JP5029288B2

JP5029288B2 - Exhaust purification catalyst warm-up control device and warm-up control method

Info

Publication number: JP5029288B2
Application number: JP2007280171A
Authority: JP
Inventors: 博文土田; 康治平谷; 大輔田中; 俊介重元
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2027-10-29
Also published as: JP2009108720A

Description

この発明は、エンジンから排出される排ガスを浄化する排気浄化触媒の暖機を制御する装置及び方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for controlling warm-up of an exhaust purification catalyst that purifies exhaust gas discharged from an engine.

エンジンから排出される排ガスを浄化する排気浄化触媒は、所定の温度に達して排気浄化性能を発揮するようになるので、早期に暖機することが重要である。たとえば特許文献１には、エンジンの冷機時に圧縮比を低下させることによって熱効率を低下させて暖機効果を向上させる圧縮比可変エンジンが開示されている。
特開昭６０−２３０５２５号公報 Since an exhaust purification catalyst that purifies exhaust gas discharged from an engine reaches a predetermined temperature and exhibits exhaust purification performance, it is important to warm up early. For example, Patent Document 1 discloses a variable compression ratio engine that improves the warm-up effect by reducing the thermal efficiency by lowering the compression ratio when the engine is cold.
JP-A-60-230525

ところでエンジンの冷機時に排気浄化触媒を急速に活性させるには、上述のような暖機効果に加えて、燃料噴射時期及び点火時期をリタード(遅角)するとよい。このようにすれば排ガス温度が上昇するからである。 Incidentally, in order to rapidly activate the exhaust purification catalyst when the engine is cold, it is preferable to retard (retard) the fuel injection timing and the ignition timing in addition to the warm-up effect as described above. This is because the exhaust gas temperature rises in this way.

しかしながら単に燃料噴射時期及び点火時期をリタード(遅角)しては、燃料がピストン冠面などに付着してしまうおそれがある。燃料がピストン冠面などに付着しては排気空燃比の乱れによって排ガス浄化性能が悪化したり、未燃の排ガスが排出されるおそれがある。 However, simply retarding the fuel injection timing and ignition timing may cause fuel to adhere to the piston crown and the like. If the fuel adheres to the piston crown or the like, the exhaust gas purification performance may deteriorate due to the disturbance of the exhaust air-fuel ratio, or unburned exhaust gas may be discharged.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、燃料がピストン冠面などに付着することなく、排気浄化触媒を早期に活性化(暖機)することができる排気浄化触媒の暖機制御装置及び暖機制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and the exhaust that can activate (warm up) the exhaust purification catalyst early without the fuel adhering to the piston crown or the like. It is an object of the present invention to provide a warm-up control device and a warm-up control method for a purification catalyst.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、エンジン(１０)から排出される排ガスを浄化する排気浄化触媒(１００)の暖機を制御する装置であって、ピストン(３２)が上死点位置にあるときのピストン冠面からシリンダ天井面までの距離を変更可能な距離変更手段(１１〜１３)と、前記排気浄化触媒(１００)の暖機が必要であるか否かを判定する判定手段(ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３)と、触媒(１００)の暖機が必要であるときには、触媒(１００)の暖機完了後に比べて、ピストンが上死点位置にあるときのピストン冠面からシリンダ天井面までの距離を拡大した一定状態で維持し(ステップＳ１１，Ｓ２１，Ｓ３１)、燃料噴射弁(４１)の燃料噴射時期を膨張行程前半に設定し暖機が進むにつれて圧縮行程後半まで進角させ(ステップＳ１２，Ｓ２２，Ｓ３２)、点火プラグ(４２)の点火時期を燃料噴射開始後の膨張行程に設定する(ステップＳ１３，Ｓ２３，Ｓ３３)エンジン制御手段(７０)と、を有することを特徴とする。 The present invention is an apparatus for controlling the warm-up of an exhaust purification catalyst (100) for purifying exhaust gas discharged from an engine (10), from the piston crown surface when the piston (32) is at the top dead center position. Distance changing means (11-13) capable of changing the distance to the cylinder ceiling surface and determining means for determining whether or not the exhaust purification catalyst (100) needs to be warmed up (steps S1, S2, S3) When the warming-up of the catalyst (100) is necessary, the distance from the piston crown surface to the cylinder ceiling surface when the piston is at the top dead center position is increased compared to after the warming-up of the catalyst (100) is completed . maintained at a constant state (step S11, S21, S31), the fuel injection timing of the fuel injection valve (41) was advanced to the latter half of the compression stroke as set Rise Zhang stroke early warm-up proceeds (step S12, S22, S32), ignition of spark plug (42) Period to set the expansion stroke after the start of fuel injection (step S13, S23, S33) an engine control unit (70), characterized by having a.

本発明によれば、触媒の暖機が完了するまでは、燃料を圧縮行程後半から膨張行程前半で噴射し、燃料噴射開始後の膨張行程で点火するようにしたので、熱効率が低下し排ガス温度が上昇するので、触媒を早期活性化できる。そしてそれに併せて、ピストンが上死点位置にあるときのピストン冠面からシリンダ天井面までの距離を、触媒の暖機完了後に比べて拡大するようにした。これによっても熱効率が低下し、さらに排ガス温度が上昇することとなる。排ガス温度が上昇すればシリンダ内の温度も高くなるので、燃料が気化しやすくなりシリンダ内壁へ燃料が付着しにくくなる。またピストン位置が下がり燃料噴射弁からの距離が離れる。したがってこの点からも噴霧された燃料がピストン冠面に付着しにくくなるのである。 According to the present invention, until the catalyst warm-up is completed, the fuel is injected from the latter half of the compression stroke to the first half of the expansion stroke, and ignited in the expansion stroke after the start of fuel injection. As a result, the catalyst can be activated early. In addition, the distance from the piston crown surface to the cylinder ceiling surface when the piston is at the top dead center position is increased compared to after the catalyst warm-up is completed. This also reduces the thermal efficiency and further increases the exhaust gas temperature. If the exhaust gas temperature rises, the temperature in the cylinder also rises, so that the fuel is easily vaporized and the fuel is difficult to adhere to the cylinder inner wall. Also, the piston position is lowered and the distance from the fuel injection valve is increased. Therefore, from this point, the sprayed fuel is difficult to adhere to the piston crown surface.

以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による排気浄化触媒の暖機制御を適用可能な可変圧縮比エンジンの一例を示す図である。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a variable compression ratio engine to which warm-up control of an exhaust purification catalyst according to the present invention can be applied.

本件発明者らは、従来より、図１に示すようなピストンとクランクシャフトとを２つのリンクで連結する複リンク機構による可変圧縮比エンジン(以下「複リンク式可変圧縮比エンジン」という)について鋭意研究を重ねている。通常のエンジン(以下「ノーマルエンジン」という)は、ピストンとクランクシャフトとを１つのリンク(コンロッド)で連結し、機械的圧縮比が不変でありピストンの上死点位置は一定である。しかしながら、本件発明者らが研究する複リンク式可変圧縮比エンジンでは、ピストンの上死点位置を変更でき、ピストン上死点位置を下げればピストン冠面からシリンダ天井面までの距離を拡大でき、ピストン上死点位置を上げればピストン冠面からシリンダ天井面までの距離を縮小できるという特性がある。 The inventors of the present invention have been diligently involved in a variable compression ratio engine (hereinafter referred to as a “multi-link variable compression ratio engine”) using a multi-link mechanism in which a piston and a crankshaft are connected by two links as shown in FIG. Research is repeated. In a normal engine (hereinafter referred to as a “normal engine”), a piston and a crankshaft are connected by a single link (connecting rod), the mechanical compression ratio is unchanged, and the top dead center position of the piston is constant. However, in the multi-link variable compression ratio engine studied by the present inventors, the top dead center position of the piston can be changed, and if the piston top dead center position is lowered, the distance from the piston crown surface to the cylinder ceiling surface can be increased, If the piston top dead center position is raised, the distance from the piston crown surface to the cylinder ceiling surface can be reduced.

ところで排ガス浄化触媒１００を早期暖機するには、燃料を圧縮行程後半から膨張行程前半で噴射し、点火を燃料噴射開始後の膨張行程で行うとよい。このようにすれば熱効率が低下する。すると排ガス温度が上昇する。したがって排ガス浄化触媒は暖機しやすくなる。 By the way, in order to warm up the exhaust gas purification catalyst 100 early, it is preferable to inject fuel from the latter half of the compression stroke to the first half of the expansion stroke, and to perform ignition in the expansion stroke after the start of fuel injection. If it does in this way, thermal efficiency will fall. Then, the exhaust gas temperature rises. Therefore, the exhaust gas purification catalyst is easily warmed up.

しかし、圧縮行程後半から膨張行程前半では、ピストンが上死点付近に近づいているので、燃料が圧縮行程後半から膨張行程前半で噴射されると、その燃料がピストン冠面に付着しやすくなる。 However, since the piston approaches the top dead center from the second half of the compression stroke to the first half of the expansion stroke, if the fuel is injected from the second half of the compression stroke to the first half of the expansion stroke, the fuel tends to adhere to the piston crown surface.

そこで本件発明者らは、上述した複リンク式可変圧縮比エンジンの特性を利用して、ピストン上死点位置を下げて、ピストン冠面からシリンダ天井面までの距離を拡大することで燃料がピストン冠面に付着しにくくなることに着目した。また上述した複リンク式可変圧縮比エンジンでは、ピストン上死点位置を下げることで圧縮比が低くなる。この点でも熱効率は低下する。すると排ガス温度は一層上昇する。したがって排ガス浄化触媒はさらに暖機しやすくなるのである。 Therefore, the present inventors use the characteristics of the above-described multi-link variable compression ratio engine to lower the piston top dead center position and increase the distance from the piston crown surface to the cylinder ceiling surface so that the fuel can be We paid attention to the fact that it hardly adheres to the crown surface. In the multi-link variable compression ratio engine described above, the compression ratio is lowered by lowering the piston top dead center position. Also in this respect, the thermal efficiency is lowered. Then, the exhaust gas temperature further rises. Therefore, the exhaust gas purification catalyst is further easily warmed up.

本発明は、このような発明者らの知見に基づいてなされたものである。 The present invention has been made based on such knowledge of the inventors.

まず最初に複リンク式可変圧縮比エンジンについて説明する。図１は、複リンク式可変圧縮比エンジンを示す図である。 First, a multi-link variable compression ratio engine will be described. FIG. 1 is a diagram showing a multi-link variable compression ratio engine.

複リンク式可変圧縮比エンジン１０は、ピストン３２とクランクシャフト３３とを２つのリンク(アッパリンク(第１リンク)１１、ロアリンク(第２リンク)１２)で連結するとともに、コントロールリンク(第３リンク)１３でロアリンク１２を制御して機関圧縮比を変更する。 The multi-link variable compression ratio engine 10 connects the piston 32 and the crankshaft 33 with two links (an upper link (first link) 11 and a lower link (second link) 12) and a control link (third The link) 13 controls the lower link 12 to change the engine compression ratio.

アッパリンク１１は、上端をピストンピン２１を介してピストン３２に連結し、下端を連結ピン２２を介してロアリンク１２の一端に連結する。ピストン３２は、燃焼圧力を受け、シリンダブロック３１のシリンダ３１ａ内を往復動する。 The upper link 11 has an upper end connected to the piston 32 via the piston pin 21 and a lower end connected to one end of the lower link 12 via the connection pin 22. The piston 32 receives the combustion pressure and reciprocates in the cylinder 31 a of the cylinder block 31.

ロアリンク１２は、一端を連結ピン２２を介してアッパリンク１１に連結し、他端を連結ピン２３を介してコントロールリンク１３に連結する。また、ロアリンク１２は、ほぼ中央の連結孔に、クランクシャフト３３のクランクピン３３ｂを挿入し、クランクピン３３ｂを中心軸として回転する。ロアリンク１２は左右の２部材に分割可能に構成される。クランクシャフト３３は、複数のジャーナル３３ａとクランクピン３３ｂとを備える。ジャーナル３３ａは、シリンダブロック３１及びラダーフレーム３４によって回転自在に支持される。クランクピン３３ｂは、ジャーナル３３ａから所定量偏心しており、ここにロアリンク１２が回転自在に連結する。 One end of the lower link 12 is connected to the upper link 11 via a connecting pin 22, and the other end is connected to the control link 13 via a connecting pin 23. Further, the lower link 12 is inserted into the substantially central connecting hole with the crankpin 33b of the crankshaft 33, and rotates around the crankpin 33b. The lower link 12 is configured to be split into two left and right members. The crankshaft 33 includes a plurality of journals 33a and a crankpin 33b. The journal 33 a is rotatably supported by the cylinder block 31 and the ladder frame 34. The crank pin 33b is eccentric by a predetermined amount from the journal 33a, and the lower link 12 is rotatably connected thereto.

コントロールリンク１３は、先端に連結ピン２３を挿入し、ロアリンク１２に回動可能に連結する。またコントロールリンク１３は、他端を連結ピン２４を介してコントロールシャフト２５に連結する。コントロールリンク１３は、この連結ピン２４を中心として揺動する。またコントロールシャフト２５にはギヤが形成されており、そのギヤがアクチュエータ５１の回転軸５２に設けられたピニオン５３に噛合する。アクチュエータ５１によってコントロールシャフト２５が回転させられ、連結ピン２４が移動する。 The control link 13 has a connecting pin 23 inserted at the tip thereof and is connected to the lower link 12 so as to be rotatable. The other end of the control link 13 is connected to the control shaft 25 via a connecting pin 24. The control link 13 swings around the connecting pin 24. A gear is formed on the control shaft 25, and the gear meshes with a pinion 53 provided on the rotating shaft 52 of the actuator 51. The control shaft 25 is rotated by the actuator 51, and the connecting pin 24 moves.

コントローラ７０はアクチュエータ５１を制御してコントロールシャフト２５を回転させて圧縮比を変更する。またコントローラ７０は燃料噴射弁４１の燃料噴射を制御する。さらにコントローラ７０はシリンダヘッドに設けられた点火プラグ４２の点火時期を制御する。コントローラ７０は中央演算装置(ＣＰＵ)、読み出し専用メモリ(ＲＯＭ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)及び入出力インタフェース(Ｉ／Ｏインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ７０を複数のマイクロコンピュータで構成してもよい。 The controller 70 controls the actuator 51 to rotate the control shaft 25 to change the compression ratio. The controller 70 controls the fuel injection of the fuel injection valve 41. Further, the controller 70 controls the ignition timing of the ignition plug 42 provided in the cylinder head. The controller 70 includes a microcomputer having a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface). The controller 70 may be composed of a plurality of microcomputers.

なお本実施形態の複リンク式可変圧縮比エンジン１０では、燃料噴射弁４１は燃焼室側方に配置される。 In the multi-link variable compression ratio engine 10 of the present embodiment, the fuel injection valve 41 is arranged on the side of the combustion chamber.

排気浄化触媒１００は、排気通路の下流に配置されている。排気浄化触媒１００は、暖機されて触媒成分が活性化されるとエンジン１０から排出される排ガスを浄化可能になる。 The exhaust purification catalyst 100 is disposed downstream of the exhaust passage. The exhaust purification catalyst 100 can purify exhaust gas discharged from the engine 10 when the catalyst component is activated by being warmed up.

図２は、複リンク式可変圧縮比エンジンによる圧縮比変更方法を説明する図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining a compression ratio changing method by a multi-link variable compression ratio engine.

複リンク式可変圧縮比エンジンは、コントロールシャフト２５を回転して連結ピン２４の位置を変更することで、機械圧縮比を変更できる。例えば図２(Ａ)、図２(Ｃ)に示すように連結ピン２４を位置Ａにすれば、上死点位置(ＴＤＣ)が高くなり高圧縮比になる。 The multi-link variable compression ratio engine can change the mechanical compression ratio by rotating the control shaft 25 and changing the position of the connecting pin 24. For example, as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (C), when the connecting pin 24 is set to the position A, the top dead center position (TDC) is increased and a high compression ratio is obtained.

そして図２(Ｂ)、図２(Ｃ)に示すように、連結ピン２４を位置Ｂにすれば、コントロールリンク１３が上方へ押し上げられ、連結ピン２３の位置が上がる。これによりロアリンク１２はクランクピン３３ｂを中心として反時計方向に回転し、連結ピン２２が下がり、ピストン上死点(ＴＤＣ)におけるピストン３２の位置が下降する。したがって圧縮比が低圧縮比になる。 As shown in FIGS. 2B and 2C, when the connecting pin 24 is set to the position B, the control link 13 is pushed upward and the position of the connecting pin 23 is raised. As a result, the lower link 12 rotates counterclockwise around the crank pin 33b, the connecting pin 22 is lowered, and the position of the piston 32 at the piston top dead center (TDC) is lowered. Therefore, the compression ratio becomes a low compression ratio.

また複リンク式可変圧縮比エンジンは、圧縮比が一定である通常のエンジン(ノーマルエンジン)に比べて、ピストンが上死点付近に滞在する期間が長いという特性がある。そしてこの特性によって、複リンク式可変圧縮比エンジンは、通常のエンジンよりも高圧縮比にしてもノッキングを生じにくくなり、また超希薄燃焼であっても比較的大きな燃焼エネルギを得ることができ、燃焼性が安定する。 Further, the multi-link variable compression ratio engine has a characteristic that the period during which the piston stays near the top dead center is longer than that of a normal engine (normal engine) having a constant compression ratio. Due to this characteristic, the multi-link variable compression ratio engine is less likely to cause knocking even at a higher compression ratio than a normal engine, and relatively large combustion energy can be obtained even with ultra lean combustion. Combustibility is stabilized.

この点を図３を参照して説明する。図３は、複リンク式可変圧縮比エンジンのピストン挙動を示す図であり、図３(Ａ)は図３(Ｂ)の点線部の拡大図である。図３には、ノーマルエンジンと同じ圧縮比にした複リンク式可変圧縮比エンジンのピストン挙動が細実線で示されている。 This point will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a view showing the piston behavior of the multi-link variable compression ratio engine, and FIG. 3 (A) is an enlarged view of a dotted line part of FIG. 3 (B). In FIG. 3, the piston behavior of the multi-link variable compression ratio engine having the same compression ratio as that of the normal engine is shown by a thin solid line.

ピストン３２が上死点から所定の距離内にあるときを、ピストン上死点付近滞在期間と定義すると、図３から明らかなように複リンク式可変圧縮比エンジンは、同じ圧縮比であるノーマルエンジンに比べて、ピストン上死点付近滞在期間が長い。 When the piston 32 is within a predetermined distance from the top dead center is defined as a stay period near the piston top dead center, as is apparent from FIG. 3, the multi-link variable compression ratio engine is a normal engine having the same compression ratio. Compared with, the stay period near the top dead center of the piston is longer.

また複リンク式可変圧縮比エンジンにおいて、高圧縮比でのピストン上死点付近滞在期間Ｌ1は、低圧縮比でのピストン上死点付近滞在期間Ｌ2よりも長い。すなわち図３(Ｂ)において、Ｌ1＞Ｌ2である。 In the multi-link variable compression ratio engine, the stay period L1 near the piston top dead center at the high compression ratio is longer than the stay period L2 near the piston top dead center at the low compression ratio. That is, in FIG. 3B, L1> L2.

このように複リンク式可変圧縮比エンジンは、ノーマルエンジンに比べてピストン上死点付近滞在期間が長い。さらに圧縮比が高い方がピストン上死点付近滞在期間が長い。ピストン３２が上死点付近に長く滞在するということは、燃焼中に高圧縮状態が長く維持されるということである。高圧縮状態が長く維持されると、ノッキングを生じにくくなり、超希薄燃焼であっても比較的大きな燃焼エネルギを得ることができるので燃焼性が安定する。 Thus, the multi-link variable compression ratio engine has a longer stay period near the top dead center of the piston than the normal engine. The higher the compression ratio, the longer the stay period near the top dead center of the piston. The fact that the piston 32 stays in the vicinity of the top dead center means that the high compression state is maintained for a long time during combustion. If the high compression state is maintained for a long time, knocking is less likely to occur, and a relatively large combustion energy can be obtained even with ultra lean combustion, so that the combustibility is stabilized.

そして複リンク式可変圧縮比エンジンにおいては、上死点から下死点までのピストンストローク量が同一のノーマルエンジンに比べて、ピストンの往復運動が単振動運動に近い特性となるように、各リンクや各支点のアライメントを設定されている。具体的には、ノーマルエンジンのピストン−クランク機構に比べて、上死点前から上死点にかけては、ピストン３２を引き下げる方向にロアリンク１２がコントロールリンク１３の揺動によってクランクピン３３ｂを中心に揺動し、上死点から上死点後にかけては、ピストン３２を引き上げる方向にロアリンク１２がコントロールリンク１３の揺動によってクランクピン３３ｂを中心に揺動し、下死点前から下死点にかけては、ピストン３２を引き下げる方向にロアリンク１２がコントロールリンク１３の揺動によってクランクピン３３ｂを中心に揺動し、下死点から下死点後にかけては、ピストン３２を引き上げる方向にロアリンク１２がコントロールリンク１３の揺動によってクランクピン３３ｂを中心に揺動するように設定したのである。 In a multi-link variable compression ratio engine, each link is designed so that the reciprocating motion of the piston is close to a single vibration motion compared to a normal engine with the same piston stroke from top dead center to bottom dead center. And the alignment of each fulcrum is set. Specifically, as compared with the piston-crank mechanism of the normal engine, the lower link 12 is centered on the crank pin 33b by the swing of the control link 13 in the direction of lowering the piston 32 from before the top dead center to the top dead center. The lower link 12 swings around the crank pin 33b by the swing of the control link 13 in the direction of pulling up the piston 32 from the top dead center to the bottom dead center. The lower link 12 swings about the crank pin 33b by the swing of the control link 13 in the direction of pulling down the piston 32, and the lower link 12 in the direction of pulling up the piston 32 from the bottom dead center to the bottom dead center. Is set to swing around the crankpin 33b by the swing of the control link 13. .

このようにすることで、上死点前後におけるピストンストローク特性と、下死点前後におけるピストンストローク特性と、がほぼ同じ単振動特性になっているのである。すなわち、特性図において上死点前後におけるピストンストローク特性を上下ひっくり返すと、下死点前後におけるピストンストローク特性にほぼ重なる。これに対して、ノーマルエンジンでは、上死点前後におけるピストンストローク特性のほうが下死点前後におけるピストンストローク特性よりも鋭角になっている。これをピストンストローク特性で見ると、上死点前後では、複リンク式可変圧縮比エンジンのほうがノーマルエンジンよりも広がっている。また下死点前後では、複リンク式可変圧縮比エンジンのほうがノーマルエンジンよりも狭まっている。言い換えると、上死点から下死点までのピストンストローク量が同一の複リンク式可変圧縮比エンジンとノーマルエンジンとを比較すると、所定クランク角度変化に対するピストン移動量は、ピストン３２が上死点前後にあるときは複リンク式可変圧縮比エンジンのほうがノーマルエンジンよりも小さい。またピストン３２が下死点前後にあるときは複リンク式可変圧縮比エンジンのほうがノーマルエンジンよりも大きいのである。これをピストンストローク速度で表現すると、ピストン３２が上死点前後にあるときは複リンク式可変圧縮比エンジンのほうがノーマルエンジンよりも遅い。またピストン３２が下死点前後にあるときは複リンク式可変圧縮比エンジンのほうがノーマルエンジンよりも速いのである。 By doing so, the piston stroke characteristic before and after the top dead center and the piston stroke characteristic before and after the bottom dead center are substantially the same single vibration characteristic. That is, if the piston stroke characteristic before and after top dead center is turned upside down in the characteristic diagram, it substantially overlaps with the piston stroke characteristic before and after bottom dead center. On the other hand, in the normal engine, the piston stroke characteristic before and after the top dead center is sharper than the piston stroke characteristic before and after the bottom dead center. Looking at this in terms of piston stroke characteristics, the multi-link variable compression ratio engine is wider than the normal engine before and after top dead center. Around the bottom dead center, the multi-link variable compression ratio engine is narrower than the normal engine. In other words, comparing a multi-link variable compression ratio engine and a normal engine with the same piston stroke amount from top dead center to bottom dead center, the piston movement amount for a predetermined crank angle change is that piston 32 is around top dead center. When the engine is in the multi-link variable compression ratio engine, it is smaller than the normal engine. Further, when the piston 32 is around the bottom dead center, the multi-link variable compression ratio engine is larger than the normal engine. Expressing this in terms of piston stroke speed, the multi-link variable compression ratio engine is slower than the normal engine when the piston 32 is around top dead center. Also, when the piston 32 is around the bottom dead center, the multi-link variable compression ratio engine is faster than the normal engine.

このように、複リンク式可変圧縮比エンジンのピストン−クランク機構は、上死点から下死点までのピストンストローク量がピストン−クランク機構における上死点から下死点までのピストンストローク量と同一のノーマルエンジンのピストン−クランク機構に比べて、ピストンの往復運動が単振動運動に近い特性となるよう、上死点と下死点におけるピストンストローク特性が略対称で、ノーマルエンジンのピストン−クランク機構に比べてピストン下死点前後のピストンストローク速度が大きく、かつピストン上死点前後のピストンストローク速度が小さくなるように、上死点前から上死点にかけて、及び下死点前から下死点にかけてはノーマルエンジンのピストン−クランク機構に比べてピストン３２を引き下げる方向にロアリンク１２がコントロールリンク１３の揺動によってクランクピン回りに揺動し、上死点から上死点後にかけて、及び下死点から下死点後にかけてはノーマルエンジンのピストン−クランク機構に比べてピストンを引き上げる方向にロアリンク１２がコントロールリンク１３の揺動によってクランクピン回りに揺動するように、各リンクや各支点のアライメントが設定されている。 Thus, in the piston-crank mechanism of the multi-link variable compression ratio engine, the piston stroke amount from the top dead center to the bottom dead center is the same as the piston stroke amount from the top dead center to the bottom dead center in the piston-crank mechanism. Compared with the piston-crank mechanism of the normal engine, the piston stroke characteristics at the top dead center and the bottom dead center are substantially symmetrical so that the reciprocating motion of the piston is similar to the single vibration motion, and the piston-crank mechanism of the normal engine Compared to, the piston stroke speed before and after the bottom dead center of the piston is large, and the piston stroke speed before and after the top dead center of the piston is small, from the top dead center to the top dead center, and from the bottom dead center to the bottom dead center. Lower link 1 in the direction to lower the piston 32 compared to the piston-crank mechanism of the normal engine Swings around the crankpin by the swing of the control link 13 and lifts the piston from the top dead center to the top dead center and from the bottom dead center to the bottom dead center compared to the piston-crank mechanism of the normal engine. The alignment of each link and each fulcrum is set so that the lower link 12 swings around the crankpin by the swing of the control link 13 in the direction.

図４は、本発明による制御ロジックのフローチャートである。なおコントローラはこの処理を微少時間(たとえば１０ミリ秒又は１クランク回転)サイクルで繰り返し実行する。 FIG. 4 is a flowchart of the control logic according to the present invention. The controller repeatedly executes this process in a minute time (for example, 10 milliseconds or one crank rotation) cycle.

ステップＳ１においてコントローラ７０は、冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔｗ１よりも低いか否かを判定する。なお本願は触媒の温度に応じてエンジン制御するが、触媒温度は冷却水温度とほぼ一定の関係を有するので、触媒温度を直接測定することなく冷却水温度に基づいて触媒温度状態を推定する。冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔｗ１よりも低ければステップＳ１１へ処理を移行し、そうでなければステップＳ２へ処理を移行する。 In step S1, the controller 70 determines whether or not the coolant temperature Tw is lower than the first reference temperature Tw1. In this application, the engine is controlled according to the temperature of the catalyst. However, since the catalyst temperature has a substantially constant relationship with the cooling water temperature, the catalyst temperature state is estimated based on the cooling water temperature without directly measuring the catalyst temperature. If the cooling water temperature Tw is lower than the first reference temperature Tw1, the process proceeds to step S11, and if not, the process proceeds to step S2.

ステップＳ１１においてコントローラ７０は、機械圧縮比εとして圧縮比ε１を設定する。この圧縮比ε１は、触媒の暖機完了後に設定する圧縮比ε２よりも低い圧縮比である。上述のように、本実施形態で使用する複リンク式可変圧縮比エンジンでは、圧縮比が低いほどピストン３２の上死点位置が低くなる。したがって圧縮比ε２よりも低い圧縮比ε１を設定することで、触媒の暖機完了後よりもピストン３２の上死点位置が低くなり、シリンダ天井から離れる。 In step S11, the controller 70 sets the compression ratio ε1 as the mechanical compression ratio ε. This compression ratio ε1 is a compression ratio lower than the compression ratio ε2 set after completion of warming up of the catalyst. As described above, in the multilink variable compression ratio engine used in the present embodiment, the lower the compression ratio, the lower the top dead center position of the piston 32. Therefore, by setting the compression ratio ε1 lower than the compression ratio ε2, the top dead center position of the piston 32 becomes lower than after the catalyst warm-up is completed, and the piston 32 moves away from the cylinder ceiling.

ステップＳ１２においてコントローラ７０は、燃料噴射時期ＩＴとして噴射時期ＩＴ１を設定する。この噴射時期ＩＴ１は、圧縮行程後半から膨張行程前半に設定される。噴射時期ＩＴ１は、触媒の暖機完了後に設定する噴射時期ＩＴ４よりも遅角側の噴射時期であり、特に本実施形態では、圧縮上死点ＴＤＣよりもさらに遅角した時期に設定する。 In step S12, the controller 70 sets the injection timing IT1 as the fuel injection timing IT. The injection timing IT1 is set from the latter half of the compression stroke to the first half of the expansion stroke. The injection timing IT1 is an injection timing that is retarded from the injection timing IT4 that is set after the completion of the catalyst warm-up. In particular, in the present embodiment, the injection timing IT1 is set to a timing that is further delayed from the compression top dead center TDC.

ステップＳ１３においてコントローラ７０は、点火時期ＳＡとして点火時期ＳＡ１を設定する。この点火時期ＳＡは、当然のことながら燃料噴射開始後に設定される。点火時期ＳＡ１は、触媒の暖機完了後に設定する点火時期ＳＡ４よりも遅角側の点火時期であり、特に本実施形態では、圧縮上死点ＴＤＣよりもさらに遅角した時期に設定する。 In step S13, the controller 70 sets the ignition timing SA1 as the ignition timing SA. As a matter of course, this ignition timing SA is set after the start of fuel injection. The ignition timing SA1 is an ignition timing that is retarded from the ignition timing SA4 that is set after the completion of the catalyst warm-up. In particular, in this embodiment, the ignition timing SA1 is set to a timing that is further retarded than the compression top dead center TDC.

ステップＳ２においてコントローラ７０は、冷却水温度Ｔｗが第２基準温度Ｔｗ２よりも低いか否かを判定する。冷却水温度Ｔｗが第２基準温度Ｔｗ２よりも低ければステップＳ２１へ処理を移行し、そうでなければステップＳ３へ処理を移行する。 In step S2, the controller 70 determines whether or not the coolant temperature Tw is lower than the second reference temperature Tw2. If the cooling water temperature Tw is lower than the second reference temperature Tw2, the process proceeds to step S21, and if not, the process proceeds to step S3.

ステップＳ２１においてコントローラ７０は、機械圧縮比εとして圧縮比ε１を設定する。 In step S21, the controller 70 sets the compression ratio ε1 as the mechanical compression ratio ε.

ステップＳ２２においてコントローラ７０は、燃料噴射時期ＩＴとして噴射時期ＩＴ２を設定する。この噴射時期ＩＴ２は、圧縮行程後半から膨張行程前半に設定される。噴射時期ＩＴ２は、噴射時期ＩＴ１よりも進角側の噴射時期であり、特に本実施形態では、ほぼ圧縮上死点ＴＤＣに設定する。 In step S22, the controller 70 sets the injection timing IT2 as the fuel injection timing IT. This injection timing IT2 is set from the latter half of the compression stroke to the first half of the expansion stroke. The injection timing IT2 is an injection timing on the more advanced side than the injection timing IT1, and in particular in the present embodiment, is set to substantially the compression top dead center TDC.

ステップＳ２３においてコントローラ７０は、点火時期ＳＡとして点火時期ＳＡ２を設定する。点火時期ＳＡ２は、点火時期ＳＡ１よりも進角側の噴射時期であり、特に本実施形態では、圧縮上死点ＴＤＣの後に設定する。 In step S23, the controller 70 sets the ignition timing SA2 as the ignition timing SA. The ignition timing SA2 is an injection timing that is more advanced than the ignition timing SA1, and in particular, in this embodiment, is set after the compression top dead center TDC.

ステップＳ３においてコントローラ７０は、触媒の暖機が完了したか否かを判定する。具体的には、冷却水温度Ｔｗが暖機基準温度Ｔｗ３よりも高いか否かを判定する。冷却水温度Ｔｗが暖機基準温度Ｔｗ３よりも高ければステップＳ４１へ処理を移行し、そうでなければステップＳ３１へ処理を移行する。 In step S3, the controller 70 determines whether or not the catalyst has been warmed up. Specifically, it is determined whether or not the coolant temperature Tw is higher than the warm-up reference temperature Tw3. If cooling water temperature Tw is higher than warm-up reference temperature Tw3, the process proceeds to step S41, and if not, the process proceeds to step S31.

ステップＳ３１においてコントローラ７０は、機械圧縮比εとして圧縮比ε１を設定する。 In step S31, the controller 70 sets the compression ratio ε1 as the mechanical compression ratio ε.

ステップＳ３２においてコントローラ７０は、燃料噴射時期ＩＴとして噴射時期ＩＴ３を設定する。この噴射時期ＩＴ３は、圧縮行程後半から膨張行程前半に設定される。噴射時期ＩＴ３は、噴射時期ＩＴ２よりも進角側の噴射時期であり、特に本実施形態では、圧縮上死点ＴＤＣよりも進角側に設定する。 In step S32, the controller 70 sets the injection timing IT3 as the fuel injection timing IT. This injection timing IT3 is set from the latter half of the compression stroke to the first half of the expansion stroke. The injection timing IT3 is an injection timing that is more advanced than the injection timing IT2. In particular, in the present embodiment, the injection timing IT3 is set to be more advanced than the compression top dead center TDC.

ステップＳ３３においてコントローラ７０は、点火時期ＳＡとして点火時期ＳＡ３を設定する。本実施形態では、点火時期ＳＡ３は、点火時期ＳＡ２と同じ時期に設定している。 In step S33, the controller 70 sets the ignition timing SA3 as the ignition timing SA. In the present embodiment, the ignition timing SA3 is set to the same timing as the ignition timing SA2.

ステップＳ４１においてコントローラ７０は、機械圧縮比εとして圧縮比ε２を設定する。この圧縮比ε２は、上述の通り圧縮比ε１よりも高い圧縮比である。上述のように、本実施形態で使用する複リンク式可変圧縮比エンジンでは、圧縮比が高いほどピストン３２の上死点位置が高くなる。したがって圧縮比ε１よりも高い圧縮比ε２を設定することで、触媒の暖機完了前よりもピストン３２の上死点位置が高くなる。 In step S41, the controller 70 sets the compression ratio ε2 as the mechanical compression ratio ε. This compression ratio ε2 is higher than the compression ratio ε1 as described above. As described above, in the multi-link variable compression ratio engine used in the present embodiment, the top dead center position of the piston 32 increases as the compression ratio increases. Therefore, by setting the compression ratio ε2 higher than the compression ratio ε1, the top dead center position of the piston 32 becomes higher than before the catalyst warm-up is completed.

ステップＳ４２においてコントローラ７０は、燃料噴射時期ＩＴとして噴射時期ＩＴ４を設定する。この噴射時期ＩＴ４は、本実施形態では吸気行程前半に設定される。 In step S42, the controller 70 sets the injection timing IT4 as the fuel injection timing IT. This injection timing IT4 is set in the first half of the intake stroke in this embodiment.

ステップＳ４３においてコントローラ７０は、点火時期ＳＡとして点火時期ＳＡ４を設定する。点火時期ＳＡ４は、点火時期ＳＡ３(ＳＡ２)よりも進角側の噴射時期であり、特に本実施形態では、圧縮上死点ＴＤＣの手前に設定する。 In step S43, the controller 70 sets the ignition timing SA4 as the ignition timing SA. The ignition timing SA4 is an injection timing that is more advanced than the ignition timing SA3 (SA2). In particular, in this embodiment, the ignition timing SA4 is set before the compression top dead center TDC.

図５は、排気浄化触媒の暖機制御装置の動作を示すタイムチャートである。なおフローチャートとの対応が分かりやすくなるように、フローチャートのステップ番号をＳ付けで併記した。 FIG. 5 is a time chart showing the operation of the warm-up control device for the exhaust purification catalyst. In addition, the step number of the flowchart is shown with S to make it easy to understand the correspondence with the flowchart.

冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔｗ１よりも低い間は(図５(Ａ)；Ｓ１でＹｅｓ)、圧縮比ε１を設定し(図５(Ｄ)；Ｓ１１)、噴射時期ＩＴ１を設定し(図５(Ｅ)；Ｓ１２)、点火時期ＳＡ１を設定する(図５(Ｆ)；Ｓ１３)。 While the cooling water temperature Tw is lower than the first reference temperature Tw1 (FIG. 5 (A); Yes in S1), the compression ratio ε1 is set (FIG. 5 (D); S11), and the injection timing IT1 is set ( FIG. 5 (E); S12), the ignition timing SA1 is set (FIG. 5 (F); S13).

そして冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔｗ１を超え第２基準温度Ｔｗ２に達するまでは(図５(Ａ)；Ｓ２でＹｅｓ)、圧縮比ε１を保持し(図５(Ｄ)；Ｓ２１)、噴射時期ＩＴ２を設定し(図５(Ｅ)；Ｓ２２)、点火時期ＳＡ２を設定する(図５(Ｆ)；Ｓ２３)。 Until the cooling water temperature Tw exceeds the first reference temperature Tw1 and reaches the second reference temperature Tw2 (FIG. 5 (A); Yes in S2), the compression ratio ε1 is maintained (FIG. 5 (D); S21). The injection timing IT2 is set (FIG. 5 (E); S22), and the ignition timing SA2 is set (FIG. 5 (F); S23).

そして冷却水温度Ｔｗが第２基準温度Ｔｗ２を超え暖機基準温度Ｔｗ３に達するまでは(図５(Ａ)；Ｓ３でＮｏ)、圧縮比ε１を保持し(図５(Ｄ)；Ｓ３１)、噴射時期ＩＴ３を設定し(図５(Ｅ)；Ｓ３２)、点火時期ＳＡ３(ＳＡ２)を設定する(図５(Ｆ)；Ｓ３３)。 Until the cooling water temperature Tw exceeds the second reference temperature Tw2 and reaches the warm-up reference temperature Tw3 (FIG. 5 (A); No in S3), the compression ratio ε1 is maintained (FIG. 5 (D); S31). The injection timing IT3 is set (FIG. 5 (E); S32), and the ignition timing SA3 (SA2) is set (FIG. 5 (F); S33).

そして冷却水温度Ｔｗが暖機基準温度Ｔｗ３を超えたら(図５(Ａ)；Ｓ３でＹｅｓ)、圧縮比ε２を設定し(図５(Ｄ)；Ｓ４１)、噴射時期ＩＴ４を設定し(図５(Ｅ)；Ｓ４２)、点火時期ＳＡ４を設定する(図５(Ｆ)；Ｓ４３)。 When the cooling water temperature Tw exceeds the warm-up reference temperature Tw3 (FIG. 5 (A); Yes in S3), the compression ratio ε2 is set (FIG. 5 (D); S41), and the injection timing IT4 is set (FIG. 5 (E); S42), the ignition timing SA4 is set (FIG. 5 (F); S43).

このように本実施形態によれば、触媒の暖機が完了するまでは、燃料を圧縮行程後半から膨張行程前半で噴射し、燃料噴射開始後の膨張行程で点火するようにしたので、熱効率が低下し排ガス温度が上昇するので、触媒を早期活性化できる。そしてそれに併せて、ピストンが上死点位置にあるときのピストン冠面からシリンダ天井面までの距離を、触媒の暖機完了後に比べて拡大するようにした。これによっても熱効率が低下し、さらに排ガス温度が上昇することとなる。排ガス温度が上昇すればシリンダ内の温度も高くなるので、燃料が気化しやすくなりシリンダ内壁へ燃料が付着しにくくなる。またピストン位置が下がり燃料噴射弁からの距離が離れる。したがってこの点からも噴霧された燃料がピストン冠面に付着しにくくなるのである。 Thus, according to the present embodiment, the fuel is injected from the latter half of the compression stroke to the first half of the expansion stroke until ignition of the catalyst is completed, and is ignited in the expansion stroke after the start of fuel injection. Since the exhaust gas temperature decreases and the exhaust gas temperature rises, the catalyst can be activated early. In addition, the distance from the piston crown surface to the cylinder ceiling surface when the piston is at the top dead center position is increased compared to after the catalyst warm-up is completed. This also reduces the thermal efficiency and further increases the exhaust gas temperature. If the exhaust gas temperature rises, the temperature in the cylinder also rises, so that the fuel is easily vaporized and the fuel is difficult to adhere to the cylinder inner wall. Also, the piston position is lowered and the distance from the fuel injection valve is increased. Therefore, from this point, the sprayed fuel is difficult to adhere to the piston crown surface.

（第２実施形態）
図６は、本発明による排気浄化触媒の暖機制御を適用可能な可変圧縮比エンジンを示す図である。 (Second Embodiment)
FIG. 6 is a view showing a variable compression ratio engine to which warm-up control of an exhaust purification catalyst according to the present invention can be applied.

なお以下では前述と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。 In the following description, parts having the same functions as those described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as appropriate.

本実施形態では、吸気通路に筒内ガス流動強化弁８１を設けた。この筒内ガス流動強化弁８１は、図６では、分割板で上下に分けられた一方の吸気通路を塞ぐことでタンブル流を強化するタンブル制御弁を例示してあるが、たとえばスワール制御弁でもよい。そして排気浄化触媒が冷機状態であるときには、第１実施形態の制御、すなわちピストン上死点位置下降化(圧縮比の低圧縮比化)、燃料噴射時期及び点火時期のリタード化に加えて、タンブル制御弁８１を閉弁することでタンブル流を強めるようにした。 In the present embodiment, the cylinder gas flow enhancement valve 81 is provided in the intake passage. The in-cylinder gas flow enhancement valve 81 is illustrated in FIG. 6 as a tumble control valve that reinforces the tumble flow by closing one intake passage divided up and down by a dividing plate. Good. When the exhaust purification catalyst is in a cold state, in addition to the control of the first embodiment, that is, lowering the piston top dead center position (lowering the compression ratio), retarding the fuel injection timing and the ignition timing, The tumble flow was strengthened by closing the control valve 81.

本実施形態によれば、筒内ガス流動強化弁(タンブル制御弁)８１によって筒内のガス流動が強められ、ピストン冠面に燃料が一層付着しにくくなる。 According to this embodiment, the in-cylinder gas flow reinforcement valve (tumble control valve) 81 enhances the gas flow in the cylinder, and the fuel becomes more difficult to adhere to the piston crown surface.

（第３実施形態）
図７は、本発明による排気浄化触媒の暖機制御を適用可能な可変圧縮比エンジンを示す図であり、図７(Ａ)は縦断面図、図７(Ｂ)は燃料噴射弁及び点火プラグを下方から見た図である。 (Third embodiment)
FIG. 7 is a view showing a variable compression ratio engine to which warm-up control of an exhaust purification catalyst according to the present invention can be applied. FIG. 7 (A) is a longitudinal sectional view, and FIG. 7 (B) is a fuel injection valve and an ignition plug. It is the figure which looked at from the bottom.

本実施形態では、ピストンが上死点付近にあるときは、燃料噴射弁は、横方向(点火プラグ方向)に向けて燃料を噴射し、下方向(ピストン冠面方向)には、燃料を噴射しないようにした。 In this embodiment, when the piston is near the top dead center, the fuel injection valve injects fuel in the lateral direction (ignition plug direction) and injects the fuel in the downward direction (piston crown surface direction). I tried not to.

このようにすれば、ピストン冠面に燃料が、さらに付着しにくくなる。 In this way, the fuel is more difficult to adhere to the piston crown surface.

（第４実施形態）
図８は、本発明による排気浄化触媒の暖機制御を適用可能な可変動弁機構を示す図である。 (Fourth embodiment)
FIG. 8 is a view showing a variable valve mechanism that can be applied to warm-up control of an exhaust purification catalyst according to the present invention.

可変動弁機構２００は、カムシャフト２１０と、リンクアーム２２０と、バルブリフト制御シャフト２３０と、ロッカアーム２４０と、リンク部材２５０と、揺動カム２６０とを備え、揺動カム２６０の揺動によってカムフォロア６３を押圧し動弁(吸気弁，排気弁)６１を開閉する。 The variable valve mechanism 200 includes a camshaft 210, a link arm 220, a valve lift control shaft 230, a rocker arm 240, a link member 250, and a swing cam 260. 63 is pressed to open and close the valve (intake valve, exhaust valve) 61.

カムシャフト２１０は、エンジン前後方向に沿ってシリンダヘッド上部に回転自在に支持される。カムシャフト２１０の一端は、カムスプロケット２７０に挿入される。カムスプロケット２７０は、エンジンのクランク軸からトルクが伝達されて回転する。カムシャフト２１０は、カムスプロケット２７０とともに回転する。カムシャフト２１０は、油圧によってカムスプロケット２７０に対して相対回転し、カムスプロケット２７０に対する位相を変更できる。このような構造によって、クランク軸に対するカムシャフト２１０の回転位相を変更できる。カムシャフト２１０にはカム２１１が固定される。カム２１１はカムシャフト２１０と一体回転する。またカムシャフト２１０にはパイプで連結された一対の揺動カム２６０が挿通される。揺動カム２６０はカムシャフト２１０を回転中心として揺動し、カムフォロア６３をストロークさせる。 The camshaft 210 is rotatably supported on the cylinder head along the engine longitudinal direction. One end of the camshaft 210 is inserted into the cam sprocket 270. The cam sprocket 270 rotates with torque transmitted from the crankshaft of the engine. The camshaft 210 rotates with the cam sprocket 270. The camshaft 210 rotates relative to the cam sprocket 270 by hydraulic pressure, and can change the phase with respect to the cam sprocket 270. With such a structure, the rotational phase of the camshaft 210 relative to the crankshaft can be changed. A cam 211 is fixed to the camshaft 210. The cam 211 rotates integrally with the cam shaft 210. A pair of swing cams 260 connected by pipes are inserted through the camshaft 210. The swing cam 260 swings about the cam shaft 210 as a center of rotation, and causes the cam follower 63 to stroke.

リンクアーム２２０はカム２１１を挿通して支持される。 The link arm 220 is supported through the cam 211.

バルブリフト制御シャフト２３０は、カムシャフト２１０と平行に配置される。バルブリフト制御シャフト２３０にはカム２３１が一体形成される。バルブリフト制御シャフト２３０はアクチュエータ２８０によって所定回転角度範囲内で回転するように制御される。 The valve lift control shaft 230 is disposed in parallel with the camshaft 210. A cam 231 is integrally formed on the valve lift control shaft 230. The valve lift control shaft 230 is controlled by an actuator 280 so as to rotate within a predetermined rotation angle range.

ロッカアーム２４０はカム２３１を挿通して支持され、リンクアーム２２０に連結される。 The rocker arm 240 is supported through the cam 231 and is connected to the link arm 220.

リンク部材２５０は、ロッカアーム２４０に連結される。 The link member 250 is connected to the rocker arm 240.

揺動カム２６０は、カムシャフト２１０を挿通し、カムシャフト２１０を中心として揺動自在である。揺動カム２６０は、リンク部材２５０に連結される。揺動カム２６０は上下動して、カムフォロア６３を押し下げ、動弁６１を開閉する。 The swing cam 260 is inserted through the cam shaft 210 and can swing about the cam shaft 210. The swing cam 260 is connected to the link member 250. The swing cam 260 moves up and down, pushes down the cam follower 63, and opens and closes the valve 61.

続いて図９を参照して可変動弁機構２００の動作を説明する。 Next, the operation of the variable valve mechanism 200 will be described with reference to FIG.

図９(Ａ−１)(Ａ−２)はカムフォロア６３のストローク量を最大にして動弁６１のリフト量を最大にするときの様子を示す図である。図９(Ａ−１)はカムノーズ２６０ｂが最高位置にあって揺動カム２６０の揺動方向が反転するときの様子を示す。このときカムフォロア６３は上端位置にあり動弁６１は閉弁状態である。図９(Ａ−２)はカムノーズ２６０ｂが最低位置にあって揺動カム２６０の揺動方向が反転するときの様子を示す。このときカムフォロア６３は下端位置にあり動弁６１は最大リフト状態である。 FIGS. 9A-1 and 9A-2 are views showing a state where the stroke amount of the cam follower 63 is maximized and the lift amount of the valve train 61 is maximized. FIG. 9A-1 shows a state where the cam nose 260b is at the highest position and the swing direction of the swing cam 260 is reversed. At this time, the cam follower 63 is at the upper end position, and the valve 61 is in a closed state. FIG. 9 (A-2) shows a state where the cam nose 260b is at the lowest position and the swing direction of the swing cam 260 is reversed. At this time, the cam follower 63 is in the lower end position, and the valve 61 is in the maximum lift state.

図９(Ｂ−１)(Ｂ−２)はカムフォロア６３のストローク量を最小にするときの様子を示す図である。図９(Ｂ−１)はカムノーズ２６０ｂが最高位置にあって揺動カム２６０の揺動方向が反転するときの様子を示す。図９(Ｂ−２)はカムノーズ２６０ｂが最低位置にあって揺動カム２６０の揺動方向が反転するときの様子を示す。本実施形態ではカムフォロア６３のストローク量がゼロであり動弁６１のリフト量もゼロである。そのため、図９(Ｂ−１)(Ｂ−２)では揺動カム２６０の作動にかかわらず、動弁６１は常に閉弁状態である。 FIGS. 9B-1 and 9B-2 are views showing a state when the stroke amount of the cam follower 63 is minimized. FIG. 9B-1 shows a state where the cam nose 260b is at the highest position and the swing direction of the swing cam 260 is reversed. FIG. 9B-2 shows a state where the cam nose 260b is at the lowest position and the swing direction of the swing cam 260 is reversed. In this embodiment, the stroke amount of the cam follower 63 is zero, and the lift amount of the valve train 61 is also zero. For this reason, in FIGS. 9B-1 and B-2, the valve 61 is always closed regardless of the operation of the swing cam 260.

カムフォロア６３のストローク量を大きくして動弁６１のリフト量を大きくするには、図９(Ａ−１)(Ａ−２)に示すように、バルブリフト制御シャフト２３０を回転してカム２３１の位置を下げ、軸心Ｐ１を軸心Ｐ２の下方にセットする。これによりロッカアーム２４０は、全体が下方に移動する。 In order to increase the lift amount of the valve 61 by increasing the stroke amount of the cam follower 63, the valve lift control shaft 230 is rotated and the cam 231 is rotated as shown in FIGS. The position is lowered and the axis P1 is set below the axis P2. As a result, the entire rocker arm 240 moves downward.

この状態でカムシャフト２１０を回転駆動すると、その駆動力が、リンクアーム２２０→ロッカアーム２４０→リンク部材２５０→揺動カム２６０と伝達する。 When the camshaft 210 is rotationally driven in this state, the driving force is transmitted from the link arm 220 → the rocker arm 240 → the link member 250 → the swing cam 260.

図９(Ａ−１)のようにカム２１１がカムシャフト２１０の左側にあるときは揺動カム２６０の基円部２６０ａがカムフォロア６３に当接しており、このときカムフォロア６３は上端位置にあり動弁６１は最大リフト状態である。 When the cam 211 is on the left side of the camshaft 210 as shown in FIG. 9A-1, the base circle portion 260a of the swing cam 260 is in contact with the cam follower 63. At this time, the cam follower 63 is at the upper end position and moves. The valve 61 is in the maximum lift state.

図９(Ａ−２)のように、カム２１１がカムシャフト２１０の右側にあるときは揺動カム２６０のカムノーズ２６０ｂがカムフォロア６３に当接しており、このときカムフォロア６３は下端位置にあり動弁６１は閉弁状態である。 As shown in FIG. 9A-2, when the cam 211 is on the right side of the camshaft 210, the cam nose 260b of the swing cam 260 is in contact with the cam follower 63. At this time, the cam follower 63 is at the lower end position and the valve is operated. 61 is a valve closing state.

カムフォロア６３のストローク量を小さくして動弁６１のリフト量を小さくするには、図９(Ｂ−１)(Ｂ−２)に示すように、バルブリフト制御シャフト２３０を回転してカム２３１の位置を上げ、軸心Ｐ１を軸心Ｐ２の右斜上方にセットする。これによりロッカアーム２４０は、全体が上方に移動する。 In order to reduce the stroke amount of the cam follower 63 and reduce the lift amount of the valve operating valve 61, the valve lift control shaft 230 is rotated and the cam 231 is rotated as shown in FIGS. The position is raised and the axis P1 is set to the upper right of the axis P2. As a result, the entire rocker arm 240 moves upward.

図９(Ｂ−１)のように、カム２１１がカムシャフト２１０の左側にあるときは揺動カム２６０の基円部２６０ａがカムフォロア６３に当接する。 As shown in FIG. 9B-1, when the cam 211 is on the left side of the camshaft 210, the base circle portion 260 a of the swing cam 260 comes into contact with the cam follower 63.

図９(Ｂ−２)のように、カム２１１がカムシャフト２１０の右側にあるときであっても揺動カム２６０の基円部２６０ａがカムフォロア６３に当接する。 As shown in FIG. 9B-2, even when the cam 211 is on the right side of the camshaft 210, the base circle portion 260 a of the swing cam 260 is in contact with the cam follower 63.

このように、バルブリフト制御シャフト２３０を回転してカム２３１の位置を上げ、軸心Ｐ１を軸心Ｐ２の右斜上方にセットした場合には、カムシャフト２１０が回転して揺動カムが揺動しても、カムフォロア６３はストロークせず、動弁６１は閉弁したままである。 As described above, when the valve lift control shaft 230 is rotated to raise the position of the cam 231 and the shaft center P1 is set to the upper right of the shaft center P2, the camshaft 210 rotates to swing the swing cam. Even if it moves, the cam follower 63 does not make a stroke, and the valve 61 remains closed.

図１０は、可変動弁機構２００による動弁のリフト量及び開閉時期を示す図である。実線はバルブリフト制御シャフト２３０を回転したときの動弁６１のリフト量及び開閉時期を示す図である。破線はカムシャフト２１０のカムスプロケット２７０に対する位相を変更したときの動弁６１の開閉時期を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing the valve lift amount and the opening / closing timing of the variable valve mechanism 200. The solid line shows the lift amount and opening / closing timing of the valve 61 when the valve lift control shaft 230 is rotated. The broken line is a diagram illustrating the opening / closing timing of the valve train 61 when the phase of the camshaft 210 with respect to the cam sprocket 270 is changed.

上述した可変動弁機構２００の構造によれば、動弁６１のリフト量及び作動角を連続的に変更することができる。このようにバルブリフト制御シャフト２３０の角度及びカムシャフト２１０のカムスプロケット２７０に対する位相を変更することで、動弁６１のリフト量及び作動角を連続的に自在に変更することができる。 According to the structure of the variable valve mechanism 200 described above, the lift amount and operating angle of the valve valve 61 can be continuously changed. Thus, by changing the angle of the valve lift control shaft 230 and the phase of the camshaft 210 with respect to the cam sprocket 270, the lift amount and the operating angle of the valve train 61 can be changed continuously and freely.

図１１は、可変動弁機構を利用した制御のタイムチャートである。 FIG. 11 is a time chart of control using the variable valve mechanism.

本実施形態では、上述の可変動弁機構２００を利用して、触媒１００の暖機の完了前には、第１実施形態の制御、すなわちピストン上死点位置下降化(圧縮比の低圧縮比化)、燃料噴射時期及び点火時期のリタード化に加えて、図１１(Ｂ)に示したように、吸気弁の閉弁時期が略下死点近傍になるように進角させる。このようにすれば、有効圧縮比を高く設定でき、安定燃焼が可能となる。 In this embodiment, before the warm-up of the catalyst 100 is completed using the above-described variable valve mechanism 200, the control of the first embodiment, that is, lowering the piston top dead center position (lower compression ratio of the compression ratio). In addition to retarding the fuel injection timing and ignition timing, the intake valve is advanced so that the closing timing of the intake valve is approximately near the bottom dead center, as shown in FIG. In this way, the effective compression ratio can be set high and stable combustion becomes possible.

さらに図１１(Ｃ)に示したように排気弁の開閉時期を暖機完了後よりも進角側に設定することで、膨張比をさらに低くでき、排温の上昇をより高めることができ、触媒１００の早期暖機が可能になる。 Furthermore, as shown in FIG. 11 (C), by setting the opening / closing timing of the exhaust valve to the advance side after the completion of warm-up, the expansion ratio can be further lowered, and the rise in exhaust temperature can be further increased. The catalyst 100 can be warmed up quickly.

（第５実施形態）
図１２は、可変動弁機構を利用した制御のタイムチャートである。 (Fifth embodiment)
FIG. 12 is a time chart of control using the variable valve mechanism.

本実施形態では、上述の可変動弁機構２００を利用して、触媒１００の暖機の完了前には、第１実施形態の制御、すなわちピストン上死点位置下降化(圧縮比の低圧縮比化)、燃料噴射時期及び点火時期のリタード化に加えて、図１２(Ａ)に示したように、吸気弁を上死点よりも遅く開け、下死点近傍で閉じるとともに、リフト量も少なくした。このようにすることで、有効圧縮比を高く設定できるとともに、一旦筒内に負圧状態を生じさせた後で吸気弁を開き、かつリフトも小さいことから、筒内に強いガス流動を形成することが可能となり、上死点付近で噴射された燃料のリタード燃焼を安定させることができる。 In this embodiment, before the warm-up of the catalyst 100 is completed using the above-described variable valve mechanism 200, the control of the first embodiment, that is, lowering the piston top dead center position (lower compression ratio of the compression ratio). In addition to retarding the fuel injection timing and ignition timing, as shown in FIG. 12 (A), the intake valve is opened later than the top dead center, closed near the bottom dead center, and the lift amount is small. did. By doing so, the effective compression ratio can be set high, and after a negative pressure state is once generated in the cylinder, the intake valve is opened and the lift is also small, so a strong gas flow is formed in the cylinder. This makes it possible to stabilize the retarded combustion of the fuel injected near the top dead center.

また図１２(Ｂ)のように、触媒１００の暖機の完了前には、第１実施形態の制御、すなわちピストン上死点位置下降化(圧縮比の低圧縮比化)、燃料噴射時期及び点火時期のリタード化に加えて、吸気弁開時期が上死点よりも遅くなるように設定するとともに、燃料噴射を複数回に分割し、少なくともそのうちの１回は燃料噴射開始時期を吸気弁開時期よりも進角側に設定するようにしてもよい。このようにすれば、吸気弁が開弁する前の筒内が負圧状態になっているときに一部燃料を噴射するので、燃料の気化性能が向上し炭化水素(ＨＣ)の発生を抑制することができる。 Further, as shown in FIG. 12B, before the warm-up of the catalyst 100 is completed, the control of the first embodiment, that is, the piston top dead center position lowering (reduction of the compression ratio), the fuel injection timing, In addition to retarding the ignition timing, the intake valve opening timing is set to be later than the top dead center, and fuel injection is divided into multiple times, at least one of which is the fuel injection start timing. You may make it set to an advance side rather than time. In this way, part of the fuel is injected when the cylinder is in a negative pressure state before the intake valve opens, so the fuel vaporization performance is improved and the generation of hydrocarbons (HC) is suppressed. can do.

また分割噴射のうちの少なくとも１回は燃料噴射時期を圧縮行程後半から膨張行程前半に設定したので、総噴射量に対する上死点近傍での燃料噴射の量の割合を低減でき、燃焼室内に局所的に生じる燃料の過度な集中を回避できるので、プラグのくすぶりや不完全燃焼による炭化水素(ＨＣ)等の排出を防止できる。 In addition, since the fuel injection timing is set from the latter half of the compression stroke to the first half of the expansion stroke at least one of the divided injections, the ratio of the fuel injection amount near top dead center to the total injection amount can be reduced, and the fuel injection timing can be reduced locally in the combustion chamber. Therefore, excessive concentration of fuel can be avoided, so that discharge of hydrocarbons (HC) or the like due to plug smoldering or incomplete combustion can be prevented.

さらに図１２(Ｃ)のように、触媒の暖機の完了前には、第１実施形態の制御、すなわちピストン上死点位置下降化(圧縮比の低圧縮比化)、燃料噴射時期及び点火時期のリタード化に加えて、吸気弁リフト量を小さく設定するとともに、燃料噴射を複数回に分割し、少なくともそのうちの１回は燃料噴射時期を吸気弁開期間に設定するようにしてもよい。このようにすれば、低リフトの吸気弁開期間の吸気流速が高い条件で噴射された一部燃料が燃焼室内に均質に混合されるので、上死点近傍で噴射された燃料に点火された後、燃焼室全域まで安定して燃焼が可能となり、安定燃焼が可能となるとともに、炭化水素(ＨＣ)の発生を抑制できる。 Further, as shown in FIG. 12C, before the catalyst warm-up is completed, the control of the first embodiment, that is, lowering the piston top dead center position (lowering the compression ratio), fuel injection timing and ignition In addition to retarding the timing, the intake valve lift amount may be set small, and the fuel injection may be divided into a plurality of times, and at least one of them may be set to the intake valve opening period. In this way, a portion of the fuel injected under the condition that the intake flow rate during the low lift intake valve opening period is high is uniformly mixed in the combustion chamber, so that the fuel injected near the top dead center is ignited. Thereafter, stable combustion is possible up to the entire combustion chamber, stable combustion is possible, and generation of hydrocarbons (HC) can be suppressed.

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。 Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are also included in the technical scope of the present invention.

たとえば上記実施形態においては、冷却水温に基づいて触媒の暖機状態を推定していたが、触媒に温度センサを設けて触媒の温度を直接測定することで触媒の暖機状態を検知してもよい。 For example, in the above embodiment, the warm-up state of the catalyst is estimated based on the cooling water temperature. However, even when the warm-up state of the catalyst is detected by providing a temperature sensor in the catalyst and directly measuring the temperature of the catalyst. Good.

また上記実施形態においては、ピストン冠面からシリンダ天井面までの距離を変更する構造として、ピストンの上死点位置を変更する複リンク構造を例示したが、これに限らず、シリンダヘッドを上下動してピストン冠面からシリンダ天井面までの距離を変更するものであってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the multiple link structure which changes the top dead center position of a piston was illustrated as a structure which changes the distance from a piston crown surface to a cylinder ceiling surface, it is not restricted to this, A cylinder head is moved up and down. Then, the distance from the piston crown surface to the cylinder ceiling surface may be changed.

また上記においては、燃料噴射弁４１を燃焼室側方に配置していたが、図１３に示すように燃焼室天井の略中心に配置してもよい。そしてピストン３２の冠面には、燃料噴射弁４１からの噴霧を受けるボウルを形成しておくとよい。このようにすることで、触媒暖機前に低圧縮比化することにより、噴射位置からピストン冠面まで距離が伸びるので、ピストン冠面への燃料の付着を防止できる。また、キャビティにより中心部に可燃混合気が形成されるので、リタード時にも燃焼が安定する。 In the above description, the fuel injection valve 41 is arranged on the side of the combustion chamber. However, as shown in FIG. A bowl receiving the spray from the fuel injection valve 41 may be formed on the crown surface of the piston 32. In this way, by reducing the compression ratio before the catalyst warms up, the distance extends from the injection position to the piston crown surface, so that it is possible to prevent the fuel from adhering to the piston crown surface. In addition, since a combustible air-fuel mixture is formed in the center by the cavity, combustion is stabilized even during retarding.

さらに可変圧縮比エンジンに図１４に示したピストン３２を使用してもよい。なお図１４(Ａ)は斜視図であり、図１４(Ｂ)は図１４(Ａ)のＢ−Ｂ断面図であり、図１４(Ｃ)は図１４(Ａ)のＣ−Ｃ断面図である。また図１５はピストン挙動を示す図である。 Further, the piston 32 shown in FIG. 14 may be used for the variable compression ratio engine. 14A is a perspective view, FIG. 14B is a BB cross-sectional view of FIG. 14A, and FIG. 14C is a CC cross-sectional view of FIG. 14A. is there. FIG. 15 shows the piston behavior.

ピストン３２は図１４(Ｃ)に示されているようにピストンスカートが大幅に短縮されている。 As shown in FIG. 14C, the piston skirt of the piston 32 is greatly shortened.

このようなピストン３２を使用すれば、図１５に示されているように下死点位置ではカウンターウエイト３３ｃがピストンピン２１の側方を通過する。このためアッパリンク１１を最小限の長さとして、ピストン３２の下死点位置をクランクシャフト３３に最接近させることで、その分のピストンストロークを拡大することができ、ピストン３２のストローク量をピストン直径よりも大きくできる。なお、このような構成にするためにはピストンスカート部の強度が課題となるが、図１５(Ｂ)に示すように、複リンク機構の特性を利用し、ピストン３２の上死点位置においてアッパリンク１１が略直立にすることでピストン３２にかかる横方向荷重(スラスト荷重)を低減できる。これにより、ピストンスカート部の強度は確保される。 If such a piston 32 is used, the counterweight 33c passes the side of the piston pin 21 at the bottom dead center position as shown in FIG. For this reason, the upper link 11 is set to the minimum length, and the bottom dead center position of the piston 32 is brought closest to the crankshaft 33, so that the piston stroke can be expanded by that amount. Can be larger than the diameter. In order to achieve such a configuration, the strength of the piston skirt is an issue, but as shown in FIG. 15B, the upper link is formed at the top dead center position of the piston 32 using the characteristics of the multi-link mechanism. By making the link 11 substantially upright, the lateral load (thrust load) applied to the piston 32 can be reduced. Thereby, the strength of the piston skirt is ensured.

このようにすれば、エンジン全高を大きく変更することなくロングストローク化が可能となり、結果として上死点時の燃焼室高さを大きく設定できるので、上死点付近で燃料を噴射する場合に、ピストンへの燃料付着を抑制することが可能となる。 In this way, it is possible to make a long stroke without greatly changing the overall engine height, and as a result, the combustion chamber height at the top dead center can be set large, so when fuel is injected near the top dead center, It becomes possible to suppress the fuel adhesion to the piston.

本発明による排気浄化触媒の暖機制御を適用可能な可変圧縮比エンジンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the variable compression ratio engine which can apply the warming-up control of the exhaust gas purification catalyst by this invention. 複リンク式可変圧縮比エンジンによる圧縮比変更方法を説明する図である。It is a figure explaining the compression ratio change method by a multiple link type variable compression ratio engine. 複リンク式可変圧縮比エンジンのピストン挙動を示す図である。It is a figure which shows the piston behavior of a multiple link type variable compression ratio engine. 本発明による制御ロジックのフローチャートである。3 is a flowchart of control logic according to the present invention. 排気浄化触媒の暖機制御装置の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the warm-up control apparatus of an exhaust gas purification catalyst. 本発明による排気浄化触媒の暖機制御を適用可能な可変圧縮比エンジンを示す図である。It is a figure which shows the variable compression ratio engine which can apply the warm-up control of the exhaust gas purification catalyst by this invention. 本発明による排気浄化触媒の暖機制御を適用可能な可変圧縮比エンジンを示す図である。It is a figure which shows the variable compression ratio engine which can apply the warm-up control of the exhaust gas purification catalyst by this invention. 本発明による排気浄化触媒の暖機制御を適用可能な可変動弁機構を示す図である。It is a figure which shows the variable valve mechanism which can apply the warming-up control of the exhaust gas purification catalyst by this invention. 可変動弁機構の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of a variable valve mechanism. 可変動弁機構による動弁のリフト量及び開閉時期を示す図である。It is a figure which shows the lift amount and opening / closing timing of the valve operating by a variable valve operating mechanism. 可変動弁機構を利用した制御のタイムチャートである。It is a time chart of control using a variable valve mechanism. 可変動弁機構を利用した制御のタイムチャートである。It is a time chart of control using a variable valve mechanism. 燃焼室天井の略中心に燃料噴射弁を配置した構造を示す図である。It is a figure which shows the structure which has arrange | positioned the fuel injection valve in the approximate center of a combustion chamber ceiling. ピストンスカートを短縮したピストンを示す図である。It is a figure which shows the piston which shortened the piston skirt. ピストンスカートを短縮したピストンの挙動を示す図である。It is a figure which shows the behavior of the piston which shortened the piston skirt.

符号の説明Explanation of symbols

１０複リンク式可変圧縮比エンジン
１１アッパリンク(第１リンク；距離変更手段)
１２ロアリンク(第２リンク)
１３コントロールリンク(第３リンク)
２１ピストンピン
２５コントロールシャフト
３２ピストン
３３クランクシャフト
４１燃料噴射弁
４２点火プラグ
６１動弁(吸気弁、排気弁)
７０コントローラ(エンジン制御手段)
８１タンブル制御弁(ガス流動強化弁)
１００排気浄化触媒
２００可変動弁機構(吸気閉弁時期変更手段、吸気弁時期及びリフト変更手段、排気弁開閉時期変更手段、吸気開弁時期変更手段、吸気弁リフト量変更手段) 10 Multi-link variable compression ratio engine 11 Upper link (first link; distance changing means)
12 Lower link (second link)
13 Control link (3rd link)
21 Piston Pin 25 Control Shaft 32 Piston 33 Crankshaft 41 Fuel Injection Valve 42 Spark Plug 61 Valve (Intake Valve, Exhaust Valve)
70 Controller (Engine control means)
81 Tumble control valve (Gas flow enhancement valve)
100 exhaust purification catalyst 200 variable valve mechanism (intake valve closing timing changing means, intake valve timing and lift changing means, exhaust valve opening / closing timing changing means, intake valve opening timing changing means, intake valve lift amount changing means)

Claims

エンジンから排出される排ガスを浄化する排気浄化触媒の暖機を制御する装置であって、
ピストンが上死点位置にあるときのピストン冠面からシリンダ天井面までの距離を変更可能な距離変更手段と、
前記排気浄化触媒の暖機が必要であるか否かを判定する判定手段と、
触媒の暖機が必要であるときには、触媒の暖機完了後に比べて、ピストンが上死点位置にあるときのピストン冠面からシリンダ天井面までの距離を拡大した一定状態で維持し、燃料噴射弁の燃料噴射時期を膨張行程前半に設定し暖機が進むにつれて圧縮行程後半まで進角させ、点火プラグの点火時期を燃料噴射開始後の膨張行程に設定するエンジン制御手段と、
を有することを特徴とする排気浄化触媒の暖機制御装置。 An apparatus for controlling warm-up of an exhaust purification catalyst that purifies exhaust gas discharged from an engine,
Distance changing means capable of changing the distance from the piston crown surface to the cylinder ceiling surface when the piston is at the top dead center position;
Determination means for determining whether the exhaust purification catalyst needs to be warmed up;
When the catalyst needs to be warmed up, the distance from the piston crown surface to the cylinder ceiling surface when the piston is at the top dead center position is maintained in a constant state, compared to after the catalyst warm-up is completed. the fuel injection timing of the valve is advanced to the latter half of the compression stroke as set Rise Zhang stroke early warm-up proceeds, the engine control means for setting the ignition timing of the spark plug in the expansion stroke after the start of fuel injection,
A warm-up control device for an exhaust purification catalyst characterized by comprising:

前記距離変更手段は、ピストンの上死点位置を変更してピストン冠面からシリンダ天井面までの距離を変更する、
ことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 The distance changing means changes the distance from the piston crown to the cylinder ceiling by changing the top dead center position of the piston.
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to claim 1.

前記距離変更手段は、
シリンダ内を往復動するピストンにピストンピンを介して連結されるアッパリンクと、
クランクシャフトのクランクピンに回転自由に装着されるとともに、前記アッパリンクにアッパピンを介して連結されるロアリンクと、
前記ロアリンクにコントロールピンを介して連結され、揺動中心ピンを中心として揺動するコントロールリンクと、
を有し、
前記コントロールリンクの回転に応じてピストンの上死点位置を変更する、
ことを特徴とする請求項２に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 The distance changing means is
An upper link connected via a piston pin to a piston that reciprocates in the cylinder;
A lower link that is rotatably mounted on a crankpin of a crankshaft and is connected to the upper link via an upper pin;
A control link connected to the lower link via a control pin and swinging about a swing center pin;
Have
Changing the top dead center position of the piston according to the rotation of the control link;
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to claim 2.

エンジンの吸気弁の閉弁時期を変更する吸気閉弁時期変更手段をさらに有し、
前記エンジン制御手段は、触媒の暖機が必要であるときには、前記吸気弁の閉弁時期が略下死点近傍になるように設定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 An intake valve closing timing changing means for changing the closing timing of the engine intake valve;
The engine control means sets the valve closing timing of the intake valve to be approximately near the bottom dead center when the catalyst needs to be warmed up.
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein

吸気弁の開閉時期及びリフト量を変更する吸気弁時期及びリフト変更手段をさらに有し、
前記エンジン制御手段は、触媒の暖機が必要であるときには、吸気弁の開弁時期が上死点よりも遅角側になり、吸気弁の閉弁時期が下死点近傍となるように設定するとともに、吸気弁リフト量が縮小するように設定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 Intake valve timing and lift changing means for changing the intake valve opening and closing timing and lift amount,
The engine control means is set so that when the catalyst needs to be warmed up, the opening timing of the intake valve is retarded from the top dead center, and the closing timing of the intake valve is near the bottom dead center. And set the intake valve lift to decrease,
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein

排気弁の開閉時期を変更する排気弁開閉時期変更手段をさらに有し、
前記エンジン制御手段は、触媒の暖機が必要であるときには、排気弁の開閉時期を暖機完了後よりも進角側に設定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 And further has an exhaust valve opening / closing timing changing means for changing the opening / closing timing of the exhaust valve,
The engine control means sets the opening / closing timing of the exhaust valve to the advance side from the completion of warming up when the catalyst needs to be warmed up.
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:

前記エンジン制御手段は、触媒の暖機が必要であるときには、燃料噴射を複数回に分割し、そのうちの少なくとも１回の燃料噴射時期を圧縮行程後半から膨張行程前半に設定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 The engine control means divides the fuel injection into a plurality of times when the catalyst needs to be warmed up, and sets at least one fuel injection timing from the latter half of the compression stroke to the first half of the expansion stroke.
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 6, wherein

エンジンの吸気弁の開弁時期を変更する吸気開弁時期変更手段をさらに有し、
前記エンジン制御手段は、触媒の暖機が必要であるときには、前記吸気弁の開弁時期が上死点よりも遅角側に設定するとともに、燃料噴射を複数回に分割し、そのうちの少なくとも１回の燃料噴射開始時期を吸気弁の開弁時期よりも進角側に設定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 An intake valve opening timing changing means for changing the valve opening timing of the engine intake valve;
When the engine needs to be warmed up, the engine control means sets the opening timing of the intake valve to be retarded from the top dead center, and divides the fuel injection into a plurality of times, at least one of them. The fuel injection start timing is set to the advance side of the intake valve opening timing,
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 7, wherein

エンジンの吸気弁のリフト量を変更可能な吸気弁リフト量変更手段をさらに有し、
前記エンジン制御手段は、触媒の暖機が必要であるときには、前記吸気弁のリフト量を暖機完了後よりも小さくなるように設定するとともに、燃料噴射を複数回に分割し、そのうちの少なくとも１回の燃料噴射時期を吸気弁の開弁期間に設定する
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 An intake valve lift amount changing means capable of changing the lift amount of the intake valve of the engine;
When the engine needs to be warmed up, the engine control means sets the lift amount of the intake valve to be smaller than after the warm-up is completed, and divides the fuel injection into a plurality of times, at least one of them. The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 8, wherein the fuel injection timing is set to a valve opening period of the intake valve.

エンジンの吸気通路に設けられ、筒内のガス流動を強化するガス流動強化弁をさらに有し、
前記エンジン制御手段は、触媒の暖機が必要であるときには、前記ガス流動強化弁を制御して筒内のガス流動を強化する、
ことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 A gas flow reinforcement valve provided in the intake passage of the engine to reinforce the gas flow in the cylinder;
The engine control means controls the gas flow enhancement valve to enhance the gas flow in the cylinder when the catalyst needs to be warmed up.
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 9, wherein

前記ガス流動強化弁は、分割板で上下に分けられた一方の吸気通路を塞ぐことでガス流動を強化する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 The gas flow enhancement valve reinforces gas flow by closing one intake passage divided up and down by a dividing plate,
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to claim 10.

前記燃料噴射弁は、燃焼室の側方に設けられ、噴霧の一部が点火プラグを指向する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 The fuel injection valve is provided on the side of the combustion chamber, and a part of the spray is directed to the spark plug.
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 11, characterized in that:

前記燃料噴射弁は、燃焼室の側方に設けられ、触媒の暖機が必要であるときには、噴霧がピストン冠面を指向しないように噴射方向が設定される、
ことを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 The fuel injection valve is provided on the side of the combustion chamber, and when the catalyst needs to be warmed up, the injection direction is set so that the spray does not direct the piston crown surface.
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 12, characterized in that:

前記燃料噴射弁は、燃焼室天井の略中心に配置され、噴霧はピストン方向を指向し、
エンジンのピストンは、冠面に、前記燃料噴射弁からの噴霧を受けるボウルを有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 The fuel injection valve is arranged at substantially the center of the combustion chamber ceiling, and the spray is directed toward the piston,
The piston of the engine has a bowl that receives spray from the fuel injection valve on the crown surface.
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 11, characterized in that:

前記判定手段は、エンジンの冷却水温に基づいて触媒の暖機が必要であるか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 The determination means determines whether the catalyst needs to be warmed up based on the engine coolant temperature.
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 14, characterized in that:

前記排気浄化触媒に設けられ、触媒温度を検知する温度センサをさらに有し、
前記判定手段は、前記温度センサの検知温度に基づいて触媒の暖機が必要であるか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 A temperature sensor provided on the exhaust purification catalyst for detecting the catalyst temperature;
The determination means determines whether or not the catalyst needs to be warmed up based on a temperature detected by the temperature sensor;
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 14, characterized in that:

前記ピストンは、下死点位置においてカウンターウエイトがピストンピンの側方を通過するようにピストンスカートが短縮されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載の排気浄化触媒の暖機制御装置。 The piston has a piston skirt shortened so that the counterweight passes the side of the piston pin at the bottom dead center position.
The warm-up control device for an exhaust purification catalyst according to any one of claims 1 to 16, characterized in that:

ピストンが上死点位置にあるときのピストン冠面からシリンダ天井面までの距離を変更可能な距離変更手段を有するエンジンから排出される排ガスを浄化する排気浄化触媒の暖機を制御する方法であって、
前記排気浄化触媒の暖機が必要であるか否かを判定する判定工程と、
触媒の暖機が必要であるときには、触媒の暖機完了後に比べて、ピストンが上死点位置にあるときのピストン冠面からシリンダ天井面までの距離を拡大した一定状態で維持し、燃料噴射弁の燃料噴射時期を膨張行程前半に設定し暖機が進むにつれて圧縮行程後半まで進角させ、点火プラグの点火時期を燃料噴射開始後の膨張行程に設定するエンジン制御工程と、
を有することを特徴とする排気浄化触媒の暖機制御方法。 This is a method of controlling the warm-up of an exhaust purification catalyst that purifies exhaust gas exhausted from an engine having distance changing means that can change the distance from the piston crown surface to the cylinder ceiling surface when the piston is at the top dead center position. And
A determination step of determining whether the exhaust purification catalyst needs to be warmed up;
When the catalyst needs to be warmed up, the distance from the piston crown surface to the cylinder ceiling surface when the piston is at the top dead center position is maintained in a constant state, compared to after the catalyst warm-up is completed. the fuel injection timing of the valve is advanced to the latter half of the compression stroke as set Rise Zhang stroke early warm-up proceeds, the engine control process for setting the ignition timing of the spark plug in the expansion stroke after the start of fuel injection,
An exhaust purification catalyst warm-up control method comprising: