JP2001073796A - Variable cycle control system for internal combustion engine - Google Patents
Variable cycle control system for internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストン−クラン
ク機構を備え、吸気バルブ及び排気バルブを有する内燃
機関における吸気行程→圧縮行程→爆発・膨脹行程→排
気行程からなる作動サイクルを変更可能な内燃機関の可
変サイクル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 an internal combustion engine having a piston-crank mechanism and having an intake valve and an exhaust valve, which is capable of changing an operation cycle consisting of an intake stroke, a compression stroke, an explosion / expansion stroke, and an exhaust stroke. The present invention relates to a variable cycle control device for an engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、内燃機関の始動時では、シリン
ダ内部や機関各部の温度は外気温とほぼ同等になってい
る。そして、ガソリン燃料噴射式内燃機関では、液体ガ
ソリンを噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）によっ
て、燃焼に必要なガソリンが供給されるが、このときシ
リンダやピストンが冷えていると、吸気行程で燃料がシ
リンダ内に供給されても、その燃料が蒸発しないまま爆
発行程となり、点火プラグによる点火が実行されてしま
う。2. Description of the Related Art Generally, when an internal combustion engine is started, the temperature inside a cylinder and each part of the engine is substantially equal to the outside air temperature. In a gasoline fuel injection type internal combustion engine, gasoline required for combustion is supplied by an injector (fuel injection valve) that injects liquid gasoline. At this time, if the cylinder or piston is cooled, fuel is consumed in the intake stroke. Even if the fuel is supplied into the cylinder, the fuel becomes an explosion stroke without evaporating the fuel, and ignition by the spark plug is performed.
【０００３】この結果、シリンダ等の壁面に付着した未
蒸発の燃料は蒸発せず、壁面の温度も低いため火炎が壁
面付近へ到達しても、壁面近傍では消炎され所謂、クエ
ンチ（Quench）層となってしまい未燃ガス成分として排
出されることとなる。この問題に対処し、燃料粒子を壁
面に付着し難くするため、微粒化インジェクタやエアア
シストによる燃料微粒化等を向上させる技術が知られて
いる。As a result, the unevaporated fuel adhering to the wall of the cylinder or the like does not evaporate, and the temperature of the wall is low, so that even if the flame reaches the vicinity of the wall, the flame is extinguished near the wall, the so-called quench layer. And is discharged as an unburned gas component. In order to cope with this problem and make it difficult for fuel particles to adhere to the wall surface, there is known a technique for improving atomization of fuel by an atomizing injector or air assist.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、シリンダ外
部で燃料微粒化を促進してもガソリンの沸点以下では蒸
発は起こらないため、シリンダ内に流入されたのちに燃
料粒子が合体してしまい未燃成分が少なからず発生する
こととなる。つまり、燃料微粒化等による排出ガスのエ
ミッション低減効果には限界があった。また、低温の壁
面に付着した燃料は燃焼に関与せず、実際には燃焼に関
与しない分も見込んで噴射燃料量を設定しなければなら
ないため、排ガス中の未燃ガス成分が更に増加するとい
う不具合もあった。However, even if fuel atomization is promoted outside the cylinder, evaporation does not occur below the boiling point of gasoline, so that fuel particles are united after flowing into the cylinder and unburned. Not a small amount of components will be generated. That is, there is a limit to the effect of reducing the emission of exhaust gas due to atomization of fuel and the like. In addition, the amount of unburned gas components in the exhaust gas further increases because the fuel attached to the low-temperature wall does not participate in combustion, and the amount of injected fuel must be set in consideration of the amount not actually involved in combustion. There was a defect.
【０００５】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、内燃機関の始動後におけるシ
リンダ等の壁面を速やかに昇温し、排出エミッションを
低減することが可能な内燃機関の可変サイクル制御装置
の提供を課題としている。Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and a variable internal combustion engine capable of rapidly increasing the temperature of a wall surface of a cylinder or the like after the start of the internal combustion engine and reducing the exhaust emission. The task is to provide a cycle control device.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１の内燃機関の可
変サイクル制御装置によれば、内燃機関の吸気バルブ及
び排気バルブにおける開弁／閉弁の動作タイミングが電
磁駆動機構により変更自在であるため、温度検出手段で
検出または推定された内燃機関のシリンダ内の温度が所
定温度未満と低い冷間時には、タイミング可変手段で排
気バルブの開弁タイミングが下死点以降まで遅延され
る。したがって、高温の燃焼ガスが遅延された分だけシ
リンダ内に長く閉込められ、高温の燃焼ガスからシリン
ダ等の壁面への熱伝導が促進される。これにより、シリ
ンダ等の壁面が速やかに昇温され、シリンダ内に吸入さ
れた燃料が蒸発し易くなり、内燃機関の暖機に要する時
間も短くなるため未燃ガス成分の排出が低減される。According to the variable cycle control device for an internal combustion engine of the first aspect, the opening / closing operation timing of the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine can be changed by an electromagnetic drive mechanism. Therefore, when the temperature in the cylinder of the internal combustion engine detected or estimated by the temperature detecting means is low, that is, lower than the predetermined temperature, the opening timing of the exhaust valve is delayed by the timing varying means until after the bottom dead center. Accordingly, the high-temperature combustion gas is confined in the cylinder for a longer time by the delay, and heat conduction from the high-temperature combustion gas to the wall surface of the cylinder or the like is promoted. Thereby, the temperature of the wall surface of the cylinder or the like is quickly raised, the fuel sucked into the cylinder is easily evaporated, and the time required for warming up the internal combustion engine is shortened, so that the emission of unburned gas components is reduced.
【０００７】請求項２の内燃機関の可変サイクル制御装
置によれば、内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブにお
ける開弁／閉弁の動作タイミングが電磁駆動機構により
変更自在であるため、温度検出手段で検出または推定さ
れた内燃機関のシリンダ内の温度が所定温度未満と低い
冷間時には、タイミング可変手段で排気バルブの開弁タ
イミングが次回の圧縮行程終了の上死点以降まで遅延さ
れる。したがって、高温の燃焼ガスが遅延された分だけ
シリンダ内に長く閉込められ、高温の燃焼ガスからシリ
ンダ等の壁面への熱伝導が促進される。これにより、シ
リンダ等の壁面が速やかに昇温され、シリンダ内に吸入
された燃料が蒸発し易くなり、内燃機関の暖機に要する
時間も短くなるため未燃ガス成分の排出が低減される。According to the variable cycle control device for an internal combustion engine of the present invention, the operation timing of opening / closing the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine can be changed by the electromagnetic drive mechanism. In a cold state in which the detected or estimated temperature in the cylinder of the internal combustion engine is lower than a predetermined temperature, the opening timing of the exhaust valve is delayed by the timing variable means until the top dead center of the end of the next compression stroke. Accordingly, the high-temperature combustion gas is confined in the cylinder for a longer time by the delay, and heat conduction from the high-temperature combustion gas to the wall surface of the cylinder or the like is promoted. Thereby, the temperature of the wall surface of the cylinder or the like is quickly raised, the fuel sucked into the cylinder is easily evaporated, and the time required for warming up the internal combustion engine is shortened, so that the emission of unburned gas components is reduced.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples.
【０００９】図１は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関の可変サイクル制御装置を示す概略構成図
である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a variable cycle control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
【００１０】図１において、内燃機関１はピストン４が
クランクシャフト５に連結され、ピストン４の往復動を
クランクシャフト５の回転運動に変換するピストン−ク
ランク機構を備えた所謂レシプロエンジンである。この
内燃機関１には吸気通路１１と排気通路１８とが接続さ
れている。そして、吸気通路１１の上流側のスロットル
バルブ（図示略）を介して吸入された空気は、その下流
側のインジェクタ（燃料噴射弁）（図示略）からの噴射
燃料と混合され混合気となって、吸気バルブ１２の開弁
時期にシリンダ２とピストン４とで形成される燃焼室１
４内に供給される。また、内燃機関１のシリンダ２の頭
頂部には燃焼室１４内に向けて点火プラグ１５が配設さ
れている。In FIG. 1, an internal combustion engine 1 is a so-called reciprocating engine having a piston 4 connected to a crankshaft 5 and having a piston-crank mechanism for converting a reciprocating motion of the piston 4 into a rotational motion of the crankshaft 5. An intake passage 11 and an exhaust passage 18 are connected to the internal combustion engine 1. The air taken in through a throttle valve (not shown) on the upstream side of the intake passage 11 is mixed with fuel injected from an injector (fuel injection valve) (not shown) on the downstream side to form an air-fuel mixture. The combustion chamber 1 formed by the cylinder 2 and the piston 4 when the intake valve 12 is opened
4. At the top of the cylinder 2 of the internal combustion engine 1, an ignition plug 15 is provided toward the inside of the combustion chamber 14.
【００１１】燃焼室１４内に導入された混合気は、点火
コイル（図示略）からの電圧印加による点火プラグ１５
の放電火花によって点火燃焼され、生成された排気ガス
は排気バルブ１６の開弁時期に排気通路１８側に排出さ
れる。この排気通路１８の下流側にはＨＣ（炭化水素）
触媒１９が配設されており、排気ガス中の未燃ＨＣ成分
をトラップ（吸着）することができる。The mixture introduced into the combustion chamber 14 is supplied to a spark plug 15 by applying a voltage from an ignition coil (not shown).
The exhaust gas generated by ignition and combustion by the discharge spark is discharged to the exhaust passage 18 side when the exhaust valve 16 is opened. HC (hydrocarbon) is provided downstream of the exhaust passage 18.
A catalyst 19 is provided to trap (adsorb) unburned HC components in the exhaust gas.
【００１２】３０はＥＣＵ（Electronic Control Unit:
電子制御ユニット）であり、ＥＣＵ３０は、周知の中央
処理装置としてのＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲ
ＯＭ、各種データを格納するＲＡＭ、Ｂ／Ｕ（バックア
ップ）ＲＡＭ等を中心に論理演算回路として構成され、
各種センサからの検出信号を入力する入力ポート及び各
種アクチュエータに制御信号を出力する出力ポート等に
対しバスを介して接続されている。Reference numeral 30 denotes an ECU (Electronic Control Unit).
The ECU 30 includes a CPU as a well-known central processing unit, and an R that stores a control program.
OM, RAM for storing various data, B / U (backup) RAM, etc.
Input ports for inputting detection signals from various sensors and output ports for outputting control signals to various actuators are connected via a bus.
【００１３】内燃機関１のクランクシャフト５にはその
回転角であるクランク角〔°ＣＡ(Crank Angle）〕を検
出するクランク角センサ２１が配設されており、その検
出信号がＥＣＵ３０に入力されている。また、内燃機関
１のシリンダ２には、冷却水温〔℃〕を検出する水温セ
ンサ２２が配設され、その検出信号がＥＣＵ３０に入力
されている。更に、吸気バルブ１２及び排気バルブ１６
には、それぞれアクチュエータとして周知の電磁駆動機
構１３，１７が配設されている。したがって、吸気バル
ブ１２及び排気バルブ１６は、ＥＣＵ３０からの制御信
号により電磁駆動機構１３，１７が所定タイミングにて
駆動されることで適宜、開弁／閉弁される。The crankshaft 5 of the internal combustion engine 1 is provided with a crank angle sensor 21 for detecting a crank angle [° CA (Crank Angle)], which is a rotation angle of the crankshaft 5. I have. Further, a water temperature sensor 22 for detecting a cooling water temperature [° C.] is provided in the cylinder 2 of the internal combustion engine 1, and a detection signal thereof is input to the ECU 30. Further, the intake valve 12 and the exhaust valve 16
Are provided with well-known electromagnetic drive mechanisms 13 and 17 as actuators. Therefore, the intake valve 12 and the exhaust valve 16 are appropriately opened / closed by driving the electromagnetic drive mechanisms 13 and 17 at a predetermined timing according to a control signal from the ECU 30.
【００１４】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関の可変サイクル制御装置で使用されている
ＥＣＵ３０における可変サイクル制御による動作につい
て、図２及び図３を参照して説明する。ここで、図２は
４サイクルにおける電磁駆動機構１３，１７による吸気
バルブ１２及び排気バルブ１６の開弁／閉弁状態を示す
作動線図である。また、図３は図２の各行程に対応する
内燃機関１のピストン４、吸気バルブ１２及び排気バル
ブ１６の作動状態を示す説明図である。なお、図３では
矢印にてピストン４及びクランクシャフト５の回転方
向、混合気の吸入状態及び排気ガスの排出状態をそれぞ
れ示す。Next, the operation by the variable cycle control in the ECU 30 used in the variable cycle control device for the internal combustion engine according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 and FIG. . Here, FIG. 2 is an operation diagram showing the open / closed state of the intake valve 12 and the exhaust valve 16 by the electromagnetic drive mechanisms 13 and 17 in four cycles. FIG. 3 is an explanatory diagram showing operating states of the piston 4, the intake valve 12, and the exhaust valve 16 of the internal combustion engine 1 corresponding to each stroke of FIG. In FIG. 3, arrows indicate the rotation directions of the piston 4 and the crankshaft 5, the state of intake of the air-fuel mixture, and the state of exhaust gas exhaust, respectively.
【００１５】図２及び図３において、内燃機関１のピス
トン４はＴＤＣ(Top Dead Center：上死点）からＢＤＣ
(Bottom Dead Center:下死点）までのストロークにて往
復動される。このＴＤＣ，ＢＤＣを含むピストン４の作
動位置はクランク角センサ２１にて検出されるクランク
シャフト５のクランク角〔°ＣＡ〕によりＥＣＵ３０に
て逐次判別される。まず、ＥＣＵ３０にて水温センサ２
２で検出された内燃機関１の冷却水温が読込まれる。こ
の冷却水温が所定温度未満であるとき、本実施例におけ
る可変サイクル制御に移行される。2 and 3, the piston 4 of the internal combustion engine 1 is moved from TDC (Top Dead Center) to BDC.
(Bottom Dead Center: reciprocating stroke). The operating position of the piston 4 including the TDC and BDC is sequentially determined by the ECU 30 based on the crank angle [° CA] of the crankshaft 5 detected by the crank angle sensor 21. First, the ECU 30 sets the water temperature sensor 2
The cooling water temperature of the internal combustion engine 1 detected at 2 is read. When the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature, the process shifts to the variable cycle control in the present embodiment.
【００１６】吸気行程（図３（ａ）参照）では、電磁駆
動機構１３により吸気バルブ１２の開弁／閉弁が通常制
御における作動タイミングにて実行される。次に圧縮行
程（図３（ｂ）参照）に移行して、通常制御におけるＴ
ＤＣ前の所定タイミングにて点火プラグ１５による点火
が実行される。そして、爆発・膨脹行程（図３（ｃ）参
照）に移行し、排気バルブ１６の開弁が、図２に破線に
て示す通常制御における作動タイミングから図２に実線
にて示すＢＤＣ以降の排気行程（図３（ｄ）参照）途中
における所定の作動タイミングまで遅延され実行され
る。即ち、排気バルブ１６の開弁の作動タイミングが、
図２に示す排気再圧縮以降まで遅延され高温の燃焼ガス
の排出が遅らせられることで、シリンダ２等の壁面が速
やかに昇温されることとなる。また、排気バルブ１６の
閉弁が、図２に破線にて示す通常制御における作動タイ
ミングから図２に実線にて示す作動タイミングにて実行
されＴＤＣにて全閉状態とされる。In the intake stroke (see FIG. 3A), the opening / closing of the intake valve 12 is executed by the electromagnetic drive mechanism 13 at the operation timing in the normal control. Next, the process proceeds to the compression stroke (see FIG. 3B), and T
At a predetermined timing before DC, ignition by the ignition plug 15 is performed. Then, the process proceeds to the explosion / expansion stroke (see FIG. 3C), and the opening of the exhaust valve 16 is changed from the operation timing in the normal control indicated by the broken line in FIG. 2 to the exhaust after BDC indicated by the solid line in FIG. The operation is delayed until a predetermined operation timing in the middle of the process (see FIG. 3D). That is, the operation timing of opening the exhaust valve 16 is
By delaying the discharge of high-temperature combustion gas until the exhaust gas recompression shown in FIG. 2 is delayed, the wall surface of the cylinder 2 and the like is quickly heated. The closing of the exhaust valve 16 is executed at the operation timing indicated by the solid line in FIG. 2 from the operation timing in the normal control indicated by the broken line in FIG.
【００１７】このように、本実施例の内燃機関の可変サ
イクル制御装置は、ピストン４の往復動をクランクシャ
フト５の回転運動に変換するピストン−クランク機構を
備え、シリンダ２の吸気ポートを開閉する吸気バルブ１
２及び排気ポートを開閉する排気バルブ１６を有する内
燃機関１と、内燃機関１のシリンダ２内の温度を検出す
る温度検出手段としての水温センサ２２と、吸気バルブ
１２及び排気バルブ１６にそれぞれ配設され、吸気バル
ブ１２及び排気バルブ１６の作動を電気的に行うバルブ
駆動機構としての電磁駆動機構１３，１７と、電磁駆動
機構１３，１７を制御し、吸気バルブ１２及び排気バル
ブ１６の作動タイミングを変更自在なＥＣＵ３０にて達
成されるタイミング可変手段とを具備し、水温センサ２
２による内燃機関１のシリンダ２内の温度が所定温度未
満であるときには、タイミング可変手段を達成するＥＣ
Ｕ３０で排気バルブ１６の開弁タイミングをＢＤＣ（下
死点）以降に遅延するものである。As described above, the variable cycle control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is provided with the piston-crank mechanism that converts the reciprocating motion of the piston 4 into the rotational motion of the crankshaft 5, and opens and closes the intake port of the cylinder 2. Intake valve 1
2 and an exhaust valve 16 for opening and closing an exhaust port, a water temperature sensor 22 as a temperature detecting means for detecting the temperature in the cylinder 2 of the internal combustion engine 1, and an intake valve 12 and an exhaust valve 16. The electromagnetic drive mechanisms 13 and 17 as valve drive mechanisms for electrically operating the intake valve 12 and the exhaust valve 16 and the electromagnetic drive mechanisms 13 and 17 are controlled to adjust the operation timing of the intake valve 12 and the exhaust valve 16. A water temperature sensor 2 provided with a variable timing means achieved by a changeable ECU 30.
When the temperature in the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is lower than the predetermined temperature, the EC for achieving the timing variable means
At U30, the valve opening timing of the exhaust valve 16 is delayed after BDC (bottom dead center).
【００１８】つまり、内燃機関１の吸気バルブ１２及び
排気バルブ１６における開弁／閉弁の動作タイミングが
電磁駆動機構１３，１７により変更自在であるため、内
燃機関１のシリンダ２内の温度が所定温度未満と低い冷
間時には、排気バルブ１６の開弁タイミングがＢＤＣ以
降まで遅延される。したがって、高温の燃焼ガスを遅延
された分だけシリンダ内に長く閉込めることができ、高
温の燃焼ガスからシリンダ等の壁面への熱伝導を促進す
ることができる。これにより、シリンダ等の壁面が速や
かに昇温され、シリンダ内に吸入された燃料が蒸発し易
くなり、内燃機関の暖機に要する時間も短くなるため未
燃ガス成分の排出を低減することができる。That is, since the opening / closing operation timing of the intake valve 12 and the exhaust valve 16 of the internal combustion engine 1 can be freely changed by the electromagnetic drive mechanisms 13 and 17, the temperature in the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is kept at a predetermined value. When the temperature is low, that is, lower than the temperature, the opening timing of the exhaust valve 16 is delayed until BDC or later. Therefore, the high-temperature combustion gas can be confined in the cylinder for a longer time by the delay, and heat conduction from the high-temperature combustion gas to the wall surface of the cylinder or the like can be promoted. As a result, the temperature of the wall surface of the cylinder or the like is quickly raised, the fuel sucked into the cylinder is easily evaporated, and the time required for warming up the internal combustion engine is shortened, so that the emission of unburned gas components can be reduced. it can.
【００１９】なお、上述したように、熱伝導をシリンダ
内で積極的に行うため、排気ガスの温度が低下し触媒の
昇温時間が増加することで、始動初期の排ガス中では未
燃ＨＣ（炭化水素）成分の排出が増加する可能性があ
る。これに対処するには、排ガス中の未燃ＨＣ成分をト
ラップ可能なＨＣ触媒１９といったＨＣ吸着装置を排気
系に備えることが有効である。このような構成によれ
ば、未燃ＨＣ成分を確実にトラップでき、内燃機関の暖
機に要する時間を短縮しつつ未燃ガス成分の排出を抑制
することができる。As described above, since heat conduction is actively performed in the cylinder, the temperature of the exhaust gas decreases and the time for raising the temperature of the catalyst increases. Emissions of (hydrocarbon) components can increase. To cope with this, it is effective to equip the exhaust system with an HC adsorbing device such as an HC catalyst 19 capable of trapping unburned HC components in exhaust gas. According to such a configuration, the unburned HC component can be reliably trapped, and the emission of the unburned gas component can be suppressed while shortening the time required for warming up the internal combustion engine.
【００２０】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関の可変サイクル制御装置で使用されている
ＥＣＵ３０における可変サイクル制御の変形例による動
作について、図４及び図５を参照して説明する。ここ
で、図４は６サイクルにおける電磁駆動機構１３，１７
による吸気バルブ１２及び排気バルブ１６の開弁／閉弁
状態を示す作動線図である。また、図５は図４の各行程
に対応する内燃機関１のピストン４、吸気バルブ１２及
び排気バルブ１６の作動状態を示す説明図である。な
お、図５では矢印にてピストン４及びクランクシャフト
５の回転方向、混合気の吸入状態及び排気ガスの排出状
態をそれぞれ示す。また、本変形例に対応する内燃機関
とその周辺機器については、図１に示す概略構成図と同
様であり、その詳細な説明を省略する。Next, the operation of the ECU 30 used in the variable cycle control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Will be explained. FIG. 4 shows the electromagnetic drive mechanisms 13 and 17 in six cycles.
FIG. 4 is an operation diagram showing a valve opening / closing state of an intake valve 12 and an exhaust valve 16 according to the first embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram showing operating states of the piston 4, the intake valve 12, and the exhaust valve 16 of the internal combustion engine 1 corresponding to each stroke of FIG. In FIG. 5, arrows indicate the rotation directions of the piston 4 and the crankshaft 5, the intake state of the air-fuel mixture, and the exhaust state of the exhaust gas, respectively. Further, the internal combustion engine and its peripheral devices corresponding to the present modified example are the same as those in the schematic configuration diagram shown in FIG. 1 and their detailed description is omitted.
【００２１】図４及び図５において、内燃機関１のピス
トン４はＴＤＣ（上死点）からＢＤＣ（下死点）までの
ストロークにて往復動される。このＴＤＣ，ＢＤＣを含
むピストン４の作動位置はクランク角センサ２１にて検
出されるクランクシャフト５のクランク角〔°ＣＡ〕に
よりＥＣＵ３０にて逐次判別される。まず、ＥＣＵ３０
にて水温センサ２２で検出された内燃機関１の冷却水温
が読込まれる。この冷却水温が所定温度未満であると
き、本変形例における可変サイクル制御に移行される。4 and 5, the piston 4 of the internal combustion engine 1 is reciprocated in a stroke from TDC (top dead center) to BDC (bottom dead center). The operating position of the piston 4 including the TDC and BDC is sequentially determined by the ECU 30 based on the crank angle [° CA] of the crankshaft 5 detected by the crank angle sensor 21. First, the ECU 30
The cooling water temperature of the internal combustion engine 1 detected by the water temperature sensor 22 is read. When the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature, the process shifts to the variable cycle control according to the present modification.
【００２２】吸気行程（図５（ａ）参照）では、電磁駆
動機構１３により吸気バルブ１２の開弁／閉弁が通常制
御における作動タイミングにて実行される。次に圧縮行
程（図５（ｂ）参照）に移行して、ＴＤＣ前の所定タイ
ミングにて点火プラグ１５による点火が実行される。そ
して、爆発・膨脹行程（図５（ｃ）参照）に移行する。
こののち、通常の排気バルブ１６の開弁による排気行程
は行われず、ＢＤＣからＴＤＣまで排気再圧縮行程（図
５（ｄ）参照）が実行され、続いてＴＤＣからＢＤＣま
で排気再膨脹行程（図５（ｅ）参照）が実行される。こ
の排気再膨脹行程途中のＢＤＣ以前における所定の作動
タイミングにて排気バルブ１６の開弁が実行される。即
ち、本変形例では排気バルブ１６の開弁の作動タイミン
グが図４に示す次回の排気再圧縮行程終了のＴＤＣ以降
で排気再膨脹行程のＢＤＣ前まで遅延され高温の燃焼ガ
スの排出が遅らせられることで、シリンダ２等の壁面が
速やかに昇温されることとなる。そして、排気行程（図
５（ｆ）参照）が実行されたのち、排気バルブ１６の閉
弁が通常制御における作動タイミングにて実行されＴＤ
Ｃ以降にて全閉状態とされる。In the intake stroke (see FIG. 5A), the opening / closing of the intake valve 12 is performed by the electromagnetic drive mechanism 13 at the operation timing in the normal control. Next, the process proceeds to the compression stroke (see FIG. 5B), and ignition is performed by the spark plug 15 at a predetermined timing before TDC. Then, the process proceeds to the explosion / expansion process (see FIG. 5C).
Thereafter, the normal exhaust stroke by opening the exhaust valve 16 is not performed, and the exhaust recompression process (see FIG. 5D) is performed from BDC to TDC, and then the exhaust recompression process from TDC to BDC (see FIG. 5D). 5 (e)). The exhaust valve 16 is opened at a predetermined operation timing before BDC during the exhaust re-expansion process. That is, in this modified example, the operation timing of the opening of the exhaust valve 16 is delayed until TDC after the end of the next exhaust recompression stroke shown in FIG. 4 and before BDC of the exhaust recompression stroke, and the discharge of the high-temperature combustion gas is delayed. As a result, the temperature of the wall surface of the cylinder 2 and the like is quickly raised. Then, after the exhaust stroke (see FIG. 5 (f)) is executed, the closing of the exhaust valve 16 is executed at the operation timing in the normal control, and TD
It becomes fully closed after C.
【００２３】このように、本変形例の内燃機関の可変サ
イクル制御装置は、ピストン４の往復動をクランクシャ
フト５の回転運動に変換するピストン−クランク機構を
備え、シリンダ２の吸気ポートを開閉する吸気バルブ１
２及び排気ポートを開閉する排気バルブ１６を有する内
燃機関１と、内燃機関１のシリンダ２内の温度を検出す
る温度検出手段としての水温センサ２２と、吸気バルブ
１２及び排気バルブ１６にそれぞれ配設され、吸気バル
ブ１２及び排気バルブ１６の作動を電気的に行うバルブ
駆動機構としての電磁駆動機構１３，１７と、電磁駆動
機構１３，１７を制御し、吸気バルブ１２及び排気バル
ブ１６の作動タイミングを変更自在なＥＣＵ３０にて達
成されるタイミング可変手段とを具備し、水温センサ２
２による内燃機関１のシリンダ２内の温度が所定温度未
満であるときには、タイミング可変手段を達成するＥＣ
Ｕ３０で吸気バルブ１２を閉弁したまま排気バルブ１６
の開弁タイミングを次回の圧縮行程終了のＴＤＣ（上死
点）以降に遅延するものである。As described above, the variable cycle control device for an internal combustion engine according to the present modification includes the piston-crank mechanism for converting the reciprocating motion of the piston 4 into the rotational motion of the crankshaft 5, and opens and closes the intake port of the cylinder 2. Intake valve 1
2 and an exhaust valve 16 for opening and closing an exhaust port, a water temperature sensor 22 as a temperature detecting means for detecting the temperature in the cylinder 2 of the internal combustion engine 1, and an intake valve 12 and an exhaust valve 16. The electromagnetic drive mechanisms 13 and 17 as valve drive mechanisms for electrically operating the intake valve 12 and the exhaust valve 16 and the electromagnetic drive mechanisms 13 and 17 are controlled to adjust the operation timing of the intake valve 12 and the exhaust valve 16. A water temperature sensor 2 provided with a variable timing means achieved by a changeable ECU 30.
When the temperature in the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is lower than the predetermined temperature, the EC for achieving the timing variable means
At U30, the exhaust valve 16 is closed with the intake valve 12 closed.
Is delayed after TDC (top dead center) at the end of the next compression stroke.
【００２４】つまり、内燃機関１の吸気バルブ１２及び
排気バルブ１６における開弁／閉弁の動作タイミングが
電磁駆動機構１３，１７により変更自在であるため、内
燃機関１のシリンダ２内の温度が所定温度未満と低い冷
間時には、排気バルブ１６の開弁タイミングが次回の圧
縮行程終了のＴＤＣ以降まで遅延される。したがって、
高温の燃焼ガスを遅延された分だけシリンダ内に長く閉
込めることができ、高温の燃焼ガスからシリンダ等の壁
面への熱伝導を促進することができる。これにより、シ
リンダ等の壁面が速やかに昇温され、シリンダ内に吸入
された燃料が蒸発し易くなり、内燃機関の暖機に要する
時間も短くなるため未燃ガス成分の排出を低減すること
ができる。That is, since the operation timings of opening and closing the intake valve 12 and the exhaust valve 16 of the internal combustion engine 1 can be changed by the electromagnetic drive mechanisms 13 and 17, the temperature in the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is kept at a predetermined value. When the temperature is low, that is, when the temperature is lower than the temperature, the valve opening timing of the exhaust valve 16 is delayed until TDC after the end of the next compression stroke. Therefore,
The high-temperature combustion gas can be confined in the cylinder for a longer time by the delayed amount, and heat conduction from the high-temperature combustion gas to the wall surface of the cylinder or the like can be promoted. As a result, the temperature of the wall surface of the cylinder or the like is quickly raised, the fuel sucked into the cylinder is easily evaporated, and the time required for warming up the internal combustion engine is shortened. it can.
【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の可変サイクル制御装置を示す概略構成図で
ある。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a variable cycle control device for an internal combustion engine according to an example of an embodiment of the present invention.
【図２】 図２は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の可変サイクル制御装置による４サイクルに
おける吸気バルブ及び排気バルブの開弁／閉弁状態を示
す作動線図である。FIG. 2 is an operation diagram showing an open / closed state of an intake valve and an exhaust valve in four cycles by a variable cycle control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
【図３】 図３は図２の各行程に対応する内燃機関の作
動状態を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operating state of the internal combustion engine corresponding to each stroke in FIG. 2;
【図４】 図４は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の可変サイクル制御装置による変形例である
６サイクルにおける吸気バルブ及び排気バルブの開弁／
閉弁状態を示す作動線図である。FIG. 4 is a view showing a modified example of the variable cycle control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention;
It is an operation | movement diagram which shows a valve closing state.
【図５】 図５は図４の各行程に対応する内燃機関の作
動状態を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operating state of the internal combustion engine corresponding to each stroke of FIG.
１ 内燃機関 ２ シリンダ ４ ピストン ５ クランクシャフト １２ 吸気バルブ １３，１７ 電磁駆動機構（バルブ駆動機構） １６ 排気バルブ ２２ 水温センサ（温度検出手段） ３０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）（タイミング
可変手段）Reference Signs List 1 internal combustion engine 2 cylinder 4 piston 5 crankshaft 12 intake valve 13, 17 electromagnetic drive mechanism (valve drive mechanism) 16 exhaust valve 22 water temperature sensor (temperature detection means) 30 ECU (electronic control unit) (timing variable means)
Claims (2)
回転運動に変換するピストン−クランク機構を備え、シ
リンダの吸気ポートを開閉する吸気バルブ及び排気ポー
トを開閉する排気バルブを有する内燃機関と、 前記内燃機関のシリンダ内の温度を検出または推定する
温度検出手段と、 前記吸気バルブ及び前記排気バルブにそれぞれ配設さ
れ、前記吸気バルブ及び前記排気バルブの作動を電気的
に行うバルブ駆動機構と、 前記バルブ駆動機構を制御し、前記吸気バルブ及び前記
排気バルブの作動タイミングを変更自在なタイミング可
変手段とを具備し、 前記温度検出手段による前記内燃機関のシリンダ内の温
度が所定温度未満であるときには、前記タイミング可変
手段で前記排気バルブの開弁タイミングを下死点以降に
遅延することを特徴とする内燃機関の可変サイクル制御
装置。An internal combustion engine having a piston-crank mechanism for converting reciprocating motion of a piston into rotational motion of a crankshaft, having an intake valve for opening and closing an intake port of a cylinder, and an exhaust valve for opening and closing an exhaust port of the cylinder; Temperature detection means for detecting or estimating the temperature in the cylinder of the engine; a valve drive mechanism provided in each of the intake valve and the exhaust valve for electrically operating the intake valve and the exhaust valve; and the valve Controlling a drive mechanism and changing the operation timing of the intake valve and the exhaust valve; and timing variable means for changing the operation timing of the intake valve and the exhaust valve, wherein when the temperature in the cylinder of the internal combustion engine is lower than a predetermined temperature by the temperature detecting means, The variable timing means delays the opening timing of the exhaust valve after the bottom dead center. Variable cycle control apparatus for an internal combustion engine and.
回転運動に変換するピストン−クランク機構を備え、シ
リンダの吸気ポートを開閉する吸気バルブ及び排気ポー
トを開閉する排気バルブを有する内燃機関と、 前記内燃機関のシリンダ内の温度を検出または推定する
温度検出手段と、 前記吸気バルブ及び前記排気バルブにそれぞれ配設さ
れ、前記吸気バルブ及び前記排気バルブの作動を電気的
に行うバルブ駆動機構と、 前記バルブ駆動機構を制御し、前記吸気バルブ及び前記
排気バルブの作動タイミングを変更自在なタイミング可
変手段とを具備し、 前記温度検出手段による前記内燃機関のシリンダ内の温
度が所定温度未満であるときには、前記タイミング可変
手段で前記吸気バルブを閉弁したまま前記排気バルブの
開弁タイミングを次回の圧縮行程終了の上死点以降に遅
延することを特徴とする内燃機関の可変サイクル制御装
置。2. An internal combustion engine comprising: a piston-crank mechanism for converting a reciprocating motion of a piston into a rotational motion of a crankshaft; and having an intake valve for opening and closing an intake port of a cylinder and an exhaust valve for opening and closing an exhaust port. Temperature detection means for detecting or estimating the temperature in the cylinder of the engine; a valve drive mechanism provided in each of the intake valve and the exhaust valve for electrically operating the intake valve and the exhaust valve; and the valve Controlling a drive mechanism and changing the operation timing of the intake valve and the exhaust valve; and timing variable means for changing the operation timing of the exhaust valve and the exhaust valve. The opening timing of the exhaust valve is controlled while the intake valve is closed by the timing variable means. Variable cycle control apparatus for an internal combustion engine, characterized by delaying the compression stroke after the top dead center of the end of the round.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24817899A JP2001073796A (en) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | Variable cycle control system for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24817899A JP2001073796A (en) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | Variable cycle control system for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001073796A true JP2001073796A (en) | 2001-03-21 |
Family
ID=17174371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24817899A Pending JP2001073796A (en) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | Variable cycle control system for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001073796A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102795548A (en) * | 2011-05-23 | 2012-11-28 | 株式会社安川电机 | Loading and unloading system |
| WO2021024511A1 (en) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | 株式会社セイブ・ザ・プラネット | Method for combusting ammonia, and ammonia combustion system |
-
1999
- 1999-09-02 JP JP24817899A patent/JP2001073796A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102795548A (en) * | 2011-05-23 | 2012-11-28 | 株式会社安川电机 | Loading and unloading system |
| CN102795548B (en) * | 2011-05-23 | 2014-11-26 | 株式会社安川电机 | Loading and unloading system |
| WO2021024511A1 (en) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | 株式会社セイブ・ザ・プラネット | Method for combusting ammonia, and ammonia combustion system |
| JP2021025715A (en) * | 2019-08-06 | 2021-02-22 | 株式会社セイブ・ザ・プラネット | Combustion method and combustion system for ammonia |
| JP7236348B2 (en) | 2019-08-06 | 2023-03-09 | 株式会社セイブ・ザ・プラネット | Ammonia combustion method and ammonia combustion system |
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