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JP2001254644A - Internal combustion engine having an electromagnetically driven valve - Google Patents

Internal combustion engine having an electromagnetically driven valve

Info

Publication number
JP2001254644A
JP2001254644A JP2000064141A JP2000064141A JP2001254644A JP 2001254644 A JP2001254644 A JP 2001254644A JP 2000064141 A JP2000064141 A JP 2000064141A JP 2000064141 A JP2000064141 A JP 2000064141A JP 2001254644 A JP2001254644 A JP 2001254644A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
valve
internal combustion
combustion engine
intake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000064141A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Ogiso
誠人 小木曽
Isao Matsumoto
功 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2000064141A priority Critical patent/JP2001254644A/en
Publication of JP2001254644A publication Critical patent/JP2001254644A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine capable of early starting the internal combustion engine while restraining discharge of HC. SOLUTION: Fuel is injected into an optional cylinder 21 the piston of which is at the bottom dead center or in a compression stroke from the bottom dead center at the time of detection after a piston position of each of the cylinders 21 is detected in starting of an internal combustion engine 1 having solenoid driving valve. A means to open an air intake valve 28 of the optional cylinder 21 according to fuel injection to supply fuel from an injector 32a arranged in an air intake pipe out of the cylinder and to inject fuel when the above piston position is at the bottom dead center or in the compression stroke from the bottom dead center is furnished.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電磁駆動弁を有する
内燃機関に関し、特に早期始動が可能なものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine having an electromagnetically driven valve, and more particularly, to an engine that can be started early.

【0002】[0002]

【従来の技術】電磁駆動弁としては、例えば特開平9−
195736号に開示されるように、内燃機関の排気弁
又は吸気弁として構成されたものが公知である。このよ
うな電磁駆動弁は、強磁性体からなり吸気排気弁に連動
して進退動作するアーマチャと、励磁電流が印加された
ときに前記アーマチャを閉弁方向へ吸引する閉弁用電磁
石と、励磁電流が印加されたときに前記アーマチャを開
弁方向へ吸引する開弁用電磁石と、前記アーマチャを閉
弁方向へ付勢する閉弁側戻しばねと、前記アーマチャを
開弁方向へ付勢する開弁側戻しばねとを備えたものが知
られている。
2. Description of the Related Art For example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
BACKGROUND ART As disclosed in 195736, those configured as exhaust valves or intake valves of internal combustion engines are known. Such an electromagnetically driven valve is composed of an armature made of a ferromagnetic material and moving forward and backward in conjunction with an intake / exhaust valve, a valve closing electromagnet for attracting the armature in a valve closing direction when an excitation current is applied, and an excitation A valve-opening electromagnet that attracts the armature in the valve-opening direction when a current is applied, a valve-closing-side return spring that urges the armature in the valve-closing direction, and an opening that urges the armature in the valve-opening direction A device provided with a valve-side return spring is known.

【0003】このような電磁駆動弁によれば、従来の動
弁機構のように機関出力軸の回転と連動して吸排気弁を
開閉駆動する必要がなく、開弁用電磁石と閉弁用電磁石
に対する励磁電流の印加タイミングを変更することによ
って吸排気弁を任意の時期に開閉させることが可能とな
る。
According to such an electromagnetically driven valve, there is no need to open and close the intake / exhaust valve in conjunction with the rotation of the engine output shaft unlike the conventional valve operating mechanism. It is possible to open and close the intake / exhaust valve at any time by changing the application timing of the excitation current to the intake air.

【0004】ところで、通常の内燃機関では始動時にお
ける燃料噴射時期を決定するのに、気筒内のピストン位
置の判別と気筒毎の吸排気弁の開閉タイミングの判定を
してから燃料噴射を開始していたが、この場合は比較的
長い始動時間を要する。すなわち、例えばクランクポジ
ションセンサによってどの気筒が上死点にあるかを判別
し、かつカムポジションセンサにより、720°CAの
間にカムの位置を検出して吸排気弁の開閉時期の判定を
するので、クランクシャフトが最大720°回転する間
に気筒判別が完了し、燃料噴射及び点火が可能となる。
In a normal internal combustion engine, in order to determine the fuel injection timing at the time of starting, the fuel injection is started after determining the piston position in the cylinder and the opening / closing timing of the intake / exhaust valve for each cylinder. However, in this case, a relatively long starting time is required. That is, for example, the cylinder position sensor determines which cylinder is at the top dead center, and the cam position sensor detects the position of the cam during 720 ° CA to determine the opening / closing timing of the intake / exhaust valve. The cylinder discrimination is completed while the crankshaft rotates at a maximum of 720 °, and fuel injection and ignition become possible.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで内燃機関を早期
に始動させるために、上記のような気筒判別をせずに始
動時に全気筒に同時に燃料噴射を行う方法もあるが、排
気行程にある気筒では未燃焼の生ガスをそのまま排出す
ることになり、排気ガス中にHCが多量に存在してエミ
ッションの悪化を招く。
In order to start the internal combustion engine early, there is a method of simultaneously injecting fuel into all the cylinders at the time of starting without performing the above-described cylinder discrimination. In such a case, unburned raw gas is discharged as it is, and a large amount of HC is present in the exhaust gas, resulting in deterioration of emission.

【0006】一方、電磁駆動弁では上述のように、吸排
気弁の開閉タイミングはピストン位置に基づいて任意に
変更が可能なため、燃料を早期に噴射できる可能性があ
る。すなわち電磁駆動弁では任意の気筒から始動可能で
あり、かつ必要に応じて燃料噴射と弁作動を同期させる
ことで、早期の始動性の確保と、余分なHC排出を防ぐ
ことができる。
On the other hand, in the electromagnetically driven valve, as described above, the opening / closing timing of the intake / exhaust valve can be arbitrarily changed based on the piston position, so that the fuel may be injected earlier. That is, the electromagnetically driven valve can be started from any cylinder, and by synchronizing fuel injection and valve operation as necessary, early startability can be ensured and unnecessary HC emission can be prevented.

【0007】本発明はかかる点に着目してなされたもの
であり、HCの排出を抑制しつつ内燃機関の始動を早期
に行うことが可能な内燃機関を提供することを課題とす
る。
The present invention has been made in view of such a point, and it is an object of the present invention to provide an internal combustion engine that can start the internal combustion engine early while suppressing the emission of HC.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を達
成するために以下のような構成とした。電磁駆動弁を有
する内燃機関において、内燃機関の始動時に各気筒のピ
ストン位置を検出した後、この検出時にピストンが下死
点及び下死点から圧縮行程にある任意の気筒に燃料を噴
射することを特徴とする。
The present invention has the following configuration to achieve the above object. In an internal combustion engine having an electromagnetically driven valve, after detecting the piston position of each cylinder at the time of starting the internal combustion engine, the piston injects fuel into the bottom dead center and any cylinder in a compression stroke from the bottom dead center at the time of this detection. It is characterized by.

【0009】本発明では、燃料を気筒外の吸気管に設置
されたインジェクタから供給し、前記ピストン位置が下
死点及び下死点から圧縮行程にあり、燃料が噴射される
任意の気筒の吸気弁を、燃料噴射に伴い開弁させる手段
を備えるようにすることができる。
In the present invention, fuel is supplied from an injector installed in an intake pipe outside the cylinder, and the piston is located at the bottom dead center and in a compression stroke from the bottom dead center. The valve may be provided with means for opening the valve with fuel injection.

【0010】このような電磁駆動弁を備えた内燃機関で
は、前記燃料噴射に対して気筒判別が終了した後、18
0°CAで点火することが容易にできる。なお、気筒内
に直接燃料を供給するいわゆる直噴式である内燃機関で
は、圧縮行程中においても燃料噴射が可能であり、燃料
噴射の際に吸気弁の開閉を伴う必要はない。
[0010] In the internal combustion engine provided with such an electromagnetically driven valve, after the cylinder discrimination for the fuel injection is completed, 18
It is easy to ignite at 0 ° CA. In a so-called direct injection type internal combustion engine that supplies fuel directly into a cylinder, fuel can be injected even during the compression stroke, and the fuel injection does not need to be accompanied by opening and closing of an intake valve.

【0011】本発明では、ピストン位置はクランクポジ
ションセンサにより検出することができる。ピストンが
上死点にあるとして検出された一の気筒を、排気行程に
あるものとして始動を開始し、そのときに下死点にある
任意の気筒を圧縮行程にあるものとする。すなわち電磁
駆動弁により吸排気弁の位置を自由に設定できるので、
ピストンが上死点にある気筒は、必ず排気行程にあると
してスタートできる。
In the present invention, the piston position can be detected by a crank position sensor. It is assumed that one cylinder whose piston is detected as being at the top dead center is in the exhaust stroke, and starting is started. At that time, any cylinder at the bottom dead center is assumed to be in the compression stroke. That is, the position of the intake and exhaust valves can be freely set by the electromagnetically driven valve,
Cylinders with pistons at top dead center can always be started on exhaust stroke.

【0012】このとき下死点または下死点から圧縮行程
にある気筒では圧縮行程で燃料噴射がされるが、下死点
付近では、吸気弁を開いたとしてもまだ吸気の逆流は生
じない。したがって吸気弁の開閉を伴う吸気ポートでの
噴射でも、インジェクションの噴射圧で燃料を気筒内に
供給できる。
At this time, fuel is injected in the compression stroke in the cylinder at the bottom dead center or in the compression stroke from the bottom dead center. However, in the vicinity of the bottom dead center, even if the intake valve is opened, backflow of the intake air does not yet occur. Therefore, fuel can be supplied into the cylinder by the injection pressure of the injection even in the injection at the intake port with the opening and closing of the intake valve.

【0013】上記以外の気筒では、HCの排出を最小限
にして、かつ確実な着火が得られる噴射タイミング及び
開弁のタイミングを確保できる。
In cylinders other than the above, it is possible to minimize the discharge of HC and to secure the injection timing and valve opening timing at which reliable ignition can be obtained.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電磁駆動弁を
有する内燃機関の具体的な実施態様について図面に基づ
いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific embodiment of an internal combustion engine having an electromagnetically driven valve according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は、本発明に係る電磁駆動弁を有する
内燃機関の概略構成を示す側面図、図2はその平面図で
ある。内燃機関1は、複数の気筒21を備えるととも
に、各気筒21内に燃料を噴射する燃料噴射弁32を吸
気路内に具備した4サイクルのガソリンエンジンであ
る。
FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of an internal combustion engine having an electromagnetically driven valve according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof. The internal combustion engine 1 is a four-cycle gasoline engine including a plurality of cylinders 21 and a fuel injection valve 32 for injecting fuel into each cylinder 21 in an intake path.

【0016】前記内燃機関1は、複数の気筒21及び冷
却水路1cが形成されたシリンダブロック1bと、この
シリンダブロック1bの上部に固定されたシリンダヘッ
ド1aとを備えている。
The internal combustion engine 1 includes a cylinder block 1b in which a plurality of cylinders 21 and a cooling water passage 1c are formed, and a cylinder head 1a fixed on an upper portion of the cylinder block 1b.

【0017】前記シリンダブロック1bには、機関出力
軸であるクランクシャフト23が回転自在に支持され、
このクランクシャフト23は、各気筒21内に摺動自在
に装填されたピストン22と連結されている。
A crankshaft 23 as an engine output shaft is rotatably supported on the cylinder block 1b.
The crankshaft 23 is connected to a piston 22 slidably mounted in each cylinder 21.

【0018】前記ピストン22の上方には、ピストン2
2の頂面とシリンダヘッド1aの壁面とに囲まれた燃焼
室24が形成されている。前記シリンダヘッド1aに
は、燃焼室24に臨むよう点火栓25が取り付けられ、
この点火栓25には、この点火栓25に駆動電流を印加
するためのイグナイタ19が接続されている。
Above the piston 22, a piston 2
2 and a combustion chamber 24 surrounded by the wall surface of the cylinder head 1a. An ignition plug 25 is attached to the cylinder head 1a so as to face the combustion chamber 24.
An igniter 19 for applying a drive current to the ignition plug 25 is connected to the ignition plug 25.

【0019】前記シリンダヘッド1aには、2つの吸気
ポート26の開口端と2つの排気ポート27の開口端と
が燃焼室24に臨むよう形成されている。前記吸気ポー
ト26の各開口端は、シリンダヘッド1aに進退自在に
支持された吸気弁28によって開閉されるようになって
おり、これら吸気弁28は、シリンダヘッド1aに設け
られた電磁駆動弁30(以下、吸気側電磁駆動弁30と
記す)によって開閉駆動されるようになっている。
In the cylinder head 1a, the open ends of two intake ports 26 and the open ends of two exhaust ports 27 are formed so as to face the combustion chamber 24. Each opening end of the intake port 26 is opened and closed by an intake valve 28 supported on the cylinder head 1a so as to be able to advance and retreat, and these intake valves 28 are electromagnetically driven valves 30 provided on the cylinder head 1a. (Hereinafter, referred to as an intake side electromagnetically driven valve 30).

【0020】前記排気ポート27の各開口端は、シリン
ダヘッド1aに進退自在に支持された排気弁29により
開閉されるようになっており、これら排気弁29は、シ
リンダヘッド1aに設けられた電磁駆動弁31(以下、
排気側電磁駆動弁31と記す)によって開閉駆動される
ようになっている。
Each open end of the exhaust port 27 is opened and closed by an exhaust valve 29 supported on the cylinder head 1a so as to be able to move forward and backward. These exhaust valves 29 are provided on the cylinder head 1a. Drive valve 31 (hereinafter, referred to as
It is opened and closed by an exhaust side electromagnetically driven valve 31).

【0021】前記内燃機関1の各吸気ポート26は、こ
の内燃機関1のシリンダヘッド1aに取り付けられた吸
気枝管33の各枝管と連通している。前記吸気枝管33
は、吸気の脈動を抑制するためのサージタンク34に接
続されている。前記サージタンク34には、吸気管35
が接続され、吸気管35は、吸気中の塵や埃等を取り除
くためのエアクリーナボックス36と接続されている。
Each intake port 26 of the internal combustion engine 1 communicates with each branch pipe of an intake branch pipe 33 attached to the cylinder head 1a of the internal combustion engine 1. The intake branch pipe 33
Is connected to a surge tank 34 for suppressing pulsation of intake air. The surge tank 34 has an intake pipe 35
Is connected, and the intake pipe 35 is connected to an air cleaner box 36 for removing dust, dust and the like in the intake air.

【0022】前記吸気管35には、この吸気管35内を
流れる空気の質量(吸入空気質量)に対応した電気信号
を出力するエアフローメータ44が取り付けられてい
る。前記吸気管35において前記エアフローメータ44
より下流の部位には、この吸気管35内を流れる吸気の
流量を調整するスロットル弁39が設けられている。
The intake pipe 35 is provided with an air flow meter 44 for outputting an electric signal corresponding to the mass of the air flowing through the intake pipe 35 (mass of intake air). In the intake pipe 35, the air flow meter 44
A throttle valve 39 for adjusting the flow rate of the intake air flowing through the intake pipe 35 is provided at a further downstream portion.

【0023】前記スロットル弁39には、ステッパモー
タ等からなり印加電力の大きさに応じて前記スロットル
弁39を開閉駆動するスロットル用アクチュエータ40
と、前記スロットル弁39の開度に対応した電気信号を
出力するスロットルポジションセンサ41と、アクセル
ペダル42に機械的に接続されこのアクセルペダル42
の操作量に対応した電気信号を出力するアクセルポジシ
ョンセンサ43とが取り付けられている。
The throttle valve 39 is provided with a throttle actuator 40 comprising a stepper motor or the like for opening and closing the throttle valve 39 in accordance with the magnitude of the applied power.
A throttle position sensor 41 for outputting an electric signal corresponding to the opening of the throttle valve 39; and an accelerator pedal 42 mechanically connected to an accelerator pedal 42.
And an accelerator position sensor 43 that outputs an electric signal corresponding to the operation amount of the vehicle.

【0024】前記サージタンク34には、このサージタ
ンク34の圧力に対応した電気信号を出力するバキュー
ムセンサ50が取り付けられている。一方、前記内燃機
関1の各排気ポート27は、前記シリンダヘッド1aに
取り付けられた排気枝管45の各枝管と連通している。
前記排気枝管45は、排気浄化触媒46を介して排気管
47に接続され、排気管47は、下流にて図示しないマ
フラーと接続されている。
A vacuum sensor 50 for outputting an electric signal corresponding to the pressure of the surge tank 34 is attached to the surge tank 34. On the other hand, each exhaust port 27 of the internal combustion engine 1 communicates with each branch pipe of the exhaust branch pipe 45 attached to the cylinder head 1a.
The exhaust branch pipe 45 is connected to an exhaust pipe 47 via an exhaust purification catalyst 46, and the exhaust pipe 47 is connected downstream to a muffler (not shown).

【0025】前記排気枝管45には、この排気枝管45
内を流れる排気の空燃比、言い換えれば排気浄化触媒4
6に流入する排気の空燃比に対応した電気信号を出力す
る空燃比センサ48が取り付けられている。
The exhaust branch pipe 45 is provided with the exhaust branch pipe 45.
The air-fuel ratio of the exhaust flowing through the inside, in other words, the exhaust purification catalyst 4
An air-fuel ratio sensor 48 that outputs an electric signal corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the exhaust gas 6 is attached.

【0026】この内燃機関1は、クランクシャフト23
の端部に取り付けられたタイミングロータ51aとタイ
ミングロータ51a近傍のシリンダブロック1bに取り
付けられた電磁ピックアップ51bとからなるクランク
ポジションセンサ51を備えており、タイミングロータ
51aは円盤状で周縁に設けられる36歯のうちの2歯
を切り欠いた34歯が10°間隔で設けられており、ク
ランク位置及びクランク速度の検出をする。
The internal combustion engine 1 has a crankshaft 23
The crank position sensor 51 includes a timing rotor 51a attached to the end of the cylinder and an electromagnetic pickup 51b attached to the cylinder block 1b near the timing rotor 51a. There are provided 34 teeth at intervals of 10 °, in which two of the teeth are cut out, and the crank position and the crank speed are detected.

【0027】またクランクシャフトに連結されたフライ
ホイールに接続されたスタータモータ55、及び内燃機
関1の内部に形成された冷却水路1cを流れる冷却水の
温度を検出する水温センサ52とを備えている。
Further, a starter motor 55 connected to a flywheel connected to a crankshaft, and a water temperature sensor 52 for detecting the temperature of cooling water flowing through a cooling water passage 1c formed inside the internal combustion engine 1 are provided. .

【0028】このように構成された内燃機関1には、こ
の内燃機関1の運転状態を制御するための電子制御ユニ
ット(Electronic Control Unit:ECU、以下ECU
と称する)20が併設されている。
An electronic control unit (ECU) for controlling the operating state of the internal combustion engine 1 is provided in the internal combustion engine 1 configured as described above.
20).

【0029】前記ECU20には、スロットルポジショ
ンセンサ41、アクセルポジションセンサ43、エアフ
ローメータ44、空燃比センサ48、触媒温度センサ4
9、バキュームセンサ50、クランクポジションセンサ
51、水温センサ52等の各種センサが電気配線を介し
て接続され、各センサの出力信号がECU20に入力さ
れるようになっている。
The ECU 20 includes a throttle position sensor 41, an accelerator position sensor 43, an air flow meter 44, an air-fuel ratio sensor 48, and a catalyst temperature sensor 4.
9, various sensors such as a vacuum sensor 50, a crank position sensor 51, and a water temperature sensor 52 are connected via electric wiring, and output signals of the sensors are input to the ECU 20.

【0030】前記ECU20には、イグナイタ19、吸
気側電磁駆動弁30、排気側電磁駆動弁31、燃料噴射
弁32等が電気配線を介して接続され、ECU20が各
種センサの出力信号値をパラメータとしてイグナイタ1
9、吸気側電磁駆動弁30、排気側電磁駆動弁31、燃
料噴射弁32を制御することが可能になっている。
The ECU 20 is connected with an igniter 19, an intake side electromagnetically driven valve 30, an exhaust side electromagnetically driven valve 31, a fuel injection valve 32, and the like via electric wiring. The ECU 20 uses output signal values of various sensors as parameters. Igniter 1
9. The intake-side electromagnetic drive valve 30, the exhaust-side electromagnetic drive valve 31, and the fuel injection valve 32 can be controlled.

【0031】ここで、ECU20は、図3に示すよう
に、双方向性バス400によって相互に接続されたCP
U401、ROM402、RAM403、バックアップ
RAM404、外部入力回路405、及び外部出力回路
406とを備える。
Here, as shown in FIG. 3, the ECU 20 controls the CPs connected to each other by a bidirectional bus 400.
It includes a U 401, a ROM 402, a RAM 403, a backup RAM 404, an external input circuit 405, and an external output circuit 406.

【0032】前記外部入力回路405は、クランクポジ
ションセンサ51のようにデジタル信号形式の信号を出
力するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号を
CPU401あるいはRAM403へ送信する。
The external input circuit 405 inputs the output signals of a sensor such as the crank position sensor 51 that outputs a digital signal, and transmits those output signals to the CPU 401 or the RAM 403.

【0033】前記外部入力回路405は、スロットルポ
ジションセンサ41、アクセルポジションセンサ43、
エアフローメータ44、空燃比センサ48、触媒温度セ
ンサ49、バキュームセンサ50、水温センサ52のよ
うにアナログ信号形式の信号を出力するセンサの出力信
号を入力し、それらの出力信号をCPU401やRAM
403へ送信する。
The external input circuit 405 includes a throttle position sensor 41, an accelerator position sensor 43,
Output signals of sensors that output signals in analog signal format, such as an air flow meter 44, an air-fuel ratio sensor 48, a catalyst temperature sensor 49, a vacuum sensor 50, and a water temperature sensor 52, are input to the CPU 401 and RAM.
Send to 403.

【0034】前記外部出力回路406は、前記CPU4
01から出力される制御信号をイグナイタ19、吸気側
電磁駆動弁30、排気側電磁駆動弁31、燃料噴射弁3
2へ送信する。
The external output circuit 406 is connected to the CPU 4
The control signals output from the ECU 01 are supplied to the igniter 19, the intake side electromagnetically driven valve 30, the exhaust side electromagnetically driven valve 31, and the fuel injection valve 3.
Send to 2.

【0035】前記ROM402は、燃料噴射量を決定す
るための燃料噴射量制御ルーチン、燃料噴射時期を決定
するための燃料噴射時期制御ルーチン、吸気弁28の開
弁時期を決定するための吸気弁開弁時期制御ルーチン、
排気弁29の開弁時期を決定するための排気弁開弁時期
制御ルーチン、各気筒21の点火栓25の点火時期を決
定するための点火時期制御ルーチン、スロットル弁39
の開度を決定するためのスロットル開度制御ルーチン等
のアプリケーションプログラムに加え、吸気側電磁駆動
弁30及び排気側電磁駆動弁31に印加すべき励磁電流
量を決定するための励磁電流量制御ルーチンを記憶して
いる。
The ROM 402 includes a fuel injection amount control routine for determining the fuel injection amount, a fuel injection timing control routine for determining the fuel injection timing, and the opening of the intake valve for determining the opening timing of the intake valve 28. Valve timing control routine,
Exhaust valve opening timing control routine for determining the valve opening timing of the exhaust valve 29, ignition timing control routine for determining the ignition timing of the spark plug 25 of each cylinder 21, throttle valve 39
Excitation current control routine for determining the amount of excitation current to be applied to the intake-side electromagnetic drive valve 30 and the exhaust-side electromagnetic drive valve 31 in addition to an application program such as a throttle opening control routine for determining the opening of the vehicle. I remember.

【0036】前記ROM402は、前記したアプリケー
ションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶して
いる。前記した制御マップは、例えば、内燃機関1の運
転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マッ
プ、内燃機関1の運転状態と燃料噴射時期との関係を示
す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関1の運転状態と吸
気弁28の開閉時期との関係を示す吸気弁開閉時期制御
マップ、内燃機関1の運転状態と排気弁29の開閉時期
との関係を示す排気弁開閉時期制御マップ、内燃機関1
の運転状態と吸気側電磁駆動弁30及び排気側電磁駆動
弁31に印加すべき励磁電流量との関係を示す励磁電流
量制御マップ、内燃機関1の運転状態と各点火栓25の
点火時期との関係を示す点火時期制御マップ、内燃機関
1の運転状態とスロットル弁39の開度との関係を示す
スロットル開度制御マップ等である。
The ROM 402 stores various control maps in addition to the above-described application programs. The control map includes, for example, a fuel injection amount control map indicating a relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the fuel injection amount, a fuel injection timing control map indicating a relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the fuel injection timing, An intake valve opening / closing timing control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening / closing timing of the intake valve 28, an exhaust valve opening / closing timing control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening / closing timing of the exhaust valve 29, Internal combustion engine 1
Current control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine and the amount of exciting current to be applied to the intake side electromagnetically driven valve 30 and the exhaust side electromagnetically driven valve 31, the operating state of the internal combustion engine 1 and the ignition timing of each spark plug 25. And a throttle opening control map indicating the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening of the throttle valve 39.

【0037】前記RAM403は、各センサの出力信号
やCPU401の演算結果等を記憶する。前記演算結果
は、例えば、クランクポジションセンサ51の出力信号
に基づいて算出される機関回転数等である。前記RAM
403に記憶される各種のデータは、クランクポジショ
ンセンサ51が信号を出力する度に最新のデータに書き
換えられる。
The RAM 403 stores an output signal of each sensor, a calculation result of the CPU 401, and the like. The calculation result is, for example, an engine speed calculated based on an output signal of the crank position sensor 51. The RAM
The various data stored in 403 is rewritten to the latest data every time the crank position sensor 51 outputs a signal.

【0038】前記バックアップRAM404は、内燃機
関1の運転停止後もデータを保持する不揮発性のメモリ
であり、各種制御に係る学習値等を記憶する。前記CP
U401は、前記ROM402に記憶されたアプリケー
ションプログラムに基づいて動作し、燃料噴射制御、吸
気弁開閉制御、排気弁開閉制御、点火制御等に加え、本
発明の要旨となる励磁電流量制御を実行する。
The backup RAM 404 is a non-volatile memory that retains data even after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, and stores learning values related to various controls. The CP
The U401 operates based on the application program stored in the ROM 402, and executes the exciting current amount control which is the gist of the present invention, in addition to the fuel injection control, the intake valve opening / closing control, the exhaust valve opening / closing control, the ignition control, and the like. .

【0039】次に、吸気側電磁駆動機構30と排気側電
磁駆動機構31の具体的な構成について述べる。なお、
吸気側電磁駆動機構30と排気側電磁駆動機構31とは
同様の構成であるため、吸気側電磁駆動機構30のみを
例に挙げて説明する。
Next, a specific configuration of the intake-side electromagnetic drive mechanism 30 and the exhaust-side electromagnetic drive mechanism 31 will be described. In addition,
Since the intake-side electromagnetic drive mechanism 30 and the exhaust-side electromagnetic drive mechanism 31 have the same configuration, only the intake-side electromagnetic drive mechanism 30 will be described as an example.

【0040】図3は吸気側電磁駆動弁30の構成を示す
断面図である。図面において内燃機関1のシリンダヘッ
ド1aは、シリンダブロック1bの上面に固定されるロ
アヘッド10と、このロアヘッド10の上部に設けたア
ッパヘッド11とを備える。
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of the intake side electromagnetically driven valve 30. In the drawing, a cylinder head 1a of an internal combustion engine 1 includes a lower head 10 fixed to an upper surface of a cylinder block 1b, and an upper head 11 provided above the lower head 10.

【0041】前記ロアヘッド10には、各気筒21に対
応した吸気ポート26が形成され、各吸気ポート26の
燃焼室24側の開口端には、吸気弁28の弁体28aが
着座する弁座12が設けられている。
An intake port 26 corresponding to each cylinder 21 is formed in the lower head 10, and a valve seat 12 on which a valve body 28 a of an intake valve 28 is seated is provided at an open end of each intake port 26 on the combustion chamber 24 side. Is provided.

【0042】ロアヘッド10には、各吸気ポート26の
内壁面からこのロアヘッド10の上面にかけて断面円形
の貫通孔が形成され、この貫通孔には、この貫通孔に挿
通される吸気弁28の弁軸28bを進退自在に案内する
筒状のバルブガイド13が挿入されている。
The lower head 10 is formed with a through-hole having a circular cross section from the inner wall surface of each intake port 26 to the upper surface of the lower head 10. The through-hole has a valve stem of an intake valve 28 inserted into the through-hole. A cylindrical valve guide 13 that guides 28b to be able to move forward and backward is inserted.

【0043】またアッパヘッド11は第1コア301及
び第2コア302が嵌入される断面円形のコア取付孔1
4が設けられ、このコア取付孔14は前記バルブガイド
13と軸心が同一となる位置にある。またコア取付孔1
4は下部が径大に形成され、その上部の径小部14aと
下部の径大部14bを備えている。
The upper head 11 has a core mounting hole 1 having a circular cross section into which the first core 301 and the second core 302 are fitted.
The core mounting hole 14 is located at a position where the axis of the core is the same as that of the valve guide 13. Core mounting hole 1
The lower part 4 has a large diameter lower part 14a and a lower large diameter part 14b.

【0044】前記径小部14aには、軟磁性体からなる
環状の第1コア301と第2コア302とが所定の間隙
303をおいて軸方向に直列に嵌挿されている。これら
の第1コア301の上端と第2コア302の下端には、
それぞれフランジ301aとフランジ302aが形成さ
れ、第1コア301は上方から、また第2コア302は
下方からそれぞれコア取付孔14に嵌挿され、フランジ
301aとフランジ302aがコア取付孔14の縁部に
当接することにより第1コア301と第2コア302の
位置決めがされて、前記間隙303が所定の距離に保持
される。
An annular first core 301 and a second core 302 made of a soft magnetic material are fitted in the small diameter portion 14a in series in the axial direction with a predetermined gap 303 therebetween. At the upper end of the first core 301 and the lower end of the second core 302,
A flange 301a and a flange 302a are respectively formed, the first core 301 is inserted into the core mounting hole 14 from above, and the second core 302 is inserted into the core mounting hole 14 from below, and the flange 301a and the flange 302a are fitted to the edge of the core mounting hole 14. The first core 301 and the second core 302 are positioned by contact with each other, and the gap 303 is maintained at a predetermined distance.

【0045】さらに第1コア301の上方には筒状のア
ッパキャプ305が設けられ、これはその下端に形成し
たフランジ部305aにボルト304を貫通させてアッ
パヘッド11の上面に固定される。このときフランジ部
305aを含むアッパキャップ305の下端が第1コア
301の上面周縁部に当接し、これを保持することで第
1コア301がアッパヘッド11に固定される。
Further, a cylindrical upper cap 305 is provided above the first core 301, and is fixed to the upper surface of the upper head 11 by passing a bolt 304 through a flange portion 305a formed at the lower end thereof. At this time, the lower end of the upper cap 305 including the flange portion 305a abuts on the peripheral edge of the upper surface of the first core 301, and by holding this, the first core 301 is fixed to the upper head 11.

【0046】一方、第2コア302の下部には環状のロ
アキャップ307が設けられ、その外周にはボルト30
7が貫通し、前記径小部14aと径大部14bの段部に
おける下向きの段差面に固定される。このときロアキャ
ップ307が第1コア302の下面周縁部に当接し、こ
れを保持することで第1コア301がアッパヘッド11
に固定される。
On the other hand, an annular lower cap 307 is provided below the second core 302, and a bolt 30
7 penetrates and is fixed to the downward step surface of the step portion of the small diameter portion 14a and the large diameter portion 14b. At this time, the lower cap 307 abuts on the lower peripheral edge of the first core 302 and holds the lower core 307 so that the first core 301 can move the upper head 11.
Fixed to

【0047】前記第1コア301の前記間隙303側の
面に形成した溝部内は、第1の電磁コイル308が装着
されており、他方、前記第2コア302の間隙303側
の面には同様に第2の電磁コイル309が装着され、こ
れらに第1の電磁コイル308と第2の電磁コイル30
9は互いに向き合って配置されている。
A first electromagnetic coil 308 is mounted in a groove formed on the surface of the first core 301 on the side of the gap 303, and the same is provided on the surface of the second core 302 on the side of the gap 303. , A second electromagnetic coil 309 is mounted thereon, and the first electromagnetic coil 308 and the second electromagnetic coil 30
9 are arranged facing each other.

【0048】前記間隙303の中間には、軟磁性体から
なる環状のアーマチャ311が配置されている。このア
ーマチャ311の中心から上下方向に延出し、その上部
の基端が前記第1コア301の中心を通ってその上方の
アッパキャップ305内まで至るとともに、その下方の
先端部が第2コア302の中心を通ってその下方の径大
部14b内に至る円柱状のアーマチャシャフト310が
設けられ、このアーマチャシャフト310は軸方向に進
退自在に保持されている。
An annular armature 311 made of a soft magnetic material is arranged in the middle of the gap 303. The upper end of the armature 311 extends vertically from the center of the armature 311 to the inside of the upper cap 305 through the center of the first core 301, and the lower end of the upper core 305 of the second core 302. A columnar armature shaft 310 is provided to pass through the center and into the large-diameter portion 14b below the armature shaft 310. The armature shaft 310 is held so as to be able to advance and retreat in the axial direction.

【0049】前記アッパキャップ305内に延出したア
ーマチャシャフト310の基端には円板状のアッパリテ
ーナ312が接合されるとともに、前記アッパキャップ
305の上部開口部にはアジャストボルト313が螺着
され、これらアッパリテーナ312とアジャストボルト
313との間には、アッパスプリング314が介在して
いる。なお、前記アジャストボルト313と前記アッパ
スプリング314との当接面には、前記アッパキャップ
305の内径と略同径の外径を有するスプリングシート
315が介装されている。
A disc-shaped upper retainer 312 is joined to the base end of the armature shaft 310 extending into the upper cap 305, and an adjust bolt 313 is screwed into an upper opening of the upper cap 305. An upper spring 314 is interposed between the upper retainer 312 and the adjustment bolt 313. A spring seat 315 having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the upper cap 305 is interposed on the contact surface between the adjust bolt 313 and the upper spring 314.

【0050】一方、前記大径部12b内に延出したアー
マチャシャフト310の先端部は、吸気弁28の弁軸2
8bの基端部28dと当接している。この基端部28d
の外周には円盤状のロアリテーナ28cが接合されてお
り、そのロアリテーナ28cの下面とロアヘッド10の
上面との間には、ロアスプリング316が介在してい
る。
On the other hand, the tip of the armature shaft 310 extending into the large diameter portion 12b is connected to the valve shaft 2 of the intake valve 28.
8b is in contact with the base end 28d. This base end 28d
A disc-shaped lower retainer 28c is joined to an outer periphery of the lower head 10, and a lower spring 316 is interposed between the lower surface of the lower retainer 28c and the upper surface of the lower head 10.

【0051】このように構成された吸気側電磁駆動機構
30では、第1の電磁コイル308及び第2の電磁コイ
ル309に励磁電流が印加されていないときは、アーマ
チャシャフト310がアッパスプリング314による下
方(すなわち、吸気弁28を開弁させる方向)への付勢
力と、吸気弁28がロアスプリング316による上方
(すなわち、吸気弁28を閉弁させる方向)への付勢力
が作用し、その結果、アーマチャシャフト310及び吸
気弁28が互いに当接して所定の位置に弾性支持された
状態、いわゆる中立状態に保持される。
In the intake-side electromagnetic drive mechanism 30 configured as described above, when no exciting current is applied to the first electromagnetic coil 308 and the second electromagnetic coil 309, the armature shaft 310 is moved downward by the upper spring 314. (Ie, the direction in which the intake valve 28 is opened) and the upward force of the intake valve 28 by the lower spring 316 (ie, the direction in which the intake valve 28 is closed) act, and as a result, The state where the armature shaft 310 and the intake valve 28 are in contact with each other and elastically supported at a predetermined position, that is, a so-called neutral state is maintained.

【0052】なお、アッパスプリング314とロアスプ
リング316の付勢力は、前記アーマチャ311の中立
位置が前記間隙303において前記第1コア301と前
記第2コア302との中間の位置に一致するよう設定さ
れる。構成部品の初期公差や経年変化等によってアーマ
チャ311の中立位置が前記した中間位置からずれた場
合には、アーマチャ311の中立位置が前記した中間位
置と一致するようアジャストボルト313によって調整
することができる。
The biasing force of the upper spring 314 and the lower spring 316 is set so that the neutral position of the armature 311 coincides with the intermediate position between the first core 301 and the second core 302 in the gap 303. You. When the neutral position of the armature 311 is deviated from the above-described intermediate position due to an initial tolerance or a secular change of the components, the neutral position of the armature 311 can be adjusted by the adjusting bolt 313 so as to match the above-described intermediate position. .

【0053】さらに前記アーマチャシャフト310及び
前記弁軸28bの軸方向の長さは、前記アーマチャ31
1が前記間隙303の中間位置に位置するときに、前記
弁体28aが全開側変位端と全閉側変位端との中間の位
置(以下、中開位置と称する)となるように設定する。
Further, the axial lengths of the armature shaft 310 and the valve shaft 28b are different from those of the armature 31.
When 1 is located at an intermediate position of the gap 303, the valve body 28a is set to an intermediate position between the fully open side displacement end and the fully closed side displacement end (hereinafter, referred to as a middle open position).

【0054】前記した吸気側電磁駆動機構30では、第
1の電磁コイル308に励磁電流が印加されると、第1
コア301と第1の電磁コイル308とアーマチャ31
1との間に、このアーマチャ311を第1コア301側
へ変位させる方向の電磁力が発生し、第2の電磁コイル
309に励磁電流が印加されると、第2コア302と第
2の電磁コイル309とアーマチャ311との間に前記
アーマチャ311を前記第2コア302側へ変位させる
方向の電磁力が発生する。
In the intake side electromagnetic drive mechanism 30 described above, when an exciting current is applied to the first electromagnetic coil 308, the first
Core 301, first electromagnetic coil 308, and armature 31
1, an electromagnetic force is generated in a direction to displace the armature 311 toward the first core 301, and when an exciting current is applied to the second electromagnetic coil 309, the second core 302 and the second electromagnetic An electromagnetic force is generated between the coil 309 and the armature 311 in a direction for displacing the armature 311 toward the second core 302.

【0055】したがって吸気側電磁駆動機構30では、
第1の電磁コイル308と第2の電磁コイル309とに
交互に励磁電流が印加されることにより、アーマチャ3
11が進退し、以て弁体28aが開閉駆動されることに
なる。その際、第1の電磁コイル308及び第2の電磁
コイル309に対する励磁電流の印加タイミングと励磁
電流の大きさを変更することにより、吸気弁28の開閉
タイミングを制御することが可能となる。
Therefore, in the intake side electromagnetic drive mechanism 30,
The excitation current is alternately applied to the first electromagnetic coil 308 and the second electromagnetic coil 309, so that the armature 3
11, the valve body 28a is driven to open and close. At this time, the opening and closing timing of the intake valve 28 can be controlled by changing the excitation current application timing and the magnitude of the excitation current to the first electromagnetic coil 308 and the second electromagnetic coil 309.

【0056】以下、本実施の形態に係る始動時における
燃料噴射制御について説明する。イグニションスイッチ
がオンされた後は、各電磁駆動弁について励磁電流が第
1電磁コイルまたは第2電磁コイルの一方に印加され、
上述のように中立状態にあるアーマチャには開弁方向と
閉弁方向の双方に向かう電磁力とが、交互にその固有振
動周期に等しい周期で作用しアーマチャの振動振幅が増
大して 全閉位置に達する。このようにしてクランキン
グの間の初期起動中には吸排気弁28、29は全閉状態
に保持される。
Hereinafter, the fuel injection control at the time of starting according to the present embodiment will be described. After the ignition switch is turned on, an exciting current is applied to one of the first electromagnetic coil and the second electromagnetic coil for each electromagnetically driven valve,
As described above, in the armature in the neutral state, the electromagnetic force heading in both the valve opening direction and the valve closing direction acts alternately with a period equal to its natural vibration period, and the vibration amplitude of the armature increases to the fully closed position. Reach In this way, the intake and exhaust valves 28 and 29 are kept in the fully closed state during the initial startup during the cranking.

【0057】またクランクポジションセンサ51は、ク
ランクシャフト23の回転を検知するように設けられ、
その出力信号はECU20に送られる。そして内燃機関
の始動時にはスタータモータ55の回転によりクランク
シャフト23が回転してクランキングが開始される。こ
のときクランクポジションセンサ51の出力信号に基づ
き、360°CA以内で上死点が検出される。
The crank position sensor 51 is provided to detect the rotation of the crankshaft 23,
The output signal is sent to the ECU 20. When the internal combustion engine is started, the crankshaft 23 is rotated by the rotation of the starter motor 55 to start cranking. At this time, the top dead center is detected within 360 ° CA based on the output signal of the crank position sensor 51.

【0058】なお、タイミングロータ51aは36歯の
うちの2歯を切り欠いた34歯が10°間隔で設けら
れ、第1気筒21aのピストンが上死点にあることが検
出するようにしているが、第2気筒21bのピストンが
上死点にある位置にも欠け歯を設けることで、さらに気
筒判別の時間を短縮することができる。すなわち図5に
示すように、タイミングロータ51aの周縁の第1気筒
21a及び第3気筒21cの判別のために2歯を欠いた
第1切り欠き部53から180°ずれた位置に、第2気
筒21b及び第4気筒21dの判別用に歯を、1枚また
は3枚欠いた第2切り欠き部54を設けるようにする。
この結果、最大180°CA以内で気筒判別が可能とな
る。
The timing rotor 51a is provided with 34 teeth obtained by cutting two teeth out of 36 teeth at intervals of 10 °, and detects that the piston of the first cylinder 21a is at the top dead center. However, by providing the missing teeth also at the position where the piston of the second cylinder 21b is at the top dead center, the time for cylinder determination can be further reduced. That is, as shown in FIG. 5, the second cylinder is shifted 180 ° from the first notch 53 lacking two teeth for discriminating the first cylinder 21 a and the third cylinder 21 c on the periphery of the timing rotor 51 a. A second cutout portion 54 having one or three teeth missing is provided for discriminating the 21b and the fourth cylinder 21d.
As a result, cylinder discrimination is possible within a maximum of 180 ° CA.

【0059】図6は、本実施の形態において、内燃機関
の始動時における各気筒毎のピストンの位置と点火順序
を示すタイムチャートである。図6では、横軸方向に一
目盛り進むとクランクシャフトが180°回転した状態
となり、上死点(TDC)と下死点(BDC)の間をピ
ストンが変位することになる。縦方向には点火順序に従
って各気筒が示されている。
FIG. 6 is a time chart showing a piston position and an ignition sequence for each cylinder when the internal combustion engine is started in this embodiment. In FIG. 6, the crankshaft is rotated by 180 ° when the scale is advanced by one division in the horizontal axis direction, and the piston is displaced between the top dead center (TDC) and the bottom dead center (BDC). Each cylinder is shown in the vertical direction according to the ignition order.

【0060】図示のように、時刻T0 においてイグニシ
ョンスイッチがオンにされると、吸排気弁が初期駆動に
より半開位置から全閉位置に変位し、時刻T1にスター
タスイッチがオンにされるとスタータモータが始動して
クランキングが開始される。この場合、クランキング中
に吸排気弁が全閉位置に変位するようにしてもよい。
As shown, when the ignition switch is turned on at time T 0 , the intake / exhaust valve is displaced from the half-open position to the fully closed position by the initial drive, and the starter switch is turned on at time T 1. The starter motor starts and cranking starts. In this case, the intake and exhaust valves may be displaced to the fully closed position during cranking.

【0061】クランキングが開始された後は気筒判別が
され、例えば図6のように、第1気筒21aのピストン
が上死点にあることが検出される。このとき第2気筒2
1bのピストンは下死点にあることになる。そして第1
気筒21aは吸気弁が閉じられており、排気行程からス
タートすることを確定させると、第2気筒21bは圧縮
行程にあることになる。そしてこの第2気筒21bでは
燃料噴射弁32から燃料が噴射されるのとほぼ同時に、
短期間、吸気弁28を開くと、第2気筒21b内は負圧
であるために流速が高い状態で燃料が第2気筒21b内
に流入する。
After cranking is started, cylinder discrimination is performed, and for example, as shown in FIG. 6, it is detected that the piston of the first cylinder 21a is at the top dead center. At this time, the second cylinder 2
The piston 1b will be at the bottom dead center. And the first
When it is determined that the cylinder 21a has the intake valve closed and starts from the exhaust stroke, the second cylinder 21b is in the compression stroke. In the second cylinder 21b, almost simultaneously with the injection of fuel from the fuel injection valve 32,
When the intake valve 28 is opened for a short period, the fuel flows into the second cylinder 21b at a high flow rate because the inside of the second cylinder 21b has a negative pressure.

【0062】このときには既にピストンが上昇を始めて
圧縮行程に入っているが、まだ吸気弁28を開いても空
気が逆流するタイミングではない。続いて第2気筒21
bのピストンが圧縮上死点に至ったときには、その気筒
の点火栓25に点火する。
At this time, the piston has already started to move up and has entered the compression stroke. However, even if the intake valve 28 is opened, it is not the timing at which the air flows backward. Subsequently, the second cylinder 21
When the piston b reaches the compression top dead center, the ignition plug 25 of the cylinder is ignited.

【0063】このように本実施の形態によれば、気筒判
別から180°CA以内で点火することが可能であり、
気筒判別後、従来の半分の時間で内燃機関1が始動開始
する。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to ignite within 180 ° CA from the cylinder discrimination,
After the cylinder discrimination, the internal combustion engine 1 starts to start in half the time of the related art.

【0064】一方、第1気筒21aでは、次にピストン
が下死点に達する直前に吸気弁28が短い間、開かれ
る。このとき気筒内は負圧であるので流入空気の流速を
高めることができる。この吸気弁28が開く直前に燃料
が燃料噴射弁32から噴射されるが、流速が高いことで
霧化を促進させることできる。その後、次の圧縮上死点
で点火がされる。
On the other hand, in the first cylinder 21a, the intake valve 28 is opened for a short time immediately before the piston next reaches the bottom dead center. At this time, since the pressure in the cylinder is negative, the flow velocity of the inflow air can be increased. Fuel is injected from the fuel injection valve 32 immediately before the intake valve 28 opens, but atomization can be promoted by the high flow velocity. Thereafter, ignition is performed at the next compression top dead center.

【0065】同様に第3気筒21cが燃料噴射を伴って
下死点で吸気弁28が開き、次に同様に第4気筒21
d、第2気筒21bと続いて、それぞれの気筒に対して
独立して燃料が噴射され、この噴射に同期して各気筒の
吸気弁28が開く。その後各気筒毎に圧縮上死点におい
て次々と点火され、クランクシャフト23の連続回転が
確保され、内燃機関が自力で回転を維持できる状態(完
爆)に至る。完爆の後は通常のバルブタイミングで吸排
気弁が作動し、燃料噴射も通常通り実施される。
Similarly, the intake valve 28 opens at the bottom dead center of the third cylinder 21c with fuel injection, and then the fourth cylinder 21c
d, following the second cylinder 21b, fuel is independently injected into each cylinder, and the intake valve 28 of each cylinder opens in synchronization with this injection. Thereafter, ignition is performed one after another at the compression top dead center for each cylinder, the continuous rotation of the crankshaft 23 is secured, and the internal combustion engine reaches a state where it can maintain its own rotation (complete explosion). After the complete explosion, the intake and exhaust valves operate at normal valve timing, and fuel injection is performed as usual.

【0066】本実施の形態においてはCPU401は、
気筒判別後、下死点にある気筒に直ちに燃料噴射と吸気
弁の開閉動作を同期するように実行させ、かつこの気筒
に対して180°CA以内に点火をさせる。
In this embodiment, the CPU 401
After the cylinder discrimination, the fuel injection and the opening / closing operation of the intake valve are immediately executed to the cylinder at the bottom dead center so as to be synchronized, and the cylinder is ignited within 180 ° CA.

【0067】なお、上記作動における吸気弁の最適な開
閉制御としては、ピストンが下死点直前に位置し、気筒
内の負圧が大であるとき短時間開いて負圧と流速を確保
することである。また燃料噴射は吸気弁28の開弁直前
から吸気弁28の開状態にオーバーラップするようにし
て、前記負圧と流速によって燃料の霧化を可及的に向上
させる。
In the above operation, the optimal opening / closing control of the intake valve is such that the piston is located immediately before the bottom dead center and is opened for a short time when the negative pressure in the cylinder is large to secure the negative pressure and the flow rate. It is. Further, the fuel injection overlaps with the opening state of the intake valve 28 immediately before the intake valve 28 opens, so that the atomization of the fuel is improved as much as possible by the negative pressure and the flow velocity.

【0068】このような最適な弁開閉と燃料噴射の時期
を図7に示す。ただし最初の点火がされる気筒、すなわ
ちここでは第2気筒21bでは、気筒判別時にはピスト
ンが下死点に達しているので、圧縮行程の始まる時点で
上記の吸気弁28の開弁と燃路量噴射がほぼ同時に実行
される。
FIG. 7 shows such optimal valve opening / closing and fuel injection timing. However, in the cylinder in which the first ignition is performed, that is, in the second cylinder 21b, since the piston has reached the bottom dead center at the time of the cylinder discrimination, the opening of the intake valve 28 and the amount of fuel passage at the start of the compression stroke. Injections are performed almost simultaneously.

【0069】次に図8に基づいて本発明の第2の実施の
形態を説明する。この制御において使用する内燃機関1
00はいわゆる直噴式の内燃機関であり、図8に示すよ
うに燃料噴射弁70の噴射口は燃焼室71内に露出して
いる。燃料噴射弁70は、例えばニードル弁体を備える
電磁式の噴射弁である。また燃料噴射弁70には高圧供
給通路72を介して高圧燃料ポンプ73の吐出側が接続
されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Internal combustion engine 1 used in this control
Reference numeral 00 denotes a so-called direct injection type internal combustion engine. The injection port of the fuel injection valve 70 is exposed in the combustion chamber 71 as shown in FIG. The fuel injection valve 70 is, for example, an electromagnetic injection valve including a needle valve body. The discharge side of a high-pressure fuel pump 73 is connected to the fuel injection valve 70 via a high-pressure supply passage 72.

【0070】燃料噴射弁70はECU80から送られる
制御信号に応じて、弁体を弁座から離座させることによ
り、高圧燃料ポンプ73から供給された燃料を燃焼室7
1内へ噴射する。その他気筒74の内部にはピストン7
5が配設され、ピストン75は気筒74内部を上下方向
に摺動自在である。シリンダヘッド83には各気筒毎に
吸気ポート76及び排気ポート77が形成され、これら
は燃焼室71内に開口している。またシリンダヘッド8
3には電磁駆動弁78、79が組み込まれ、それぞれ吸
気弁80と排気弁81が設けられている。また燃焼室7
1に臨んで点火栓82が設けられている。
The fuel injection valve 70 allows the fuel supplied from the high-pressure fuel pump 73 to move from the combustion chamber 7 by moving the valve body away from the valve seat in response to a control signal sent from the ECU 80.
Inject into 1. The piston 7 is provided inside the cylinder 74.
The piston 75 is slidable vertically in the cylinder 74. An intake port 76 and an exhaust port 77 are formed in the cylinder head 83 for each cylinder, and these are open into the combustion chamber 71. The cylinder head 8
Electromagnetic drive valves 78 and 79 are incorporated in 3, and an intake valve 80 and an exhaust valve 81 are provided respectively. The combustion chamber 7
1, an ignition plug 82 is provided.

【0071】このような直噴式の内燃機関100では、
圧縮行程において噴射が可能となり、またポート噴射式
の内燃機関のように吸気弁の開閉動作を伴わない噴射と
なる。
In such a direct injection type internal combustion engine 100,
Injection is possible during the compression stroke, and injection is performed without opening and closing the intake valve as in a port injection type internal combustion engine.

【0072】図10は、第2の実施の形態において、内
燃機関100の始動時における各気筒毎のピストンの位
置と点火順序を示すタイムチャートである。図10で
は、横軸方向に一目盛り進むとクランクシャフトが18
0°回転した状態となり、上死点(TDC)と下死点
(BDC)の間をピストンが変位することになる。縦軸
方向には点火順序に従って各気筒が示されている。
FIG. 10 is a time chart showing the position of the piston and the ignition sequence for each cylinder when the internal combustion engine 100 is started in the second embodiment. In FIG. 10, the crankshaft is moved 18 degrees in the horizontal axis direction.
The piston is rotated by 0 °, and the piston is displaced between the top dead center (TDC) and the bottom dead center (BDC). Each cylinder is shown along the vertical axis in accordance with the ignition order.

【0073】図示のように、時刻T0においてイグニシ
ョンスイッチがオンにされると、吸排気弁が初期駆動に
より半開位置から全閉位置に変位し、次に時刻T1にス
タータスイッチがオンにされるとスタータモータ84が
始動する。
As shown, when the ignition switch is turned on at time T 0 , the intake / exhaust valve is displaced from the half-open position to the fully closed position by the initial drive, and then the starter switch is turned on at time T 1. Then, the starter motor 84 starts.

【0074】クランキングが開始された後は気筒判別が
され、クランクポジションセンサにより、図9に示す第
1気筒74aから第4気筒74dについて、例えば第1
気筒74aのピストンが上死点にあることが検出される
と、第2気筒74bのピストンは下死点にあることにな
る。そして第1気筒74aは吸気弁が閉じられており、
排気行程からスタートすることを確定させると、第2気
筒74bは圧縮行程となる。この第2気筒74bでは圧
縮行程中に燃料が噴射され、続いて第2気筒74bのピ
ストンが圧縮上死点に至ったときには、その気筒の点火
栓82に点火する。この点火は気筒判別から180°C
A以内で行われることになるので、きわめて早い時期に
内燃機関1が始動する。
After the cranking is started, the cylinder is determined, and the crank position sensor detects, for example, the first cylinder 74a to the fourth cylinder 74d shown in FIG.
When it is detected that the piston of the cylinder 74a is at the top dead center, the piston of the second cylinder 74b is at the bottom dead center. The first cylinder 74a has an intake valve closed,
When the start from the exhaust stroke is confirmed, the second cylinder 74b enters the compression stroke. In the second cylinder 74b, fuel is injected during the compression stroke. Subsequently, when the piston of the second cylinder 74b reaches the compression top dead center, the ignition plug 82 of the cylinder is ignited. This ignition is 180 ° C from the cylinder discrimination.
A, the internal combustion engine 1 starts very early.

【0075】一方、第1気筒74aでは、次に圧縮行程
中に燃料が燃料噴射弁70から噴射され、その後、次の
圧縮上死点で点火がされる。同様に第3気筒74cが圧
縮行程中に燃料噴射がされ、次に同様に第4気筒74
d、第2気筒74bと続いて、それぞれの気筒に対して
独立して圧縮行程中ににおいて燃料が噴射される。その
後各気筒毎に圧縮上死点で次々と点火され、クランクシ
ャフトの連続回転が確保され、内燃機関が自力で回転を
維持できる状態(完爆)に至る。
On the other hand, in the first cylinder 74a, fuel is injected from the fuel injection valve 70 during the next compression stroke, and thereafter, ignition is performed at the next compression top dead center. Similarly, fuel is injected into the third cylinder 74c during the compression stroke, and then similarly to the fourth cylinder 74c.
d, following the second cylinder 74b, fuel is independently injected into each cylinder during the compression stroke. Thereafter, ignition is successively performed at the compression top dead center for each cylinder, and continuous rotation of the crankshaft is secured, and the internal combustion engine reaches a state where it can maintain rotation by itself (complete explosion).

【0076】以上の行程が終了し、各気筒の点火が一巡
して内燃機関の始動が確保された後は、図示のように吸
排気弁を通常の開閉時期に制御し、燃料噴射量や燃料噴
射の時期も通常のルーチンに従って制御されるようにす
る。また完爆後の数十秒間は始動後増量補正によって燃
料増量を行う。
After the above strokes have been completed and the ignition of each cylinder has completed one cycle and the start of the internal combustion engine has been ensured, the intake and exhaust valves are controlled to the normal opening and closing timing as shown in FIG. The timing of injection is also controlled according to a normal routine. Further, for several tens of seconds after the complete explosion, the fuel is increased by increasing the amount of fuel after starting.

【0077】本実施の形態の内燃機関では、電磁駆動弁
の採用によって気筒の表裏を判別することなく、ピスト
ンが上死点にある気筒を判別すれば、それを圧縮上死点
にあるものとして弁作動を開始できるので気筒判別の時
間が短縮でき、かつ上死点の検出時に下死点にある気筒
に燃料噴射後、気筒判別から180°CA以内で点火可
能である。
In the internal combustion engine of this embodiment, if the cylinder whose piston is at the top dead center is determined without discriminating the front and back of the cylinder by employing the electromagnetically driven valve, it is determined that the cylinder is at the compression top dead center. Since the valve operation can be started, the time for cylinder discrimination can be shortened. Further, after fuel is injected into the cylinder at the bottom dead center when the top dead center is detected, ignition can be performed within 180 ° CA from the cylinder discrimination.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、HCの排
出を抑制しつつ内燃機関を早期に始動することができ
る。
As described above, according to the present invention, the internal combustion engine can be started early while suppressing the emission of HC.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の内燃機関の概略構成を示す全体側面図
である。
FIG. 1 is an overall side view showing a schematic configuration of an internal combustion engine of the present invention.

【図2】本発明の内燃機関の概略構成を示す全体平面図
である。
FIG. 2 is an overall plan view showing a schematic configuration of an internal combustion engine of the present invention.

【図3】本発明の内燃機関の電磁駆動弁の構造を示す断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a structure of an electromagnetically driven valve of the internal combustion engine of the present invention.

【図4】ECUの内部構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration of an ECU.

【図5】クランクポジションセンサのタイミングロータ
を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a timing rotor of the crank position sensor.

【図6】内燃機関の始動時における各気筒毎のピストン
の位置と点火順序を示すタイムチャートである。
FIG. 6 is a time chart showing a piston position and an ignition sequence for each cylinder when the internal combustion engine is started.

【図7】燃料噴射時期と吸気弁の開閉時期を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a fuel injection timing and an intake valve opening / closing timing.

【図8】直噴式の内燃機関を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic view showing a direct injection type internal combustion engine.

【図9】直噴式の内燃機関の気筒配列を示す概念図であ
る。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing a cylinder arrangement of a direct injection type internal combustion engine.

【図10】直噴式の内燃機関の始動時における各気筒毎
のピストンの位置と点火順序を示すタイムチャートであ
る。 1、100・・・内燃機関 20、85・・・ECU 21a−21d、74a−74d・・・気筒 22、75・・・ピストン 23・・・クランクシャフト 25、82・・・点火栓 26、76・・・吸気ポート 27、77・・・排気ポート 28、80・・・吸気弁 29、81・・・排気弁 30、78・・・吸気側電磁駆動弁 31、79・・・排気側電磁駆動弁 32、70・・・燃料噴射弁 51・・・クランクポジションセンサ 51a・・・タイミングロータ
FIG. 10 is a time chart showing a position of a piston and an ignition sequence for each cylinder at the time of starting of a direct injection type internal combustion engine. 1, 100: Internal combustion engine 20, 85: ECU 21a-21d, 74a-74d: Cylinder 22, 75: Piston 23: Crank shaft 25, 82: Spark plug 26, 76 ... intake ports 27, 77 ... exhaust ports 28, 80 ... intake valves 29, 81 ... exhaust valves 30, 78 ... intake side electromagnetically driven valves 31, 79 ... exhaust side electromagnetically driven Valves 32, 70: Fuel injection valve 51: Crank position sensor 51a: Timing rotor

フロントページの続き Fターム(参考) 3G018 AA05 AA06 AB09 AB17 CA16 DA34 DA36 DA41 DA45 EA21 EA25 EA26 FA07 FA16 GA09 GA11 3G092 AA01 AA05 AA11 AB02 BB06 CB02 DA01 DA07 DE01S DF01 DG09 EA11 EC07 FA03 FA08 FA11 FA18 FA31 GA01 HA01Z HA06Z HD02Z HD09Z HE04Z HE08Z HF08Z HF19X 3G301 HA01 HA19 JA03 JA12 JA26 KA01 LA07 LC01 LC10 MA11 MA19 NA08 NB06 PA01Z PA11Z PB05A PD12Z PE04Z PE08Z PE10A PF03Z Continued on the front page F-term (reference) 3G018 AA05 AA06 AB09 AB17 CA16 DA34 DA36 DA41 DA45 EA21 EA25 EA26 FA07 FA16 GA09 GA11 3G092 AA01 AA05 AA11 AB02 BB06 CB02 DA01 DA07 DE01S DF01 DG09 EA11 EC01 FA03 FA08 GA01 FA01 FA01 HE04Z HE08Z HF08Z HF19X 3G301 HA01 HA19 JA03 JA12 JA26 KA01 LA07 LC01 LC10 MA11 MA19 NA08 NB06 PA01Z PA11Z PB05A PD12Z PE04Z PE08Z PE10A PF03Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内燃機関の始動時に各気筒のピストン位置
を検出した後、この検出時にピストンが下死点及び下死
点から圧縮行程にある任意の気筒に燃料を噴射すること
を特徴とする電磁駆動弁を有する内燃機関。
The present invention is characterized in that after detecting the piston position of each cylinder at the time of starting the internal combustion engine, the piston injects fuel to a bottom dead center and an arbitrary cylinder in a compression stroke from the bottom dead center at the time of this detection. An internal combustion engine having an electromagnetically driven valve.
【請求項2】前記燃料を気筒外の吸気管に設置されたイ
ンジェクタから供給し、前記ピストン位置が下死点及び
下死点から圧縮行程にあり、燃料が噴射される任意の気
筒の吸気弁を燃料噴射に伴い開弁させる手段を備える請
求項1に記載の電磁駆動弁を有する内燃機関。
2. The intake valve of any cylinder in which the fuel is supplied from an injector installed in an intake pipe outside the cylinder, the piston position is in a compression stroke from the bottom dead center and the bottom dead center, and fuel is injected. 2. An internal combustion engine having the electromagnetically driven valve according to claim 1, further comprising means for opening the valve with fuel injection.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005264946A (en) * 2004-03-19 2005-09-29 Ford Global Technologies Llc Starting method of engine having pausable valve
CN103016174A (en) * 2011-09-22 2013-04-03 马自达汽车株式会社 Device and method for controlling start of compression self-ignition engine
JP2014126044A (en) * 2012-12-27 2014-07-07 Mitsubishi Motors Corp Engine

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