, in order to further suppress the discharge of unburned fuel, it is necessary to improve the engine startability. Therefore,
By controlling the opening timing of the intake valve 11, the injector 10
The atomization of the injected fuel is attempted. in this case,
It is possible to suppress the emission of the unburned fuel and improve the engine startability.

【0053】なお、本発明の実施の形態は、上記以外に
次の形態にて実現できる。上記実施の形態では、エンジ
ン低温始動時の不完全燃焼に際し、吸気側及び排気側の
両バルブ11,12の開動作を休止させるよう制御して
いたが、この構成を変更してもよい。つまり、少なくと
も排気バルブ12の開動作のみを休止させれば、未燃燃
料の排出が抑制できるといった効果が得られるようにな
る。
The embodiment of the present invention can be realized in the following modes other than the above. In the above-described embodiment, the control is performed such that the opening operation of both the intake side and exhaust side valves 11 and 12 is stopped when incomplete combustion occurs at the time of low temperature start of the engine. However, this configuration may be changed. That is, if only at least the opening operation of the exhaust valve 12 is stopped, the effect of suppressing the discharge of unburned fuel can be obtained.

【0054】上記実施の形態では、エンジン低温始動時
の不完全燃焼に際し、圧縮及び膨張行程(及び点火)を
1回ずつ余分に実施し、エンジン1の6サイクル運転を
実現するようにしていたが、圧縮及び膨張行程(及び点
火)を2回ずつ余分に実施し、エンジン1の8サイクル
運転を実現するようにしてもよい(吸気+圧縮+膨張+
再圧縮+再膨張+再々圧縮+再々膨張+排気という行程
を実施させる)。また、エンジン運転状態に応じて、こ
れら6サイクル運転と8サイクル運転とを選択的に実施
するようにしてもよい。要は、筒内の未燃燃料の排出を
抑制し、且つ同未燃燃料の燃焼を促進させるよう、吸気
及び排気行程を一定期間内で休止させる構成であればよ
い。
In the above embodiment, the compression and expansion strokes (and ignition) are performed one extra time at a time of incomplete combustion at the time of starting the engine at a low temperature, thereby realizing six-cycle operation of the engine 1. , The compression and expansion strokes (and ignition) may be performed two extra times to realize eight-cycle operation of the engine 1 (intake + compression + expansion +
The process of re-compression + re-expansion + re-compression + re-expansion + exhaust is performed). Further, the six-cycle operation and the eight-cycle operation may be selectively performed according to the engine operating state. In short, any configuration may be used as long as the intake and exhaust strokes are stopped within a certain period so as to suppress the discharge of unburned fuel in the cylinder and promote the combustion of the unburned fuel.

【0055】多気筒エンジン(例えば、上記実施の形態
のような4気筒エンジン)において、1気筒でも不完全
燃焼気筒がある場合に、不完全燃焼気筒を優先するか、
或いは完全燃焼気筒を優先するかを判断し、不完全燃焼
気筒を優先するのであれば6サイクル運転を実施し、完
全燃焼気筒を優先するのであれば4サイクル運転を実施
するようにしてもよい。このとき、不完全燃焼気筒が優
先されれば未燃燃料の排出が抑制され、他方、完全燃焼
気筒が優先されれば始動時間が短縮されることになる。
In a multi-cylinder engine (for example, a four-cylinder engine as in the above-described embodiment), if even one cylinder has an incomplete combustion cylinder, the incomplete combustion cylinder is given priority.
Alternatively, it may be determined whether to give priority to the complete combustion cylinder. If the incomplete combustion cylinder is to be prioritized, the six-cycle operation may be performed. If the complete combustion cylinder is to be prioritized, the four-cycle operation may be performed. At this time, if the incompletely burned cylinder is prioritized, the emission of unburned fuel is suppressed, while if the completely burned cylinder is prioritized, the starting time is reduced.

【0056】上記実施の形態で開示した燃料微粒化モー
ドでのバルブ制御について、次の図11又は図12に示
す形態のように具体化してもよい。 ・エンジン1の低温始動時において、図11に示すよう
に、排気バルブ12の閉時期を通常時期よりも進め、排
気バルブ12の閉動作後、筒内(燃焼室6内)を圧縮し
てから吸気バルブ11を開動作させる。この場合、筒内
の吸入ガスが吸気ポート8に吹き返され、燃料噴霧が微
粒化される。 ・スタータモータ44によるクランキング開始後におい
て、図12に示すように、吸気バルブ11を先に開動作
させてから排気バルブ12を開動作させる。この場合、
吸気バルブ11の開動作初期には筒内圧力>吸気管圧力
となるため、筒内の吸入ガスが吸気ポート8に吹き返さ
れ、この時期に同期して燃料を噴射すれば燃料噴霧が微
粒化される。特にかかる場合には、クランキング回転
数、吸気温、エンジン水温(シリンダ壁温)、バッテリ
電圧等を考慮して最も未燃燃料の排出量が少なく、且つ
始動に要する時間が短かくてすむクランキング回転数に
達するまで排気バルブ12を開かずに、先に吸気バルブ
11を動かすと同時に燃料噴射を開始する。そして、
「圧縮→点火→爆発」をクランキング回転数の変化幅か
ら検知し、爆発が行なわれた場合のみ排気バルブ12を
開く。また、爆発が不十分な時は、排気バルブ12を開
かずに再圧縮して点火し、それにより燃焼を完全に終了
させるようにするとよい。
The valve control in the fuel atomization mode disclosed in the above embodiment may be embodied as shown in the following FIG. 11 or FIG. When the engine 1 is started at a low temperature, as shown in FIG. 11, the closing timing of the exhaust valve 12 is advanced from the normal timing, and after the exhaust valve 12 is closed, the inside of the cylinder (the inside of the combustion chamber 6) is compressed. The intake valve 11 is opened. In this case, the intake gas in the cylinder is blown back to the intake port 8, and the fuel spray is atomized. After the cranking by the starter motor 44 is started, as shown in FIG. 12, the intake valve 11 is first opened, and then the exhaust valve 12 is opened. in this case,
In the initial stage of the opening operation of the intake valve 11, the cylinder pressure is greater than the intake pipe pressure. Therefore, the intake gas in the cylinder is blown back to the intake port 8, and if the fuel is injected in synchronization with this timing, the fuel spray is atomized. You. In such a case, in particular, the amount of unburned fuel discharged is the shortest and the time required for starting is short in consideration of the cranking speed, intake air temperature, engine water temperature (cylinder wall temperature), battery voltage, and the like. The fuel injection is started at the same time as moving the intake valve 11 first without opening the exhaust valve 12 until the ranking rotation speed is reached. And
“Compression → ignition → explosion” is detected from the variation range of the cranking rotation speed, and the exhaust valve 12 is opened only when an explosion occurs. Further, when the explosion is insufficient, it is preferable to recompress and ignite without opening the exhaust valve 12, thereby completely terminating the combustion.

【0057】またここで、前記図4におけるステップ1
05のエンジン回転数Neの判別処理を廃止し、エンジ
ン1の低温始動時には、常に燃料微粒化モードでのバル
ブ制御を実施するようにしてもよい。この場合、燃料微
粒化モードでのバルブ制御と、6サイクル運転モードで
のバルブ制御とが組み合わされて実施されるようにな
る。他方で、上記の燃料微粒化のための処理を一切実施
しないようにして具体化することも可能あり、かかる場
合にも吸気及び排気バルブ11,12の開動作を休止さ
せる等の処理を実行することで、未燃燃料の排出が抑制
できる。
Here, step 1 in FIG.
The determination process of the engine speed Ne of 05 may be abolished, and the valve control in the fuel atomization mode may be always performed when the engine 1 is started at a low temperature. In this case, the valve control in the fuel atomization mode and the valve control in the six-cycle operation mode are performed in combination. On the other hand, it is also possible to embody the above-described process for atomizing the fuel without performing any process. Even in such a case, a process such as stopping the opening operation of the intake and exhaust valves 11 and 12 is performed. As a result, emission of unburned fuel can be suppressed.

【0058】また、不完全燃焼時には、排気バルブ12
の開時期を遅らせて、燃焼が完全に終了してから排気を
行うようにしてもよい。つまり、膨張行程で燃焼が緩慢
に続いている時に排気バルブ12を開くと、筒内圧力が
急激に低下し、それにより消炎して大量の未燃ガスが排
出されるおそれがあるが、排気バルブ12の開時期を遅
らせることで上記の不具合が防止できる。
Also, during incomplete combustion, the exhaust valve 12
May be delayed so that exhaust is performed after combustion is completely completed. That is, if the exhaust valve 12 is opened while the combustion is slow in the expansion stroke, the in-cylinder pressure drops sharply, which may extinguish the flame and discharge a large amount of unburned gas. The above problem can be prevented by delaying the opening timing of the valve 12.

【0059】またさらに、スタータモータ44によるク
ランキング時の回転数を検出し、該検出されるクランキ
ング時の回転数が所定回転域に達するまでは、排気及び
吸気バルブ11,12の開閉動作を休止させる(例え
ば、両バルブを共に開又は閉状態とする)。この場合、
クランキング回転数が上昇するまで吸気及び排気バルブ
11,12を開閉動作させないことにより、ポンプ損失
が低減され、スタータモータ44の負荷が低減できる。
このとき、燃料噴射と点火も停止させておく。そして、
圧縮圧力が十分になるクランキング回転数まで上昇して
から、排気バルブ12、吸気バルブ12の順に開閉動作
を実施すればよい。
Further, the rotation speed at the time of cranking by the starter motor 44 is detected, and the opening and closing operations of the exhaust and intake valves 11 and 12 are performed until the detected rotation speed at the time of cranking reaches a predetermined rotation range. Pause (eg, both valves open or closed). in this case,
By not opening and closing the intake and exhaust valves 11 and 12 until the cranking speed increases, the pump loss is reduced and the load on the starter motor 44 can be reduced.
At this time, fuel injection and ignition are also stopped. And
After the compression pressure has increased to the cranking speed at which the compression pressure becomes sufficient, the opening and closing operation of the exhaust valve 12 and the intake valve 12 may be performed in this order.

【0060】上記実施の形態では、前記図4,5のバル
ブ制御ルーチンにおいて、圧縮時間t1と膨張時間t2
との時間比を用いてエンジン1が完全燃焼しているか否
かを判別していたが、この構成を変更してもよい。つま
り、図10(a),(b)に示すように、完全燃焼時と
不完全燃焼時とを比較すれば、スタータ電流のピーク値
が相違しており、完全燃焼時にはスタータ電流のピーク
値が徐々に減少するのに対し、不完全燃焼時にはスター
タ電流のピーク値が略一定値に保持される。従って、ス
タータ電流のピーク値に基づいて完全燃焼状態を判別す
ることが可能となる。
In the above embodiment, the compression time t1 and the expansion time t2 in the valve control routine of FIGS.
Although it is determined whether or not the engine 1 is completely combusted by using the time ratio of the above, this configuration may be changed. That is, as shown in FIGS. 10A and 10B, when the complete combustion is compared with the incomplete combustion, the peak value of the starter current is different. While it gradually decreases, the peak value of the starter current is maintained at a substantially constant value during incomplete combustion. Therefore, it is possible to determine the complete combustion state based on the peak value of the starter current.

【0061】また、完全燃焼を判定するパラメータとし
ては、クランキング時におけるスタータモータ44に流
れる電流(スタータ電流)、バッテリ電圧、筒内圧等の
変化状態を用いてもよく、これらのパラメータでも容易
に燃焼状態が判別できる。つまり、図13に示すよう
に、クランキング当初の不完全燃焼から完全燃焼に移行
すると、クランキング回転数が上昇してスタータモータ
44の負荷が軽減され、スタータ電流が低下する。ま
た、スタータモータ44の負荷軽減により、バッテリ4
5の電力消費量が低下してバッテリ電圧が上昇する。従
って、これらスタータ電流やバッテリ電圧の変化から完
全燃焼に至ったか否かを判別することができるようにな
る。さらに、図示は省略するが、完全燃焼時と不完全燃
焼時とについて筒内圧を比較すれば、前者の筒内圧の方
が高いため、このパラメータ(筒内圧)によっても燃焼
状態の判別が可能となる。
Further, as a parameter for determining complete combustion, a change state of a current (starter current) flowing through the starter motor 44 at the time of cranking, a battery voltage, an in-cylinder pressure, or the like may be used. The combustion state can be determined. That is, as shown in FIG. 13, when the combustion shifts from incomplete combustion at the beginning of cranking to complete combustion, the cranking speed increases, the load on the starter motor 44 is reduced, and the starter current decreases. Also, by reducing the load on the starter motor 44, the battery 4
5, the power consumption decreases and the battery voltage increases. Therefore, it is possible to determine whether or not complete combustion has been reached from these changes in the starter current and the battery voltage. Further, although not shown, comparing the in-cylinder pressure at the time of complete combustion and at the time of incomplete combustion, the former in-cylinder pressure is higher, so that it is possible to determine the combustion state by this parameter (in-cylinder pressure). Become.

【0062】上記実施の形態では、吸気及び排気バルブ
11,12を開閉動作させるアクチュエータとして、油
圧駆動式のバルブ駆動機構20A,20Bを開示した
が、これに代えて、空気圧駆動式或いは電磁駆動式のバ
ルブ駆動機構を用いるようにしてもよい。
In the above embodiment, the hydraulically driven valve drive mechanisms 20A and 20B are disclosed as actuators for opening and closing the intake and exhaust valves 11 and 12. However, instead of this, a pneumatic drive type or an electromagnetic drive type is used. May be used.

【0063】また、本発明の制御装置を、ディーゼルエ
ンジンに適用してもよく、かかる場合にも、当該エンジ
ンからの未燃燃料の排出が抑制されるといった効果が得
られるようになる。
Further, the control device of the present invention may be applied to a diesel engine. In such a case, the effect of suppressing the discharge of unburned fuel from the engine can be obtained.

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

【図1】発明の実施の形態におけるエンジン制御システ
ムの概略を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an engine control system according to an embodiment of the invention.

【図2】バルブ駆動機構並びにその周辺部の構成を示す
断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a valve driving mechanism and a peripheral portion thereof.

【図3】方向制御弁の動作を説明するための断面図。FIG. 3 is a sectional view for explaining the operation of the direction control valve.

【図4】バルブ制御ルーチンを示すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart showing a valve control routine.

【図5】図4に続き、バルブ制御ルーチンを示すフロー
チャート。
FIG. 5 is a flowchart showing a valve control routine continued from FIG. 4;

【図6】通常モード(4サイクル運転モード)でのバル
ブ制御動作を説明するためのタイムチャート。
FIG. 6 is a time chart for explaining a valve control operation in a normal mode (four-cycle operation mode).

【図7】6サイクル運転モードでのバルブ制御動作を説
明するためのタイムチャート。
FIG. 7 is a time chart for explaining a valve control operation in a six-cycle operation mode.

【図8】燃料微粒化モードでのバルブ制御動作を説明す
るためのタイムチャート。
FIG. 8 is a time chart for explaining a valve control operation in a fuel atomization mode.

【図9】バルブ開動作休止の許可域を示すマップ。FIG. 9 is a map showing a permission area for suspending a valve opening operation.

【図10】完全燃焼時と不完全燃焼時とについて、圧縮
及び膨張行程の所要時間の違いと、スタータ電流波形の
違いとを示すタイムチャート。
FIG. 10 is a time chart showing a difference in required time of a compression and expansion stroke and a difference in a starter current waveform between complete combustion and incomplete combustion.

【図11】燃料微粒化モードでのバルブ制御動作を説明
するためのタイムチャート。
FIG. 11 is a time chart for explaining a valve control operation in a fuel atomization mode.

【図12】燃料微粒化モードでのバルブ制御動作を説明
するためのタイムチャート。
FIG. 12 is a time chart for explaining a valve control operation in a fuel atomization mode.

【図13】エンジン始動時におけるスタータ電流、バッ
テリ電圧、エンジン回転数及び吸入空気量の推移を示す
タイムチャート。
FIG. 13 is a time chart showing transitions of a starter current, a battery voltage, an engine speed, and an intake air amount when the engine is started.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン(内燃機関)、10…インジェクタ、11
…吸気バルブ、12…排気バルブ、20A,20B…バ
ルブ駆動機構、43…点火プラグ、44…スタータモー
タ、45…バッテリ、50…バルブ動作制御手段,完全
燃焼判定手段,バルブ操作手段を構成するECU(電子
制御装置)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine (internal combustion engine), 10 ... Injector, 11
... intake valve, 12 ... exhaust valve, 20A, 20B ... valve drive mechanism, 43 ... spark plug, 44 ... starter motor, 45 ... battery, 50 ... valve operation control means, complete combustion judgment means, ECU constituting valve operation means (Electronic control device).

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】吸気バルブ及び排気バルブを任意の時期に
開閉可能なバルブ駆動機構を備える内燃機関に適用さ
れ、特に機関始動時の燃焼状態を制御する制御装置であ
って、 前記バルブ駆動機構に制御指令を与えて、前記吸気バル
ブ及び排気バルブの開閉動作を制御するバルブ動作制御
手段と、 前記内燃機関の筒内で燃料が完全燃焼しているか否かを
判定する完全燃焼判定手段と、 前記完全燃焼判定手段により不完全燃焼している旨が判
定された場合、少なくとも前記バルブ動作制御手段によ
る排気バルブの開動作を一定期間内で休止させ、完全燃
焼の確認後に通常の排気バルブの開動作を許容するバル
ブ操作手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御
装置。
1. A control device applied to an internal combustion engine having a valve drive mechanism capable of opening and closing an intake valve and an exhaust valve at an arbitrary time, and particularly controlling a combustion state at the time of engine start. A valve operation control unit that gives a control command to control the opening and closing operation of the intake valve and the exhaust valve; a complete combustion determination unit that determines whether fuel is completely burned in a cylinder of the internal combustion engine; When the complete combustion determination means determines that incomplete combustion has occurred, at least the opening operation of the exhaust valve by the valve operation control means is stopped within a certain period of time, and after confirming complete combustion, the normal opening operation of the exhaust valve is performed. A control device for an internal combustion engine, comprising: a valve operating means for permitting pressure.
【請求項2】前記完全燃焼判定手段により不完全燃焼し
ている旨が判定された場合、前記バルブ動作制御手段に
よる吸気及び排気バルブの開動作を休止させ、圧縮及び
膨張行程を重複して実施するようにした請求項1に記載
の内燃機関の制御装置。
2. When the incomplete combustion is judged by the complete combustion judging means, the opening operation of the intake and exhaust valves by the valve operation control means is stopped, and the compression and expansion strokes are repeated. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control is performed.
【請求項3】請求項2に記載の内燃機関の制御装置にお
いて、 圧縮及び膨張行程を重複して実施する際に、燃料の点火
をその都度実施させるようにした内燃機関の制御装置。
3. The control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein ignition of fuel is performed each time the compression and expansion strokes are performed in an overlapping manner.
【請求項4】前記バルブ操作手段による排気バルブの開
動作休止を実施するか否かを、機関運転状態に基づいて
判定し、所定の運転状態下では、前記開動作休止を実施
せず、通常通りに排気バルブを開閉制御するようにした
請求項1〜請求項3のいずれかに記載の内燃機関の制御
装置。
And determining whether or not to suspend the opening operation of the exhaust valve by the valve operating means based on an engine operating state. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein opening and closing of the exhaust valve is controlled as described.
【請求項5】請求項4に記載の内燃機関の制御装置にお
いて、 前記内燃機関の極低回転域若しくは極低温域では、前記
排気バルブの開動作休止を実施しないようにした内燃機
関の制御装置。
5. The control device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the opening operation of said exhaust valve is not stopped in an extremely low speed range or a very low temperature range of said internal combustion engine. .
【請求項6】前記完全燃焼判定手段は、スタータモータ
によるクランキング時の圧縮行程の所要時間と膨張行程
の所要時間との大小関係に基づいて、完全燃焼であるか
否かを判定するものである請求項1〜請求項5のいずれ
かに記載の内燃機関の制御装置。
6. The complete combustion determining means determines whether or not complete combustion is performed based on a magnitude relationship between a required time for a compression stroke and a required time for an expansion stroke during cranking by a starter motor. A control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】機関始動時において、前記バルブ動作制御
手段は、前記吸気バルブの開時期を通常時期よりも遅延
させることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制
御装置。
7. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein at the time of starting the engine, the valve operation control means delays the opening timing of the intake valve from a normal timing.
【請求項8】機関始動時において、前記バルブ動作制御
手段は、前記排気バルブの閉時期を通常時期よりも進め
ることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装
置。
8. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein at the time of starting the engine, the valve operation control means advances the closing timing of the exhaust valve beyond a normal timing.
【請求項9】スタータモータによるクランキング開始後
において、前記バルブ動作制御手段は、前記吸気バルブ
を先に開動作させてから前記排気バルブを開動作させる
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装
置。
9. The apparatus according to claim 1, wherein after starting cranking by the starter motor, the valve operation control means opens the intake valve first and then opens the exhaust valve. Control device for internal combustion engine.
【請求項10】スタータモータによるクランキング時の
回転数を検出し、該検出されるクランキング時の回転数
が所定回転域に達するまでは、前記バルブ動作制御手段
による排気及び吸気バルブの開閉動作を休止させるよう
にした請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
10. An exhaust / intake valve opening / closing operation by said valve operation control means until a rotation speed at the time of cranking by a starter motor reaches a predetermined rotation range. 2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control is stopped.
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