JPH04358720A - Intake device for internal combustion engine - Google Patents

Intake device for internal combustion engine

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Publication number
JPH04358720A
JPH04358720A JP13427391A JP13427391A JPH04358720A JP H04358720 A JPH04358720 A JP H04358720A JP 13427391 A JP13427391 A JP 13427391A JP 13427391 A JP13427391 A JP 13427391A JP H04358720 A JPH04358720 A JP H04358720A
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JP
Japan
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intake
valve
control valve
period
intake control
Prior art date
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Pending
Application number
JP13427391A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirobumi Kubota
博文 久保田
▲吉▼松 昭夫
Akio Yoshimatsu
Toshio Yamada
敏生 山田
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
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve combustion by increasing the temperature of the air fuel mixture in a cylinder, and thereby reducing loss of a pump so as to improve sufficiently fuel consumption. CONSTITUTION:An intake air amount is controlled by controlling the opening time of an intake control valve 11. The overlap period of an intake/exhaust valve is determined so that previously burned gas in a cylinder chamber 3 can make reverse flow into an intake port 4. In an engine operating range in which an air fuel mixture temperature just before ignition is lowered by closing the intake control valve 11 in an early stage, resulting in deterioration of combustion condition, the intake control valve 11 is set in opening valve condition for a period which is determined beforehand in the first half of overlap period, and the previously burned gas is forced to make reverse flow into the intake branch pipe 8 located upstream of the intake control valve 11 so as to heat intake air. After that, the intake control valve 11 is opened again for the period which is determined beforehand during an intake valve 6 opening period so as to suck heated intake air into the cylinder chamber 3.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の吸気装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake system for an internal combustion engine.

【0002】0002

【従来の技術】各気筒に夫々接続された各吸気枝管に開
閉可能な吸気制御弁を夫々設け、吸気弁が開弁している
期間内において対応する吸気制御弁を予め定められた期
間だけ開弁せしめることによって気筒内に吸入される空
気量を制御せしめるようにした内燃機関の吸気装置が公
知である(特開昭62−294719号公報参照)。
[Prior Art] Each intake branch pipe connected to each cylinder is provided with an intake control valve that can be opened and closed, and the corresponding intake control valve is operated only for a predetermined period within the period when the intake valve is open. An intake system for an internal combustion engine is known in which the amount of air taken into a cylinder is controlled by opening a valve (see Japanese Patent Laid-Open No. 62-294719).

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】この吸気装置において
、吸気制御弁の閉弁時期を制御せしめることによって気
筒内に吸入される空気量を制御せしめるようにすると、
スロットル弁による絞り損失を無くせるためポンプ損失
を低減せしめることができる。
In this intake system, if the amount of air taken into the cylinder is controlled by controlling the closing timing of the intake control valve,
Since throttling loss due to the throttle valve can be eliminated, pumping loss can be reduced.

【0004】ところが、吸入空気量が比較的少ない機関
運転領域においては吸気制御弁が早期に閉弁せしめられ
るために、断熱膨脹期間が増大し、このため実質的な圧
縮期間が減少し、着火直前における混合気温度が低下し
て燃焼が悪化するという問題を生ずる。この結果、ポン
プ損失低減による燃費向上が十分に得られないという問
題を生ずる。
However, in an engine operating range where the amount of intake air is relatively small, the intake control valve is closed early, which increases the adiabatic expansion period, which reduces the actual compression period, leading to This results in a problem in that the mixture temperature in the engine decreases and combustion deteriorates. As a result, a problem arises in that fuel efficiency cannot be sufficiently improved by reducing pump loss.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明によれば、吸気通路を開閉可能な吸気制御弁を
吸気弁上流の吸気通路に設け、吸気弁が開弁している期
間内において吸気制御弁を予め定められた期間だけ開弁
せしめることによってシリンダ内に吸入される空気量を
制御せしめるようにした内燃機関において、シリンダ内
の既燃ガスが吸気通路に逆流するように、吸気弁および
排気弁が共に開弁しているオーバラップ期間を定め、吸
気制御弁上流の吸気通路内に予め定められた量の既燃ガ
スが逆流するようにオーバラップ期間において吸気制御
弁を予め定められた期間開弁せしめた後吸気弁開弁期間
内において吸気制御弁を再び予め定められた期間開弁せ
しめてシリンダ内に空気を吸入せしめる制御手段を備え
ている。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, according to the present invention, an intake control valve capable of opening and closing the intake passage is provided in the intake passage upstream of the intake valve, and a period during which the intake valve is open is provided. In an internal combustion engine in which the amount of air taken into the cylinder is controlled by opening the intake control valve for a predetermined period of time, the combustion engine is configured to control the amount of air taken into the cylinder by opening the intake control valve for a predetermined period of time. An overlap period in which both the intake valve and the exhaust valve are open is determined, and the intake control valve is opened in advance during the overlap period so that a predetermined amount of burned gas flows backward into the intake passage upstream of the intake control valve. A control means is provided for opening the intake control valve again for a predetermined period of time within the intake valve opening period after opening the valve for a predetermined period of time, thereby sucking air into the cylinder.

【0006】[0006]

【作用】オーバラップ期間内において吸気制御弁が予め
定められた期間開弁せしめられ、吸気制御弁上流の吸気
通路内に予め定められた量の既燃ガスが逆流せしめられ
る。これによって吸気通路内の空気を加熱することがで
きる。次いで吸気弁開弁期間内において再び吸気制御弁
を予め定められた期間開弁せしめると加熱された空気が
シリンダ内に流入しシリンダ内の混合気温度を高めるこ
とができる。
[Operation] The intake control valve is opened for a predetermined period within the overlap period, and a predetermined amount of burned gas is caused to flow back into the intake passage upstream of the intake control valve. This allows the air in the intake passage to be heated. Then, when the intake control valve is opened again for a predetermined period during the intake valve opening period, the heated air flows into the cylinder and the temperature of the air-fuel mixture within the cylinder can be increased.

【0007】[0007]

【実施例】図1および図2には多気筒ガソリン機関の1
つの気筒を示す。
[Example] Figures 1 and 2 show one of the multi-cylinder gasoline engines.
Showing two cylinders.

【0008】図1および図2を参照すると、1はシリン
ダブロック、2はシリンダヘッド、3はシリンダ室、4
は吸気ポート、5は排気ポート、6は一対の吸気弁、7
は一対の排気弁を夫々示す。吸気ポート4は吸気枝管8
を介してサージタンク9に接続される。吸気ポート4直
前の吸気枝管8には、吸気ポート4内に燃料を噴射する
ための燃料噴射弁10が配置される。サージタンク9と
燃料噴射弁10との間の吸気枝管8内には、吸気枝管8
を開閉するための吸気制御弁11が配置される。吸気制
御弁11は吸気制御弁下方に設けられたアクチュエータ
12によって駆動制御せしめられる。
Referring to FIGS. 1 and 2, 1 is a cylinder block, 2 is a cylinder head, 3 is a cylinder chamber, and 4 is a cylinder block.
is an intake port, 5 is an exhaust port, 6 is a pair of intake valves, 7
indicate a pair of exhaust valves, respectively. Intake port 4 is an intake branch pipe 8
It is connected to the surge tank 9 via. A fuel injection valve 10 for injecting fuel into the intake port 4 is arranged in the intake branch pipe 8 immediately in front of the intake port 4 . In the intake branch pipe 8 between the surge tank 9 and the fuel injection valve 10, an intake branch pipe 8 is provided.
An intake control valve 11 for opening and closing is arranged. The intake control valve 11 is driven and controlled by an actuator 12 provided below the intake control valve.

【0009】図3には吸気制御弁11の斜視図を示す。 図3を参照すると、吸気制御弁11は、弁体11aと、
弁体11aの上端および下端に夫々形成された上方およ
び下方ディスク状部11b,11cと、下方ディスク状
部11cから下方に向かって延びると共にアクチュエー
タ12(図1参照)に連結される弁軸11dとを備えて
いる。
FIG. 3 shows a perspective view of the intake control valve 11. Referring to FIG. 3, the intake control valve 11 includes a valve body 11a,
Upper and lower disc-shaped parts 11b and 11c are formed at the upper and lower ends of the valve body 11a, respectively, and a valve shaft 11d extends downward from the lower disc-shaped part 11c and is connected to the actuator 12 (see FIG. 1). It is equipped with

【0010】図4には吸気制御弁11の弁体11aの開
弁位置(図中実線で示す)と閉弁位置(図中一点鎖線で
示す)とを示す。弁体11aの断面形状は、中心部から
両端に向かうに従って徐々に先細となるように形成され
ている。
FIG. 4 shows the open position (indicated by a solid line in the figure) and the closed position (indicated by a chain line in the figure) of the valve body 11a of the intake control valve 11. The cross-sectional shape of the valve body 11a is formed to gradually taper from the center toward both ends.

【0011】図5および図6には、アクチュエータ12
の構造および動作を示す。図5を参照すると、アクチュ
エータ12は、弁軸11d(図3参照)に連結され回転
可能な円柱状磁極12aと、円柱状磁極12aに対して
互いに反対側に配置された第1および第2磁極12b,
12cと、円柱状磁極12aに対して互いに反対側に配
置されると共に第1および第2磁極12b,12cに対
し夫々90度離間して配置された第3および第4磁極1
2d,12eとを具備する。 第1、第2、第3、および第4磁極12b,12c,1
2d,12eはコイルに通電することによって磁化され
、第1磁極12bはN極に、第2磁極12cはS極に常
に磁化されている。円柱状磁極12aは図示のようにS
極とN極に磁化されている。吸気制御弁11の開弁時に
おいては、第3磁極12dはS極に、第4磁極12eは
N極に夫々磁化される。これによって、円柱状磁極12
aは、円柱状磁極12aのN極が第2および第3磁極1
2c,12dの間に位置するようにして静止する。
5 and 6, the actuator 12
The structure and operation of Referring to FIG. 5, the actuator 12 includes a rotatable cylindrical magnetic pole 12a connected to a valve shaft 11d (see FIG. 3), and first and second magnetic poles arranged on opposite sides of the cylindrical magnetic pole 12a. 12b,
12c, and third and fourth magnetic poles 1 disposed on opposite sides of the cylindrical magnetic pole 12a and spaced apart by 90 degrees from the first and second magnetic poles 12b and 12c, respectively.
2d and 12e. First, second, third, and fourth magnetic poles 12b, 12c, 1
2d and 12e are magnetized by energizing the coils, and the first magnetic pole 12b is always magnetized to the north pole and the second magnetic pole 12c is always magnetized to the south pole. The cylindrical magnetic pole 12a is S as shown in the figure.
It is magnetized into poles and north poles. When the intake control valve 11 is open, the third magnetic pole 12d is magnetized to the S pole, and the fourth magnetic pole 12e is magnetized to the N pole. As a result, the cylindrical magnetic pole 12
a, the N pole of the cylindrical magnetic pole 12a is the second and third magnetic pole 1
It stands still between 2c and 12d.

【0012】一方、吸気制御弁11の閉弁時においては
、図6に示されるように、第3磁極12dがN極に、第
4磁極12eがS極に磁化される。これによって円柱状
磁極12aは図中右回りに90度だけ回転し、円柱状磁
極12aのN極が第2および第4磁極12c,12eの
間に位置するようにして静止する。
On the other hand, when the intake control valve 11 is closed, the third magnetic pole 12d is magnetized to the north pole and the fourth magnetic pole 12e is magnetized to the south pole. As a result, the cylindrical magnetic pole 12a rotates by 90 degrees clockwise in the figure, and comes to rest with the N pole of the cylindrical magnetic pole 12a positioned between the second and fourth magnetic poles 12c and 12e.

【0013】再び図1を参照すると、電子制御ユニット
20はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス
21によって相互に接続されたROM(リードオンリメ
モリ)22、RAM(ランダムアクセスメモリ)23、
CPU(マイクロプロセッサ)24、入力ポート25お
よび出力ポート26を具備する。
Referring again to FIG. 1, the electronic control unit 20 is comprised of a digital computer, which includes a ROM (Read Only Memory) 22, a RAM (Random Access Memory) 23, and a RAM (Random Access Memory) 23, which are interconnected by a bidirectional bus 21.
It includes a CPU (microprocessor) 24, an input port 25, and an output port 26.

【0014】クランクシャフトが所定のクランク角回転
する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ30は
入力ポート25に接続される。クランク角センサ30の
出力パルスに基づいて機関回転数が計算される。また、
アクセルペダル15の踏込み量(以下「アクセル開度」
という)を検出するためのアクセルペダルセンサ31が
AD変換器27を介して入力ポート25に接続される。 また、吸気枝管8内の吸気温を検出するための吸気温セ
ンサ32がAD変換器28を介して入力ポート25に接
続される。
A crank angle sensor 30 that generates an output pulse every time the crankshaft rotates a predetermined crank angle is connected to the input port 25. The engine speed is calculated based on the output pulse of the crank angle sensor 30. Also,
Amount of depression of the accelerator pedal 15 (hereinafter referred to as "accelerator opening degree")
An accelerator pedal sensor 31 is connected to the input port 25 via an AD converter 27. Further, an intake temperature sensor 32 for detecting the intake temperature in the intake branch pipe 8 is connected to the input port 25 via an AD converter 28.

【0015】一方、出力ポート26は駆動回路29を介
してアクチュエータ12に接続される。
On the other hand, the output port 26 is connected to the actuator 12 via a drive circuit 29.

【0016】次に図7を参照して従来の吸気制御弁の制
御について説明する。図7では、クランク角θは圧縮上
死点で0とされ、図において右に向かう程増大する。排
気弁は排気下死点直前のθEOで開弁せしめられ吸気上
死点直後のθECで閉弁せしめられる。吸気弁は吸気上
死点直前のθIOで開弁せしめられ、吸気下死点後のθ
ICで閉弁せしめられる。従って、排気弁および吸気弁
が共に開弁しているオーバラップ期間は短期間である。 吸気制御弁は排気弁が開弁される前のθ1 において開
弁せしめられ、吸気弁開弁後のθ2 において閉弁せし
められる。θ1 は固定値であり、θ2 は負荷の増大
に応じて増大する。なお、θ1 は負荷の増大に応じて
変動させてもよい。吸気弁および吸気制御弁が共に開弁
している期間内においてだけシリンダ内に空気が流入す
るため吸気制御弁の閉弁時期θ2 を制御することによ
ってシリンダ内に供給される空気量を制御することがで
きる。
Next, control of a conventional intake control valve will be explained with reference to FIG. In FIG. 7, the crank angle θ is set to 0 at compression top dead center, and increases toward the right in the figure. The exhaust valve is opened at θEO just before exhaust bottom dead center and closed at θEC just after intake top dead center. The intake valve is opened at θIO just before the intake top dead center, and at θIO after the intake bottom dead center.
The IC will close the valve. Therefore, the overlap period during which both the exhaust valve and the intake valve are open is short. The intake control valve is opened at θ1 before the exhaust valve is opened, and closed at θ2 after the intake valve is opened. θ1 is a fixed value, and θ2 increases as the load increases. Note that θ1 may be varied according to an increase in load. Since air flows into the cylinder only during the period when both the intake valve and the intake control valve are open, the amount of air supplied into the cylinder is controlled by controlling the closing timing θ2 of the intake control valve. Can be done.

【0017】このように制御するとスロットル弁による
絞り損失を無くせるためポンプ損失を低減せしめること
ができる。
[0017] By controlling in this manner, the throttling loss due to the throttle valve can be eliminated, so that the pumping loss can be reduced.

【0018】ところが、吸入空気量が比較的少ない機関
運転領域においては吸気制御弁が早期に閉弁せしめられ
るために、断熱膨張期間が増大し、このため実質的な圧
縮期間が減少し、着火直前における混合気温度が低下し
て燃焼が悪化するという問題を生ずる。この結果、ポン
プ損失低減による燃費向上が十分に得られないという問
題を生ずる。
However, in engine operating ranges where the amount of intake air is relatively small, the intake control valve is closed early, which increases the adiabatic expansion period, which reduces the actual compression period, leading to This results in a problem in that the mixture temperature in the engine decreases and combustion deteriorates. As a result, a problem arises in that fuel efficiency cannot be sufficiently improved by reducing pump loss.

【0019】そこで本実施例では、シリンダ内の既燃ガ
スが吸気ポート内に逆流するようにオーバラップ期間(
吸気弁および排気弁が共に開弁している期間)を定め、
吸気制御弁が早期に閉弁せしめられるために、着火直前
における混合気温度が低下して燃焼が悪化する機関運転
領域(以下「燃焼悪化領域」という)においては、オー
バラップ期間の前半において吸気制御弁を開弁状態とし
て吸気制御弁上流の吸気枝管に既燃ガスを逆流せしめて
吸気を加熱し、その後吸気弁開弁期間において吸気制御
弁を開弁せしめて加熱された吸気をシリンダ内に吸入せ
しめるようにしている。
Therefore, in this embodiment, an overlap period (
determine the period during which both the intake valve and exhaust valve are open,
In the engine operating region (hereinafter referred to as the "combustion deterioration region") where the air-fuel mixture temperature immediately before ignition decreases and combustion worsens because the intake control valve is closed early, the intake control valve is With the valve open, burned gas flows backward into the intake branch pipe upstream of the intake control valve to heat the intake air, and then during the intake valve open period, the intake control valve is opened to direct the heated intake air into the cylinder. I try to make him inhale.

【0020】図8には、機関回転数Ne およびアクセ
ル開度θA(機関負荷を示す)に基づいて燃焼悪化領域
(領域I)を示す。機関回転数Ne の上昇に伴なって
燃焼が安定するために、機関回転数の上昇に伴なって領
域Iに属する負荷は小さくなる。図8において領域Iの
上側の領域IIは着火直前における混合気温度の低下が
なく良好な燃焼が得られる領域である。
FIG. 8 shows the combustion deterioration region (region I) based on the engine speed Ne and the accelerator opening θA (indicating the engine load). Since combustion becomes stable as the engine speed Ne increases, the load belonging to region I becomes smaller as the engine speed increases. In FIG. 8, region II above region I is a region where good combustion can be obtained without a drop in air-fuel mixture temperature just before ignition.

【0021】図9には本実施例の吸排気弁の開閉弁時期
および吸気制御弁の制御を示す。排気弁の開閉弁時期は
従来と同様であり、θEOで開弁しθECで閉弁する。 吸気弁開弁時期は従来に比較して早められ、排気下死点
後排気下死点近傍のθIOで開弁せしめられる。吸気弁
の閉弁時期は従来と同様であり、θIOで閉弁せしめら
れる。従って、オーバラップ期間は従来と比較して長く
なる。このため、オーバラップ期間においてシリンダ内
の既燃ガスは吸気ポートに逆流する。
FIG. 9 shows the opening/closing timing of the intake and exhaust valves and the control of the intake control valve in this embodiment. The opening/closing timing of the exhaust valve is the same as the conventional one, and the valve opens at θEO and closes at θEC. The opening timing of the intake valve is advanced compared to the conventional one, and the valve is opened at θIO after the exhaust bottom dead center and near the exhaust bottom dead center. The closing timing of the intake valve is the same as in the conventional case, and the intake valve is closed at θIO. Therefore, the overlap period becomes longer than in the conventional case. Therefore, during the overlap period, the burned gas in the cylinder flows back to the intake port.

【0022】機関運転状態が図8の領域Iにある場合、
吸気制御弁は図9の領域Iのように制御される。すなわ
ち、吸気制御弁は排気弁開弁前のθ3 で開弁されオー
バラップ期間内のθ4 で閉弁される。θ3 は固定値
であって、吸気弁開弁前であれば排気弁開弁後であって
もよい。θIOで吸気弁が開弁せしめられるとシリンダ
室3内の既燃ガスが吸気制御弁11上流の吸気枝管8内
に流入し吸気枝管8内の空気が加熱される。この加熱は
、吸気温センサ32によって検出される吸気温が目標吸
気温となるようにθ4 を制御することによって制御さ
れる。すなわち、θ4 を早くすれば吸気枝管内に逆流
する既燃ガス量は減少するために空気の加熱量は減少し
、θ4 を遅くすると空気の加熱量は増大する。
[0022] When the engine operating state is in region I of Fig. 8,
The intake control valve is controlled as in region I of FIG. That is, the intake control valve is opened at θ3 before the exhaust valve is opened, and closed at θ4 within the overlap period. θ3 is a fixed value, and may be set after the exhaust valve is opened as long as it is before the intake valve is opened. When the intake valve is opened at θIO, the burnt gas in the cylinder chamber 3 flows into the intake branch pipe 8 upstream of the intake control valve 11, and the air in the intake branch pipe 8 is heated. This heating is controlled by controlling θ4 so that the intake temperature detected by the intake temperature sensor 32 becomes the target intake temperature. That is, if θ4 is made faster, the amount of burned gas flowing back into the intake branch pipe is reduced, and the amount of heating of the air is reduced, and if θ4 is made slower, the amount of heating of the air is increased.

【0023】図10には、機関回転数Ne とアクセル
開度θAに基づいて目標吸気温を示す。目標吸気温は、
各機関運転状態において最小燃費とするための吸気温で
ある。目標吸気温は機関回転数Ne およびアクセル開
度θAの増大に伴なって低下する。
FIG. 10 shows the target intake air temperature based on the engine speed Ne and the accelerator opening θA. The target intake temperature is
This is the intake temperature for achieving the minimum fuel consumption in each engine operating state. The target intake temperature decreases as the engine speed Ne and the accelerator opening θA increase.

【0024】図9に示されるようにオーバラップ期間の
前半で既燃ガスを吸気枝管内に逆流せしめるのは、少量
の既燃ガスによって空気を加熱するためである。すなわ
ち、オーバラップ期間後半におけるよりも前半における
既燃ガスの温度が高いために少量の既燃ガスで空気を加
熱することができ、このため新気量の制御が容易となる
The reason why the burnt gas is caused to flow back into the intake branch pipe in the first half of the overlap period, as shown in FIG. 9, is to heat the air with a small amount of burnt gas. That is, since the temperature of the burnt gas is higher in the first half of the overlap period than in the second half, the air can be heated with a small amount of burnt gas, making it easier to control the amount of fresh air.

【0025】次いで吸気上死点近傍のθ5 で吸気制御
弁を再び開弁せしめ、吸気弁閉弁前のθ6 で閉弁せし
める。これによって目標吸気温に加熱された空気がシリ
ンダ室3内に流入する。このため領域Iにおいても、着
火直前における混合気温度が低下することなく良好な燃
焼を得ることができる。この結果、ポンプ損失低減効果
を十分に得ることができ燃費を低減せしめることができ
る。また、既燃ガスを逆流せしめるため、内部EGRに
よってNOx を低減せしめることができる。
Next, the intake control valve is opened again at θ5 near the intake top dead center, and closed at θ6 before the intake valve closes. As a result, air heated to the target intake temperature flows into the cylinder chamber 3. Therefore, even in region I, good combustion can be obtained without the temperature of the air-fuel mixture immediately before ignition decreasing. As a result, a sufficient effect of reducing pump loss can be obtained and fuel consumption can be reduced. Further, since the burnt gas is caused to flow backward, NOx can be reduced by internal EGR.

【0026】吸入空気量はθ5 およびθ6 を制御す
ることによって制御される。この際、既燃ガスの逆流分
だけ吸入空気が多く流入せしめられる。θ5 は例えば
吸気上死点前10°および吸気上死点後30°の範囲で
変化せしめられる。
The amount of intake air is controlled by controlling θ5 and θ6. At this time, a large amount of intake air is allowed to flow in by the amount of backflow of the burnt gas. θ5 is varied, for example, within a range of 10° before the intake top dead center and 30° after the intake top dead center.

【0027】図11には、機関回転数Ne とアクセル
開度θAに基づいてθ5 を示す。θ5 は機関回転数
Ne およびアクセル開度θAの減少に伴なって遅くさ
れる。従って、低負荷の場合にはθ5は遅くされるため
θ6 も遅くなり、このためシリンダ室3内に吸入され
る吸気温の低下を低減することができる。なお、θ5 
およびθ6 を遅くすることによるポンプ損失低減効果
の減少は無視し得るものである。
FIG. 11 shows θ5 based on the engine speed Ne and the accelerator opening θA. θ5 is slowed down as the engine speed Ne and accelerator opening θA decrease. Therefore, when the load is low, θ5 is delayed and θ6 is also delayed, so that the drop in the intake air temperature sucked into the cylinder chamber 3 can be reduced. In addition, θ5
And the decrease in pump loss reduction effect by slowing down θ6 is negligible.

【0028】図12には、機関回転数Ne とアクセル
開度θAに基づいてθ6 を示す。θ6 は機関回転数
Ne およびアクセル開度θAの減少に伴なって早くさ
れる。
FIG. 12 shows θ6 based on the engine speed Ne and the accelerator opening θA. θ6 is accelerated as the engine speed Ne and accelerator opening θA decrease.

【0029】機関運転状態が図8の領域IIにある場合
、吸気制御弁は図9の領域IIのように制御される。す
なわち、吸気制御弁はオーバラップ期間内のθ7 で開
弁せしめられ吸気弁閉弁直後のθ8 で閉弁せしめられ
る。領域IIは高負荷であるためにできるだけ多量の空
気を吸入する必要がある。θ8 は固定値であり、θ7
 は以下のように制御される。
When the engine operating state is in region II of FIG. 8, the intake control valve is controlled as in region II of FIG. That is, the intake control valve is opened at θ7 within the overlap period and closed at θ8 immediately after the intake valve is closed. Region II has a high load, so it is necessary to suck in as much air as possible. θ8 is a fixed value, and θ7
is controlled as follows.

【0030】図13には機関回転数Ne とθ7 の関
係を示す。θ7 は機関回転数Ne2 の直前までは排
気弁閉弁時期θECに等しく、機関回転数がNe2 に
等しくなると吸気弁開弁時期θIO直後のθX とされ
る。Ne2 から機関回転数が増大するにつれてθ7 
は遅角せしめられ、機関回転数がNe4 以上でθ7 
は再びθECと等しくなる。
FIG. 13 shows the relationship between the engine speed Ne and θ7. θ7 is equal to the exhaust valve closing timing θEC until just before the engine speed Ne2, and when the engine speed becomes equal to Ne2, it becomes θX immediately after the intake valve opening timing θIO. As the engine speed increases from Ne2, θ7
is retarded, and when the engine speed is over Ne4, θ7
is again equal to θEC.

【0031】図14には図13に示した機関回転数 N
e1〜Ne4 における排気ポート圧の変化を示す。機
関回転数Ne1 では、オーバラップ期間に負圧波が戻
ってくるがオーバラップ期間の終期に排気ポート圧が正
圧となるため、吸気制御弁を開弁せしめるとシリンダ室
内の既燃ガスが逆流するおそれがあり、このため吸気制
御弁をオーバラップ期間終了時θECに開弁せしめる(
図13参照)。機関回転数の増大と共に排気ポートに負
圧波が到達する時期が遅れ、機関回転数Ne2 におい
て、オーバラップ期間の終期においても排気ポート圧が
正圧とならず、θECにおいて大気圧となる。従って機
関回転数Ne2 のときには、オーバラップ期間におい
て排気ポート圧が負圧になり始めるθXにおいて吸気制
御弁を開弁せしめる。すなわち、オーバラップ期間にお
いて排気ポート圧が負圧となっている場合に吸気制御弁
を開弁せしめるようにしているため良好な掃気効果を得
ることができ、多量の空気をシリンダ室内に吸入せしめ
ることができる。さらに機関回転数の増大に伴なって、
排気ポート圧が負圧になり始めるクランク角が遅れ(例
えばNe3)、これに応じて吸気弁開弁時期も遅角せし
める。機関回転数Ne4 において、排気ポート圧が負
圧になり始めるクランク角がオーバラップ期間終了時期
θECと等しくなるため、このときには吸気制御弁をθ
ECにおいて開弁せしめる。さらに機関回転数の増大に
よって排気ポート圧が負圧になり始めるクランク角は遅
れるが、吸気制御弁開弁時期はθECで一定とされる。 なお、Ne2 およびNe4 は排気管長等の排気系諸
元によって決定される。
FIG. 14 shows the engine speed N shown in FIG.
It shows the change in exhaust port pressure from e1 to Ne4. At engine speed Ne1, the negative pressure wave returns during the overlap period, but the exhaust port pressure becomes positive at the end of the overlap period, so when the intake control valve is opened, the burned gas in the cylinder chamber flows back. Therefore, the intake control valve is opened at θEC at the end of the overlap period (
(See Figure 13). As the engine speed increases, the timing at which the negative pressure wave reaches the exhaust port is delayed, and at the engine speed Ne2, the exhaust port pressure does not reach positive pressure even at the end of the overlap period, but reaches atmospheric pressure at θEC. Therefore, when the engine speed is Ne2, the intake control valve is opened at θX when the exhaust port pressure starts to become negative pressure during the overlap period. In other words, since the intake control valve is opened when the exhaust port pressure is negative during the overlap period, a good scavenging effect can be obtained, and a large amount of air can be sucked into the cylinder chamber. Can be done. Furthermore, as the engine speed increases,
The crank angle at which the exhaust port pressure starts to become negative is delayed (for example, Ne3), and the intake valve opening timing is also delayed accordingly. At engine speed Ne4, the crank angle at which the exhaust port pressure starts to become negative becomes equal to the overlap period end timing θEC, so at this time the intake control valve is adjusted to θ.
Open the valve at EC. Furthermore, as the engine speed increases, the crank angle at which the exhaust port pressure starts to become negative is delayed, but the intake control valve opening timing is kept constant at θEC. Note that Ne2 and Ne4 are determined by exhaust system specifications such as exhaust pipe length.

【0032】図15にはθ4 ,θ5 ,θ6 および
θ7 を計算するためのルーチンを示す。このルーチン
は一定クランク角毎の割込みによって実行される。
FIG. 15 shows a routine for calculating θ4, θ5, θ6 and θ7. This routine is executed by an interrupt at every fixed crank angle.

【0033】図15を参照すると、まずステップ40に
おいて、図8に示すマップから機関運転状態が領域Iに
あるか否か判定される。機関運転状態が領域Iにある場
合、ステップ41に進み図16に示すマップから第1回
目吸気制御弁閉弁時期θ4 が求められる。
Referring to FIG. 15, first, in step 40, it is determined from the map shown in FIG. 8 whether the engine operating state is in region I or not. If the engine operating state is in region I, the process proceeds to step 41 and the first intake control valve closing timing θ4 is determined from the map shown in FIG.

【0034】図16には、機関回転数Ne とアクセル
開度θAに基づいてθ4 を示す。θ4 は機関回転数
Ne およびアクセル開度θAの増大に伴なって早くさ
れる。これは、Ne およびθAが増大する程燃焼が安
定するため既燃ガスの逆流量が少なくてよいためである
FIG. 16 shows θ4 based on the engine speed Ne and the accelerator opening θA. θ4 is accelerated as the engine speed Ne and accelerator opening θA increase. This is because combustion becomes more stable as Ne and θA increase, so the amount of backflow of burnt gas can be reduced.

【0035】再び図15を参照すると、ステップ42で
θ4 にFを乗じることによってθ4 が補正される。 ここでFは吸気温を目標吸気温T0 にフィードバック
制御するためのフィードバック補正係数である。ステッ
プ43では図11に示す関係に基づいて第2回吸気制御
弁開弁時期θ5 が求められる。ステップ44では図1
2に示す関係に基づいて第2回吸気制御弁閉弁時期θ6
 が求められる。
Referring again to FIG. 15, θ4 is corrected by multiplying θ4 by F in step 42. Here, F is a feedback correction coefficient for feedback controlling the intake temperature to the target intake temperature T0. In step 43, the second intake control valve opening timing θ5 is determined based on the relationship shown in FIG. In step 44,
Based on the relationship shown in 2, the second intake control valve closing timing θ6
is required.

【0036】一方、ステップ40で機関運転状態が領域
IIにあると判定されたとき、ステップ45に進み、図
13に示す関係に基づいて吸気制御弁開弁時期θ7 が
求められる。
On the other hand, when it is determined in step 40 that the engine operating state is in region II, the process proceeds to step 45, where the intake control valve opening timing θ7 is determined based on the relationship shown in FIG.

【0037】図17にはフィードバック補正係数Fを計
算するためのルーチンを示す。このルーチンは一定時間
毎の割込みによって実行される。フィードバック補正係
数Fの値は1.0を中心として振れる。
FIG. 17 shows a routine for calculating the feedback correction coefficient F. This routine is executed by interrupts at regular intervals. The value of the feedback correction coefficient F fluctuates around 1.0.

【0038】図17を参照すると、まずステップ50に
おいて、図10に示す関係から目標吸気温T0 が求め
られる。 ステップ51では吸気温センサ32によって検出された
吸気温TがT0 +ΔT以下か否か判定される。ここで
ΔTは目標吸気温T0 の許容範囲である。
Referring to FIG. 17, first in step 50, a target intake temperature T0 is determined from the relationship shown in FIG. In step 51, it is determined whether the intake temperature T detected by the intake temperature sensor 32 is equal to or lower than T0+ΔT. Here, ΔT is the allowable range of the target intake temperature T0.

【0039】T>T0 +ΔTの場合、ステップ52に
進み、フィードバック補正係数Fがαだけ減じられる。 ここで、αは1より小さい正の値である。T≦T0 +
ΔTの場合、ステップ53に進み、吸気温TがT0 −
ΔT以上か否か判定される。T<T0 −ΔTの場合、
ステップ54に進み、フィードバック補正係数Fがβだ
け加算される。ここで、βは1より小さい正の値であり
、αに等しくてもよい。T≧T0 −ΔTの場合、フィ
ードバック補正係数Fは現状の値に維持される。
If T>T0 +ΔT, the process proceeds to step 52, where the feedback correction coefficient F is decreased by α. Here, α is a positive value smaller than 1. T≦T0+
In the case of ΔT, the process advances to step 53 and the intake temperature T is T0 −
It is determined whether or not it is greater than or equal to ΔT. If T<T0 −ΔT,
Proceeding to step 54, the feedback correction coefficient F is added by β. Here, β is a positive value smaller than 1 and may be equal to α. If T≧T0 −ΔT, the feedback correction coefficient F is maintained at its current value.

【0040】図18には吸気制御弁の制御を実行するた
めのルーチンを示す。このルーチンは一定クランク角毎
の割込みによって実行される。
FIG. 18 shows a routine for controlling the intake control valve. This routine is executed by an interrupt at every fixed crank angle.

【0041】図18を参照すると、ステップ60におい
て機関運転状態が、図8の領域I内にあるか否か判定さ
れる。機関運転状態が領域I内にあると判定されたとき
にはステップ61に進みクランク角θがθ3 に等しい
か否か判定される。θ=θ3 のとき、ステップ62に
進み吸気制御弁が開弁せしめられる。θがθ3 に等し
くないときステップ62はスキップされる。ステップ6
3ではクランク角θがθ4 に等しいか否か判定される
。θ=θ4 のとき、ステップ64に進み吸気制御弁が
閉弁せしめられる。θがθ4 に等しくないとき、ステ
ップ64はスキップされる。
Referring to FIG. 18, in step 60 it is determined whether the engine operating state is within region I of FIG. When it is determined that the engine operating state is within region I, the routine proceeds to step 61, where it is determined whether the crank angle .theta. is equal to .theta.3. When θ=θ3, the process proceeds to step 62 and the intake control valve is opened. Step 62 is skipped if θ is not equal to θ3. Step 6
3, it is determined whether the crank angle θ is equal to θ4. When θ=θ4, the process proceeds to step 64 and the intake control valve is closed. If θ is not equal to θ4, step 64 is skipped.

【0042】ステップ65ではθがθ5 に等しいか否
か判定される。θ=θ5 のとき、ステップ66に進み
吸気制御弁が開弁せしめられる。θがθ5 に等しくな
いとき、ステップ66はスキップされる。ステップ67
ではθがθ6 に等しいか否か判定される。θ=θ6 
のとき、ステップ68に進み吸気制御弁が閉弁せしめら
れる。θがθ6 に等しくないとき、ステップ68はス
キップされる。
In step 65, it is determined whether θ is equal to θ5. When θ=θ5, the process proceeds to step 66 and the intake control valve is opened. If θ is not equal to θ5, step 66 is skipped. Step 67
Then, it is determined whether θ is equal to θ6. θ=θ6
At this time, the process proceeds to step 68 and the intake control valve is closed. If θ is not equal to θ6, step 68 is skipped.

【0043】一方、ステップ60において、機関運転状
態が領域IIにあると判定されたとき、ステップ69に
進み、クランク角θがθ7 に等しいか否か判定される
。θ=θ7 のとき、ステップ70に進み吸気制御弁が
開弁せしめられる。θがθ7 に等しくないとき、ステ
ップ70はスキップされる。ステップ71ではθがθ8
 に等しいか否か判定される。θ=θ8 のとき、ステ
ップ72に進み吸気制御弁が閉弁せしめられる。θがθ
8 に等しくないとき、ステップ72はスキップされる
On the other hand, when it is determined in step 60 that the engine operating state is in region II, the process proceeds to step 69, where it is determined whether the crank angle θ is equal to θ7. When θ=θ7, the process proceeds to step 70 and the intake control valve is opened. If θ is not equal to θ7, step 70 is skipped. In step 71, θ is θ8
It is determined whether it is equal to or not. When θ=θ8, the process proceeds to step 72 and the intake control valve is closed. θ is θ
8, step 72 is skipped.

【0044】[0044]

【発明の効果】シリンダ内の混合気温度を高めて燃焼を
改善することができ、これによってポンプ損失低減によ
る燃費向上を十分に得ることができる。
Effects of the Invention: Combustion can be improved by raising the temperature of the air-fuel mixture in the cylinder, and thereby fuel efficiency can be sufficiently improved by reducing pump loss.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の吸気装置を備えた内燃機関の縦断面図
である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an internal combustion engine equipped with an intake system of the present invention.

【図2】図1の平面断面図である。FIG. 2 is a plan cross-sectional view of FIG. 1;

【図3】吸気制御弁の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the intake control valve.

【図4】吸気制御弁の弁体の開弁位置と閉弁位置を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing the open and closed positions of the valve body of the intake control valve.

【図5】吸気制御弁開弁時におけるアクチュエータを示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the actuator when the intake control valve is opened.

【図6】吸気制御弁閉弁時におけるアクチュエータを示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the actuator when the intake control valve is closed.

【図7】吸気制御弁の従来の制御を示す線図である。FIG. 7 is a diagram showing conventional control of an intake control valve.

【図8】燃焼悪化領域(領域I)を示す線図である。FIG. 8 is a diagram showing a combustion deterioration region (region I).

【図9】本発明の実施例の吸気制御弁の制御を示す線図
である。
FIG. 9 is a diagram showing control of the intake control valve according to the embodiment of the present invention.

【図10】機関回転数Ne およびアクセル開度θAと
、目標吸気温T0 との関係を示す線図である。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between engine speed Ne, accelerator opening θA, and target intake temperature T0.

【図11】機関回転数Ne およびアクセル開度θAと
、第2回吸気制御弁開弁時期θ5 との関係を示す線図
である。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between engine speed Ne, accelerator opening θA, and second intake control valve opening timing θ5.

【図12】機関回転数Ne およびアクセル開度θAと
、第2回吸気制御弁閉弁時期θ6 との関係を示す線図
である。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between engine speed Ne, accelerator opening θA, and second intake control valve closing timing θ6.

【図13】機関回転数Ne と吸気制御弁開弁時期θ7
 との関係を示す線図である。
[Figure 13] Engine speed Ne and intake control valve opening timing θ7
FIG.

【図14】各機関回転数における排気ポート圧の変化を
示す線図である。
FIG. 14 is a diagram showing changes in exhaust port pressure at various engine speeds.

【図15】θ4 ,θ5 ,θ6 およびθ7 を計算
するためのフローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart for calculating θ4, θ5, θ6, and θ7.

【図16】機関回転数Ne およびアクセル開度θAと
、第1回吸気制御弁閉弁時期θ4 との関係を示す線図
である。
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between engine speed Ne, accelerator opening θA, and first intake control valve closing timing θ4.

【図17】フィードバック補正係数Fを計算するための
フローチャートである。
FIG. 17 is a flowchart for calculating a feedback correction coefficient F.

【図18】吸気制御弁の制御を実行するためのフローチ
ャートである。
FIG. 18 is a flowchart for controlling the intake control valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…シリンダ室 4…吸気ポート 6…吸気弁 7…排気弁 8…吸気枝管 11…吸気制御弁 3...Cylinder chamber 4...Intake port 6...Intake valve 7...Exhaust valve 8...Intake branch pipe 11...Intake control valve

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  吸気通路を開閉可能な吸気制御弁を吸
気弁上流の前記吸気通路に設け、前記吸気弁が開弁して
いる期間内において前記吸気制御弁を予め定められた期
間だけ開弁せしめることによってシリンダ内に吸入され
る空気量を制御せしめるようにした内燃機関において、
シリンダ内の既燃ガスが前記吸気通路に逆流するように
、前記吸気弁および排気弁が共に開弁しているオーバラ
ップ期間を定め、前記吸気制御弁上流の前記吸気通路内
に予め定められた量の既燃ガスが逆流するように前記オ
ーバラップ期間において前記吸気制御弁を予め定められ
た期間開弁せしめた後前記吸気弁開弁期間内において前
記吸気制御弁を再び予め定められた期間開弁せしめてシ
リンダ内に空気を吸入せしめる制御手段を備えた内燃機
関の吸気装置。
1. An intake control valve capable of opening and closing the intake passage is provided in the intake passage upstream of the intake valve, and the intake control valve is opened only for a predetermined period within the period in which the intake valve is open. In an internal combustion engine in which the amount of air taken into the cylinder is controlled by
An overlap period in which the intake valve and the exhaust valve are both open is determined so that the burned gas in the cylinder flows back into the intake passage, and a predetermined overlap period is determined in which the intake valve and the exhaust valve are both open. After opening the intake control valve for a predetermined period during the overlap period so that the amount of burned gas flows backward, the intake control valve is opened again for a predetermined period within the intake valve opening period. An intake system for an internal combustion engine that is equipped with a control means that closes a valve to draw air into a cylinder.
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