JP2002349370A - Device for preventing generation of white smoke for internal combustion engine - Google Patents
Device for preventing generation of white smoke for internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の白煙発生
防止装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for preventing white smoke from being generated in an internal combustion engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】内燃機関において機関回転数が比較的小
さい機関運転領域であって機関負荷が比較的小さい機関
運転領域、特に機関始動時のアイドリング運転領域では
燃焼室内における燃料の燃焼により発生する熱量が少な
いので内燃機関の温度が低い。このため燃焼室内におい
て一部の燃料が完全には燃焼せず、したがってこの未燃
の燃料が白煙の形で燃焼室から排出される。このように
内燃機関の温度が低いと燃焼室から白煙が排出されてし
まう。2. Description of the Related Art In an internal combustion engine in an engine operating region where the engine speed is relatively small and the engine load is relatively small, especially in an idling operating region when the engine is started, the amount of heat generated by the combustion of fuel in the combustion chamber. And the temperature of the internal combustion engine is low. As a result, some fuel is not completely burned in the combustion chamber, and this unburned fuel is discharged from the combustion chamber in the form of white smoke. When the temperature of the internal combustion engine is low, white smoke is discharged from the combustion chamber.
【０００３】内燃機関において白煙が発生することを防
止するために特開平９−２５６８９１号公報に記載の技
術では内燃機関の温度が低いときに吸気弁の開弁タイミ
ングを通常のタイミングよりも遅くして吸気弁が開弁す
る前に燃焼室内に大きな負圧を形成しておくようにして
いる。すなわち燃焼室内のピストンが排気上死点を過ぎ
ても吸気弁が開弁されないように吸気弁の開弁タイミン
グを通常のタイミングよりも遅くして燃焼室内に大きな
負圧を形成しておくようにしている。In order to prevent the generation of white smoke in an internal combustion engine, the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-256891 sets the opening timing of the intake valve later than the normal timing when the temperature of the internal combustion engine is low. Therefore, a large negative pressure is formed in the combustion chamber before the intake valve opens. That is, the opening timing of the intake valve is delayed from the normal timing so that a large negative pressure is formed in the combustion chamber so that the intake valve does not open even if the piston in the combustion chamber passes the exhaust top dead center. ing.
【０００４】このように燃焼室内に負圧が形成されてい
る状態で吸気弁が開弁されると空気が急激に燃焼室内に
流入する。このように空気が燃焼室内に急激に流入する
ことにより当該空気の温度が高まり、結果として内燃機
関の温度が高まる。斯くして上記公報に記載の技術によ
れば内燃機関の温度が高まり、燃料が燃焼室内にて完全
に燃焼し、これにより白煙の発生が防止される。When the intake valve is opened in a state where a negative pressure is formed in the combustion chamber, air rapidly flows into the combustion chamber. Thus, the temperature of the air rises due to the rapid flow of the air into the combustion chamber, and as a result, the temperature of the internal combustion engine rises. Thus, according to the technique described in the above publication, the temperature of the internal combustion engine is increased, and the fuel is completely burned in the combustion chamber, thereby preventing the generation of white smoke.
【０００５】ところで吸気弁の開弁タイミングが遅くさ
れているときに燃焼室内に吸入される空気の量、すなわ
ち吸気量は少ない。したがって機関回転数が大きくなる
か、或いは内燃機関の要求負荷が大きくなったときに吸
気弁の開弁タイミングが通常のタイミングよりも遅いま
まであると吸気量が燃料の燃焼にとって不十分である。
このためこの場合にも燃焼室内における燃料の燃焼が不
完全となり、したがって未燃の燃料が白煙の形で燃焼室
から排出されてしまう。そこで吸気弁の開弁タイミング
を変更することができるように構成された内燃機関では
機関回転数が比較的大きくなったとき、或いは機関負荷
が比較的大きくなったときに吸気弁の開弁タイミングを
通常のタイミングに戻し、燃料の燃焼にとって十分な量
の空気が燃焼室内に吸入されるようにするのが一般的で
ある。[0005] The amount of air taken into the combustion chamber when the valve opening timing of the intake valve is delayed, that is, the amount of intake air is small. Therefore, when the engine speed increases or the required load of the internal combustion engine increases, the intake air amount is insufficient for fuel combustion if the opening timing of the intake valve remains later than the normal timing.
Therefore, in this case as well, the combustion of the fuel in the combustion chamber becomes incomplete, and the unburned fuel is discharged from the combustion chamber in the form of white smoke. Therefore, in an internal combustion engine configured to be able to change the opening timing of the intake valve, the opening timing of the intake valve is changed when the engine speed becomes relatively large or when the engine load becomes relatively large. It is common practice to return to normal timing so that a sufficient amount of air is drawn into the combustion chamber for fuel combustion.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが機関回転数が
大きくなるか、或いは内燃機関の要求負荷が大きくな
り、したがって吸気弁の開弁タイミングを通常のタイミ
ングに戻したときに内燃機関の温度が未だ低いと燃焼室
内における燃料は完全に燃焼することができず、この場
合にもやはり未燃の燃料が白煙の形で燃焼室から排出さ
れることとなる。こうした事情に鑑み本発明の目的は内
燃機関において白煙の発生を確実に防止することにあ
る。However, when the engine speed increases or the required load on the internal combustion engine increases, the temperature of the internal combustion engine is still low when the opening timing of the intake valve is returned to the normal timing. If the temperature is low, the fuel in the combustion chamber cannot be completely burned, and in this case also, unburned fuel is discharged from the combustion chamber in the form of white smoke. In view of such circumstances, an object of the present invention is to reliably prevent the generation of white smoke in an internal combustion engine.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の１番目の発明では、内燃機関の燃焼室内における燃料
燃焼から発生する熱量が予め定められた量よりも多い第
１の運転状態にて内燃機関が運転せしめられる第１の運
転領域では第１のタイミングにて吸気弁が開弁され、燃
焼室内における燃料燃焼から発生する熱量が上記予め定
められた量よりも少ない第２の運転状態にて内燃機関が
運転せしめられている第２の運転領域では第１のタイミ
ングよりも遅い第２のタイミングにて吸気弁が開弁され
るように構成された内燃機関において、該内燃機関の温
度を検出するための温度検出手段と、内燃機関の燃焼室
内に吸入せしめられる空気を加熱するための加熱手段と
を具備し、第１の運転領域において上記温度検出手段に
より検出される内燃機関の温度が予め定められた温度よ
りも低いときには上記加熱手段を作動する。これによれ
ば燃焼室内における燃料燃焼から発生する熱量が予め定
められた量よりも少ないときには吸気弁は第１のタイミ
ングよりも遅い第２のタイミングにて開弁せしめられ、
燃焼室内における燃料燃焼から発生する熱量が予め定め
られた量よりも多いときには内燃機関の温度が判定温度
よりも低い場合に加熱手段が作動される。According to a first aspect of the invention for solving the above-mentioned problems, in a first operating state where the amount of heat generated from fuel combustion in a combustion chamber of an internal combustion engine is larger than a predetermined amount. In a first operating region in which the internal combustion engine is operated, the intake valve is opened at the first timing, and the heat amount generated from fuel combustion in the combustion chamber is changed to the second operating state smaller than the predetermined amount. In an internal combustion engine in which the intake valve is opened at a second timing later than the first timing in a second operating region in which the internal combustion engine is operated, the temperature of the internal combustion engine is reduced. A temperature detecting means for detecting the temperature, and a heating means for heating the air sucked into the combustion chamber of the internal combustion engine, wherein the temperature is detected by the temperature detecting means in the first operating region. Operates the heating means when lower than the temperature at which the temperature reaches a predetermined engine. According to this, when the amount of heat generated from the fuel combustion in the combustion chamber is smaller than a predetermined amount, the intake valve is opened at the second timing later than the first timing,
When the amount of heat generated from fuel combustion in the combustion chamber is larger than a predetermined amount, the heating means is operated when the temperature of the internal combustion engine is lower than the determination temperature.
【０００８】２番目の発明では１番目の発明において、
上記第２の運転領域が機関回転数と機関負荷とにより定
められる領域である。３番目の発明では２番目の発明に
おいて、上記第２の運転領域は機関負荷が機関回転数ご
とに定められる判定値よりも小さい運転領域であり、該
判定値は機関回転数が大きいほど小さい値に設定され
る。[0008] In the second invention, in the first invention,
The second operation region is a region determined by the engine speed and the engine load. In a third aspect based on the second aspect, in the second aspect, the second operating range is an operating range in which the engine load is smaller than a determination value determined for each engine speed, and the determination value decreases as the engine speed increases. Is set to
【０００９】４番目の発明では３番目の発明において、
上記第２の運転領域が機関アイドリング領域である。In the fourth invention, in the third invention,
The second operation region is an engine idling region.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】図１は本発明を４ストローク圧縮
着火式内燃機関に適用した場合を示している。図１を参
照すると、１は機関本体、２はシリンダブロック、３は
シリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気
制御式燃料噴射弁、６ａはグロープラグ、７は吸気弁、
８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポート、７６
は温度センサを夫々示す。グロープラグ６ａは燃焼室５
内の空気を加熱するための加熱手段として機能する。ま
た温度センサ７６は内燃機関を冷却するための機関冷却
水の温度を検出するための温度検出手段として機能す
る。FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a four-stroke compression ignition type internal combustion engine. Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 6a is a glow plug, 7 is an intake valve,
8 is an intake port, 9 is an exhaust valve, 10 is an exhaust port, 76
Denotes temperature sensors. The glow plug 6a is connected to the combustion chamber 5
It functions as a heating means for heating the air inside. Further, the temperature sensor 76 functions as temperature detecting means for detecting the temperature of engine cooling water for cooling the internal combustion engine.
【００１１】吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介
してサージタンク１２に連結され、サージタンク１２は
吸気ダクト１３およびインタークーラ１４を介して過給
機、例えば排気ターボチャージャ１５のコンプレッサ１
６の出口部に連結される。コンプレッサ１６の入口部は
空気吸込管１７を介してエアクリーナ１８に連結され、
空気吸込管１７内にはステップモータ１９により駆動さ
れるスロットル弁２０が配置される。またスロットル弁
２０上流の空気吸込管１７内には吸入空気の質量流量を
検出するための質量流量検出器２１が配置される。The intake port 8 is connected to a surge tank 12 via a corresponding intake branch 11, and the surge tank 12 is connected to a supercharger, for example, a compressor 1 of an exhaust turbocharger 15 via an intake duct 13 and an intercooler 14.
6 is connected to the outlet. The inlet of the compressor 16 is connected to an air cleaner 18 via an air suction pipe 17,
A throttle valve 20 driven by a step motor 19 is arranged in the air suction pipe 17. A mass flow detector 21 for detecting the mass flow of the intake air is disposed in the air suction pipe 17 upstream of the throttle valve 20.
【００１２】一方、排気ポート１０は排気マニホルド２
２を介して排気ターボチャージャ１５の排気タービン２
３の入口部に連結され、排気タービン２３の出口部は排
気管２４を介して酸化機能を有する触媒２５を内蔵した
触媒コンバータ２６に連結される。触媒コンバータ２６
の上流側において排気マニホルド２２内には空燃比セン
サ（以下、上流側空燃比センサ）５３ａが配置され、触
媒コンバータ２６の下流側には空燃比センサ（以下、下
流側空燃比センサ）５３ｂが配置される。On the other hand, the exhaust port 10 is connected to the exhaust manifold 2.
The exhaust turbine 2 of the exhaust turbocharger 15 via the
3 and an outlet of the exhaust turbine 23 is connected via an exhaust pipe 24 to a catalytic converter 26 having a built-in catalyst 25 having an oxidizing function. Catalytic converter 26
An air-fuel ratio sensor (hereinafter referred to as an upstream air-fuel ratio sensor) 53a is disposed in the exhaust manifold 22 on the upstream side, and an air-fuel ratio sensor (hereinafter referred to as a downstream air-fuel ratio sensor) 53b is disposed downstream of the catalytic converter 26. Is done.
【００１３】触媒コンバータ２６の出口部に連結された
排気管２８とスロットル弁２０下流の空気吸込管１７と
は排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２９を介
して互いに連結され、ＥＧＲ通路２９内にはステップモ
ータ３０により駆動されるＥＧＲ制御弁３１が配置され
る。またＥＧＲ通路２９内にはＥＧＲ通路２９内を流れ
るＥＧＲガスを冷却するためのインタークーラ３２が配
置される。図１に示した実施例では機関冷却水がインタ
ークーラ３２内に導かれ、機関冷却水によってＥＧＲガ
スが冷却される。An exhaust pipe 28 connected to the outlet of the catalytic converter 26 and an air suction pipe 17 downstream of the throttle valve 20 are connected to each other via an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) passage 29, and are connected to an EGR passage. An EGR control valve 31 driven by a step motor 30 is arranged in the inside 29. In the EGR passage 29, an intercooler 32 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 29 is arranged. In the embodiment shown in FIG. 1, the engine cooling water is guided into the intercooler 32, and the engine cooling water cools the EGR gas.
【００１４】一方、燃料噴射弁６は燃料供給管３３を介
して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール３４に連結さ
れる。このコモンレール３４内へは電気制御式の吐出量
可変な燃料ポンプ３５から燃料が供給され、コモンレー
ル３４内に供給された燃料は各燃料供給管３３を介して
燃料噴射弁６に供給される。コモンレール３４にはコモ
ンレール３４内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ
３６が取付けられ、燃料圧センサ３６の出力信号に基づ
いてコモンレール３４内の燃料圧が目標燃料圧となるよ
うに燃料ポンプ３５の吐出量が制御される。On the other hand, the fuel injection valve 6 is connected via a fuel supply pipe 33 to a fuel reservoir, a so-called common rail 34. Fuel is supplied into the common rail 34 from an electric control type variable discharge fuel pump 35, and the fuel supplied into the common rail 34 is supplied to the fuel injection valve 6 through each fuel supply pipe 33. A fuel pressure sensor 36 for detecting the fuel pressure in the common rail 34 is attached to the common rail 34, and the fuel pump 35 is controlled so that the fuel pressure in the common rail 34 becomes the target fuel pressure based on the output signal of the fuel pressure sensor 36. Is controlled.
【００１５】電子制御ユニット４０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）４４、入力ポート４５および出力ポート４６を具備
する。質量流量検出器２１の出力信号は対応するＡＤ変
換器４７を介して入力ポート４５に入力され、上流側空
燃比センサ５３ａ、下流側空燃比センサ５３ｂ、温度セ
ンサ７６および燃料圧センサ３６の出力信号も夫々対応
するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力され
る。The electronic control unit 40 is composed of a digital computer, and is connected to a ROM (read only memory) 42, a RAM (random access memory) 43, a CPU (microprocessor) 44, an input port 45, An output port 46 is provided. The output signal of the mass flow detector 21 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47, and output signals of the upstream air-fuel ratio sensor 53a, the downstream air-fuel ratio sensor 53b, the temperature sensor 76, and the fuel pressure sensor 36 Are also input to the input port 45 via the corresponding AD converters 47.
【００１６】アクセルペダル５０にはアクセルペダル５
０の踏込量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ５
１が接続され、負荷センサ５１の出力電圧は対応するＡ
Ｄ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。ま
た入力ポート４５にはクランクシャフトが例えば３０°
回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ５
２が接続される。The accelerator pedal 50 includes an accelerator pedal 5
Load sensor 5 that generates an output voltage proportional to the amount of depression of 0
1 is connected, and the output voltage of the load sensor 51 is
The data is input to the input port 45 via the D converter 47. The input port 45 has a crankshaft of, for example, 30 °.
Crank angle sensor 5 that generates an output pulse each time it rotates
2 are connected.
【００１７】一方、出力ポート４６は対応する駆動回路
４８を介して燃料噴射弁６、グロープラグ６ａ、スロッ
トル弁制御用ステップモータ１９、ＥＧＲ制御弁制御用
ステップモータ３０および燃料ポンプ３５に接続され
る。次に図２、図３および図５を参照して吸気弁の開閉
弁特性を変更するための機構について説明する。図２は
当該機構の全体図である。当該機構は吸気弁７の開弁量
を変更すると共に吸気弁７の開弁タイミングを変更する
ための機構（以下、開弁特性変更機構）と、吸気弁７の
閉弁タイミング（または開弁タイミング）を微調整する
ための機構（以下、タイミング微調整機構）とを具備す
る。開弁特性変更機構を図３に詳細に示し、タイミング
微調整機構を図５に詳細に示した。なお図２、図３およ
び図５において５８はエンジンオイルを貯留するための
オイルタンクであり、６５はオイルタンク５８内のエン
ジンオイルの温度を検出するための温度検出手段として
機能する温度センサであり、温度センサ６５の出力信号
は対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入
力される。また図３は図２で見た側とは反対側から開弁
特性変更機構を見たときの図である。On the other hand, the output port 46 is connected to the fuel injection valve 6, the glow plug 6a, the step motor 19 for controlling the throttle valve, the step motor 30 for controlling the EGR control valve, and the fuel pump 35 via the corresponding drive circuit 48. . Next, a mechanism for changing the opening / closing valve characteristics of the intake valve will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 5. FIG. FIG. 2 is an overall view of the mechanism. The mechanism includes a mechanism for changing the opening amount of the intake valve 7 and changing the opening timing of the intake valve 7 (hereinafter, a valve opening characteristic changing mechanism), and a closing timing (or opening timing) of the intake valve 7. ) (Hereinafter referred to as a timing fine adjustment mechanism). FIG. 3 shows the valve opening characteristic changing mechanism in detail, and FIG. 5 shows the timing fine adjustment mechanism in detail. 2, 3 and 5, reference numeral 58 denotes an oil tank for storing engine oil, and 65 denotes a temperature sensor functioning as temperature detecting means for detecting the temperature of the engine oil in the oil tank 58. , The output signal of the temperature sensor 65 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. FIG. 3 is a diagram when the valve opening characteristic changing mechanism is viewed from the side opposite to the side viewed in FIG.
【００１８】開弁特性変更機構は図２に示したように三
つのカム５４ａ、５４ｂ、５４ｃと、これらカムに対応
する三つのリフトアーム５５ａ、５５ｂ、５５ｃとを有
する。カム５４ａ、５４ｂ、５４ｃはカムシャフト５６
に取り付けられており、リフトアーム５５ａ，５５ｂ，
５５ｃはシャフト５７に揺動可能に支持される。すなわ
ちリフトアーム５５ａ，５５ｂ，５５ｃはそれぞれ対応
するカム５４ａ，５４ｂ，５４ｃによりシャフト５７周
りで揺動せしめられることが可能である。各カムが吸気
弁７をリフトする量、すなわち開弁量はそれぞれ異な
る。図３に示したように中央のリフトアーム５５ａの端
部に一つの貫通孔６７が形成される。残りの二つのリフ
トアーム５５ｂ、５５ｃの端部にはそれぞれ油圧室６８
ｂ、６８ｃが形成される。各油圧室６８ｂ、６８ｃ内に
はそれぞれ対応してピン６９ｂ、６９ｃが摺動可能に収
容される。これらピン６９ｂ，６９ｃはスプリングバネ
３９ｂ，３９ｃにより油圧室６８ｂ，６８ｃ内に引き込
まれる方向へ付勢されている。また油圧室６８ｂ、６８
ｃは切換弁６２を介してオイルポンプ６６に接続され
る。As shown in FIG. 2, the valve opening characteristic changing mechanism has three cams 54a, 54b, 54c and three lift arms 55a, 55b, 55c corresponding to these cams. The cams 54a, 54b, 54c
, Lift arms 55a, 55b,
55c is swingably supported by the shaft 57. That is, the lift arms 55a, 55b and 55c can be swung around the shaft 57 by the corresponding cams 54a, 54b and 54c, respectively. The amount by which each cam lifts the intake valve 7, that is, the valve opening amount is different. As shown in FIG. 3, one through hole 67 is formed at the end of the central lift arm 55a. Hydraulic chambers 68 are provided at the ends of the remaining two lift arms 55b and 55c, respectively.
b, 68c are formed. Pins 69b and 69c are slidably accommodated in the hydraulic chambers 68b and 68c, respectively. These pins 69b, 69c are urged by the springs 39b, 39c in a direction to be drawn into the hydraulic chambers 68b, 68c. Also, the hydraulic chambers 68b, 68
“c” is connected to an oil pump 66 via a switching valve 62.
【００１９】オイルタンク５８内のエンジンオイルがい
ずれの油圧室６８ｂ、６８ｃにも供給されないときには
カム５４ａにより吸気弁７が開弁駆動せしめられる。ま
たエンジンオイルが油圧室６８ｂに供給されたときには
カム５４ｂにより吸気弁７が開弁駆動せしめられる。さ
らにエンジンオイルが油圧室６８ｃに供給されたときに
はカム５４ｃにより吸気弁７が開弁駆動せしめられる。
このようにエンジンオイルが供給される油圧室を変える
ことにより吸気弁７の開弁量を変更すると共に吸気弁７
の開弁タイミングを変更し、燃焼室６内に供給せしめら
れる吸気量を制御することができる。When the engine oil in the oil tank 58 is not supplied to any of the hydraulic chambers 68b and 68c, the cam 54a drives the intake valve 7 to open. When the engine oil is supplied to the hydraulic chamber 68b, the cam 54b drives the intake valve 7 to open. Further, when engine oil is supplied to the hydraulic chamber 68c, the cam 54c drives the intake valve 7 to open.
By changing the hydraulic chamber to which the engine oil is supplied in this way, the opening amount of the intake valve 7 is changed and the intake valve 7 is changed.
, The amount of intake air supplied into the combustion chamber 6 can be controlled.
【００２０】図４に吸気弁７の開弁特性を示した。図４
において横軸ＣＡはクランク角度、縦軸ＡＬは開弁量、
Ｅｘは排気弁９の開弁特性、Ｉｎは吸気弁７の開弁特
性、ＴＤＣは排気上死点を示す。吸気弁７を開弁させる
カムとして吸気弁７を最も大きく開弁させることができ
るカム（以下、大カム）５４ｃが選択されたときには吸
気弁７の開弁特性は図４（Ａ）に示したようになる。こ
の場合には排気弁９が閉弁される直前から吸気弁７が開
弁され始まる。したがって排気行程と吸気行程とは一部
において重なる。FIG. 4 shows the valve opening characteristics of the intake valve 7. FIG.
, The horizontal axis CA is the crank angle, the vertical axis AL is the valve opening amount,
Ex indicates the valve opening characteristic of the exhaust valve 9, In indicates the valve opening characteristic of the intake valve 7, and TDC indicates the exhaust top dead center. When a cam (hereinafter, referred to as a large cam) 54c that can open the intake valve 7 the most is selected as a cam for opening the intake valve 7, the valve opening characteristics of the intake valve 7 are shown in FIG. Become like In this case, the intake valve 7 is opened and started just before the exhaust valve 9 is closed. Therefore, the exhaust stroke and the intake stroke partially overlap.
【００２１】一方、吸気弁７を開弁させるカムとして吸
気弁７を中程度の大きさで開弁させることができるカム
（以下、中カム）５４ｂが選択されたときには吸気弁７
の開弁特性は図４（Ｂ）に示したようになる。この場合
には排気弁９が閉弁されると同時に吸気弁７が開弁され
始まる。さらに吸気弁７を開弁させるカムとして吸気弁
７を最も小さく開弁させることができるカム（以下、小
カム）５４ａが選択されたときには吸気弁７の開弁特性
は図４（Ｃ）に示したようになる。この場合には排気弁
９が閉弁されてから一定の時間が経過したときに吸気弁
７が開弁され始まる。On the other hand, when a cam (hereinafter referred to as a middle cam) 54b capable of opening the intake valve 7 with a medium size is selected as a cam for opening the intake valve 7, the intake valve 7
Is as shown in FIG. 4 (B). In this case, the exhaust valve 9 is closed and the intake valve 7 is opened and started. Further, when a cam (hereinafter, referred to as a small cam) 54a capable of opening the intake valve 7 the smallest as a cam for opening the intake valve 7 is selected, the valve opening characteristics of the intake valve 7 are shown in FIG. It becomes like. In this case, the intake valve 7 starts to be opened when a certain period of time has elapsed since the exhaust valve 9 was closed.
【００２２】一方、タイミング微調整機構は図２に示し
たようにロータ６０とハウジング６１とを有する。ロー
タ６０は一定範囲内において回動可能にハウジング６１
内に収容される。またロータ６０はカムシャフト５６に
取り付けられる。さらにロータ６０は図５に示したよう
にその外周壁面から径方向外方へと延びる四つの羽根７
３を有する。一方、ハウジング６１はその内周壁面から
径方向内方へと延びる四つの隔壁７４を有する。ロータ
６０がハウジング６１内に収容されたときにこれら羽根
７３と隔壁７４との間に８つの隔室７５ａ、７５ｂが形
成される。これら隔室には切換弁６３を介してオイルポ
ンプ６６が接続される。On the other hand, the fine timing adjustment mechanism has a rotor 60 and a housing 61 as shown in FIG. The rotor 60 is rotatable within a certain range.
Housed within. Further, the rotor 60 is attached to the camshaft 56. Further, as shown in FIG. 5, the rotor 60 has four blades 7 extending radially outward from its outer peripheral wall surface.
3 On the other hand, the housing 61 has four partition walls 74 extending radially inward from the inner peripheral wall surface. When the rotor 60 is accommodated in the housing 61, eight compartments 75a and 75b are formed between the blade 73 and the partition wall 74. An oil pump 66 is connected to these compartments via a switching valve 63.
【００２３】オイルタンク５８内のエンジンオイルが隔
室７５ａに供給されると閉弁タイミングが早くせしめら
れる。一方、エンジンオイルが隔室７５ｂに供給される
と閉弁タイミングが遅くせしめられる。このようにエン
ジンオイルが供給される隔室を変えることにより吸気弁
７の閉弁タイミングを変更することができる。なおハウ
ジング６１は歯車であり、図２に示したように内燃機関
の出力により回転せしめられる歯車６４に係合する。When the engine oil in the oil tank 58 is supplied to the compartment 75a, the valve closing timing is advanced. On the other hand, when the engine oil is supplied to the compartment 75b, the valve closing timing is delayed. Thus, the closing timing of the intake valve 7 can be changed by changing the compartment to which the engine oil is supplied. The housing 61 is a gear, and engages with a gear 64 rotated by the output of the internal combustion engine as shown in FIG.
【００２４】次に本実施例における吸気弁の開弁特性の
制御について説明する。本実施例では図６に示したよう
に機関回転数Ｎとアクセルペダル５０の踏込量から算出
される機関負荷Ｌとに基づいて内燃機関の運転状態が線
Ｘ1により第１の運転領域Ｉと第２の運転領域IIとに分
割されている。特に第１の運転領域Ｉは内燃機関がアイ
ドリング運転されている領域に相当する。線Ｘ1上にお
ける機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとの関係は機関運転領域
を第１の運転領域Ｉと第２の運転領域IIとの間で切り換
えるか否かを判定するための機関回転数Ｎごとに定まる
機関負荷Ｌ、すなわち判定値が機関回転数Ｎが大きくな
るほど小さくなるような関係である。Next, control of the valve opening characteristics of the intake valve according to this embodiment will be described. By line X 1 the operating state of the internal combustion engine based on the engine load L calculated from depression amount of the engine speed N and the accelerator pedal 50 as in the present embodiment shown in FIG. 6 and the first operating region I It is divided into a second operating region II. In particular, the first operating region I corresponds to a region where the internal combustion engine is idling. Engine speed for determining whether to switch between the the engine operating region relationship between the engine speed N and engine load L the first operating region I and the second operating region II on the line X 1 The relationship is such that the engine load L determined for each N, that is, the determination value decreases as the engine speed N increases.
【００２５】第１の運転領域においては機関回転数Ｎや
機関負荷Ｌに関わりなく吸気弁７を開弁させるカムとし
て小カムが選択される。このように小カムが選択される
理由は以下の通りである。第１の運転領域においては機
関回転数Ｎが比較的小さく、或いは機関負荷Ｌが比較的
小さいので燃焼室内における燃料の燃焼により発生する
熱量が比較的少ない。このため内燃機関全体の温度が低
く、したがって燃焼室内において一部の燃料の燃焼が不
完全となり、この未燃の燃料が白煙の形で燃焼室から排
出されてしまう。In the first operation region, a small cam is selected as a cam for opening the intake valve 7 regardless of the engine speed N and the engine load L. The reason why the small cam is selected in this way is as follows. In the first operation region, the engine speed N is relatively small or the engine load L is relatively small, so that the amount of heat generated by the combustion of fuel in the combustion chamber is relatively small. As a result, the temperature of the entire internal combustion engine is low, so that the combustion of some fuel in the combustion chamber becomes incomplete, and the unburned fuel is discharged from the combustion chamber in the form of white smoke.
【００２６】ところが本実施例のように第１の運転領域
において吸気弁７を開弁させるカムとして小カムが選択
されれば吸気弁７が開弁される前に燃焼室５内に大きな
負圧が形成され、吸気弁７が開弁されたときに負圧の影
響により空気が燃焼室５内に急激に流入し、このことに
より空気の温度が高まる。すなわち本実施例のように第
１の運転領域において小カムにより吸気弁７を開弁させ
るようにすれば燃焼室５内に吸入された空気の温度が高
いので燃焼室５内において燃料が完全に燃焼し、したが
って燃焼室５内において白煙が発生することが防止され
る。However, if a small cam is selected as a cam for opening the intake valve 7 in the first operating region as in the present embodiment, a large negative pressure is generated in the combustion chamber 5 before the intake valve 7 is opened. Is formed, and when the intake valve 7 is opened, the air suddenly flows into the combustion chamber 5 due to the influence of the negative pressure, thereby increasing the temperature of the air. That is, when the intake valve 7 is opened by the small cam in the first operation region as in the present embodiment, the temperature of the air taken into the combustion chamber 5 is high, so that the fuel is completely Combustion and, therefore, generation of white smoke in the combustion chamber 5 is prevented.
【００２７】一方、第２の運転領域においては機関回転
数Ｎが比較的大きく、或いは機関負荷Ｌが比較的大きい
ので燃焼室内における燃料の燃焼から発生する熱量は比
較的多い。したがって第２の運転領域では吸気弁７を開
弁させるカムとして小カムを選択しなくても内燃機関の
温度は比較的高いので燃焼室５内において燃料は完全燃
焼しやすい。そこで第２の運転領域においては吸気弁７
を開弁させるカムは以下の制御に従って決定される。す
なわち第２の運転領域においては機関回転数Ｎと機関負
荷Ｌとに応じて要求吸気量ＴＧａと要求燃料噴射量ＴＱ
とが算出される。本実施例ではこれら要求吸気量ＴＧａ
および要求燃料噴射量ＴＱとを図７に示したように機関
回転数Ｎと機関要求負荷Ｌとの関数としてマップの形で
予め記憶しておき、当該マップを用いて要求吸気量ＴＧ
ａおよび供給燃料噴射量Ｑを算出する。On the other hand, in the second operating range, the engine speed N is relatively large or the engine load L is relatively large, so that the amount of heat generated from fuel combustion in the combustion chamber is relatively large. Therefore, in the second operating region, even if the small cam is not selected as the cam for opening the intake valve 7, the temperature of the internal combustion engine is relatively high, and the fuel easily burns completely in the combustion chamber 5. Therefore, in the second operation region, the intake valve 7
Is determined according to the following control. That is, in the second operation region, the required intake air amount TGa and the required fuel injection amount TQ are determined according to the engine speed N and the engine load L.
Is calculated. In this embodiment, the required intake air amount TGa
The required fuel injection amount TQ is stored in advance in the form of a map as a function of the engine speed N and the required engine load L as shown in FIG.
a and the supplied fuel injection amount Q are calculated.
【００２８】次いで要求吸気量ＴＧａに応じて開弁特性
変更機構の三つのカム５４ａ，５４ｂ，５４ｃのいずれ
のカムにより吸気弁７を開弁させるかを決定する。すな
わち吸気弁７を開弁させるためにいずれのカムを実質的
に機能させるかを決定する。本実施例では要求吸気量Ｔ
Ｇａが多いときには大カム５４ｃが選択され、要求吸気
量ＴＧａが中程度の量であるときには中カム５４ｂが選
択され、要求吸気量ＴＧａが少ないときには小カム５４
ａが選択される。Next, it is determined which of the three cams 54a, 54b and 54c of the valve opening characteristic changing mechanism should open the intake valve 7 according to the required intake air amount TGa. That is, it is determined which cam is to function substantially to open the intake valve 7. In this embodiment, the required intake air amount T
When the amount of Ga is large, the large cam 54c is selected, when the required intake air amount TGa is a medium amount, the middle cam 54b is selected, and when the required intake air amount TGa is small, the small cam 54c is selected.
a is selected.
【００２９】さらに第２の運転領域では要求吸気量ＴＧ
ａに応じて決定されたカムを機能させるように変更した
ときには実際の吸気量（以下、実吸気量）は段階的にし
か変化しないので実吸気量を正確に要求吸気量ＴＧａと
することができないことがある。そこで本実施例では吸
気弁７の閉弁タイミングを変更すれば吸気弁７の開弁状
態と燃焼室５内におけるピストン４の位置に関係した燃
焼室５内の負圧との関係が変わることから実吸気量が変
化することを利用して実吸気量が正確に要求吸気量とな
るようにする。すなわち吸気弁７を開弁されるために機
能させるカムを変更した後に要求吸気量ＴＧａと実吸気
量との間のずれ量に応じてタイミング微調整機構により
吸気弁７の閉弁タイミングを変更するようにする。本実
施例のタイミング微調整機構は吸気弁７の閉弁タイミン
グを連続的に変更することができるので実吸気量を正確
に要求吸気量ＴＧａとすることができる。Further, in the second operation region, the required intake air amount TG
Since the actual intake air amount (hereinafter, the actual intake air amount) changes only stepwise when the cam determined to function according to a is changed, the actual intake air amount cannot be accurately set to the required intake air amount TGa. Sometimes. Therefore, in the present embodiment, if the closing timing of the intake valve 7 is changed, the relationship between the open state of the intake valve 7 and the negative pressure in the combustion chamber 5 related to the position of the piston 4 in the combustion chamber 5 changes. By utilizing the fact that the actual intake air amount changes, the actual intake air amount is accurately set to the required intake air amount. That is, after changing the cam that functions to open the intake valve 7, the closing timing of the intake valve 7 is changed by the timing fine adjustment mechanism according to the amount of deviation between the required intake air amount TGa and the actual intake air amount. To do. Since the timing fine adjustment mechanism of this embodiment can continuously change the valve closing timing of the intake valve 7, the actual intake air amount can be accurately set to the required intake air amount TGa.
【００３０】本実施例によれば第２の運転領域では上述
したようにして決定されたカムを機能させるべく開弁特
性変更機構を作動させ、上述したようにして決定された
閉弁タイミングにて吸気弁７が閉弁するようにタイミン
グ微調整機構を作動させ、実吸気量が要求吸気量となる
ようにする。なお本実施例ではピストン８のポンピング
ロスを最小限に抑えるために第２の運転領域ではスロッ
トル弁２０は全開とされる。According to the present embodiment, in the second operation range, the valve opening characteristic changing mechanism is operated so as to function the cam determined as described above, and at the valve closing timing determined as described above. The fine timing adjustment mechanism is operated so that the intake valve 7 closes, so that the actual intake amount becomes the required intake amount. In this embodiment, in order to minimize the pumping loss of the piston 8, the throttle valve 20 is fully opened in the second operation range.
【００３１】ところで第２の運転領域IIにおいては燃焼
室５内における燃料の燃焼により発生する熱量が多いの
で通常は内燃機関の温度は高く維持されている。ところ
が内燃機関の温度が十分に高められる前に内燃機関の運
転状態（以下、機関運転状態と称す）が第１の運転領域
Ｉから第２の運転領域IIに移行することがある。このと
きには内燃機関の温度が低く、したがって燃焼室５内に
て白煙が発生してしまう。そこで第２の運転領域におい
て内燃機関の温度が或る一定の温度よりも低いときには
燃焼室５内における白煙の発生を防止するために内燃機
関の温度を上昇させるか、或いは燃焼室５内に吸入され
る空気の温度を上昇させる必要がある。By the way, in the second operating region II, the temperature of the internal combustion engine is usually kept high because the amount of heat generated by the combustion of the fuel in the combustion chamber 5 is large. However, before the temperature of the internal combustion engine is sufficiently raised, the operating state of the internal combustion engine (hereinafter, referred to as the engine operating state) may shift from the first operating region I to the second operating region II. At this time, the temperature of the internal combustion engine is low, and white smoke is generated in the combustion chamber 5. Therefore, when the temperature of the internal combustion engine is lower than a certain temperature in the second operation range, the temperature of the internal combustion engine is increased in order to prevent the generation of white smoke in the combustion chamber 5, or It is necessary to raise the temperature of the inhaled air.
【００３２】ところが燃焼室５内に吸入される空気の温
度を上昇させるために第２の運転領域において通常の制
御に反して強制的に吸気弁７を小カム５４ａにより開弁
させるべきではない。なぜならば強制的に吸気弁７を小
カム５４ａにより開弁させるようにすると燃焼室５内に
吸入される空気の量が燃料を完全に燃焼させるためには
少なすぎ、したがって燃焼室５内における燃料の燃焼が
不完全となり、結局のところ燃焼室５から白煙が排出さ
れてしまう可能性があるからである。However, in order to raise the temperature of the air taken into the combustion chamber 5, the intake valve 7 should not be forcibly opened by the small cam 54a in the second operation region contrary to the normal control. If the intake valve 7 is forcibly opened by the small cam 54a, the amount of air drawn into the combustion chamber 5 is too small to completely burn the fuel. Is incompletely burned, and eventually there is a possibility that white smoke is discharged from the combustion chamber 5.
【００３３】そこで本実施例では図８に示したマップに
従ってグロープラグの作動を制御することにより第２の
運転領域における燃焼室５内での白煙の発生を防止する
ようにする。図８において線Ｘ1，Ｘ2はグロープラグの
作動を切り換えるか否かを判定するための判定値を結ぶ
境界線であり、これら線Ｘ1，Ｘ2により機関運転領域は
３つの領域Ａ，Ｂ，Ｃに分割されている。なお線Ｘ1は
図６の線Ｘ1と同一線上にある線である。したがって図
８において領域Ａ，Ｂは図６の第１の運転領域Ｉに相当
し、領域Ｃは図６の第２の運転領域IIに相当する。In this embodiment, the operation of the glow plug is controlled in accordance with the map shown in FIG. 8 to prevent the generation of white smoke in the combustion chamber 5 in the second operation region. In FIG. 8, lines X 1 and X 2 are boundary lines connecting determination values for determining whether or not to switch the operation of the glow plug. The engine operation region is divided into three regions A and X by these lines X 1 and X 2 . B and C are divided. Note the line X 1 is a line that is on the line X 1 and the same line of FIG. Therefore, in FIG. 8, the regions A and B correspond to the first operation region I in FIG. 6, and the region C corresponds to the second operation region II in FIG.
【００３４】本実施例によれば機関運転状態が領域Ｃ内
にあるとき、すなわち図６の第２の運転領域II内にある
ときに内燃機関の温度が或る一定の温度よりも低い場合
にはグロープラグ６ａが作動される。これにより第２の
運転領域IIにおいて燃焼室５内に吸入された空気が加熱
されるので燃料が燃焼室５内において完全に燃焼し、し
たがって燃焼室５内において白煙が発生することが防止
される。According to the present embodiment, when the engine operating state is within the region C, that is, when the temperature of the internal combustion engine is lower than a certain temperature when it is within the second operating region II of FIG. The glow plug 6a is operated. As a result, the air sucked into the combustion chamber 5 in the second operation area II is heated, so that the fuel is completely burned in the combustion chamber 5 and, therefore, the generation of white smoke in the combustion chamber 5 is prevented. You.
【００３５】特に機関運転状態が第１の運転領域Ｉから
第２の運転領域IIに移行したときには内燃機関の温度が
低いことが多く、したがって燃焼室５内において白煙が
発生しやすいが本実施例によればこのときにも燃焼室５
内に吸入された空気がグロープラグ６ａにより加熱され
るので燃焼室５内における白煙の発生が防止される。と
ころで機関運転状態が図８の線Ｘ1を越えて領域Ｃから
領域Ｂに移行した直後に再び機関運転状態が領域Ｂから
領域Ｃに移行することがある。ここで機関運転状態が領
域Ｃから領域Ｂに移行したときにグロープラグ６ａの作
動が停止されると機関運転状態が領域Ｂから領域Ｃに移
行したときに再びグロープラグ６ａを作動させなければ
ならない。このようにグロープラグ６ａの作動とその作
動の停止とを繰り返すことは煩雑な制御であり、しかも
グロープラグ６ａの寿命を短くしてしまう。In particular, when the operating state of the engine shifts from the first operating region I to the second operating region II, the temperature of the internal combustion engine is often low, so that white smoke is likely to be generated in the combustion chamber 5; According to the example, also at this time the combustion chamber 5
Since the air sucked into the inside is heated by the glow plug 6a, generation of white smoke in the combustion chamber 5 is prevented. However sometimes the engine operating condition is again the engine operating condition immediately after the transition to the region B from the region C exceeds the line X 1 in FIG. 8 moves from the area B to the area C. Here, if the operation of the glow plug 6a is stopped when the engine operating state shifts from the area C to the area B, the glow plug 6a must be operated again when the engine operating state shifts from the area B to the area C. . Repetition of the operation of the glow plug 6a and the stop of the operation in this way is a complicated control, and also shortens the life of the glow plug 6a.
【００３６】そこで本実施例によれば機関運転状態が図
８の線Ｘ1を越えて領域Ｃから領域Ｂに移行したときに
おいてはグロープラグ６ａの作動が継続され、機関運転
状態が図８の線Ｘ2を越えて領域Ｂから領域Ａに移行し
たときに初めてグロープラグ６ａの作動が停止される。
なお機関運転状態が図８の線Ｘ2を越えて領域Ａから領
域Ｂに移行したときにはグロープラグ６ａの作動は停止
されたままに維持される。[0036] Therefore, according to this embodiment the engine operation state operation of the glow plugs 6a is continued in when a transition from the region C to the region B across the line X 1 in FIG. 8, the engine operating state of FIG. 8 first operation of the glow plugs 6a is stopped from the area B exceeds the line X 2 when moving to the area a.
Note the engine operating state is operation of the glow plugs 6a when a transition from the region A to the region B across the line X 2 in FIG. 8 is maintained remain suspended.
【００３７】以上、説明したように本実施例によれば第
１の運転領域Ｉにおいても第２の運転領域IIにおいても
燃焼室５内に吸入された空気の温度が高く維持されるの
で全ての運転領域において燃焼室５内にて白煙が発生す
ることが防止される。なお本実施例においては温度セン
サ７６により検出される冷却水の温度、或いは温度セン
サ６５により検出されるエンジンオイルの温度、或いは
これら両方の温度のうちの低いほうの温度から内燃機関
の温度が推定される。すなわち内燃機関の温度を推定す
るために冷却水の温度が採用された場合には冷却水の温
度が燃焼室内において白煙が発生する温度に対応する冷
却水温度よりも低いときには内燃機関の温度も燃焼室内
において白煙が発生する温度よりも低いと推定する。エ
ンジンオイルの温度、或いは冷却水の温度とエンジンオ
イルの温度とのうち低いほうの温度を用いて内燃機関の
温度を推定する場合もこれと同様である。As described above, according to the present embodiment, the temperature of the air sucked into the combustion chamber 5 is kept high in both the first operating region I and the second operating region II, so that all the operations are performed. Generation of white smoke in the combustion chamber 5 in the operating region is prevented. In this embodiment, the temperature of the internal combustion engine is estimated from the temperature of the cooling water detected by the temperature sensor 76, the temperature of the engine oil detected by the temperature sensor 65, or the lower of the two temperatures. Is done. That is, when the temperature of the cooling water is employed to estimate the temperature of the internal combustion engine, the temperature of the internal combustion engine also decreases when the temperature of the cooling water is lower than the temperature of the cooling water corresponding to the temperature at which white smoke is generated in the combustion chamber. It is estimated that the temperature is lower than the temperature at which white smoke is generated in the combustion chamber. The same applies to the case where the temperature of the internal combustion engine is estimated using the lower temperature of the engine oil temperature or the cooling water temperature and the engine oil temperature.
【００３８】次に上述した制御を実行するための具体例
について図９および図１０のフローチャートを参照して
説明する。図９は内燃機関の温度を燃焼室内にて白煙が
発生しない温度に維持するための暖機制御のルーチンを
示す。図９において初めにステップ１００において吸気
弁７の開弁特性が上述したように開弁特性変更機構およ
び開弁タイミング微調整機構により制御される。すなわ
ち機関運転状態が第１の運転領域Ｉにあるときには吸気
弁７が小カム５４ａにより開弁せしめられ、一方、機関
運転状態が第２の運転領域IIにあるときには上述したよ
うに吸気弁７の開弁特性が開弁特性変更機構および開弁
タイミング微調整機構により制御される。Next, a specific example for executing the above-described control will be described with reference to the flowcharts of FIGS. FIG. 9 shows a routine of warm-up control for maintaining the temperature of the internal combustion engine at a temperature at which white smoke is not generated in the combustion chamber. 9, first, at step 100, the valve opening characteristic of the intake valve 7 is controlled by the valve opening characteristic changing mechanism and the valve opening timing fine adjustment mechanism as described above. That is, when the engine operation state is in the first operation area I, the intake valve 7 is opened by the small cam 54a. On the other hand, when the engine operation state is in the second operation area II, the intake valve 7 is opened as described above. The valve opening characteristic is controlled by a valve opening characteristic changing mechanism and a valve opening timing fine adjustment mechanism.
【００３９】次いでステップ１０１においてグロープラ
グの作動が制御される。ステップ１０１の制御は図１０
のルーチンに従って実行される。図１０のルーチンでは
初めにステップ２００において現在の機関運転状態が第
１の運転状態Ｉにあるか否かが判別される。ステップ２
００において現在の機関運転状態が第１の運転状態Ｉに
あると判別されたときにはステップ２０１に進んで現在
の機関運転状態が図８に示した領域Ａにあるか否かが判
別される。ステップ２０１において現在の機関運転状態
が領域Ａにあると判別されたときにはグロープラグ６ａ
の作動が停止され、ルーチンが終了する。このときには
吸気弁７が小カム５４ａにより開弁せしめられ、これに
より燃焼室５内に吸入せしめられた空気の温度が高く維
持される。Next, at step 101, the operation of the glow plug is controlled. The control in step 101 is shown in FIG.
Is executed according to the routine. In the routine of FIG. 10, first, at step 200, it is determined whether or not the current engine operating state is the first operating state I. Step 2
At 00, when it is determined that the current engine operating state is in the first operating state I, the routine proceeds to step 201, where it is determined whether the current engine operating state is in the area A shown in FIG. When it is determined in step 201 that the current engine operating state is in the region A, the glow plug 6a
Is stopped, and the routine ends. At this time, the intake valve 7 is opened by the small cam 54a, whereby the temperature of the air sucked into the combustion chamber 5 is kept high.
【００４０】一方、ステップ２０１において現在の機関
運転状態が図８に示した領域Ａにないと判別されたと
き、すなわち図８に示した領域Ｂにあると判別されたと
きにはグロープラグ６ａの作動に関しては何ら関与せず
にルーチンが終了する。このときにはグロープラグ６ａ
が作動されていればその作動が継続され、グロープラグ
６ａの作動が停止されていればその停止状態が継続され
る。On the other hand, when it is determined in step 201 that the current engine operating state is not in the area A shown in FIG. 8, that is, when it is determined that it is in the area B shown in FIG. Ends the routine without any involvement. At this time, the glow plug 6a
Is operated, the operation is continued, and if the operation of the glow plug 6a is stopped, the stopped state is continued.
【００４１】ところでステップ２００において現在の機
関運転状態が第２の運転状態IIにあると判別されたと
き、すなわち機関運転状態が図８に示した領域Ｃにある
ときにはステップ２０３に進んで温度センサ７６により
検出される冷却水の温度Ｔｗが温度センサ６５により検
出されるエンジンオイルの温度Ｔｏよりも低いか否かが
判別される。すなわちステップ２０３では冷却水の温度
とエンジンオイルの温度とのいずれが低いかが判別され
る。When it is determined in step 200 that the current engine operating state is in the second operating state II, that is, when the engine operating state is in the region C shown in FIG. It is determined whether or not the temperature Tw of the cooling water detected by the above is lower than the temperature To of the engine oil detected by the temperature sensor 65. That is, in step 203, it is determined whether the temperature of the cooling water or the temperature of the engine oil is lower.
【００４２】ステップ２０３においてＴｗ＜Ｔｏである
と判別されたとき、すなわち冷却水の温度のほうが低い
と判別されたときにはステップ２０４に進んで冷却水の
温度Ｔｗが燃焼室５内における白煙の発生を防止するこ
とができる温度（以下、判定温度と称す）Ｔｗｔｈより
も低いか否かが判別される。ステップ２０４においてＴ
ｗ＜Ｔｗｔｈであると判別されたときにはステップ２０
５に進んでグロープラグ６ａが作動され、ルーチンが終
了する。一方、ステップ２０４においてＴｗ≧Ｔｗｔｈ
であると判別されたときにはステップ２０６に進んでグ
ロープラグ６ａの作動が停止され、ルーチンが終了す
る。When it is determined in step 203 that Tw <To, that is, when it is determined that the temperature of the cooling water is lower, the routine proceeds to step 204, where the temperature Tw of the cooling water is reduced to the generation of white smoke in the combustion chamber 5. It is determined whether or not the temperature is lower than a temperature (hereinafter, referred to as a determination temperature) Twth which can prevent the occurrence of the pressure. In step 204, T
Step 20 when it is determined that w <Twth
Proceeding to 5, the glow plug 6a is operated, and the routine ends. On the other hand, in step 204, Tw ≧ Twth
When it is determined that is, the operation proceeds to step 206, where the operation of the glow plug 6a is stopped, and the routine ends.
【００４３】ところでステップ２０３においてＴｗ≧Ｔ
ｏであると判別されたとき、すなわちエンジンオイルの
温度のほうが低いと判別されたときにはステップ２０７
に進んでエンジンオイルの温度Ｔｏが燃焼室５内におけ
る白煙の発生を防止することができる温度（判定温度）
Ｔｏｔｈよりも低いか否かが判別される。ステップ２０
７においてＴｏ＜Ｔｏｔｈであると判別されたときには
ステップ２０８に進んでグロープラグ６ａが作動され、
ルーチンが終了する。一方、ステップ２０７においてＴ
ｏ≧Ｔｏｔｈであると判別されたときにはステップ２０
６に進んでグロープラグ６ａの作動が停止され、ルーチ
ンが終了する。In step 203, Tw ≧ T
o, that is, when it is determined that the temperature of the engine oil is lower, step 207
The temperature at which the engine oil temperature To can prevent the generation of white smoke in the combustion chamber 5 (determination temperature)
It is determined whether it is lower than Toth. Step 20
7, it is determined that To <Toth, the routine proceeds to step 208, where the glow plug 6a is operated,
The routine ends. On the other hand, in step 207, T
Step 20 when it is determined that o ≧ Toth
Proceeding to 6, the operation of the glow plug 6a is stopped, and the routine ends.
【００４４】なお上述したルーチンでは機関運転状態が
第２の運転領域IIにあるときに冷却水の温度とエンジン
オイルの温度との低いほうの温度が判定温度よりも高く
なるとグロープラグ６ａの作動が停止されるようになっ
ている。しかしながらこれに代えてグロープラグ６ａが
作動されるときに作動させるべき期間（作動期間）を決
め、この作動期間が経過するまでグロープラグ６ａの作
動を継続するようにしてもよい。In the above-described routine, when the lower of the cooling water temperature and the engine oil temperature becomes higher than the determination temperature when the engine operating state is in the second operating area II, the operation of the glow plug 6a is performed. It is to be stopped. However, instead, a period (operation period) to be activated when the glow plug 6a is activated may be determined, and the operation of the glow plug 6a may be continued until the activation period elapses.
【００４５】ここで燃焼室５内において発生する白煙の
量Ａｈｃは図１１に示したように内燃機関の温度ＴＥが
低いほど多くなるので第２の運転領域IIにおいて冷却水
の温度Ｔｗのほうがエンジンオイルの温度Ｔｏよりも低
いと判断され、且つ冷却水の温度Ｔｗが判定温度Ｔｗｔ
ｈよりも低いと判断されたときには図１２に示したマッ
プに従ってグロープラグ６ａを作動させるべき作動期間
ｔを算出し、この算出された作動期間ｔに亘ってグロー
プラグ６ａを作動させればよい。図１２のマップでは冷
却水の温度Ｔｗが判定温度Ｔｗｔｈよりも低い領域にお
いて冷却水の温度Ｔｗが低いほど作動期間ｔは長くな
る。Here, the amount Ahc of white smoke generated in the combustion chamber 5 increases as the temperature TE of the internal combustion engine decreases as shown in FIG. 11, so that the temperature Tw of the cooling water in the second operating region II is higher. It is determined that the temperature is lower than the temperature To of the engine oil, and the temperature Tw of the cooling water is equal to the determination temperature Twt.
When it is determined to be lower than h, the operating period t during which the glow plug 6a should be operated is calculated according to the map shown in FIG. 12, and the glow plug 6a may be operated over the calculated operating period t. In the map of FIG. 12, in a region where the temperature Tw of the cooling water is lower than the determination temperature Twth, the lower the temperature Tw of the cooling water, the longer the operation period t.
【００４６】一方、第２の運転領域IIにおいてエンジン
オイルの温度Ｔｏのほうが冷却水の温度Ｔｗよりも低い
と判断され、且つエンジンオイルの温度Ｔｏが判定温度
Ｔｏｔｈよりも低いと判断されたときには図１３に示し
たマップに従ってグロープラグ６ａを作動させるべき作
動期間ｔを算出し、この算出された作動期間ｔに亘って
グロープラグ６ａを作動させればよい。図１３のマップ
ではエンジンオイルの温度Ｔｏが判定温度Ｔｏｔｈより
も低い領域においてエンジンオイルの温度Ｔｏが低いほ
ど作動期間ｔは長くなる。On the other hand, when it is determined in the second operating region II that the engine oil temperature To is lower than the cooling water temperature Tw and the engine oil temperature To is determined to be lower than the determination temperature Toth. An operation period t during which the glow plug 6a should be operated is calculated according to the map shown in FIG. 13, and the glow plug 6a may be operated over the calculated operation period t. In the map of FIG. 13, in a region where the engine oil temperature To is lower than the determination temperature Toth, the lower the engine oil temperature To, the longer the operation period t.
【００４７】[0047]
【発明の効果】本発明によれば燃焼室内における燃料燃
焼から発生する熱量が予め定められた量よりも少ないと
きには吸気弁は第１のタイミングよりも遅い第２のタイ
ミングにて開弁せしめられる。このように吸気弁を第１
のタイミングよりも遅い第２のタイミングにて開弁せし
めることにより空気が燃焼室内に吸入されるときに燃焼
室内には大きな負圧が形成されているので空気の温度が
高まる。したがって燃焼室内における燃料燃焼から発生
する熱量が予め定められた量よりも少ないとしても燃焼
室内の空気の温度が高いので燃焼室内における白煙の発
生が防止される。一方、本発明によれば燃焼室内におけ
る燃料燃焼から発生する熱量が予め定められた量よりも
多いとしても内燃機関の温度が判定温度よりも低い場合
には加熱手段が作動されるので燃焼室内の空気の温度が
高まる。したがって燃焼室内における白煙の発生が防止
される。斯くして本発明によれば全ての機関運転領域に
おいて燃焼室内における白煙の発生が確実に防止され
る。According to the present invention, when the amount of heat generated from fuel combustion in the combustion chamber is smaller than a predetermined amount, the intake valve is opened at a second timing later than the first timing. Thus, the intake valve is
By opening the valve at a second timing that is later than the timing described above, a large negative pressure is formed in the combustion chamber when the air is sucked into the combustion chamber, so that the temperature of the air increases. Therefore, even if the amount of heat generated from fuel combustion in the combustion chamber is smaller than a predetermined amount, the generation of white smoke in the combustion chamber is prevented because the temperature of the air in the combustion chamber is high. On the other hand, according to the present invention, even if the amount of heat generated from fuel combustion in the combustion chamber is larger than a predetermined amount, when the temperature of the internal combustion engine is lower than the determination temperature, the heating means is operated, so the inside of the combustion chamber The temperature of the air increases. Therefore, generation of white smoke in the combustion chamber is prevented. Thus, according to the present invention, generation of white smoke in the combustion chamber is reliably prevented in all engine operating regions.
【図１】本発明の制御装置を適用した内燃機関の全体図
である。FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine to which a control device of the present invention is applied.
【図２】図１に示した内燃機関の吸気弁開閉弁特性制御
機構を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing an intake valve opening / closing valve characteristic control mechanism of the internal combustion engine shown in FIG. 1;
【図３】図２に示した開弁特性変更機構を詳細に示した
図である。FIG. 3 is a diagram showing in detail a valve opening characteristic changing mechanism shown in FIG. 2;
【図４】図２に示した開弁特性変更機構による吸気弁の
開弁特性を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing valve opening characteristics of an intake valve by a valve opening characteristic changing mechanism shown in FIG. 2;
【図５】図２に示した開弁タイミング微調整機構を詳細
に示した図である。FIG. 5 is a diagram showing in detail a valve opening timing fine adjustment mechanism shown in FIG. 2;
【図６】機関運転状態を決定するために用いられる関係
を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship used to determine an engine operating state.
【図７】（Ａ）は要求吸気量ＴＧａを算出するためのマ
ップを示し、（Ｂ）は要求燃料噴射量ＴＱを算出するた
めのマップを示す。FIG. 7A shows a map for calculating a required intake air amount TGa, and FIG. 7B shows a map for calculating a required fuel injection amount TQ.
【図８】グロープラグの作動を決定するために用いられ
る関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship used to determine the operation of the glow plug.
【図９】暖機制御を実行するためのフローチャートであ
る。FIG. 9 is a flowchart for executing warm-up control.
【図１０】グロープラグ制御を実行するためのフローチ
ャートである。FIG. 10 is a flowchart for executing glow plug control.
【図１１】内燃機関の温度と燃焼室内にて発生する白煙
の量との関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a relationship between the temperature of the internal combustion engine and the amount of white smoke generated in the combustion chamber.
【図１２】冷却水の温度とグロープラグ作動期間との関
係を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a relationship between the temperature of cooling water and a glow plug operation period.
【図１３】エンジンオイルの温度とグロープラグ作動期
間との関係を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a relationship between engine oil temperature and a glow plug operation period.
１…機関本体 ５…燃焼室 ６ａ…グロープラグ ７…吸気弁 ２７ｃ…温度センサ ２７ｄ…温度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine main body 5 ... Combustion chamber 6a ... Glow plug 7 ... Intake valve 27c ... Temperature sensor 27d ... Temperature sensor
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/06 ３７０ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３７０ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｃ ３０１Ｚ 45/00 ３１０ 45/00 ３１０Ｂ ３１０Ｈ ３１０Ｑ Ｆ０２Ｍ 31/135 Ｆ０２Ｍ 31/12 ３０１Ｋ (72)発明者 森 泰一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 長江 正浩 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 長谷川 亮 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 板橋 秀 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 柳原 弘道 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 鯉江 正直 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3G018 AB04 BA15 BA33 CA20 CB02 DA18 EA03 EA04 EA12 EA13 EA14 EA17 FA01 FA04 FA06 FA07 FA08 GA06 GA08 3G084 AA01 BA23 BA29 CA01 CA02 CA03 CA09 DA10 EA11 EB09 EC01 EC03 FA00 FA10 FA20 FA30 FA33 FA38 3G092 AA02 AA06 AA11 CB02 DA01 DA04 DA10 DE15S DG05 DG07 EA03 EA04 EA11 EA26 EA27 EC10 FA15 GA02 GA04 GA05 GA06 GA17 GA18 HA04X HA11Z HA13X HE01Z HE08Z 3G301 HA02 HA19 JA21 KA01 KA02 KA05 KA06 KA07 KA08 KA23 KA24 LA07 NC04 PA11Z PB08Z PD09Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat II (reference) F02D 41/06 370 F02D 41/06 370 43/00 301 43/00 301C 301Z 45/00 310 45/00 310B 310H 310Q F02M 31/135 F02M 31/12 301K (72) Inventor Taiichi Mori 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Masahiro Nagae 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Inventor Ryo Hasegawa 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Hidehashi 1 Toyota Town Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Hiromichi Yanagihara Inventor Toyota Motor Co., Ltd. 1 Toyota Town, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Masanao Koie 2-1-1 Toyota Town, Kariya City, Aichi Prefecture F-term in Toyota Industries Corporation 3G018 AB04 BA15 BA33 CA20 CB02 DA18 EA03 EA04 EA12 EA13 EA14 EA17 FA01 FA04 FA06 FA07 FA08 GA06 GA08 3G084 AA01 BA23 BA29 CA01 CA02 CA03 CA09 DA10 EA11 EB09 EC01 EC03 FA00 FA10 FA20 FA30 FA33 FA38 3G092 AA02 AA06 AA11 CB02 DA01 EA10 EA02 EA02 GA02 GA04 GA05 GA06 GA17 GA18 HA04X HA11Z HA13X HE01Z HE08Z 3G301 HA02 HA19 JA21 KA01 KA02 KA05 KA06 KA07 KA08 KA23 KA24 LA07 NC04 PA11Z PB08Z PD09Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z
Claims (4)
ら発生する熱量が予め定められた量よりも多い第１の運
転状態にて内燃機関が運転せしめられる第１の運転領域
では第１のタイミングにて吸気弁が開弁され、燃焼室内
における燃料燃焼から発生する熱量が上記予め定められ
た量よりも少ない第２の運転状態にて内燃機関が運転せ
しめられている第２の運転領域では第１のタイミングよ
りも遅い第２のタイミングにて吸気弁が開弁されるよう
に構成された内燃機関において、該内燃機関の温度を検
出するための温度検出手段と、内燃機関の燃焼室内に吸
入せしめられる空気を加熱するための加熱手段とを具備
し、第１の運転領域において上記温度検出手段により検
出される内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低
いときには上記加熱手段を作動することを特徴とする白
煙発生防止装置。In a first operation region in which the internal combustion engine is operated in a first operation state in which the amount of heat generated from fuel combustion in a combustion chamber of the internal combustion engine is larger than a predetermined amount, the first timing is at a first timing. In the second operating region in which the internal combustion engine is operated in the second operating state in which the intake valve is opened and the amount of heat generated from fuel combustion in the combustion chamber is smaller than the predetermined amount, Temperature detection means for detecting the temperature of the internal combustion engine, wherein the intake valve is opened into the combustion chamber of the internal combustion engine. Heating means for heating the air to be heated, wherein when the temperature of the internal combustion engine detected by the temperature detecting means in the first operating region is lower than a predetermined temperature, An apparatus for preventing the generation of white smoke characterized by operating a means.
負荷とにより定められる領域であることを特徴とする請
求項１に記載の白煙発生防止装置。2. The white smoke generation prevention device according to claim 1, wherein the second operation region is a region determined by an engine speed and an engine load.
転数ごとに定められる判定値よりも小さい運転領域であ
り、該判定値は機関回転数が大きいほど小さい値に設定
されることを特徴とする請求項２に記載の白煙発生防止
装置。3. The second operation range is an operation range in which the engine load is smaller than a determination value determined for each engine speed, and the determination value is set to a smaller value as the engine speed increases. The white smoke generation prevention device according to claim 2, characterized in that:
領域であることを特徴とする請求項３に記載の白煙発生
防止装置。4. The white smoke generation prevention device according to claim 3, wherein the second operation region is an engine idling region.
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|---|---|---|---|
| JP2001159455A JP4618933B2 (en) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | White smoke prevention device for internal combustion engine |
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- 2001-05-28 JP JP2001159455A patent/JP4618933B2/en not_active Expired - Fee Related
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