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JP7711525B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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JP7711525B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine

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JP7711525B2 JP2021155642A JP2021155642A JP7711525B2 JP 7711525 B2 JP7711525 B2 JP 7711525B2 JP 2021155642 A JP2021155642 A JP 2021155642A JP 2021155642 A JP2021155642 A JP 2021155642A JP 7711525 B2 JP7711525 B2 JP 7711525B2
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Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

例えば特許文献1には、排気バルブのバルブタイミングを変更する油圧式の可変動弁機構を備える内燃機関が記載されている。この内燃機関では、冷間始動時において排気バルブのバルブタイミングを遅角させることにより、冷間始動時のエミッション改善を図るようにしている。 For example, Patent Document 1 describes an internal combustion engine equipped with a hydraulic variable valve mechanism that changes the valve timing of the exhaust valve. In this internal combustion engine, the valve timing of the exhaust valve is retarded during cold start to improve emissions during cold start.

特開2005-147015号公報JP 2005-147015 A

ところで、機関始動を開始してから油圧が立ち上がるまでは、油圧式の可変動弁機構を駆動することができない。そのため、冷間始動を開始してから油圧が立ち上がるまでに必要な既定時間が経過するまでの間は、排気バルブのバルブタイミング遅角によるエミッションの改善が困難である。 However, the hydraulic variable valve mechanism cannot be driven until the hydraulic pressure builds up after the engine starts. Therefore, during the time required for the hydraulic pressure to build up after the start of a cold start has elapsed, it is difficult to improve emissions by retarding the valve timing of the exhaust valve.

上記課題を解決する内燃機関の制御装置は、吸気バルブのバルブタイミングを変更する電動式の可変動弁機構と、排気バルブのバルブタイミングを変更する油圧式の可変動弁機構とを備える内燃機関に適用される。この制御装置は、内燃機関の冷間始動を開始してから既定時間が経過するまで前記吸気バルブのバルブタイミングを進角させる処理と、前記既定時間が経過した後に前記排気バルブのバルブタイミングを遅角させる処理と、を実行する。 The control device for an internal combustion engine that solves the above problem is applied to an internal combustion engine that includes an electric variable valve mechanism that changes the valve timing of an intake valve, and a hydraulic variable valve mechanism that changes the valve timing of an exhaust valve. This control device executes a process of advancing the valve timing of the intake valve until a predetermined time has elapsed since the start of a cold start of the internal combustion engine, and a process of retarding the valve timing of the exhaust valve after the predetermined time has elapsed.

電動式の可変動弁機構は、油圧式の可変動弁機構と異なり、機関始動後においてただちに駆動を開始することが可能である。そこで、同構成では、冷間始動時において排気バルブのバルブタイミングを遅角させることができるようになるまでは、電動式の可変動弁機構を駆動して吸気バルブのバルブタイミングを進角させるようにしている。このようにして吸気バルブのバルブタイミングが進角されると、排気バルブと吸気バルブとがともに開弁状態になるバルブオーバーラップが生じるようになる。バルブオーバーラップが生じると内部EGRが増加することにより、NOxの排出量が低減される。従って、排気バルブのバルブタイミングを遅角させる前からNOxの排出量が低減されるようになる。そのため、冷間始動時においてエミッションの低減をより一層図ることができるようになる。 Unlike hydraulic variable valve mechanisms, electric variable valve mechanisms can start operating immediately after engine start. Therefore, in this configuration, the electric variable valve mechanism is operated to advance the intake valve timing until it becomes possible to retard the exhaust valve timing during cold start. When the intake valve timing is advanced in this way, valve overlap occurs in which both the exhaust valve and the intake valve are open. When valve overlap occurs, internal EGR increases, reducing NOx emissions. Therefore, NOx emissions are reduced even before the exhaust valve timing is retarded. This makes it possible to further reduce emissions during cold start.

一実施形態にかかる内燃機関及び制御装置を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an internal combustion engine and a control device according to an embodiment; 同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a procedure of a process executed by the control device of the embodiment. 同実施形態の作用を説明する図である。11A to 11C are diagrams illustrating the operation of the embodiment. 同実施形態の作用を説明する図である。11A to 11C are diagrams illustrating the operation of the embodiment.

以下、内燃機関の制御装置を具体化した一実施形態について説明する。
<内燃機関及び制御装置について>
図1に示すように、内燃機関1には、吸気通路3及び吸気ポート3aを通じて燃焼室2に空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁4から噴射された燃料が燃焼室2に供給される。空気及び燃料で構成される混合気に対して点火プラグ5による点火が行われると、混合気が燃焼してピストン6が往復移動し、内燃機関1の出力軸であるクランクシャフト7が回転する。燃焼後の混合気は排気として燃焼室2から排気通路8に排出される。排気通路8には、排気を浄化する触媒50が設けられている。
Hereinafter, a specific embodiment of a control device for an internal combustion engine will be described.
<Regarding the internal combustion engine and the control device>
As shown in Fig. 1, in an internal combustion engine 1, air is drawn into a combustion chamber 2 through an intake passage 3 and an intake port 3a, and fuel injected from a fuel injection valve 4 is supplied to the combustion chamber 2. When an air-fuel mixture made up of air and fuel is ignited by an ignition plug 5, the mixture is combusted, causing a piston 6 to reciprocate and rotate a crankshaft 7, which is an output shaft of the internal combustion engine 1. The combusted air-fuel mixture is discharged from the combustion chamber 2 to an exhaust passage 8 as exhaust gas. A catalyst 50 for purifying the exhaust gas is provided in the exhaust passage 8.

内燃機関1は、クランクシャフト7によって回転駆動されるオイルポンプ90を備えており、このオイルポンプ90から送油される作動油の圧力を利用して後述の排気側可変動弁機構16は駆動される。 The internal combustion engine 1 is equipped with an oil pump 90 that is driven and rotated by the crankshaft 7, and the pressure of the hydraulic oil pumped from this oil pump 90 is used to drive the exhaust side variable valve mechanism 16, which will be described later.

内燃機関1の吸気通路3には、吸入空気量を調量するスロットルバルブ29が設けられている。このスロットルバルブ29は、電動モータによって開度が調整される。
吸気通路3に繋がる吸気ポート3aには吸気バルブ9が設けられている。排気通路8に繋がる排気ポート8aには排気バルブ10が設けられている。これら吸気バルブ9及び排気バルブ10は、クランクシャフト7の回転が伝達される吸気側カムシャフト11及び排気側カムシャフト12の回転に伴ってそれぞれ開閉動作する。
A throttle valve 29 for adjusting the amount of intake air is provided in the intake passage 3 of the internal combustion engine 1. The opening degree of this throttle valve 29 is adjusted by an electric motor.
An intake valve 9 is provided in an intake port 3a connected to the intake passage 3. An exhaust valve 10 is provided in an exhaust port 8a connected to the exhaust passage 8. The intake valve 9 and the exhaust valve 10 open and close in accordance with the rotation of an intake camshaft 11 and an exhaust camshaft 12 to which the rotation of the crankshaft 7 is transmitted.

吸気側カムシャフト11には、クランクシャフト7に対する吸気側カムシャフト11の相対位相を変更することにより吸気バルブ9のバルブタイミング(開閉時期)を変更する吸気側可変動弁機構13が設けられている。この吸気側可変動弁機構13は、図示しないバッテリからの電力供給を受けて回転する電動モータによって駆動される電動式の可変動弁機構である。 The intake camshaft 11 is provided with an intake variable valve mechanism 13 that changes the valve timing (opening and closing timing) of the intake valve 9 by changing the relative phase of the intake camshaft 11 with respect to the crankshaft 7. This intake variable valve mechanism 13 is an electric variable valve mechanism that is driven by an electric motor that rotates by receiving power from a battery (not shown).

排気側カムシャフト12には、クランクシャフト7に対する排気側カムシャフト12の相対位相を変更することにより排気バルブ10のバルブタイミング(開閉時期)を変更する排気側可変動弁機構16が設けられている。この排気側可変動弁機構16は、クランクシャフト7によって回転されるオイルポンプ90から送油される作動油の圧力を利用して駆動される油圧式の可変動弁機構である。そのため、排気側可変動弁機構16は、オイルポンプ90から圧送される作動油の油圧Pが規定の閾値Pref以上である場合に駆動される。 The exhaust side camshaft 12 is provided with an exhaust side variable valve mechanism 16 that changes the valve timing (opening and closing timing) of the exhaust valve 10 by changing the relative phase of the exhaust side camshaft 12 with respect to the crankshaft 7. This exhaust side variable valve mechanism 16 is a hydraulic variable valve mechanism that is driven using the pressure of hydraulic oil sent from an oil pump 90 that is rotated by the crankshaft 7. Therefore, the exhaust side variable valve mechanism 16 is driven when the hydraulic pressure P of the hydraulic oil pumped from the oil pump 90 is equal to or higher than a specified threshold value Pref.

制御装置100は、スロットルバルブ29、燃料噴射弁4、点火プラグ5、吸気側可変動弁機構13、排気側可変動弁機構16等を制御することによって内燃機関1の各種制御を実施する。この制御装置100は、CPU120や、ROM及びRAMなどから構成されるメモリ130を備えており、メモリ130に記憶されたプログラムをCPU120が実行することにより、各種制御を実施する。 The control device 100 performs various controls of the internal combustion engine 1 by controlling the throttle valve 29, the fuel injector 4, the spark plug 5, the intake variable valve mechanism 13, the exhaust variable valve mechanism 16, etc. This control device 100 is equipped with a CPU 120 and a memory 130 composed of a ROM, a RAM, etc., and performs various controls by the CPU 120 executing the programs stored in the memory 130.

制御装置100は、各種制御を実施する際に、エアフロメータ31によって検出される吸入空気量GAや、スロットルセンサ30によって検出されるスロットルバルブ29の開度であるスロットル開度TAを参照する。また、制御装置100は、水温センサ33によって検出される冷却水温THW、クランク角センサ34の出力信号Scrから算出される機関回転速度NEを参照する。また、制御装置100は、吸気側カムシャフト11の回転角度を検出する吸気側カム角センサ35の出力信号Scaiや、排気側カムシャフト12の回転角度を検出する排気側カム角センサ36の出力信号Scaeを参照する。また、制御装置100は、内燃機関1を搭載した車両の運転者によって操作されるアクセルペダル27の操作量(アクセル操作量ACCP)を検出するアクセルポジションセンサ28の出力信号を参照する。 When performing various controls, the control device 100 refers to the intake air amount GA detected by the air flow meter 31 and the throttle opening TA, which is the opening of the throttle valve 29 detected by the throttle sensor 30. The control device 100 also refers to the cooling water temperature THW detected by the water temperature sensor 33 and the engine rotation speed NE calculated from the output signal Scr of the crank angle sensor 34. The control device 100 also refers to the output signal Scai of the intake side cam angle sensor 35, which detects the rotation angle of the intake side camshaft 11, and the output signal Scae of the exhaust side cam angle sensor 36, which detects the rotation angle of the exhaust side camshaft 12. The control device 100 also refers to the output signal of the accelerator position sensor 28, which detects the operation amount (accelerator operation amount ACCP) of the accelerator pedal 27 operated by the driver of the vehicle equipped with the internal combustion engine 1.

<制御装置が実行する処理>
制御装置100は、クランク角センサ34の出力信号Scrと吸気側カム角センサ35の出力信号Scaiとに基づいて吸気バルブ9の実際のバルブタイミングである吸気側タイミングVTinrを算出する。ちなみに、本実施形態では、吸気バルブタイミングが最も遅角側のタイミングになっている状態を初期値の「0」とし、この初期値からのバルブタイミングの進角量にて吸気バルブ9のバルブタイミングを把握するようにしている。
<Processing Executed by the Control Device>
The control device 100 calculates the intake side timing VTinr, which is the actual valve timing of the intake valve 9, based on the output signal Scr from the crank angle sensor 34 and the output signal Scai from the intake side cam angle sensor 35. In this embodiment, the state in which the intake valve timing is most retarded is set to an initial value of "0", and the valve timing of the intake valve 9 is grasped by the amount of advancement of the valve timing from this initial value.

また、制御装置100は、クランク角センサ34の出力信号Scrと排気側カム角センサ36の出力信号Scaeとに基づいて排気バルブ10の実際のバルブタイミングである排気側タイミングVTexrを算出する。ちなみに、本実施形態では、排気バルブタイミングが最も進角側のタイミングになっている状態を初期値の「0」とし、この初期値からのバルブタイミングの遅角量にて排気バルブ10のバルブタイミングを把握するようにしている。 The control device 100 also calculates the exhaust side timing VTexr, which is the actual valve timing of the exhaust valve 10, based on the output signal Scr from the crank angle sensor 34 and the output signal Scae from the exhaust side cam angle sensor 36. Incidentally, in this embodiment, the state in which the exhaust valve timing is at the most advanced timing is set to an initial value of "0", and the valve timing of the exhaust valve 10 is grasped by the amount of retardation of the valve timing from this initial value.

また、制御装置100は、機関負荷率KLを算出する。機関負荷率KLは、燃焼室2に充填される空気量を定めるパラメータであり、基準流入空気量に対する1気筒の1燃焼サイクル当たりの流入空気量の比である。なお、基準流入空気量は、機関回転速度NEに応じて可変設定される量としてもよい。 The control device 100 also calculates the engine load factor KL. The engine load factor KL is a parameter that determines the amount of air filled in the combustion chamber 2, and is the ratio of the amount of inflow air per combustion cycle of one cylinder to a reference amount of inflow air. The reference amount of inflow air may be an amount that is variably set according to the engine speed NE.

制御装置100は、吸気バルブ9のバルブタイミング制御を実施する。すなわち、制御装置100は、機関回転速度NEや機関負荷率KLなどに基づき、吸気バルブ9のバルブタイミングの目標値である吸気側目標値VTintを算出する。吸気側目標値VTintは、上述した初期値からの吸気バルブタイミングの進角量である。この吸気側目標値VTintを算出すると、制御装置100は、吸気側タイミングVTinrが吸気側目標値VTintと一致するように吸気側可変動弁機構13の駆動を制御する。なお、機関始動時の吸気バルブタイミングは上述した初期値のタイミングにされている。 The control device 100 performs valve timing control of the intake valve 9. That is, the control device 100 calculates the intake side target value VTint, which is the target value of the valve timing of the intake valve 9, based on the engine speed NE, the engine load factor KL, etc. The intake side target value VTint is the amount of advance of the intake valve timing from the initial value described above. After calculating this intake side target value VTint, the control device 100 controls the drive of the intake side variable valve mechanism 13 so that the intake side timing VTinr matches the intake side target value VTint. Note that the intake valve timing at engine start is set to the initial value timing described above.

また、制御装置100は、排気バルブ10のバルブタイミング制御を実施する。すなわち、制御装置100は、機関回転速度NEや機関負荷率KLなどに基づき、排気バルブ10のバルブタイミングの目標値である排気側目標値VTextを算出する。排気側目標値VTextは、上述した初期値からの排気バルブタイミングの遅角量である。この排気側目標値VTextを算出すると、制御装置100は、排気側タイミングVTexrが排気側目標値VTextと一致するように排気側可変動弁機構16の駆動を制御する。なお、機関始動時の排気バルブタイミングは上述した初期値のタイミングにされている。 The control device 100 also controls the valve timing of the exhaust valve 10. That is, the control device 100 calculates an exhaust side target value VText, which is a target value for the valve timing of the exhaust valve 10, based on the engine speed NE, the engine load factor KL, and the like. The exhaust side target value VText is the amount of retardation of the exhaust valve timing from the initial value described above. After calculating this exhaust side target value VText, the control device 100 controls the drive of the exhaust side variable valve mechanism 16 so that the exhaust side timing VTexr coincides with the exhaust side target value VText. Note that the exhaust valve timing at engine start is set to the initial value timing described above.

図2に、冷間始動時において制御装置100が実行する処理手順を示す。この図2に示す処理は、制御装置100のメモリ130に記憶されたプログラムをCPU120が所定周期毎に実行することにより実施される。なお、制御装置100は、例えば機関始動を開始するときの冷却水温THWが既定の温度以下である場合に、今回の機関始動が冷間始動であると判定する。また、以下では、先頭に「S」が付与された数字によって、ステップ番号を表現する。 Figure 2 shows the processing procedure executed by the control device 100 during a cold start. The processing shown in Figure 2 is performed by the CPU 120 executing a program stored in the memory 130 of the control device 100 at a predetermined cycle. Note that the control device 100 determines that the current engine start is a cold start, for example, if the cooling water temperature THW at the time the engine start is initiated is equal to or lower than a predetermined temperature. In the following, step numbers are represented by numbers preceded by "S."

本処理を開始すると、CPU120は、現在の始動後経過時間Tafが判定値Tafref以上であるか否かを判定する(S100)。始動後経過時間Tafは、機関始動を開始してからの経過時間であり、CPU120が計測する。また、判定値Tafrefには、機関始動を開始してから作動油の油圧Pが上記閾値Pref以上になるまでに要する既定時間、いわゆる油圧の立ち上がり時間が予め設定されている。 When this process starts, the CPU 120 judges whether the current elapsed time after start-up Taf is equal to or greater than the judgment value Tafref (S100). The elapsed time after start-up Taf is the time elapsed since the engine start-up has begun, and is measured by the CPU 120. The judgment value Tafref is preset with a predetermined time required for the hydraulic oil pressure P to reach or exceed the threshold value Pref after the engine start-up has begun, that is, the so-called hydraulic pressure rise time.

そして、始動後経過時間Tafが判定値Tafref未満であると判定する場合(S100:NO)、CPU120は、吸気バルブタイミングを進角させる処理を実行する(S110)。このS110の処理では、吸気側目標値VTintとして既定の吸気側目標値VTin1が設定されて、その吸気側目標値VTin1に向けて吸気側可変動弁機構13の駆動が制御される。吸気側目標値VTin1は、排気バルブ10と吸気バルブ9とがともに開弁状態になるバルブオーバーラップ期間について、これがNOx低減を図る上で適切なバルブオーバーラップ期間VORとなる既定の値である。 If it is determined that the time since starting Taf is less than the reference value Tafref (S100: NO), the CPU 120 executes a process to advance the intake valve timing (S110). In the process of S110, a default intake side target value VTin1 is set as the intake side target value VTint, and the drive of the intake side variable valve mechanism 13 is controlled toward the intake side target value VTin1. The intake side target value VTin1 is a default value that is an appropriate valve overlap period VOR for reducing NOx, for the valve overlap period during which both the exhaust valve 10 and the intake valve 9 are open.

そして、CPU120は、S100にて肯定判定されるまで、S100及びS110の処理を繰り返し実行する。
一方、S100にて、始動後経過時間Tafが判定値Tafref以上であると判定する場合(S100:YES)、つまり、油圧式の排気側可変動弁機構16の駆動が可能になると、CPU120は、S120以降の処理を実行する。
Then, the CPU 120 repeatedly executes the processes of S100 and S110 until a positive determination is made in S100.
On the other hand, when it is determined in S100 that the elapsed time since starting Taf is equal to or greater than the reference value Tafref (S100: YES), that is, when the hydraulic exhaust side variable valve mechanism 16 becomes operable, the CPU 120 executes the process from S120 onwards.

S120の処理において、CPU120は、排気バルブタイミングを遅角させる処理を実行する。このS120の処理では、排気側目標値VTextとして既定の排気側目標値VTex1が設定されて、その排気側目標値VTex1に向けて排気側可変動弁機構16の駆動が制御される。排気側目標値VTex1は、バルブオーバーラップ期間がNOx低減を図る上で適切な期間となる既定の値である。具体的には、本実施形態では、吸気バルブタイミングを初期値の「0」としたときに、上述したバルブオーバーラップ期間VORが得られる値である。ここで、後述のS130の処理では、吸気側目標値VTintとして初期値の「0」を設定する処理が実行される。そのため、排気側目標値VTex1には、吸気側目標値VTin1と同じ値が設定されている。 In the process of S120, the CPU 120 executes a process to retard the exhaust valve timing. In this process of S120, a default exhaust target value VTex1 is set as the exhaust target value VText, and the drive of the exhaust variable valve mechanism 16 is controlled toward the exhaust target value VTex1. The exhaust target value VTex1 is a default value that provides an appropriate valve overlap period for reducing NOx. Specifically, in this embodiment, the value is a value that provides the above-mentioned valve overlap period VOR when the intake valve timing is set to the initial value "0". Here, in the process of S130 described later, a process is executed to set the intake target value VTint to the initial value "0". Therefore, the exhaust target value VTex1 is set to the same value as the intake target value VTin1.

次に、CPU120は、吸気バルブタイミングを遅角させる処理を実行する(S130)。このS130では、吸気側目標値VTintとして初期値の「0」が設定されて、その初期値に向けて吸気側可変動弁機構13の駆動が制御される。 Next, the CPU 120 executes a process to retard the intake valve timing (S130). In this S130, the intake side target value VTint is set to an initial value of "0", and the drive of the intake side variable valve mechanism 13 is controlled toward the initial value.

次に、CPU120は、触媒50の暖機が完了したか否かを判定する(S140)。触媒50の暖機完了判定は適宜行うことができる。例えば、機関始動を開始してからの積算吸入空気量が既定値以上になることや、上記始動後経過時間Tafが既定値以上になることや、推定または検出した触媒50の温度が既定値以上になることなどに基づいて暖機の完了を判定することができる。 Next, the CPU 120 determines whether or not the warm-up of the catalyst 50 has been completed (S140). The determination of the completion of the warm-up of the catalyst 50 can be performed as appropriate. For example, the completion of the warm-up can be determined based on the fact that the cumulative intake air volume since the start of the engine becomes equal to or exceeds a preset value, the elapsed time after start-up Taf becomes equal to or exceeds a preset value, or the estimated or detected temperature of the catalyst 50 becomes equal to or exceeds a preset value.

そして、触媒50の暖機が完了していないと判定する場合(S140:NO)、CPU120は、S120、S130、及びS140の各処理を繰り返し実行する。
一方、触媒50の暖機が完了した判定する場合(S140:YES)、CPU120は、吸気バルブタイミング及び排気バルブタイミングを通常制御に移行する(S150)。この通常制御とは、上述したように、機関回転速度NEや機関負荷率KLなどに基づき、吸気側目標値VTintや排気側目標値VTextを算出する制御である。
When it is determined that the warm-up of the catalyst 50 has not been completed (S140: NO), the CPU 120 repeatedly executes the processes of S120, S130, and S140.
On the other hand, when it is determined that the warm-up of the catalyst 50 is completed (S140: YES), the CPU 120 shifts the intake valve timing and the exhaust valve timing to normal control (S150). This normal control is a control in which the intake side target value VTint and the exhaust side target value VText are calculated based on the engine rotation speed NE, the engine load factor KL, and the like, as described above.

そして、S150の処理を実行すると、CPU120は本処理を終了する。
<作用>
本実施形態の作用について説明する。
After executing the process of S150, the CPU 120 ends this process.
<Effect>
The operation of this embodiment will be described.

図3は、図2に示したS110の処理を実行したときの吸気バルブタイミング及び排気バルブタイミングを示す。
この図3に示すように、S110の処理が実行されることにより吸気バルブタイミングが初期値のバルブタイミングから進角されると、吸気バルブの開弁時期IVOは初期値の開弁時期IVOsよりも進角側の時期になる。これにより吸気バルブ9と排気バルブ10の双方の開弁時期が重なるバルブオーバーラップ期間VORが形成される。このようにしてバルブオーバーラップ期間VORが生じると、内燃機関1では内部EGRが増加することにより、NOxの排出量が低減される。
FIG. 3 shows the intake valve timing and the exhaust valve timing when the process of S110 shown in FIG. 2 is executed.
3, when the intake valve timing is advanced from the initial valve timing by executing the process of S110, the intake valve opening timing IVO becomes more advanced than the initial valve opening timing IVOs. This creates a valve overlap period VOR in which the opening timings of the intake valve 9 and the exhaust valve 10 overlap. When the valve overlap period VOR occurs in this way, the internal EGR in the internal combustion engine 1 increases, thereby reducing the amount of NOx emissions.

図4は、図2に示したS120及びS130の処理を実行したときの吸気バルブタイミング及び排気バルブタイミングを示す。
この図4に示すように、S120の処理が実行されることにより排気バルブタイミングが初期値のバルブタイミングから遅角されると、排気バルブの閉弁時期EVCは初期値の閉弁時期EVCsよりも遅角側の時期になる。また、S110の処理によって進角されていた吸気バルブタイミングは、S130の処理が実行されることによって遅角される。これにより吸気バルブの開弁時期IVOは初期値の開弁時期IVOsに戻される。こうした排気バルブタイミング及び吸気バルブタイミングの遅角処理により、図3に示すバルブオーバーラップ期間VORと同じバルブオーバーラップ期間VORが維持される。このようにしてバルブオーバーラップ期間VORが生じていると、内燃機関1では内部EGRが増加することにより、NOxの排出量が低減される。
FIG. 4 shows the intake valve timing and the exhaust valve timing when the processes of S120 and S130 shown in FIG. 2 are executed.
As shown in Fig. 4, when the exhaust valve timing is retarded from the initial valve timing by executing the process of S120, the exhaust valve closing timing EVC becomes more retarded than the initial valve closing timing EVCs. Also, the intake valve timing that was advanced by the process of S110 is retarded by executing the process of S130. As a result, the intake valve opening timing IVO is returned to the initial valve opening timing IVOs. By retarding the exhaust valve timing and the intake valve timing in this way, the valve overlap period VOR is maintained to be the same as the valve overlap period VOR shown in Fig. 3. When the valve overlap period VOR occurs in this way, the internal EGR increases in the internal combustion engine 1, thereby reducing the amount of NOx emissions.

また、S120の処理によって排気バルブタイミングが遅角されると、排気バルブ10の開弁時期EVOは初期値の開弁時期EVOsよりも遅角側の時期になる。このようにして排気バルブ10の開弁時期EVOが遅くなると膨張行程の期間が長くなる。膨張行程の期間が長くなると、燃焼ガスに含まれるHC(炭化水素)が膨張行程で燃焼される量が増える。つまり、HCの後燃えが促進されるため、排気通路8に排出されるHCの量が少なくなる。 In addition, when the exhaust valve timing is retarded by the processing of S120, the opening timing EVO of the exhaust valve 10 becomes more retarded than the initial opening timing EVOs. In this way, when the opening timing EVO of the exhaust valve 10 is retarded, the period of the expansion stroke becomes longer. When the period of the expansion stroke becomes longer, the amount of HC (hydrocarbons) contained in the combustion gas that is burned during the expansion stroke increases. In other words, the afterburning of HC is promoted, and the amount of HC discharged into the exhaust passage 8 decreases.

<効果>
本実施形態の効果について説明する。
電動式の吸気側可変動弁機構13は、油圧式の排気側可変動弁機構16と異なり、機関始動後においてただちに駆動を開始することが可能である。そこで、本実施形態では、図2に示したS100の処理にて肯定判定されるまで、つまり冷間始動時において排気バルブのバルブタイミングを遅角させることができるようになるまでは、S110の処理を実行する。つまり、電動式の吸気側可変動弁機構13を駆動して吸気バルブ9のバルブタイミングを進角させることによりバルブオーバーラップを生じさせている。このようにしてバルブオーバーラップが生じると、上述したようにNOxの排出量が低減される。従って、排気バルブ10のバルブタイミングを遅角させる前からNOxの排出量が低減される。そのため、冷間始動時においてエミッションの低減をより一層図ることができるようになる。
<Effects>
The effects of this embodiment will be described.
Unlike the hydraulic exhaust side variable valve mechanism 16, the electric intake side variable valve mechanism 13 can start driving immediately after the engine is started. Therefore, in this embodiment, the process of S110 is executed until the determination in the process of S100 shown in FIG. 2 is affirmative, that is, until the valve timing of the exhaust valve can be retarded during cold start. In other words, the electric intake side variable valve mechanism 13 is driven to advance the valve timing of the intake valve 9, thereby causing valve overlap. When valve overlap occurs in this way, the amount of NOx emissions is reduced as described above. Therefore, the amount of NOx emissions is reduced even before the valve timing of the exhaust valve 10 is retarded. Therefore, it is possible to further reduce emissions during cold start.

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・図2に示したS100の処理によって形成されるバルブオーバーラップ期間VORと、図2に示したS120及びS130の処理によって形成されるバルブオーバーラップ期間VORとを異ならせてもよい。この変更例の場合には、例えば排気側目標値VTex1として、吸気側目標値VTin1とは異なる値を設定してもよい。また、図2に示したS130の処理にて設定される吸気側目標値VTintとして、初期値の「0」よりも大きく且つ上記吸気側目標値VTin1よりも小さい値を設定してもよい。
This embodiment can be modified as follows: This embodiment and the following modifications can be combined with each other to the extent that no technical contradiction occurs.
The valve overlap period VOR formed by the process of S100 shown in Fig. 2 may be different from the valve overlap period VOR formed by the processes of S120 and S130 shown in Fig. 2. In this modified example, for example, the exhaust side target value VTex1 may be set to a value different from the intake side target value VTin1. Also, the intake side target value VTint set in the process of S130 shown in Fig. 2 may be set to a value larger than the initial value "0" and smaller than the intake side target value VTin1.

・排気バルブタイミングを遅角することによって形成されるバルブオーバーラップ期間を、上記バルブオーバーラップ期間VORよりも長くしてもよい場合には、図2に示したS130の処理を省略してもよい。 - If the valve overlap period formed by retarding the exhaust valve timing can be made longer than the valve overlap period VOR, the process of S130 shown in FIG. 2 can be omitted.

・図2に示したS100の処理では、作動油の油圧Pが閾値Pref以上になっているか否かを判定するために始動後経過時間Tafを参照したが、他の値を参照するようにしてもよい。例えば機関始動を開始してからのクランクシャフト7の総回転回数を参照してもよい。 - In the process of S100 shown in FIG. 2, the time since start Taf is referenced to determine whether the hydraulic oil pressure P is equal to or greater than the threshold value Pref, but other values may also be referenced. For example, the total number of rotations of the crankshaft 7 since the engine start-up has begun may also be referenced.

・冷間始動時には、図2に示したバルブタイミング制御と、燃焼室2から排出される排気の温度を高めることにより触媒50などの暖機を図る冷間暖機制御とを併用してもよい。なお、そうした冷間暖機制御としては、例えば点火時期の遅角補正が挙げられる。また、燃焼室2内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁を内燃機関1が備えている場合には、その筒内噴射弁から噴射する燃料を複数回に分けて噴射する、いわゆる分割噴射を実行しても排気温度を高めることが可能である。 - During cold start, the valve timing control shown in FIG. 2 may be used in combination with cold warm-up control, which warms up the catalyst 50 and other components by increasing the temperature of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 2. An example of such cold warm-up control is retarding the ignition timing. In addition, if the internal combustion engine 1 is equipped with an in-cylinder injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber 2, it is also possible to increase the exhaust temperature by performing a so-called split injection, in which the fuel is injected from the in-cylinder injection valve in multiple separate injections.

・制御装置100は、CPU120とメモリ130とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態において実行されるソフトウェア処理の少なくとも一部を処理する専用のハードウェア回路(たとえばASIC等)を備えてもよい。すなわち、制御装置100は、以下の(a)~(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てをプログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するメモリ等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、1または複数のソフトウェア処理回路および1または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。 The control device 100 is not limited to having a CPU 120 and a memory 130 and executing software processing. For example, it may have a dedicated hardware circuit (e.g., ASIC, etc.) that processes at least a part of the software processing executed in the above embodiment. That is, the control device 100 may have any of the following configurations (a) to (c). (a) It has a processing device that executes all of the above processing according to a program, and a program storage device such as a memory that stores the program. (b) It has a processing device and a program storage device that executes part of the above processing according to a program, and a dedicated hardware circuit that executes the remaining processing. (c) It has a dedicated hardware circuit that executes all of the above processing. Here, there may be multiple software processing circuits and dedicated hardware circuits that include a processing device and a program storage device. That is, the above processing may be executed by a processing circuit that includes at least one of one or more software processing circuits and one or more dedicated hardware circuits.

1…内燃機関
2…燃焼室
3…吸気通路
8…排気通路
9…吸気バルブ
10…排気バルブ
11…吸気側カムシャフト
12…排気側カムシャフト
13…吸気側可変動弁機構
16…排気側可変動弁機構
28…アクセルポジションセンサ
29…スロットルバルブ
30…スロットルセンサ
31…エアフロメータ
33…水温センサ
34…クランク角センサ
35…吸気側カム角センサ
36…排気側カム角センサ
50…触媒
90…オイルポンプ
100…制御装置
120…CPU
130…メモリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 internal combustion engine 2 combustion chamber 3 intake passage 8 exhaust passage 9 intake valve 10 exhaust valve 11 intake camshaft 12 exhaust camshaft 13 intake variable valve mechanism 16 exhaust variable valve mechanism 28 accelerator position sensor 29 throttle valve 30 throttle sensor 31 air flow meter 33 water temperature sensor 34 crank angle sensor 35 intake cam angle sensor 36 exhaust cam angle sensor 50 catalyst 90 oil pump 100 control device 120 CPU
130…Memory

Claims (2)

吸気バルブのバルブタイミングを変更する電動式の可変動弁機構と、排気バルブのバルブタイミングを変更する油圧式の可変動弁機構と、を備える内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の冷間始動を開始してから既定時間が経過するまで前記吸気バルブのバルブタイミングを進角させる処理と、
前記既定時間が経過した後に前記排気バルブのバルブタイミングを遅角させる処理と、を実行し、
前記既定時間は、前記内燃機関の始動を開始してから、前記油圧式の可変動弁機構に圧送される作動油の油圧が既定の閾値以上になるまでに要する時間として予め設定されている
内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine including an electric variable valve mechanism that changes valve timing of an intake valve and a hydraulic variable valve mechanism that changes valve timing of an exhaust valve,
A process of advancing the valve timing of the intake valve until a predetermined time has elapsed since the start of a cold start of the internal combustion engine;
and delaying the valve timing of the exhaust valve after the predetermined time has elapsed .
The predetermined time is preset as a time required from the start of the internal combustion engine until the hydraulic pressure of the hydraulic oil pumped to the hydraulic variable valve mechanism becomes equal to or higher than a predetermined threshold.
A control device for an internal combustion engine.
前記内燃機関の始動を開始するときの冷却水温が既定の温度以下である場合に、今回の内燃機関の始動が冷間始動であると判定する
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein if a cooling water temperature at the time of starting the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined temperature, it is determined that the current start of the internal combustion engine is a cold start.
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