JP2011099399A - Control method and control device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control method and a control device of an internal combustion engine capable of improving exhaust emission when starting the engine while securing the stability of combustion even if using heavy fuel low in volatility. <P>SOLUTION: An electronic control unit 15 sets an intake valve working angle in a first period up to cranking release from the beginning of a start as an intermediate working angle, and sets the intake valve working angle in a second period up to the start of fast idling from the cranking release as a small working angle, and also sets the intake valve working angle in a third period up to its finish from the start of the fast idling as an angle smaller than that of the first period and larger than that of the second period. The electronic control unit 15 also largely shortens a start time increase quantity of the fuel in the second and third periods. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、吸気バルブのバルブ作用角を可変とする作用角可変機構を備える内燃機関の制御を行う方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a method and an apparatus for controlling an internal combustion engine including a variable working angle mechanism that varies a valve working angle of an intake valve.

内燃機関に搭載される機構として機関バルブ（吸排気バルブ）のバルブ作用角を可変とする作用角可変機構が実用され、普及されている。そして機関始動期間の吸気バルブのバルブ作用角を制御することで、始動性や始動時エミッションの向上を図る技術が複数提案されている。   As a mechanism mounted on an internal combustion engine, a working angle variable mechanism that varies a valve working angle of an engine valve (intake / exhaust valve) has been put into practical use and is widely used. A plurality of techniques for improving startability and starting emission have been proposed by controlling the valve operating angle of the intake valve during the engine starting period.

例えば特許文献１には、過給機を備えるポート噴射式の内燃機関において、機関始動直後のブースト圧の未発達期間における吸気バルブのバルブ作用角を小さくする技術が記載されている。この技術では、上記未発達期間の吸気バルブのバルブ作用角の縮小により、吸気をチョークして吸気流速を高め、燃料の気化を促進するようにしている。   For example, Patent Document 1 describes a technique for reducing a valve operating angle of an intake valve in a port pressure type internal combustion engine having a supercharger during an undeveloped period of boost pressure immediately after engine startup. In this technique, by reducing the valve operating angle of the intake valve during the undeveloped period, the intake air is choked to increase the intake air flow velocity and promote fuel vaporization.

また特許文献２には、クランキング中の吸気バルブのバルブ作用角を小さくして燃焼室内の充填空気量を減らすことで、内燃機関の始動時ショックを抑える技術が記載されている。   Patent Document 2 describes a technique for suppressing a start-up shock of an internal combustion engine by reducing the valve operating angle of an intake valve during cranking to reduce the amount of charged air in the combustion chamber.

更に特許文献３には、機関始動の開始から暖機完了までの期間における吸気バルブのバルブ作用角を小さくすることで、吸気流速を高め、燃料の気化を促進するとともに、燃料の壁面付着を抑制して未燃ＨＣを削減する技術が記載されている。   Further, in Patent Document 3, by reducing the valve operating angle of the intake valve in the period from the start of engine start to the completion of warm-up, the intake flow velocity is increased, fuel vaporization is promoted, and fuel wall adhesion is suppressed. Thus, a technique for reducing unburned HC is described.

加えて特許文献４には、クランキング中の吸気バルブのバルブ作用角を小作用角に設定するとともに、クランキング解除から暖機完了迄の期間の吸気バルブのバルブ作用角を中作用角に設定することで、始動性の向上と暖機の促進とを図る技術が記載されている。   In addition, in Patent Document 4, the valve operating angle of the intake valve during cranking is set to a small operating angle, and the valve operating angle of the intake valve during the period from cranking cancellation to warm-up completion is set to the medium operating angle. Thus, a technique for improving startability and promoting warm-up is described.

一方、特許文献５に、冷間始動時の吸排気バルブのバルブオーバーラップ量を大きくすることで、吸気バルブ側への吹き返しを高めて吸気ポートの暖機を促進することで、燃料の壁面付着を防ぎ、燃料を安定して燃焼させるようにすることで、機関始動時の排気エミッションの改善を図る技術が記載されている。   On the other hand, in Patent Document 5, by increasing the valve overlap amount of the intake / exhaust valve at the time of cold start, increasing the blowback to the intake valve side and promoting the warm-up of the intake port, the fuel wall adhesion Is described, and a technique for improving exhaust emission at the time of starting the engine is described.

特開２００５−１３３６４８号公報JP 2005-133648 A 特開２００７−０７１０８３号公報JP 2007-071083 A 特開２００８−１９６３８４号公報JP 2008-196384 A 特開２００６−２４１９９７号公報JP 2006-241997 A 特開２００１−１３２５０７号公報JP 2001-132507 A

上記従来の文献５における機関始動時の吸排気バルブのバルブオーバーラップ量の拡大によれば、機関始動の開始時に限っていえば、排気エミッションは確かに改善されるようになる。しかしながら、バルブオーバーラップ量を拡大した状態を継続すれば、内部ＥＧＲが増大してしまい、燃焼性が悪化してしまうようになる。こうした場合にも、揮発性の高い軽質燃料の使用時であれば、問題なく機関運転を行うことが可能である。しかしながら、揮発性の低い重質燃料の使用時に内部ＥＧＲ量を増大すれば、燃焼が悪化して、ヘジテーションやアイドル不安定、失火などが発生し易くなる。そのため、バルブオーバーラップ量の拡大による機関始動時の排気エミッションの改善は、重質燃料との両立が困難であり、その効果には自ずと限界があった。   According to the expansion of the valve overlap amount of the intake / exhaust valve at the time of starting the engine in the conventional document 5, the exhaust emission is surely improved if it is limited to the time of starting the engine. However, if the state in which the valve overlap amount is increased is continued, the internal EGR will increase and the combustibility will deteriorate. Even in such a case, the engine can be operated without any problem if a light fuel with high volatility is used. However, if the amount of internal EGR is increased when heavy fuel with low volatility is used, combustion deteriorates and hesitation, idle instability, misfire, etc. are likely to occur. Therefore, improvement of exhaust emission at the time of engine start by increasing the valve overlap amount is difficult to achieve compatibility with heavy fuel, and its effect is naturally limited.

また上記文献１〜４の技術についても、内燃機関の始動性を十分確保することが困難であったり、十分に良好な排気エミッションの確保が困難であったりするなど、未だ改善の余地が残されたものとなっている。   Further, the techniques of the above documents 1 to 4 still have room for improvement, such as it is difficult to ensure sufficient startability of the internal combustion engine and it is difficult to ensure sufficiently good exhaust emission. It has become.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、揮発性の低い重質燃料の使用時にも燃焼の安定性を確保しながらも、機関始動時の排気エミッションの向上を図ることのできる内燃機関の制御方法及び制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved is an exhaust emission at the start of the engine while ensuring the stability of combustion even when using a low-volatile heavy fuel. It is an object of the present invention to provide a control method and a control device for an internal combustion engine that can improve the efficiency.

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、吸気バルブのバルブ作用角を可変とする作用角可変機構を備える内燃機関の制御を行う方法において、次の２つの行程１）、２）を通じて機関始動時の内燃機関の制御を行うようにしている。
１）機関始動の開始からクランキング解除までの第１期間における吸気バルブのバルブ作用角を中作用角に設定する行程。
２）クランキング解除からファーストアイドルの開始までの第２期間における吸気バルブのバルブ作用角を小作用角に設定するとともに、燃料の始動時増量を、機関温度に基づき設定される値よりも小さい値に設定する行程。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 is a method for controlling an internal combustion engine including a variable working angle mechanism that varies a valve working angle of an intake valve. ) To control the internal combustion engine when the engine is started.
1) The process of setting the valve operating angle of the intake valve to the medium operating angle in the first period from the start of engine start to the release of cranking.
2) The valve operating angle of the intake valve in the second period from the release of cranking to the start of fast idle is set to a small operating angle, and the increase in fuel start-up is smaller than the value set based on the engine temperature The process to set to.

上記方法では、機関始動の開始からクランキングの解除までの第１期間には、吸気バルブのバルブ作用角が中作用角に設定される。こうした第１期間において吸気バルブのバルブ作用角を小さくすれば、燃焼室内に吸入されるときの吸気の流速が高くなり、燃料の気化が促進されるため、内燃機関の始動性が向上されるようになる。ただし、吸気バルブのバルブ作用角を小さくすれば、吸気バルブの閉じ時期は早くなる。そこで閉じ時期が吸気下死点より早まるように吸気バルブのバルブ作用角を小さくすれば、圧縮比が増大するようになる。そして、完爆の開始前のこの期間には、前回のサイクルに供給された燃料が燃焼せずに燃焼室内に残っていることがあり、圧縮比が高くなると、そうした燃料が点火前に自己着火してしまう、いわゆるプレイグニッションが生じ易くなる。そこで、上記方法では、こうした第１期間の吸気バルブを、始動性の向上とプレイグニッションの回避との両立が図られる中庸なバルブ作用角に設定するようにしている。   In the above method, the valve operating angle of the intake valve is set to the medium operating angle during the first period from the start of engine start to the release of cranking. If the valve operating angle of the intake valve is reduced in such a first period, the flow rate of the intake air when it is sucked into the combustion chamber is increased and fuel vaporization is promoted, so that the startability of the internal combustion engine is improved. become. However, if the valve operating angle of the intake valve is reduced, the closing timing of the intake valve is advanced. Therefore, if the valve operating angle of the intake valve is decreased so that the closing timing is earlier than the intake bottom dead center, the compression ratio increases. In this period before the start of the complete explosion, the fuel supplied in the previous cycle may not burn but remain in the combustion chamber. When the compression ratio becomes high, such fuel is self-ignited before ignition. So-called pre-ignition is likely to occur. Therefore, in the above method, the intake valve in the first period is set to a moderate valve working angle that can achieve both improvement in startability and avoidance of pre-ignition.

一方、上記方法では、クランキングの解除からファーストアイドルの開始までの第２期間には、吸気バルブのバルブ作用角が小作用角に設定されるようになる。こうした第２期間の吸気バルブのバルブ作用角を小さくすれば、吸気バルブの開き時期が遅くなる。ここで開き時期が吸気上死点よりも遅くなるまで吸気バルブのバルブ作用角を小さくすれば、吸気バルブ開弁時の燃焼室内を負圧とすることができ、燃焼室内に吸入される吸気の流速を高めることができるようになる。   On the other hand, in the above method, the valve operating angle of the intake valve is set to a small operating angle in the second period from the release of cranking to the start of fast idle. If the valve operating angle of the intake valve in the second period is reduced, the opening timing of the intake valve is delayed. Here, if the valve operating angle of the intake valve is reduced until the opening timing becomes later than the intake top dead center, the combustion chamber when the intake valve is opened can be set to a negative pressure, and the intake air sucked into the combustion chamber can be reduced. The flow rate can be increased.

ところで、機関始動時には、燃料噴射量の始動時増量が行われている。この始動時増量は、次の目的で行われるものとなっている。すなわち、機関始動時には、燃焼室内の温度が低く、供給した燃料の少なからぬ部分が、空気に混合されずにシリンダ等の壁面に付着してしまう。そのため、機関始動時には、供給した燃料の量に対しての、実際に燃焼に供される燃料の量の比率が小さくなり、平常通りに燃料を供給すれば、燃焼に供される燃料の量が不足することになる。そこで機関始動時には、燃料の増量を行って、壁面付着により不足する燃料を補填するようにしている。なお一般に始動時増量は、機関温度に基づいて行われ、機関温度が低いほど、燃料の増量代が大きくなるように実施される。   By the way, when the engine is started, the fuel injection amount is increased at the start. This starting amount increase is performed for the following purpose. That is, when the engine is started, the temperature in the combustion chamber is low, and a considerable portion of the supplied fuel adheres to the wall surface of a cylinder or the like without being mixed with air. Therefore, when the engine is started, the ratio of the amount of fuel actually supplied to combustion with respect to the amount of fuel supplied becomes small, and if the fuel is supplied as usual, the amount of fuel supplied to combustion becomes small. It will be insufficient. Therefore, at the time of starting the engine, the amount of fuel is increased to compensate for the insufficient fuel due to the wall surface adhesion. In general, the increase at start-up is performed based on the engine temperature, and the fuel increase amount is increased as the engine temperature is lower.

さて、上記のように上記方法では、第２期間における吸気バルブのバルブ作用角が小さく設定され、それにより、吸気の流速を高めるようにしている。吸気の流速が高められれば、燃料の気化が促進され、燃料の壁面付着を少なくすることができるようになる。そのため、燃料の始動時増量を少なくすることができ、燃料供給の総量を減らせば、排ガスの有害成分の排出量を減らすことができるようになる。   As described above, in the above method, the valve operating angle of the intake valve in the second period is set to be small, thereby increasing the flow velocity of the intake air. If the flow velocity of the intake air is increased, the vaporization of the fuel is promoted and the wall surface adhesion of the fuel can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the increase in fuel start-up, and to reduce the exhaust amount of harmful components in the exhaust gas by reducing the total amount of fuel supply.

こうした場合、吸気の流速を高めることで、気化し難い重質燃料の使用時であれ、良好な燃焼性を確保可能となる。したがって上記方法では、揮発性の低い重質燃料の使用時にも燃焼の安定性を確保しながらも、機関始動時の排気エミッションの向上を図ることができるようになる。   In such a case, by increasing the flow rate of the intake air, it is possible to ensure good combustibility even when using heavy fuel that is difficult to vaporize. Therefore, according to the above method, it is possible to improve the exhaust emission at the time of starting the engine while ensuring the stability of combustion even when the heavy fuel having low volatility is used.

上記方法では、吸気バルブのバルブ作用角を小さくし、吸気の流速を高めることで、上記第２期間における燃焼体力が向上されている。そのため、このときの点火時期をある程度に遅角しても、良好な燃焼状態を維持できる。そこで請求項２によるように、こうした第２期間に点火時期の遅角制御を実施することとすれば、排ガス温度を高めることが可能となり、触媒の暖機を促進することができるようになる。また点火時期の遅角化によれば、燃料の燃焼時期が遅くなり、より多くの燃料を燃焼させることができるため、排気エミッションの向上に貢献することができるようにもなる。   In the above method, the combustion strength in the second period is improved by reducing the valve operating angle of the intake valve and increasing the flow velocity of the intake air. Therefore, a good combustion state can be maintained even if the ignition timing at this time is retarded to some extent. Therefore, according to the second aspect, if the retard control of the ignition timing is performed in the second period, the exhaust gas temperature can be increased, and the warm-up of the catalyst can be promoted. Further, by retarding the ignition timing, the fuel combustion timing is delayed and more fuel can be combusted, which can contribute to the improvement of exhaust emission.

一方、ファーストアイドルの開始後においても、吸気バルブのバルブ作用角を小さくし、燃料の始動時増量を削減することで、排気エミッションの向上を図ることができる。ただし、ファーストアイドルの開始後の期間においては、シリンダ壁面温度がある程度に高まっているため、上記第２期間と同程度に吸気バルブのバルブ作用角を小さくすると、燃焼速度が高くなり過ぎてしまい、燃料の燃え残りが多くなる。また吸気バルブの開き時期が吸気上死点を大幅に過ぎるまで吸気バルブのバルブ作用角を小さくすると、ポンプロスが大きくなる。ファーストアイドルの期間はある程度に長いため、こうしたポンプロスの増大が燃費の悪化に与える影響は無視し得ないものとなる。   On the other hand, even after the start of the first idle, the exhaust emission can be improved by reducing the valve operating angle of the intake valve and reducing the increase in fuel starting. However, since the cylinder wall surface temperature has increased to some extent in the period after the start of the first idle, if the valve operating angle of the intake valve is reduced to the same extent as the second period, the combustion speed becomes too high, More unburned fuel. Further, if the valve operating angle of the intake valve is reduced until the opening timing of the intake valve greatly exceeds the intake top dead center, the pump loss increases. Since the period of the first idle is long to some extent, the effect of such an increase in pump loss on the deterioration of fuel consumption cannot be ignored.

そこで請求項３に記載の内燃機関の制御装置では、ファーストアイドルの開始から触媒の暖機完了までの第３期間における吸気バルブのバルブ作用角を、第１期間よりも小さく、且つ第２期間よりも大きい角度に設定するとともに、燃料の始動時増量を、機関温度に基づき設定される値よりも小さい値に設定する行程を備えるようにしている。こうした場合、燃焼室内に吸入される吸気の流速を適度に高めて良好な燃焼を確保することができるようになる。また吸気バルブのバルブ作用角の縮小に伴うポンプロスの増大をある程度に抑え、燃費の悪化を抑制することができるようにもなる。   Therefore, in the control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, the valve operating angle of the intake valve in the third period from the start of the first idle to the completion of the warm-up of the catalyst is smaller than the first period and from the second period. Is set to a large angle, and a step for setting the fuel increase amount at start-up to a value smaller than a value set based on the engine temperature is provided. In such a case, good combustion can be ensured by appropriately increasing the flow rate of the intake air sucked into the combustion chamber. In addition, an increase in pump loss accompanying a reduction in the valve operating angle of the intake valve can be suppressed to some extent, and deterioration of fuel consumption can be suppressed.

ちなみに、こうした第３期間においても、請求項４によるように、点火時期の遅角制御を実施するようにすれば、排ガス温度を高めて触媒の暖機を促進することができるようになる。また点火時期の遅角化によれば、燃料の燃焼時期が遅くなり、より多くの燃料を燃焼させることができるため、排気エミッションの向上に貢献することができるようにもなる。   Incidentally, even in the third period, if the ignition timing retardation control is performed as in claim 4, the exhaust gas temperature can be raised and the catalyst warm-up can be promoted. Further, by retarding the ignition timing, the fuel combustion timing is delayed and more fuel can be combusted, which can contribute to the improvement of exhaust emission.

ファーストアイドルの完了後、すなわち触媒の暖機完了後の期間には、シリンダ等の壁面温度も高くなり、揮発性の低い重質燃料でも、十分に気化させることができるようになる。そこでそうした時期には、吸気バルブのバルブ作用角を上記第１期間よりも更に大きくして、吸排気バルブのバルブオーバーラップ量を増大し、内部ＥＧＲを増大させることで、排気エミッションの向上を図ることができるようになる。そのため、請求項５によるように、触媒の暖機完了後の吸気バルブのバルブ作用角を第１期間よりも大きい作用角に設定する行程を更に備えるようにすれば、触媒の暖機完了後の排気エミッションについても、向上することが可能となる。   In the period after the completion of the first idle, that is, after the completion of the catalyst warm-up, the temperature of the wall surface of the cylinder and the like becomes high, and even a heavy fuel with low volatility can be sufficiently vaporized. Therefore, at such time, the valve operating angle of the intake valve is made larger than that in the first period, the valve overlap amount of the intake and exhaust valves is increased, and the internal EGR is increased, thereby improving exhaust emission. Will be able to. Therefore, according to claim 5, if the step of setting the valve operating angle of the intake valve after completion of warming up of the catalyst to a working angle larger than the first period is further provided, Exhaust emissions can also be improved.

上記課題を解決するため、請求項６に記載の発明は、吸気バルブのバルブ作用角を可変とする作用角可変機構を備える内燃機関の制御装置において、次の各手段１）、２）を備えるようにしている。
１）機関始動の開始からクランキング解除までの第１期間における吸気バルブのバルブ作用角を中作用角に設定するとともに、クランキング解除からファーストアイドルの開始までの第２期間における吸気バルブのバルブ作用角を小作用角に設定する作用角設定手段。
２）上記第２期間に、燃料の始動時増量を、機関温度に基づき設定される値よりも小さい値に設定する始動時増量削減手段。 In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to claim 6 is provided with the following means 1) and 2) in a control device for an internal combustion engine including a variable working angle mechanism for varying a valve working angle of an intake valve. I am doing so.
1) The valve operating angle of the intake valve in the first period from the start of engine startup to the release of cranking is set to a medium operating angle, and the valve action of the intake valve in the second period from the release of cranking to the start of fast idle. Working angle setting means for setting the angle to a small working angle.
2) Start-up increase reduction means for setting the start-up increase in fuel to a value smaller than a value set based on the engine temperature during the second period.

かかる構成では、機関始動の開始からクランキングの解除までの第１期間には、吸気バルブのバルブ作用角が中作用角に設定されるようになり、始動性の向上とプレイグニッションの回避との両立を図ることができるようになる。またクランキングの解除からファーストアイドルの開始までの第２期間には、吸気バルブのバルブ作用角が小作用角に設定されるようになり、それにより、始動時増量の大幅削減を可能とすることができるようになる。しかも、この第２期間には、吸気バルブのバルブ作用角の縮小により、燃焼室内に流入する吸気の流速が高められたことで、揮発性の低い重質燃料でも、十分に気化されるようになる。したがって上記構成では、揮発性の低い重質燃料の使用時にも燃焼の安定性を確保しながらも、機関始動時の排気エミッションの向上を図ることができるようになる。   In such a configuration, the valve operating angle of the intake valve is set to the medium operating angle during the first period from the start of engine start to the release of cranking, which improves startability and avoids pre-ignition. A balance can be achieved. Also, during the second period from the release of cranking to the start of fast idle, the valve operating angle of the intake valve will be set to a small operating angle, thereby enabling a significant reduction in the starting amount. Will be able to. In addition, in this second period, the flow rate of the intake air flowing into the combustion chamber is increased by reducing the valve operating angle of the intake valve, so that even heavy fuel with low volatility can be sufficiently vaporized. Become. Therefore, with the above configuration, it is possible to improve the exhaust emission at the time of starting the engine while ensuring the stability of combustion even when heavy fuel with low volatility is used.

上記構成では、吸気バルブのバルブ作用角を小さくし、吸気の流速を高めることで、上記第２期間における燃焼体力が向上されている。そのため、このときの点火時期をある程度に遅角しても、良好な燃焼状態を維持できる。そこで請求項７によるように、こうした第２期間に点火時期の遅角制御を実施する点火時期遅角手段を備えるようにすれば、排ガス温度を高めることが可能となり、触媒の暖機を促進することができるようになる。また点火時期の遅角化によれば、燃料の燃焼時期が遅くなり、より多くの燃料を燃焼させることができるため、排気エミッションの向上に貢献することができるようにもなる。   In the above configuration, the combustion physical strength in the second period is improved by reducing the valve operating angle of the intake valve and increasing the flow velocity of the intake air. Therefore, a good combustion state can be maintained even if the ignition timing at this time is retarded to some extent. Therefore, as described in claim 7, if the ignition timing retarding means for performing the retard control of the ignition timing is provided in the second period, the exhaust gas temperature can be increased, and the warm-up of the catalyst is promoted. Will be able to. Further, by retarding the ignition timing, the fuel combustion timing is delayed and more fuel can be combusted, which can contribute to the improvement of exhaust emission.

一方、ファーストアイドルの開始後においても、吸気バルブのバルブ作用角を小さくし、燃料の始動時増量を削減することで、排気エミッションの向上を図ることができる。ただし、ファーストアイドルの開始後の期間においては、シリンダ壁面温度がある程度に高まっているため、上記第２期間と同程度に吸気バルブのバルブ作用角を小さくすると、燃焼速度が高くなり過ぎてしまい、燃料の燃え残りが多くなる。また吸気バルブの開き時期が吸気上死点を大幅に過ぎるまで吸気バルブのバルブ作用角を小さくすると、ポンプロスが大きくなる。ファーストアイドルの期間はある程度に長いため、こうしたポンプロスの増大が燃費の悪化に与える影響は無視し得ないものとなる。   On the other hand, even after the start of the first idle, the exhaust emission can be improved by reducing the valve operating angle of the intake valve and reducing the increase in fuel starting. However, since the cylinder wall surface temperature has increased to some extent in the period after the start of the first idle, if the valve operating angle of the intake valve is reduced to the same extent as the second period, the combustion speed becomes too high, More unburned fuel. Further, if the valve operating angle of the intake valve is reduced until the opening timing of the intake valve greatly exceeds the intake top dead center, the pump loss increases. Since the period of the first idle is long to some extent, the effect of such an increase in pump loss on the deterioration of fuel consumption cannot be ignored.

そこで請求項８に記載の内燃機関の制御装置では、ファーストアイドルの開始から触媒の暖機完了までの第３期間における吸気バルブのバルブ作用角を第１期間よりも小さく、且つ第２期間よりも大きい角度に設定するように上記作用角設定手段を構成している。またそうした第３期間の燃料の始動時増量についても、機関温度に基づき設定される値よりも小さい値に設定するように始動時増量削減手段を構成している。こうした場合、燃焼室内に吸入される吸気の流速を適度に高めて良好な燃焼を確保することができるようになる。また吸気バルブのバルブ作用角の縮小に伴うポンプロスの増大をある程度に抑え、燃費の悪化を抑制することができるようにもなる。   Therefore, in the control apparatus for an internal combustion engine according to claim 8, the valve operating angle of the intake valve in the third period from the start of the first idle to the completion of the warm-up of the catalyst is smaller than the first period and smaller than the second period. The working angle setting means is configured to set a large angle. Further, the starting increase increase reducing means is configured to set the fuel increase at the start of the third period to a value smaller than a value set based on the engine temperature. In such a case, good combustion can be ensured by appropriately increasing the flow rate of the intake air sucked into the combustion chamber. In addition, an increase in pump loss accompanying a reduction in the valve operating angle of the intake valve can be suppressed to some extent, and deterioration of fuel consumption can be suppressed.

ちなみに、請求項９によるように、第３期間に点火時期の遅角制御を実施する点火時期遅角手段を備えるようにすれば、こうした第３期間においても、排ガス温度を高めて触媒の暖機を促進することができるようになる。また点火時期の遅角化によれば、燃料の燃焼時期が遅くなり、より多くの燃料を燃焼させることができるため、排気エミッションの向上に貢献することができるようにもなる。   By the way, according to the ninth aspect, if the ignition timing retarding means for performing the retarding control of the ignition timing is provided in the third period, the exhaust gas temperature is increased even in the third period to warm up the catalyst. Will be able to promote. Further, by retarding the ignition timing, the fuel combustion timing is delayed and more fuel can be combusted, which can contribute to the improvement of exhaust emission.

ファーストアイドルの完了後、すなわち触媒の暖機完了後の期間には、シリンダ等の壁面温度も高くなり、揮発性の低い重質燃料でも、十分に気化させることができるようになる。そこでそうした時期には、吸気バルブのバルブ作用角を上記第１期間よりも更に大きくして、吸排気バルブのバルブオーバーラップ量を増大し、内部ＥＧＲを増大させることで、排気エミッションの向上を図ることができるようになる。そのため、請求項１０によるように、触媒の暖機完了後の吸気バルブのバルブ作用角を上記第１期間よりも大きい作用角に設定すべく作用角設定手段を構成すれば、触媒の暖機完了後の排気エミッションについても、向上することが可能となる。   In the period after the completion of the first idle, that is, after the completion of the catalyst warm-up, the temperature of the wall surface of the cylinder and the like becomes high, and even a heavy fuel with low volatility can be sufficiently vaporized. Therefore, at such time, the valve operating angle of the intake valve is made larger than that in the first period, the valve overlap amount of the intake and exhaust valves is increased, and the internal EGR is increased, thereby improving exhaust emission. Will be able to. Therefore, according to claim 10, if the operating angle setting means is configured to set the valve operating angle of the intake valve after completion of warming up of the catalyst to an operating angle larger than the first period, the warming up of the catalyst is completed. It is possible to improve the later exhaust emission.

本発明の内燃機関の制御方法及び制御装置の一実施形態について全体構成を模式的に示す略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic which shows typically the whole structure about one Embodiment of the control method and control apparatus of the internal combustion engine of this invention. 同実施形態に採用される作用角可変機構によるバルブ作用角の可変態様を示すグラフ。The graph which shows the variable aspect of the valve working angle by the working angle variable mechanism employ | adopted for the embodiment. 同実施形態の制御方法及び制御装置による機関始動期間の内燃機関の制御態様の一例を示すタイムチャート。The time chart which shows an example of the control aspect of the internal combustion engine of the engine starting period by the control method and control apparatus of the embodiment. 同実施形態におけるイグニッションスイッチのオンから通常制御への移行迄の機関制御の手順を示すフローチャート。3 is a flowchart showing a procedure of engine control from turning on an ignition switch to shifting to normal control in the embodiment.

以下、本発明の内燃機関の制御方法及び制御装置を具体化した一実施形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置の全体構成を示している。同図に示すように内燃機関の吸気通路１には、その上流側から順に、吸入空気量を検出するエアフローメーター２、吸入空気量を調節するスロットルバルブ３、燃料を噴射するインジェクター４が設けられ、吸気バルブ５を介して燃焼室７に接続されている。なお本実施の形態の適用される内燃機関では、吸気バルブ５のバルブ作用角を可変とする作用角可変機構６が設けられている。一方、燃焼室７は、内部に導入された燃料と空気の混合気を火花点火する点火プラグ８を備えるとともに、排気バルブ９を介して排気通路１０に接続されている。排気通路１０は、排ガスを浄化する触媒の担持された触媒コンバーター１１を備えている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment embodying a control method and a control apparatus for an internal combustion engine of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 shows the overall configuration of a control device for an internal combustion engine according to the present embodiment. As shown in the figure, the intake passage 1 of the internal combustion engine is provided with an air flow meter 2 for detecting the intake air amount, a throttle valve 3 for adjusting the intake air amount, and an injector 4 for injecting fuel in order from the upstream side. The combustion chamber 7 is connected via an intake valve 5. In the internal combustion engine to which the present embodiment is applied, a working angle variable mechanism 6 that makes the valve working angle of the intake valve 5 variable is provided. On the other hand, the combustion chamber 7 includes an ignition plug 8 that sparks and ignites an air-fuel mixture introduced therein, and is connected to an exhaust passage 10 via an exhaust valve 9. The exhaust passage 10 includes a catalytic converter 11 on which a catalyst for purifying exhaust gas is supported.

こうした内燃機関の出力軸であるクランクシャフト１２は、機関始動時に始動用モーター１３に連結されるようになっている。なおクランクシャフト１２の近傍には、その回転速度、すなわち機関回転速度を検出するＮＥセンサー１４が設けられている。   The crankshaft 12, which is the output shaft of such an internal combustion engine, is connected to a starter motor 13 when the engine is started. In the vicinity of the crankshaft 12, an NE sensor 14 for detecting the rotational speed, that is, the engine rotational speed is provided.

以上のように構成された内燃機関は、電子制御ユニット１５により制御されている。電子制御ユニット１５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、読込専用メモリー（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）及び入出力ポート（Ｉ／Ｏ）を備えるコンピューターユニットとして構成されている。ここでＣＰＵは、機関制御に係る各種演算処理を実施し、ＲＯＭは、制御用のプログラムやデータを記憶する。またＲＡＭは、ＣＰＵの演算結果やセンサーの検出結果を一時的に記憶し、Ｉ／Ｏは外部との信号の入出力を媒介する。こうした電子制御ユニット１５の入力ポートには、上記のエアフローメーター２やＮＥセンサー１４を始め、内燃機関の運転状態を検出する各種センサーの検出信号が入力されている。また電子制御ユニット１５の出力ポートには、上記のスロットルバルブ３やインジェクター４、作用角可変機構６、点火プラグ８を始めとするアクチュエーターの駆動回路が接続されている。   The internal combustion engine configured as described above is controlled by the electronic control unit 15. The electronic control unit 15 is configured as a computer unit including a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output port (I / O). Here, the CPU performs various arithmetic processes related to engine control, and the ROM stores a control program and data. The RAM temporarily stores the calculation results of the CPU and the detection results of the sensors, and the I / O mediates signal input / output with the outside. Detection signals from various sensors that detect the operating state of the internal combustion engine, including the air flow meter 2 and the NE sensor 14, are input to the input port of the electronic control unit 15. In addition, to the output port of the electronic control unit 15, the actuator drive circuit including the throttle valve 3, the injector 4, the operating angle variable mechanism 6, and the spark plug 8 is connected.

こうした電子制御ユニット１５は、機関制御の一環として吸気バルブ５のバルブ作用角の可変制御を実施する。それにより、機関運転中に吸気バルブ５のバルブ作用角は、その時々の内燃機関の運転状況に応じて、図２に示されるような態様で、拡大・縮小されている。なお、バルブ作用角が拡大されると、吸気バルブ５の開弁時期は早くなり、閉弁時期は遅くなる。またバルブ作用角が縮小されると、吸気バルブ５の開弁時期は遅くなり、閉弁時期は早くなる。   Such an electronic control unit 15 performs variable control of the valve operating angle of the intake valve 5 as part of engine control. Thereby, during the engine operation, the valve operating angle of the intake valve 5 is expanded or reduced in a manner as shown in FIG. 2 according to the operation state of the internal combustion engine at that time. When the valve operating angle is increased, the opening timing of the intake valve 5 is advanced and the closing timing is delayed. When the valve operating angle is reduced, the opening timing of the intake valve 5 is delayed and the closing timing is advanced.

次に、以上の如く構成された本実施の形態における機関始動時の制御について説明する。図３は、機関始動の開始後の機関回転速度、吸気バルブ作用角、点火時期及び燃料の始動時増量の推移を示している。   Next, the control at the time of engine start in the present embodiment configured as described above will be described. FIG. 3 shows changes in the engine rotational speed, the intake valve operating angle, the ignition timing, and the fuel increase at the start after the start of the engine.

なお、機関始動の開始から暖機完了までの期間には、燃料の始動時増量が行われる。一般に燃料の始動時増量は、冷却水温より把握される機関温度に応じて行われ、機関温度が低いときほど、燃料の増量代が大きくなるように実施される。ただし、本実施の形態では、後述するように、始動期間中の一時期において、そうした燃料の始動時増量の大幅な削減を行うようにしている。   In the period from the start of the engine start to the completion of warm-up, the fuel is increased at the start. In general, the fuel increase amount at start-up is performed in accordance with the engine temperature obtained from the coolant temperature, and the fuel increase amount is increased as the engine temperature is lower. However, in the present embodiment, as will be described later, such an increase in start-up amount of fuel is greatly reduced at one time during the start-up period.

さて同図の時刻ｔ０にイグニッションスイッチがオンとされて機関始動が開始されると、クランキング、すなわちクランクシャフト１２と始動用モーター１３との連結が行われ、内燃機関は始動用モーター１３の動力により回転されるようになる。なお、ここでは、機関始動の開始からクランキングが解除される時刻ｔ１までの期間を「第１期間」と記載する。   When the ignition switch is turned on and engine start is started at time t0 in the figure, cranking, that is, the crankshaft 12 and the starter motor 13 are connected, and the internal combustion engine is driven by the power of the starter motor 13. It will be rotated by. Here, the period from the start of the engine start to the time t1 when the cranking is canceled is referred to as a “first period”.

この第１期間において電子制御ユニット１５は、吸気バルブ５のバルブ作用角を中作用角に設定する。こうした第１期間において吸気バルブ５のバルブ作用角を小さくすれば、燃焼室７内に吸入されるときの吸気の流速が高くなり、燃料の気化が促進されるため、内燃機関の始動性が向上されるようになる。ただし、吸気バルブ５のバルブ作用角を小さくすれば、吸気バルブと閉じ時期が早くなる。そこで閉じ時期が吸気下死点より早まるまで吸気バルブ５のバルブ作用角を小さくすれば、圧縮比が増大するようになる。そして、完爆の開始前のこの期間には、前回のサイクルに供給された燃料が燃焼せずに燃焼室７内に残っていることがあり、圧縮比が高くなると、そうした燃料が点火前に自己着火してしまう、いわゆるプレイグニッションが生じ易くなる。そこで、本実施の形態では、こうした第１期間の吸気バルブ５を、始動性の向上とプレイグニッションの回避との両立が図られる中庸なバルブ作用角に設定するようにしている。   In this first period, the electronic control unit 15 sets the valve operating angle of the intake valve 5 to the medium operating angle. If the valve operating angle of the intake valve 5 is reduced in such a first period, the flow rate of the intake air when it is sucked into the combustion chamber 7 is increased and fuel vaporization is promoted, so that the startability of the internal combustion engine is improved. Will come to be. However, if the valve operating angle of the intake valve 5 is reduced, the closing timing of the intake valve is earlier. Therefore, if the valve operating angle of the intake valve 5 is decreased until the closing timing is earlier than the intake bottom dead center, the compression ratio is increased. In this period before the start of the complete explosion, the fuel supplied in the previous cycle may remain in the combustion chamber 7 without being combusted. When the compression ratio becomes high, such fuel is So-called pre-ignition, which is self-ignited, is likely to occur. Therefore, in the present embodiment, the intake valve 5 in the first period is set to a moderate valve operating angle that achieves both improvement in startability and avoidance of pre-ignition.

さて時刻ｔ１には、内燃機関が完爆状態に移行して、クランキングが解除されている。ここでは、この時刻ｔ１からファーストアイドルが開始される時刻ｔ２までの期間を「第２期間」と記載する。   Now, at time t1, the internal combustion engine has shifted to the complete explosion state, and cranking is cancelled. Here, the period from time t1 to time t2 when the first idle is started is referred to as a “second period”.

この第２期間において電子制御ユニット１５は、吸気バルブ５のバルブ作用角を小作用角に設定する。また電子制御ユニット１５は、燃料の始動時増量を、機関温度に基づき設定される本来の値よりも大幅に小さい値に設定している。更に電子制御ユニット１５は、こうした第２期間に点火時期遅角制御を実施して、点火時期を大幅に遅角するようにもしている。   In this second period, the electronic control unit 15 sets the valve operating angle of the intake valve 5 to a small operating angle. In addition, the electronic control unit 15 sets the fuel increase amount at start-up to a value that is significantly smaller than the original value that is set based on the engine temperature. Further, the electronic control unit 15 performs ignition timing retard control during the second period so as to significantly retard the ignition timing.

こうした第２期間の吸気バルブ５のバルブ作用角を小さくすれば、吸気バルブ５の開き時期が遅くなる。ここで開き時期が吸気上死点よりも遅くなるまで吸気バルブ５のバルブ作用角を小さくすれば、吸気バルブ５の開弁時の燃焼室７内を負圧とすることができ、燃焼室７内に吸入される吸気の流速を高めることができるようになる。   If the valve operating angle of the intake valve 5 in the second period is reduced, the opening timing of the intake valve 5 is delayed. Here, if the valve operating angle of the intake valve 5 is reduced until the opening timing is later than the intake top dead center, the inside of the combustion chamber 7 when the intake valve 5 is opened can be set to a negative pressure. It becomes possible to increase the flow rate of the intake air sucked into the inside.

一方、機関始動時には、燃料噴射量の始動時増量が行われている。上記のように始動時増量は、シリンダ等の壁面への燃料の付着分を補填する目的で行われている。ここで本実施の形態では、上記第２期間における吸気バルブ５のバルブ作用角を小さく設定することで、吸気の流速を高めて燃料の気化を促進し、燃料の壁面付着を少なくするようにしている。そのため、燃料の始動時増量を少なくすることができ、燃料供給の総量を減らせば、排ガスの有害成分の排出量を減らすことができるようになる。   On the other hand, when the engine is started, the fuel injection amount is increased at the start. As described above, the starting amount increase is performed for the purpose of compensating for the amount of fuel adhering to the wall surface of the cylinder or the like. Here, in the present embodiment, by setting the valve operating angle of the intake valve 5 in the second period to be small, the flow rate of the intake air is increased, fuel vaporization is promoted, and the fuel wall surface adhesion is reduced. Yes. Therefore, it is possible to reduce the increase in fuel start-up, and to reduce the exhaust amount of harmful components in the exhaust gas by reducing the total amount of fuel supply.

また第２期間には、吸気バルブ５のバルブ作用角を小さくし、吸気の流速を高めることで燃料の燃焼体力が向上されている。そのため、このときの点火時期をある程度に遅角しても、良好な燃焼状態を維持できる。そこで本実施の形態では、こうした第２期間に点火時期の遅角制御を実施するようにしている。こうして点火時期を遅角すれば、排ガス温度を高めることが可能となり、触媒の暖機を促進することができるようになる。また点火時期の遅角化によれば、燃料の燃焼時期が遅くなり、より多くの燃料を燃焼させることができるため、排気エミッションの向上に貢献することができるようにもなる。   In the second period, the combustion force of the fuel is improved by reducing the valve operating angle of the intake valve 5 and increasing the flow velocity of the intake air. Therefore, a good combustion state can be maintained even if the ignition timing at this time is retarded to some extent. Therefore, in the present embodiment, ignition timing retardation control is performed during the second period. If the ignition timing is retarded in this way, the exhaust gas temperature can be increased, and the warm-up of the catalyst can be promoted. Further, by retarding the ignition timing, the fuel combustion timing is delayed and more fuel can be combusted, which can contribute to the improvement of exhaust emission.

さて時刻ｔ２にファーストアイドルが開始されると、電子制御ユニット１５は、機関回転速度をファーストアイドル回転速度とすべく、機関回転速度のフィードバック制御を開始する。ここでは、この時刻ｔ２からファーストアイドルが終了する時刻ｔ３までの期間を「第３期間」と記載する。   When fast idle is started at time t2, the electronic control unit 15 starts feedback control of the engine rotational speed so that the engine rotational speed becomes the first idle rotational speed. Here, the period from time t2 to time t3 when the first idle ends is referred to as a “third period”.

この第３期間において電子制御ユニット１５は、吸気バルブ５のバルブ作用角を、第２期間のときよりも若干大きい作用角に設定する。ただし、このときの吸気バルブ作用角は、第１期間のときよりも小さい角度となっている。また電子制御ユニット１５は、第２期間より開始した、点火時期の大幅遅角と始動時増量の大幅削減とを、この第３期間においても継続する。   In this third period, the electronic control unit 15 sets the valve operating angle of the intake valve 5 to a slightly larger operating angle than in the second period. However, the intake valve operating angle at this time is smaller than that in the first period. Also, the electronic control unit 15 continues the significant delay of the ignition timing and the significant reduction of the starting amount increase during the third period, which are started from the second period.

ファーストアイドルの開始後においても、吸気バルブ５のバルブ作用角を小さくし、燃料の始動時増量を削減することで、排気エミッションの向上を図ることができる。ただし、ファーストアイドルの開始後の期間においては、シリンダ壁面温度が高まっているため、上記第２期間と同程度に吸気バルブ５のバルブ作用角を小さくすると、燃焼速度が高くなり過ぎてしまい、燃料の燃え残りが多くなる。また吸気バルブ５の開き時期が吸気上死点を大幅に過ぎるまで吸気バルブ５のバルブ作用角を小さくすると、ポンプロスが大きくなる。ファーストアイドルの期間はある程度に長いため、こうしたポンプロスの増大が燃費の悪化に与える影響は無視し得ないものとなる。   Even after the start of the first idle, it is possible to improve the exhaust emission by reducing the valve operating angle of the intake valve 5 and reducing the fuel increase at the start. However, since the cylinder wall surface temperature is high in the period after the start of the first idle, if the valve operating angle of the intake valve 5 is reduced to the same extent as in the second period, the combustion speed becomes too high, and the fuel More unburned residue. Further, if the valve operating angle of the intake valve 5 is decreased until the opening timing of the intake valve 5 greatly exceeds the intake top dead center, the pump loss increases. Since the period of the first idle is long to some extent, the effect of such an increase in pump loss on the deterioration of fuel consumption cannot be ignored.

そこで本実施の形態では、ファーストアイドルの開始から触媒の暖機完了までの第３期間における吸気バルブ５のバルブ作用角を、第１期間よりも小さく、且つ第２期間よりも大きい角度に設定するとともに、燃料の始動時増量を、機関温度に基づき設定される値よりも小さい値に設定する行程を備えるようにしている。こうした場合、燃焼室７内に吸入される吸気の流速を適度に高めて良好な燃焼を確保することができるようになる。また吸気バルブ５のバルブ作用角の縮小に伴うポンプロスの増大をある程度に抑え、燃費の悪化を抑制することができるようにもなる。   Therefore, in the present embodiment, the valve operating angle of the intake valve 5 in the third period from the start of the first idle to the completion of catalyst warm-up is set to an angle that is smaller than the first period and larger than the second period. At the same time, there is provided a step of setting the fuel increase amount at start-up to a value smaller than a value set based on the engine temperature. In such a case, it is possible to appropriately increase the flow rate of the intake air sucked into the combustion chamber 7 to ensure good combustion. Further, an increase in pump loss accompanying a reduction in the valve operating angle of the intake valve 5 can be suppressed to some extent, and deterioration of fuel consumption can be suppressed.

さらに本実施の形態では、こうした第３期間においても、点火時期の遅角制御を実施することで、排ガス温度を高めて触媒の暖機を促進するようにしている。また点火時期の遅角化によれば、燃料の燃焼時期が遅くなり、より多くの燃料を燃焼させることができるため、排気エミッションの更なる向上に寄与することができるようにもなる。   Further, in the present embodiment, even during the third period, the ignition timing is retarded to increase the exhaust gas temperature and promote the warm-up of the catalyst. Further, by retarding the ignition timing, the fuel combustion timing is delayed and more fuel can be burned, which can contribute to further improvement of exhaust emission.

一方、時刻ｔ３にファーストアイドルが終了すると、電子制御ユニット１５は、第２期間より開始された点火時期の大幅遅角と始動時増量の大幅削減とを終了する。また電子制御ユニット１５は、吸気バルブ５のバルブ作用角を大作用角に設定する。吸気バルブ作用角を大きくすると、吸排気バルブのバルブオーバーラップが大きくなって、燃焼室７内に大量の内部ＥＧＲが導入されるようになる。このときには、内燃機関の暖機もある程度に進行しており、燃焼室７内の温度が高まっている。そのため、内部ＥＧＲの大量導入を行っても、十分な燃焼性を担保することができるようになっている。そして内部ＥＧＲの大量導入によっては、排気エミッションの向上を図ることができる。なお、ここでの吸気バルブ５の大作用設定は、内燃機関の暖機が完了するまで継続されるようになっている。   On the other hand, when the first idle is finished at time t3, the electronic control unit 15 finishes the significant retard of the ignition timing started from the second period and the significant reduction in the starting amount. The electronic control unit 15 sets the valve operating angle of the intake valve 5 to a large operating angle. When the intake valve operating angle is increased, the valve overlap of the intake / exhaust valve is increased, and a large amount of internal EGR is introduced into the combustion chamber 7. At this time, the warm-up of the internal combustion engine has progressed to some extent, and the temperature in the combustion chamber 7 has increased. Therefore, even if a large amount of internal EGR is introduced, sufficient combustibility can be ensured. And exhaust emission can be improved by introducing a large amount of internal EGR. Here, the large action setting of the intake valve 5 is continued until the warm-up of the internal combustion engine is completed.

図４は、こうした本実施の形態における機関始動の開始から内燃機関の暖機の完了までの機関制御の流れを示している。こうした始動期間における機関制御は、電子制御ユニット１５により実施されるものとなっている。   FIG. 4 shows the flow of engine control from the start of engine start to the completion of warm-up of the internal combustion engine in this embodiment. The engine control during the starting period is performed by the electronic control unit 15.

さてイグニッションスイッチがオンとされて上記第１期間が開始されると、ステップＳ１００において、吸気バルブ５のバルブ作用角が中作用角に設定される。このときの吸気バルブ作用角の設定は、クランキングが解除されるまで継続される。   When the ignition switch is turned on and the first period starts, the valve operating angle of the intake valve 5 is set to the medium operating angle in step S100. The setting of the intake valve working angle at this time is continued until cranking is released.

クランキングが解除され、上記第２期間が開始されると（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２において、吸気バルブ５が小作用角に設定される。またステップＳ１０３において、点火時期の大幅遅角が実施され、更にステップＳ１０４において、燃料の始動時増量の大幅削減が実施される。そして、その状態がファーストアイドルの開始まで継続される。   When the cranking is released and the second period is started (S101: YES), the intake valve 5 is set to a small operating angle in step S102. In step S103, the ignition timing is significantly retarded, and in step S104, the fuel start-up increase is greatly reduced. This state is continued until the start of the first idle.

ファーストアイドルが開始されて、上記第３期間が開始されると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、ステップＳ１０６において、吸気バルブ５のバルブ作用角がやや小さい角度に設定される。このときの吸気バルブ作用角は、ステップＳ１００にて設定される第１期間の吸気バルブ作用角よりは小さく、ステップＳ１０２において設定される第２期間の吸気バルブ作用角よりは若干大きい角度とされる。この状態は、ファーストアイドルの終了まで継続される。   When the first idle is started and the third period is started (S105: YES), the valve operating angle of the intake valve 5 is set to a slightly smaller angle in step S106. The intake valve operating angle at this time is smaller than the intake valve operating angle in the first period set in step S100 and slightly larger than the intake valve operating angle in the second period set in step S102. . This state continues until the end of the first idle.

触媒の暖機が完了してファーストアイドルが終了すると（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、ステップＳ１０８において、吸気バルブ５が大作用角に設定される。また第２期間から継続された点火時期の大幅遅角がステップＳ１０９にて解除され、同じく第２期間から継続された燃料の始動時増量の大幅削減もステップＳ１１０にて解除される。ここでの吸気バルブ５の大作用角化は、内燃機関の暖機が完了するまで継続される。そして内燃機関の暖機が完了すると（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、始動時制御が終了して、通常の機関制御が開始される。   When the warm-up of the catalyst is completed and the first idle is completed (S108: YES), the intake valve 5 is set to a large operating angle in step S108. In addition, the significant retard of the ignition timing continued from the second period is canceled in step S109, and the significant reduction in the increase in fuel starting from the second period is also canceled in step S110. The large working angle of the intake valve 5 here is continued until the warm-up of the internal combustion engine is completed. When the warm-up of the internal combustion engine is completed (S111: YES), the start-up control is terminated and normal engine control is started.

なお、こうした本実施の形態では、電子制御ユニット１５が、上記作用角設定手段、点火時期遅角手段、及び始動時増量削減手段に相当する構成となっている。
以上の本実施の形態の内燃機関の制御装置によれば、以下のような効果を奏することができるようになる。 In this embodiment, the electronic control unit 15 has a configuration corresponding to the operating angle setting means, the ignition timing retarding means, and the start-time increase reducing means.
According to the control apparatus for an internal combustion engine of the present embodiment as described above, the following effects can be obtained.

（１）本実施の形態では、機関始動の開始からクランキング解除までの第１期間における吸気バルブ５のバルブ作用角を中作用角に設定するようにしている。そのため、始動性の向上とプレイグニッションの回避との両立を図ることができるようになる。   (1) In the present embodiment, the valve operating angle of the intake valve 5 in the first period from the start of engine start to the release of cranking is set to the medium operating angle. Therefore, it is possible to achieve both improvement in startability and avoidance of pre-ignition.

（２）本実施の形態では、クランキング解除からファーストアイドルの開始までの第２期間における吸気バルブ５のバルブ作用角を小作用角に設定するとともに、燃料の始動時増量を、機関温度に基づき設定される値よりも小さい値に設定するようにしている。第２期間の吸気バルブ５のバルブ作用角を小さくすれば、吸気バルブ５の開き時期が遅くなり、吸気バルブ開弁時の燃焼室内を負圧とすることができ、燃焼室７内に吸入される吸気の流速を高めることができるようになる。吸気の流速が高められれば、燃料の気化が促進され、燃料の壁面付着を少なくすることができ、燃料の始動時増量を削減可能となる。そして燃料供給の総量を減らせば、排ガスの有害成分の排出量を減らすことができるようになる。こうした場合、吸気の流速を高めることで、気化し難い重質燃料の使用時であれ、良好な燃焼性を確保可能となる。したがって本実施の形態では、揮発性の低い重質燃料の使用時にも燃焼の安定性を確保しながらも、機関始動時の排気エミッションの向上を図ることができるようになる。   (2) In the present embodiment, the valve operating angle of the intake valve 5 in the second period from the release of cranking to the start of fast idle is set to a small operating angle, and the increase in fuel at the time of starting is determined based on the engine temperature. A value smaller than the set value is set. If the valve operating angle of the intake valve 5 in the second period is reduced, the opening timing of the intake valve 5 is delayed, and the combustion chamber when the intake valve is opened can be set to a negative pressure and sucked into the combustion chamber 7. It becomes possible to increase the flow rate of the intake air. If the flow rate of the intake air is increased, the vaporization of the fuel is promoted, the adhesion of the fuel to the wall surface can be reduced, and the increase at the start of the fuel can be reduced. If the total amount of fuel supply is reduced, the emission of harmful components in the exhaust gas can be reduced. In such a case, by increasing the flow rate of the intake air, it is possible to ensure good combustibility even when using heavy fuel that is difficult to vaporize. Therefore, in the present embodiment, it is possible to improve the exhaust emission at the time of starting the engine while ensuring the stability of combustion even when the heavy fuel with low volatility is used.

（３）本実施の形態では、第２及び第３期間に点火時期の遅角制御を実施するようにしている。こうして第２及び第３期間に点火時期の遅角制御を実施すれば、排ガス温度を高めることが可能となり、触媒の暖機を促進することができるようになる。また点火時期の遅角化によれば、燃料の燃焼時期が遅くなり、より多くの燃料を燃焼させることができるため、排気エミッションの向上に貢献することができるようにもなる。   (3) In the present embodiment, ignition timing retardation control is performed in the second and third periods. If the ignition timing retardation control is performed in the second and third periods in this way, the exhaust gas temperature can be increased, and the warm-up of the catalyst can be promoted. Further, by retarding the ignition timing, the fuel combustion timing is delayed and more fuel can be combusted, which can contribute to the improvement of exhaust emission.

（４）本実施の形態では、触媒の暖機完了後の吸気バルブのバルブ作用角を第１期間よりも大きい作用角に設定するようにしている。ファーストアイドルの完了後、すなわち触媒の暖機完了後の期間には、シリンダ等の壁面温度も高くなり、揮発性の低い重質燃料でも、十分に気化させることができるようになる。そこでそうした時期には、吸気バルブ５のバルブ作用角を上記第１期間よりも更に大きくして、吸排気バルブのバルブオーバーラップ量を増大して内部ＥＧＲを増大させることで、排気エミッションの向上を図ることができるようになる。そのため、本実施の形態によれば、触媒の暖機完了後の排気エミッションについても、向上することが可能となる。   (4) In the present embodiment, the valve operating angle of the intake valve after the completion of catalyst warm-up is set to a larger operating angle than the first period. In the period after the completion of the first idle, that is, after the completion of the catalyst warm-up, the temperature of the wall surface of the cylinder and the like becomes high, and even a heavy fuel with low volatility can be sufficiently vaporized. Therefore, at such a time, the valve operating angle of the intake valve 5 is made larger than that in the first period, and the valve overlap amount of the intake and exhaust valves is increased to increase the internal EGR, thereby improving the exhaust emission. It becomes possible to plan. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to improve the exhaust emission after the catalyst warm-up is completed.

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、触媒の暖機完了後の吸気バルブ５のバルブ作用角を第１期間よりも大きい作用角に設定することで、内部ＥＧＲを増大して触媒暖機完了後の排気エミッションを向上するようにしていた。ただし、吸気バルブ５を大バルブ作用角に設定せずとも、触媒の暖機完了後の排気エミッションを十分に良好とすることができるのであれば、触媒の暖機完了後の吸気バルブ５のバルブ作用角の設定は、これに限らず適宜に変更しても良い。 In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the above embodiment, the exhaust valve emission after completion of catalyst warm-up is increased by increasing the internal EGR by setting the valve operation angle of the intake valve 5 after completion of catalyst warm-up to a larger work angle than the first period. Was trying to improve. However, if the exhaust emission after completion of warming up of the catalyst can be made sufficiently good without setting the intake valve 5 to the large valve operating angle, the valve of the intake valve 5 after completion of warming up of the catalyst is sufficient. The setting of the working angle is not limited to this, and may be changed as appropriate.

・上記実施の形態では、第２及び第３期間に点火時期の遅角制御を実施するようにしていた。もっとも、そうした遅角制御を実施せずとも、触媒の暖機を十分に行える場合などには、第２及び第３期間における点火時期の遅角制御の実施を省略するようにしても良い。   In the above embodiment, the ignition timing retardation control is performed in the second and third periods. However, if the catalyst can be sufficiently warmed up without performing such retard control, the execution of the retard control of the ignition timing in the second and third periods may be omitted.

・上記実施の形態では、第３期間における吸気バルブ５のバルブ作用角を第１期間よりも小さく、且つ第２期間よりも大きい角度に設定するとともに、燃料の始動時増量を、機関温度に基づき設定される値よりも小さい値に設定するようにしていた。こうした制御を実施せずとも、排気エミッションを十分に良好とすることができるのであれば、ファーストアイドル開始後の吸気バルブ５のバルブ作用角制御や燃料の始動時増量の実施態様は、これに限らず適宜に変更しても良い。   In the above-described embodiment, the valve operating angle of the intake valve 5 in the third period is set to an angle smaller than the first period and larger than the second period, and the fuel increase at start-up is based on the engine temperature. A value smaller than the set value was set. If the exhaust emission can be made sufficiently good without performing such control, the embodiment of the valve operating angle control of the intake valve 5 and the increase at the start of the fuel after the start of the first idle is not limited thereto. You may change suitably.

１…吸気通路、２…エアフローメーター、３…スロットルバルブ、４…インジェクター、５…吸気バルブ、６…作用角可変機構、７…燃焼室、８…点火プラグ、９…排気バルブ、１０…排気通路、１１…触媒コンバーター、１２…クランクシャフト、１３…始動用モーター、１４…ＮＥセンサー、１５…電子制御ユニット（作用角設定手段、点火時期遅角手段、始動時増量削減手段）。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Intake passage, 2 ... Air flow meter, 3 ... Throttle valve, 4 ... Injector, 5 ... Intake valve, 6 ... Working angle variable mechanism, 7 ... Combustion chamber, 8 ... Spark plug, 9 ... Exhaust valve, 10 ... Exhaust passage DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Catalytic converter, 12 ... Crankshaft, 13 ... Motor for starting, 14 ... NE sensor, 15 ... Electronic control unit (working angle setting means, ignition timing retarding means, starting increase reduction means).

Claims (10)

吸気バルブのバルブ作用角を可変とする作用角可変機構を備える内燃機関の制御を行う方法であって、
機関始動の開始からクランキング解除までの第１期間における前記吸気バルブのバルブ作用角を中作用角に設定する行程と、
クランキング解除からファーストアイドルの開始までの第２期間における前記吸気バルブのバルブ作用角を小作用角に設定するとともに、燃料の始動時増量を、機関温度に基づき設定される値よりも小さい値に設定する行程と、
を通じて機関始動時の内燃機関の制御を行う
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A method for controlling an internal combustion engine including a variable working angle mechanism that varies a valve working angle of an intake valve,
A step of setting the valve operating angle of the intake valve to a medium operating angle in a first period from the start of engine start to cranking cancellation;
The valve operating angle of the intake valve in the second period from the release of cranking to the start of fast idle is set to a small operating angle, and the increase in fuel start-up is set to a value smaller than the value set based on the engine temperature. The process to set,
An internal combustion engine control device that controls the internal combustion engine at the time of starting the engine through. 前記第２期間に、点火時期の遅角制御を実施する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein retarding control of ignition timing is performed in the second period. 前記ファーストアイドルの開始から触媒の暖機完了までの第３期間における前記吸気バルブのバルブ作用角を前記第１期間よりも小さく、且つ前記第２期間よりも大きい角度に設定するとともに、燃料の始動時増量を、機関温度に基づき設定される値よりも小さい値に設定する行程を備える
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。 The valve operating angle of the intake valve in the third period from the start of the first idle to the completion of warming-up of the catalyst is set to an angle smaller than the first period and larger than the second period, and fuel is started The control device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a step of setting the time increase amount to a value smaller than a value set based on the engine temperature. 前記第３期間に、点火時期の遅角制御を実施する
請求項３に記載の内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, wherein retarding control of ignition timing is performed in the third period. 前記触媒の暖機完了後の前記吸気バルブのバルブ作用角を前記第１期間よりも大きい作用角に設定する行程を更に備える
請求項３又は４に記載の内燃機関の制御方法。 The method for controlling an internal combustion engine according to claim 3, further comprising a step of setting a valve operating angle of the intake valve after completion of warming-up of the catalyst to an operating angle larger than the first period. 吸気バルブのバルブ作用角を可変とする作用角可変機構を備える内燃機関の制御装置において、
機関始動の開始からクランキング解除までの第１期間における前記吸気バルブのバルブ作用角を中作用角に設定するとともに、クランキング解除からファーストアイドルの開始までの第２期間における前記吸気バルブのバルブ作用角を小作用角に設定する作用角設定手段と、
前記第２期間に、燃料の始動時増量を、機関温度に基づき設定される値よりも小さい値に設定する始動時増量削減手段と、
を備える内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine provided with a variable operating angle mechanism that varies a valve operating angle of an intake valve,
The valve operating angle of the intake valve in the first period from the start of engine startup to the release of cranking is set to a medium operating angle, and the valve action of the intake valve in the second period from the release of cranking to the start of fast idle. Working angle setting means for setting the angle to a small working angle;
Start-up increase reduction means for setting the start-up increase of the fuel to a value smaller than a value set based on the engine temperature in the second period;
A control device for an internal combustion engine. 前記第２期間に、点火時期の遅角制御を実施する点火時期遅角手段を備える
請求項６に記載の内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, further comprising ignition timing retarding means that performs ignition timing retarding control in the second period. 前記作用角設定手段は、前記ファーストアイドルの開始から触媒の暖機完了までの第３期間における前記吸気バルブのバルブ作用角を前記第１期間よりも小さく、且つ前記第２期間よりも大きい角度に設定し、
前記始動時増量削減手段は、前記第３期間の燃料の始動時増量を、機関温度に基づき設定される値よりも小さい値に設定する
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の内燃機関の制御装置。 The operating angle setting means sets the valve operating angle of the intake valve in a third period from the start of the first idle to the completion of catalyst warm-up to an angle smaller than the first period and larger than the second period. Set,
8. The internal combustion engine according to claim 6, wherein the start-up increase reduction means sets the start-up increase of the fuel in the third period to a value smaller than a value set based on the engine temperature. Control device. 前記第３期間に、点火時期の遅角制御を実施する点火時期遅角手段を備える
請求項８に記載の内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 8, further comprising ignition timing retarding means that performs ignition timing retarding control in the third period. 前記作用角設定手段は、前記触媒の暖機完了後の吸気バルブのバルブ作用角を前記第１期間よりも大きい作用角に設定する
請求項８又は９に記載の内燃機関の制御装置。 10. The control device for an internal combustion engine according to claim 8, wherein the operating angle setting means sets the valve operating angle of the intake valve after completion of warming-up of the catalyst to an operating angle larger than the first period.
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