JP2001303998A - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

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JP2001303998A
JP2001303998A JP2000116981A JP2000116981A JP2001303998A JP 2001303998 A JP2001303998 A JP 2001303998A JP 2000116981 A JP2000116981 A JP 2000116981A JP 2000116981 A JP2000116981 A JP 2000116981A JP 2001303998 A JP2001303998 A JP 2001303998A
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JP
Japan
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cylinder
intake
valve
exhaust
engine
Prior art date
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Application number
JP2000116981A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Nishida
秀之 西田
Kiyoshi Nakanishi
清 中西
Yoshihiro Iwashita
義博 岩下
Kazuhiko Shiratani
和彦 白谷
Masaji Katsumata
正司 勝間田
Keiji Yotsueda
啓二 四重田
Masato Ogiso
誠人 小木曽
Tomoumi Yamada
智海 山田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress vibration (pitching) of an engine. SOLUTION: In the case of a straight four-cylinder engine, a first cylinder and a fourth cylinder are divided into an end part cylinder group and a second cylinder and a third cylinder into the second group of a central part cylinder group. The cylinder pressure of the end part cylinder group (the first and the fourth) is controlled to one and the same pressure, the cylinder pressures of the central part cylinder group (the second and the third) controlled to one and the same pressure, and the cylinder pressures of the end part cylinder group (the first and the fourth) controlled to the cylinder pressure lower than the cylinder pressure of the central part cylinder group (the second and the third).

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、自動車等に搭載さ
れる内燃機関に関し、特に、筒内圧制御により振動抑制
可能にした内燃機関に係るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, and more particularly, to an internal combustion engine capable of suppressing vibration by controlling in-cylinder pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】複数の気筒が直列に並んで配置された多
気筒内燃機関においては、筒内圧のバラツキ等に起因し
て内燃機関の縦方向の回転振動(ピッチング)が悪化す
る場合がある。
2. Description of the Related Art In a multi-cylinder internal combustion engine in which a plurality of cylinders are arranged in series, vertical rotational vibration (pitching) of the internal combustion engine may be deteriorated due to variations in in-cylinder pressure and the like.

【0003】また、筒内圧が同一であるとしても、気筒
内の燃焼時に生じる気筒下向きのモーメントは、外側に
配置された気筒の方が中央部に配置された気筒よりも大
きくなるので、外側に配置された気筒の筒内圧は内燃機
関のピッチングに大きな影響を与える。
[0003] Even when the in-cylinder pressure is the same, the downward moment of the cylinder generated during combustion in the cylinder is larger in the cylinder arranged on the outside than in the cylinder arranged in the center. The in-cylinder pressure of the arranged cylinder has a great effect on the pitching of the internal combustion engine.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】したがって、例えば、
直列4気筒内燃機関の場合、図8に示すように、外側に
配置された1番気筒と4番気筒の筒内圧が、内側に配置
された2番気筒と3番気筒の筒内圧よりも大きくなった
ときは、内燃機関のピッチングがより大きくなる。
Therefore, for example,
In the case of an in-line four-cylinder internal combustion engine, as shown in FIG. 8, the in-cylinder pressures of the first and fourth cylinders arranged outside are larger than the in-cylinder pressures of the second and third cylinders arranged inside. When this happens, the pitching of the internal combustion engine becomes larger.

【0005】なお、特開平9−53503号公報には、
気筒毎の燃焼圧力情報を基に、気筒毎の空気量を演算し
て、この空気量に見合った燃料を気筒内に直接供給し、
燃焼が意図する状態になるように制御する内燃機関が開
示されている。しかしながら、この公報には、内燃機関
の振動を抑制する技術については何ら開示されていな
い。
[0005] Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-53503 discloses that
Based on the combustion pressure information for each cylinder, the air amount for each cylinder is calculated, and fuel corresponding to this air amount is directly supplied into the cylinder.
An internal combustion engine that controls combustion to an intended state is disclosed. However, this publication does not disclose any technique for suppressing the vibration of the internal combustion engine.

【0006】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、筒内圧力の制御により、内燃機関の振動抑制、
特にピッチングの抑制を図ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to suppress the vibration of an internal combustion engine by controlling the in-cylinder pressure.
In particular, the purpose is to suppress pitching.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。本発明に係る内燃
機関は、直列に並んで配置された3つ以上の気筒を有
し、これら気筒のうち端部に配置された端部気筒群とこ
の端部気筒群の間に配置された央部気筒群とに区分した
ときに、前記端部気筒群の筒内圧を同一圧に制御し前記
央部気筒群の筒内圧を同一圧に制御するとともに、前記
端部気筒群の筒内圧を前記央部気筒群の筒内圧よりも低
くなるように制御する筒内圧制御手段を備えることを特
徴とする。
The present invention has the following features to attain the object mentioned above. The internal combustion engine according to the present invention has three or more cylinders arranged in series, and is disposed between an end cylinder group disposed at an end of the cylinders and the end cylinder group. When divided into the central cylinder group, the in-cylinder pressure of the end cylinder group is controlled to the same pressure to control the in-cylinder pressure of the central cylinder group to the same pressure, and the in-cylinder pressure of the end cylinder group is controlled. An in-cylinder pressure control means for controlling the in-cylinder pressure to be lower than the in-cylinder pressure of the central cylinder group is provided.

【0008】このように構成された本発明の内燃機関で
は、前記筒内圧制御手段が、前記端部気筒群の筒内圧を
前記央部気筒群の筒内圧よりも低くなるように制御する
ので、端部気筒群の燃焼時に生じる気筒下向きのモーメ
ントが低く抑えられ、内燃機関の振動(ピッチング)が
抑制される。
In the internal combustion engine according to the present invention, the in-cylinder pressure control means controls the in-cylinder pressure of the end cylinder group to be lower than the in-cylinder pressure of the central cylinder group. The downward cylinder moment generated at the time of combustion of the end cylinder group is suppressed low, and the vibration (pitting) of the internal combustion engine is suppressed.

【0009】本発明に係る内燃機関においては、前記気
筒に設けられた吸気弁と排気弁の少なくともいずれか一
方は電磁力により開閉せしめられる電磁駆動弁であり、
前記筒内圧制御手段は前記電磁駆動弁の開閉時期を変更
することにより筒内圧を制御するものとすることができ
る。
In the internal combustion engine according to the present invention, at least one of the intake valve and the exhaust valve provided in the cylinder is an electromagnetically driven valve that can be opened and closed by an electromagnetic force.
The in-cylinder pressure control means may control the in-cylinder pressure by changing the opening / closing timing of the electromagnetically driven valve.

【0010】例えば、吸気弁の閉弁時期の制御により吸
入空気量を制御して、あるいは、吸気弁と排気弁のオー
バーラップ量を制御することにより残留ガス量を制御し
て、筒内圧を制御することができる。
For example, the in-cylinder pressure is controlled by controlling the intake air amount by controlling the closing timing of the intake valve, or by controlling the residual gas amount by controlling the overlap amount between the intake valve and the exhaust valve. can do.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る可変動弁機構
を備えた内燃機関の一実施の形態を図1から図7の図面
を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態
は、本発明を内燃機関としての車両駆動用ガソリンエン
ジンに適用した態様である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an internal combustion engine having a variable valve mechanism according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The embodiments described below are embodiments in which the present invention is applied to a gasoline engine for driving a vehicle as an internal combustion engine.

【0012】図1及び図2は、本実施の形態に係る内燃
機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。図1及
び図2に示す内燃機関は、水冷式4気筒4サイクルガソ
リンエンジン1である。
FIG. 1 and FIG. 2 are views showing the schematic configuration of an internal combustion engine and its intake and exhaust system according to this embodiment. The internal combustion engine shown in FIGS. 1 and 2 is a water-cooled 4-cylinder 4-cycle gasoline engine 1.

【0013】エンジン1は、4つの気筒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1
aとを備えている。
The engine 1 includes a cylinder block 1b in which four cylinders 21 and a cooling water passage 1c are formed, and a cylinder head 1 fixed on an upper portion of the cylinder block 1b.
a.

【0014】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、コネクティングロッド1
9を介して、各気筒21内に摺動自在に取り付けられた
ピストン22に連結されている。
A crankshaft 23 as an engine output shaft is rotatably supported on the cylinder block 1b.
This crankshaft 23 is connected to the connecting rod 1
9 is connected to a piston 22 slidably mounted in each cylinder 21.

【0015】各気筒21のピストン22の上方には、ピ
ストン22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、各気筒21の燃焼室24に臨ませて点火栓2
5が取り付けられ、この点火栓25には、該点火栓25
に駆動電流を印加するためのイグナイタ25aが電気的
に接続されている。
Above the piston 22 of each cylinder 21, a combustion chamber 24 surrounded by the top surface of the piston 22 and the wall surface of the cylinder head 1a is formed. The cylinder head 1a has an ignition plug 2 facing the combustion chamber 24 of each cylinder 21.
5 is attached, and the spark plug 25 is
An igniter 25a for applying a drive current to the power supply is electrically connected.

【0016】前記シリンダヘッド1aにおいて各気筒2
1の燃焼室24に臨む部位には、吸気ポート26の開口
端が2つ形成されるとともに、排気ポート27の開口端
が2つ形成されている。そして、前記シリンダヘッド1
aには、前記吸気ポート26の各開口端を開閉する吸気
弁28と、前記排気ポート27の各開口端を開閉する排
気弁29とが進退動自在に取り付けられている。
In the cylinder head 1a, each cylinder 2
Two open ends of the intake port 26 and two open ends of the exhaust port 27 are formed at a portion facing one combustion chamber 24. And the cylinder head 1
At a, an intake valve 28 that opens and closes each open end of the intake port 26 and an exhaust valve 29 that opens and closes each open end of the exhaust port 27 are movably mounted.

【0017】前記シリンダヘッド1aには、励磁電流が
印加されたときに発生する電磁力を利用して前記吸気弁
28を進退駆動する電磁駆動機構30(以下、吸気側電
磁駆動機構30という)が吸気弁28と同数設けられて
いる。各吸気側電磁駆動機構30には、該吸気側電磁駆
動30に励磁電流を印加するための駆動回路30a(以
下、吸気側駆動回路30aという)が電気的に接続され
ている。
The cylinder head 1a is provided with an electromagnetic drive mechanism 30 (hereinafter referred to as an intake-side electromagnetic drive mechanism 30) for driving the intake valve 28 forward and backward by using an electromagnetic force generated when an exciting current is applied. The same number of intake valves 28 are provided. Each intake-side electromagnetic drive mechanism 30 is electrically connected to a drive circuit 30a (hereinafter, referred to as an intake-side drive circuit 30a) for applying an exciting current to the intake-side electromagnetic drive 30.

【0018】また、前記シリンダヘッド1aには、励磁
電流が印加されたときに発生する電磁力を利用して前記
排気弁29を進退駆動する電磁駆動機構31(以下、排
気側電磁駆動機構31という)が排気弁29と同数設け
られている。各排気側電磁駆動機構31には、該排気側
電磁駆動機構31に励磁電流を印加するための駆動回路
31a(以下、排気側電磁駆動機構31という)が電気
的に接続されている。
An electromagnetic drive mechanism 31 for driving the exhaust valve 29 forward and backward by using an electromagnetic force generated when an excitation current is applied to the cylinder head 1a (hereinafter referred to as an exhaust-side electromagnetic drive mechanism 31). ) Are provided in the same number as the exhaust valves 29. Each exhaust-side electromagnetic drive mechanism 31 is electrically connected to a drive circuit 31a (hereinafter, referred to as an exhaust-side electromagnetic drive mechanism 31) for applying an exciting current to the exhaust-side electromagnetic drive mechanism 31.

【0019】排気側電磁駆動機構31は、この実施の形
態において可変動弁機構を構成する。吸気側電磁駆動機
構30および排気側電磁駆動機構31の構成については
後で詳細に説明する。
The exhaust-side electromagnetic drive mechanism 31 constitutes a variable valve mechanism in this embodiment. The configurations of the intake-side electromagnetic drive mechanism 30 and the exhaust-side electromagnetic drive mechanism 31 will be described later in detail.

【0020】エンジン1のシリンダヘッド1aには、4
つの枝管を有する吸気マニホールド33が接続され、各
気筒21の吸気ポート26が吸気マニホールド33の前
記各枝管に接続されている。シリンダヘッド1aにおい
て吸気マニホールド33との接続部位の近傍には、燃料
噴射弁32がその噴孔を吸気ポート26内に臨ませて取
り付けられている。
The cylinder head 1a of the engine 1 has 4
An intake manifold 33 having two branch pipes is connected, and the intake port 26 of each cylinder 21 is connected to each branch pipe of the intake manifold 33. In the cylinder head 1a, a fuel injection valve 32 is mounted near a connection portion with the intake manifold 33 with its injection hole facing the intake port 26.

【0021】吸気マニホールド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は、吸気管35を介して、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に接
続されている。
The intake manifold 33 is connected to a surge tank 34 for suppressing pulsation of intake air. The surge tank 34 is connected via an intake pipe 35 to an air cleaner box 36 for removing dust and dirt from the intake air.

【0022】吸気管35には、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。吸気管
35において前記エアフローメータ44より下流には、
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。
An air flow meter 44 for outputting an electric signal corresponding to the mass of air flowing through the intake pipe 35 (mass of intake air) is attached to the intake pipe 35. Downstream of the air flow meter 44 in the intake pipe 35,
A throttle valve 39 for adjusting the flow rate of intake air flowing through the intake pipe 35 is provided.

【0023】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、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が
取り付けられている。
The throttle valve 39 includes a stepper motor or the like, and a throttle actuator 40 for opening and closing the throttle valve 39 in accordance with the magnitude of the applied power, and a throttle for outputting an electric signal corresponding to the opening of the throttle valve 39. A position sensor 41 and an accelerator position sensor 43 that is mechanically connected to the accelerator pedal 42 and that outputs an electric signal corresponding to the operation amount of the accelerator pedal 42 are attached.

【0024】一方、エンジン1のシリンダヘッド1aに
は、4本の枝管を有する排気マニホールド45が接続さ
れており、その排気マニホールド45の各枝管は各気筒
21の排気ポート27に接続されている。
On the other hand, an exhaust manifold 45 having four branch pipes is connected to the cylinder head 1a of the engine 1, and each branch pipe of the exhaust manifold 45 is connected to the exhaust port 27 of each cylinder 21. I have.

【0025】排気マニホールド45は、排気浄化触媒4
6aを収容したケーシング46に接続されており、ケー
シング46は、排気管47を介して図示しないマフラー
に接続されている。
The exhaust manifold 45 is provided with the exhaust purification catalyst 4
The casing 46 is connected to a casing 46 that houses the casing 6a. The casing 46 is connected to a muffler (not shown) via an exhaust pipe 47.

【0026】ここで、排気浄化触媒46aとしては、例
えば、三元触媒、吸蔵還元型NOx触媒、選択還元型N
Ox触媒、あるいはこれら各種の触媒を適宜に組み合わ
せてなる触媒を用いることができる。三元触媒とは、該
触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍の所
定の空燃比であるときに排気ガス中に含まれるHC、C
O、NOxを浄化する触媒であり、吸蔵還元型NOx触媒
とは、該触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比
よりもリーンであるときに排気ガス中に含まれるNOx
を吸蔵し、流入排気ガスの空燃比が理論空燃比もしくは
それよりもリッチであるときに吸蔵していたNOxを放
出し、N2に還元する触媒であり、選択還元型NOx触媒
とは、酸素過剰の雰囲気で炭化水素の存在下でNOxを
還元または分解する触媒である。
Here, as the exhaust purification catalyst 46a, for example, a three-way catalyst, an occlusion reduction type NOx catalyst, a selective reduction type N
An Ox catalyst or a catalyst obtained by appropriately combining these various catalysts can be used. The three-way catalyst refers to HC, C contained in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is a predetermined air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio.
Oxidation-reduction type NOx catalyst is a catalyst that purifies O and NOx. NOx contained in exhaust gas when the air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the catalyst is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio
The occluded, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas was absorbed in the time equal to the stoichiometric air-fuel ratio or richer than that NOx released, a catalyst for reducing the N 2, is a selective reduction type NOx catalyst, the oxygen A catalyst that reduces or decomposes NOx in the presence of hydrocarbons in an excess atmosphere.

【0027】尚、排気ガスの空燃比とは、ここでは排気
浄化触媒46aの上流側の排気通路やエンジン燃焼室、
吸気通路等にそれぞれ供給された空気量の合計と燃料
(炭化水素)量の合計の比を意味するものとする。した
がって、排気浄化触媒46aよりも上流の排気通路内に
燃料、還元剤あるいは空気が供給されない場合には、排
気ガスの空燃比はエンジン燃焼室内に供給される混合気
の空燃比に一致する。
Here, the air-fuel ratio of the exhaust gas refers to the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst 46a, the engine combustion chamber,
It means the ratio of the total amount of air supplied to the intake passage or the like to the total amount of fuel (hydrocarbon). Therefore, when no fuel, reducing agent or air is supplied into the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst 46a, the air-fuel ratio of the exhaust gas matches the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine combustion chamber.

【0028】排気マニホールド45には、排気マニホー
ルド45内を流れる排気ガスの空燃比、言い換えれば、
排気浄化触媒46aに流入する排気ガスの空燃比に対応
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 air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust manifold 45, in other words,
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 purification catalyst 46a is attached.

【0029】また、エンジン1は、クランクシャフト2
3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と、エンジン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べくシ
リンダブロック1bに取り付けられた水温センサ52と
を備えている。
The engine 1 includes a crankshaft 2
3, a crank position sensor 51 including a timing rotor 51a attached to an end of the engine 3 and an electromagnetic pickup 51b attached to a cylinder block 1b near the timing rotor 51a, and cooling flowing through a cooling water passage 1c formed inside the engine 1. A water temperature sensor 52 attached to the cylinder block 1b to detect the temperature of water is provided.

【0030】ここで、前述した吸気側電磁駆動機構30
および排気側電磁駆動機構31について説明する。尚、
吸気側電磁駆動機構30と排気側電磁駆動機構31は同
じ構成であるので、吸気側電磁駆動機構30を例に挙げ
て説明し、排気側電磁駆動機構31についての説明は省
略する。
Here, the aforementioned intake side electromagnetic drive mechanism 30
The exhaust-side electromagnetic drive mechanism 31 will be described. still,
Since the intake-side electromagnetic drive mechanism 30 and the exhaust-side electromagnetic drive mechanism 31 have the same configuration, the intake-side electromagnetic drive mechanism 30 will be described as an example, and the description of the exhaust-side electromagnetic drive mechanism 31 will be omitted.

【0031】図3は、吸気側電磁駆動機構30の構成を
示す断面図である。図3においてエンジン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
られたアッパヘッド11とを備えている。
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of the intake-side electromagnetic drive mechanism 30. In FIG. 3, the cylinder head 1a of the engine 1 includes a lower head 10 fixed to the upper surface of the cylinder block 1b, and an upper head 11 provided on the lower head 10.

【0032】前記ロアヘッド10には、各気筒21毎に
前述した2つの吸気ポート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、前述した吸気弁2
8の弁体28aが着座するための弁座12が設けられて
いる。
The lower head 10 is provided with the above-described two intake ports 26 for each cylinder 21, and the above-described intake valve 2 is provided at the open end of each intake port 26 on the combustion chamber 24 side.
The valve seat 12 on which the eighth valve body 28a is seated is provided.

【0033】ロアヘッド10には、各吸気ポート26の
内壁面から該ロアヘッド10の上面に貫通する断面円形
の貫通孔が形成され、その貫通孔には筒状のバルブガイ
ド13が挿入固定されている。バルブガイド13には、
吸気弁28の弁軸28bが軸方向に進退動自在に貫通し
ている。
The lower head 10 is formed with a through hole having a circular cross section penetrating from the inner wall surface of each intake port 26 to the upper surface of the lower head 10, and a cylindrical valve guide 13 is inserted and fixed in the through hole. . In the valve guide 13,
A valve shaft 28b of the intake valve 28 extends through the valve so that it can move forward and backward in the axial direction.

【0034】アッパヘッド11には断面円形のコア取付
孔14がバルブガイド13と同心上に設けられている。
コア取付孔14は、ロアヘッド10に対向する部分が孔
径の大きい大径部14bになっていて、この大径部14
bの上部に孔径が大径部14bよりも小径の小径部14
aが連なって構成されている。
A core mounting hole 14 having a circular cross section is provided in the upper head 11 concentrically with the valve guide 13.
The core mounting hole 14 has a large-diameter portion 14 b having a large hole diameter at a portion facing the lower head 10.
a small-diameter portion 14 having a smaller hole diameter than the large-diameter portion 14b above b
a are connected.

【0035】前記小径部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を介し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、
フランジ301aあるいはフランジ302aが形成され
ており、第1コア301は上方から、また第2コア30
2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が小径部14aの上縁
部あるいは下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ようになっている。
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 or a flange 302a is formed.
2 are inserted into the core mounting holes 14 from below, and the first core 301 is formed by the flange 301a and the flange 302a contacting the upper edge or the lower edge of the small diameter portion 14a.
And the second core 302 is positioned, and the gap 303
Is maintained at a predetermined distance.

【0036】第1コア301の上方には、筒状のアッパ
キャップ305が取り付けられている。このアッパキャ
ップ305は、その下端に形成されたフランジ部305
aにボルト304を貫通させてアッパヘッド11の上面
に固定されている。ここで、フランジ部305aを含む
アッパキャップ305の下端は第1コア301の上面周
縁部に当接した状態で固定されており、これにより、第
1コア301はアッパヘッド11に固定されている。
Above the first core 301, a cylindrical upper cap 305 is attached. The upper cap 305 has a flange 305 formed at the lower end thereof.
a is fixed to the upper surface of the upper head 11 by passing a bolt 304 through it. Here, the lower end of the upper cap 305 including the flange portion 305a is fixed in a state of being in contact with the peripheral edge of the upper surface of the first core 301, whereby the first core 301 is fixed to the upper head 11.

【0037】一方、第2コア302の下部には、コア取
付孔14の大径部14bと略同径の外径を有する環状体
からなるロアキャップ307が取り付けられている。こ
のロアキャップ307は小径部14aと大径部14bと
の境に形成された段差面にボルト306によって固定さ
れている。ここで、ロアキャップ307は第2コア30
2の下面周縁部に当接した状態で固定されており、これ
により、第2コア302はアッパヘッド11に固定され
ている。
On the other hand, a lower cap 307 made of an annular body having an outer diameter substantially the same as that of the large-diameter portion 14b of the core mounting hole 14 is mounted below the second core 302. The lower cap 307 is fixed by a bolt 306 to a step surface formed at a boundary between the small diameter portion 14a and the large diameter portion 14b. Here, the lower cap 307 is connected to the second core 30.
The second core 302 is fixed to the upper head 11 in a state in which it abuts on the lower peripheral edge of the second core 302.

【0038】第1コア301において間隙303側の端
面に形成された溝部には、第1の電磁コイル308が装
着されており、第2コア302において間隙303側の
端面に形成された溝部には第2の電磁コイル309が装
着されている。第1の電磁コイル308と第2の電磁コ
イル309は間隙303を挟んで互いに対向して配置さ
れており、第1及び第2の電磁コイル308、309は
それぞれ前述した吸気側駆動回路30aに電気的に接続
されている。
A first electromagnetic coil 308 is mounted on a groove formed on the end face of the first core 301 on the gap 303 side, and a groove formed on an end face of the second core 302 on the gap 303 side is provided. The second electromagnetic coil 309 is mounted. The first electromagnetic coil 308 and the second electromagnetic coil 309 are disposed to face each other with a gap 303 therebetween, and the first and second electromagnetic coils 308 and 309 are electrically connected to the above-described intake side drive circuit 30a. Connected.

【0039】間隙303には、該間隙303の内径より
小径な外径を有する円盤状の軟磁性体からなるアーマチ
ャ311が配置されている。このアーマチャ311の中
央にはアーマチャシャフト310が貫通固定されてい
る。このアーマチャシャフト310は、その上半が第1
コア301の中空部を貫通してその上端部をアッパキャ
ップ305内に突出させ、下半が第2コア302の中空
部を貫通してその下端部を大径部14b内に突出させて
おり、第1コア301及び第2コア302によって軸方
向へ進退動自在に保持されている。
An armature 311 made of a disk-shaped soft magnetic material having an outer diameter smaller than the inner diameter of the gap 303 is arranged in the gap 303. An armature shaft 310 is fixed through the center of the armature 311. The upper half of this armature shaft 310 is the first
The upper portion of the core 301 penetrates through the hollow portion of the core 301 so as to project into the upper cap 305, and the lower half of the core 301 penetrates through the hollow portion of the second core 302 so that the lower end projects into the large-diameter portion 14b. The first core 301 and the second core 302 are held movably in the axial direction.

【0040】アッパキャップ305内に突き出たアーマ
チャシャフト310の上端部には、円板状のアッパリテ
ーナ312が固定されており、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が螺着されてい
る。これらアッパリテーナ312とアジャストボルト3
13との間には、アジャストボルト313側にスプリン
グシート315を介在させてアッパスプリング314が
挟装されており、このアッパスプリング314によりア
マチャシャフト310及びアマチャ311はコア取付孔
14の大径部14bに接近する方向(即ち、図3におい
て下方)へ付勢されている。
A disk-shaped retainer 312 is fixed to the upper end of the armature shaft 310 protruding into the upper cap 305, and an adjust bolt 313 is screwed into an upper opening of the upper cap 305. . These applique retainer 312 and adjust bolt 3
An upper spring 314 is sandwiched between the adjustment bolt 313 and the adjustment bolt 313 via a spring seat 315. The upper spring 314 causes the armature shaft 310 and the armature 311 to have a large diameter portion 14b (That is, downward in FIG. 3).

【0041】一方、前記大径部14b内に突き出たアー
マチャシャフト310の下端部には、吸気弁28の弁軸
28bの上端部が突き当たっている。前記弁軸28bの
上端部には、円盤状のロアリテーナ29cが固定され、
このロアリテーナ29cとロアヘッド10との間にロア
スプリング316が挟装されていて、このロアスプリン
グ316により吸気弁28は閉弁方向(即ち、図3にお
いて上方)へ付勢されている。この結果、吸気弁28の
弁軸28bの上端がアマチャシャフト310の下端に突
き当たり、アマチャシャフト310およびアマチャ31
1をコア取付孔14の大径部14bから離反する方向
(即ち、図3において上方)へ付勢する。
On the other hand, the upper end of the valve shaft 28b of the intake valve 28 abuts on the lower end of the armature shaft 310 protruding into the large diameter portion 14b. A disc-shaped lower retainer 29c is fixed to the upper end of the valve shaft 28b,
A lower spring 316 is sandwiched between the lower retainer 29c and the lower head 10, and the lower spring 316 urges the intake valve 28 in a valve closing direction (that is, upward in FIG. 3). As a result, the upper end of the valve shaft 28b of the intake valve 28 abuts on the lower end of the armature shaft 310, and the armature shaft 310 and the armature 31
1 is urged in a direction away from the large-diameter portion 14b of the core mounting hole 14 (that is, upward in FIG. 3).

【0042】このように構成された吸気側電磁駆動機構
30では、吸気側駆動回路30aから第1の電磁コイル
308及び第2の電磁コイル309に対して励磁電流が
印加されていないときは、アマチャ311には、アッパ
スプリング314がアマチャ311を下方(すなわち、
吸気弁28を開弁させる方向)へ付勢する力と、ロアス
プリング316がアマチャ311を上方(すなわち、吸
気弁28を閉弁させる方向)へ付勢する力が作用し、こ
れら付勢力が平衡する位置でアマチャ311は弾性支持
されて、中立状態に保持されることになる。
In the intake-side electromagnetic drive mechanism 30 configured as described above, when the exciting current is not applied from the intake-side drive circuit 30a to the first electromagnetic coil 308 and the second electromagnetic coil 309, the armature is not operated. 311, an upper spring 314 moves the armature 311 downward (ie,
A force that urges the armature 311 upward (that is, a direction that closes the intake valve 28) by the lower spring 316 and a force that urges the armature 311 upward (that is, a direction that closes the intake valve 28) act on the urging force. At this position, the armature 311 is elastically supported and is maintained in a neutral state.

【0043】尚、アッパスプリング314とロアスプリ
ング316の付勢力は、アーマチャ311の中立位置が
間隙303において第1コア301と第2コア302と
の中間の位置に一致するよう設定されており、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に一致するよ
うアジャストボルト313によって調整することが可能
になっている。
The biasing force of the upper spring 314 and the lower spring 316 is set such 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. When the neutral position of the armature 311 is deviated from the above-described intermediate position due to an initial tolerance of components, aging, etc., it is possible to adjust the neutral position of the armature 311 with the adjust bolt 313 so as to match the above-described intermediate position. Has become.

【0044】また、アーマチャシャフト310及び弁軸
28bの軸方向の長さは、アーマチャ311が間隙30
3の中間位置に位置するときに、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)となるように設定されている。
The length of the armature shaft 310 and the valve shaft 28b in the axial direction is determined by the distance between the armature 311 and the gap 30.
3, 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).

【0045】このように構成された吸気側電磁駆動機構
30では、吸気側駆動回路30aから第1の電磁コイル
308に対して励磁電流が印加されると、第1コア30
1と第1の電磁コイル308とアーマチャ311との間
に、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、吸気側駆動回路30aから第2
の電磁コイル309に対して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 configured as described above, when an excitation current is applied to the first electromagnetic coil 308 from the intake-side drive circuit 30a, the first core 30
1 between the first electromagnetic coil 308 and the armature 311, an electromagnetic force is generated in a direction to displace the armature 311 toward the first core 301, and the second electromagnetic force is generated from the intake side drive circuit 30 a to the second side.
When an exciting current is applied to the electromagnetic coil 309 of
An armature 311 is provided between the second core 302, the second electromagnetic coil 309, and the armature 311.
An electromagnetic force is generated in the direction of displacing to the side.

【0046】したがって、この吸気側電磁駆動機構30
では、吸気側駆動回路30aからの励磁電流を第1の電
磁コイル308と第2の電磁コイル309とに交互に印
加することにより、アーマチャ311及びアマチャシャ
フト310が進退動作し、それに同期して弁軸28bが
進退駆動されて、その結果、弁体28aが開閉駆動され
ることになる。
Therefore, the intake side electromagnetic drive mechanism 30
In this case, the armature 311 and the armature shaft 310 move forward and backward by alternately applying the exciting current from the intake side drive circuit 30a to the first electromagnetic coil 308 and the second electromagnetic coil 309, and the valve is synchronized with the armature 311 and the armature shaft 310. The shaft 28b is driven forward and backward, and as a result, the valve body 28a is driven to open and close.

【0047】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。
At this time, the first electromagnetic coil 308 and the second
By changing the timing of applying the exciting current to the electromagnetic coil 309 and the magnitude of the exciting current, the intake valve 28
Opening / closing timing can be controlled.

【0048】また、この吸気側電磁駆動機構30には、
吸気弁28の変位を検出するバルブリフトセンサ317
が取り付けられている。このバルブリフトセンサ317
は、アッパリテーナ312の上面に取り付けられた円盤
状のターゲット317aと、アジャストボルト313に
おける前記アッパリテーナ312と対向する部位に取り
付けられたギャップセンサ317bとから構成されてい
る。
The intake-side electromagnetic drive mechanism 30 includes:
Valve lift sensor 317 for detecting displacement of intake valve 28
Is attached. This valve lift sensor 317
Is composed of a disk-shaped target 317a attached to the upper surface of the applicator 312, and a gap sensor 317b attached to a part of the adjustment bolt 313 facing the above-mentioned retainer 312.

【0049】このように構成されたバルブリフトセンサ
317では、ターゲット317aがアーマチャ311と
一体的に変位し、ギャップセンサ317bが該ギャップ
センサ317bとターゲット317aとの距離に対応し
た電気信号を出力する。
In the valve lift sensor 317 thus configured, the target 317a is displaced integrally with the armature 311 and the gap sensor 317b outputs an electric signal corresponding to the distance between the gap sensor 317b and the target 317a.

【0050】その際、アーマチャ311が中立状態にあ
るときのギャップセンサ317bの出力信号値を予め記
憶しておき、その出力信号値と現時点におけるギャップ
センサ317bの出力信号値との偏差を算出することに
より、アーマチャ311及び吸気弁28の変位を特定す
ることが可能になる。
At this time, the output signal value of the gap sensor 317b when the armature 311 is in the neutral state is stored in advance, and the deviation between the output signal value and the current output signal value of the gap sensor 317b is calculated. Thereby, the displacement of the armature 311 and the intake valve 28 can be specified.

【0051】このエンジン1には、エンジン1の運転状
態を制御するための電子制御ユニット(Electronic Con
trol Unit:ECU)20が併設されている。ECU2
0はデジタルコンピュータからなり、図4に示すよう
に、双方向バス400によって相互に接続されたCPU
(セントラルプロセッサユニット)401、ROM(リ
ードオンリメモリ)402、RAM(ランダムアクセス
メモリ)403、入力ポート405、出力ポート406
を備えるとともに、入力ポート405に接続されたA/
Dコンバータ(A/D)407を備えている。
The engine 1 has an electronic control unit (Electronic Control Unit) for controlling the operation state of the engine 1.
A control unit (ECU) 20 is also provided. ECU2
0 is a digital computer, as shown in FIG.
(Central processor unit) 401, ROM (read only memory) 402, RAM (random access memory) 403, input port 405, output port 406
A / A connected to the input port 405
A D converter (A / D) 407 is provided.

【0052】ECU20の入力ポート405には、スロ
ットルポジションセンサ41、アックセルポジションセ
ンサ43、エアフロメータ44、空燃比センサ48、水
温センサ52、バルブリフトセンサ317等から出力さ
れるアナログ信号がA/D変換器407によってデジタ
ル信号に変換されて入力されるようになっている。ま
た、ECU20の入力ポート405には、クランクポジ
ションセンサ51から出力されるデジタル信号が直接入
力される。
An analog signal output from the throttle position sensor 41, the accelerator cell position sensor 43, the air flow meter 44, the air-fuel ratio sensor 48, the water temperature sensor 52, the valve lift sensor 317, and the like is input to the input port 405 of the ECU 20 by A / D. The signal is converted into a digital signal by the converter 407 and input. The digital signal output from the crank position sensor 51 is directly input to the input port 405 of the ECU 20.

【0053】ECU20の出力ポート406は、イグナ
イタ25a、吸気側駆動回路30a、排気側駆動回路3
1a、燃料噴射弁32、スロットル用アクチュエータ4
0等に電気的に接続されている。
The output port 406 of the ECU 20 includes the igniter 25a, the intake side drive circuit 30a, and the exhaust side drive circuit 3
1a, fuel injection valve 32, throttle actuator 4
0 and the like.

【0054】ECU20の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、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、吸気弁28の開閉タイ
ミングを決定するための吸気弁開閉タイミング制御ルー
チン、排気弁29の開閉タイミングを決定するための排
気弁開閉タイミング制御ルーチン、吸気側電磁駆動機構
30に印加すべき励磁電流量を決定するための吸気側励
磁電流制御ルーチン、排気側電磁駆動機構31に印加す
べき励磁電流量を決定するための排気側励磁電流量制御
ルーチン等のアプリケーションプログラムのほか、この
実施の形態では、筒内圧制御ルーチンを記憶している。
The ROM 402 of the ECU 20 has 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 an ignition timing of the ignition plug 25 of each cylinder 21. , The throttle opening control routine for determining the opening of the throttle valve 39, the intake valve opening / closing timing control for determining the opening / closing timing of the intake valve 28, and the opening / closing timing of the exhaust valve 29. Valve opening / closing timing control routine for determining the amount of excitation current to be applied to the intake-side electromagnetic drive mechanism 30, and determining the amount of excitation current to be applied to the exhaust-side electromagnetic drive mechanism 31 In this embodiment, in addition to application programs such as an exhaust-side excitation current amount control routine for Stores pressure control routine.

【0055】また、ECU20の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。例えば、エンジン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、エン
ジン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、エンジン1の運転状態と各点火栓2
5の点火時期との関係を示す点火時期制御マップ、エン
ジン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、エンジン1の運転状態
と吸気弁28の開閉タイミングとの関係を示す吸気弁開
閉タイミング制御マップ、エンジン1の運転状態と排気
弁29の開閉タイミングとの関係を示す排気弁開閉タイ
ミング制御マップ、エンジン1の運転状態と吸気側電磁
駆動機構30及び排気側電磁駆動機構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等であ
る。
The ROM 402 of the ECU 20 stores various control maps in addition to the above-described application programs. For example, a fuel injection amount control map showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the fuel injection amount, a fuel injection timing control map showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the fuel injection timing, the operating state of the engine 1 and each ignition Stopper 2
5, a throttle opening control map showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the opening of the throttle valve 39, the operating state of the 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 engine 1 and the opening / closing timing of the exhaust valve 29, the operating state of the engine 1 and the intake electromagnetic drive mechanism 30 and the exhaust side An excitation current amount control map or the like showing a relationship with an excitation current amount to be applied to the electromagnetic drive mechanism 31 is shown.

【0056】RAM403は、各センサの出力信号やC
PU401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。RAM403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 output signals of each sensor and C
The calculation result of the PU 401 is stored. The calculation result is:
For example, it is an engine speed calculated based on an output signal of the crank position sensor 51 or the like. Various data stored in the RAM 403 is rewritten to the latest data every time the crank position sensor 51 outputs a signal.

【0057】バックアップRAM45は、エンジン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。CPU401
は、ROM402に記憶されたアプリケーションプログ
ラムに従って動作し、燃料噴射制御、点火制御、スロッ
トル制御、筒内圧制御等を実行する。
The backup RAM 45 is a non-volatile memory that retains data even after the operation of the engine 1 is stopped, and stores learning values related to various controls. CPU 401
Operates according to an application program stored in the ROM 402 to execute fuel injection control, ignition control, throttle control, in-cylinder pressure control, and the like.

【0058】その際、CPU401は、クランクポジシ
ョンセンサ51、アクセルポジションセンサ43、ある
いはエアフローメータ44等の出力信号値をパラメータ
としてエンジン1の運転状態を判別し、判別された運転
状態に応じて各種の制御を実行する。
At this time, the CPU 401 determines the operating state of the engine 1 using the output signal values of the crank position sensor 51, the accelerator position sensor 43, the air flow meter 44, and the like as parameters, and various types of operation are performed in accordance with the determined operating state. Execute control.

【0059】例えば、CPU401は、エンジン1の運
転状態が低中負荷運転領域にあると判定した場合は、酸
素過剰状態の混合気(リーン空燃比の混合気)による希
薄燃焼運転を実現すべく、スロットル開度、燃料噴射
量、吸気弁28の開閉タイミング、排気弁29の開閉タ
イミング、点火時期を制御する。
For example, when the CPU 401 determines that the operating state of the engine 1 is in the low-to-medium load operating range, the CPU 401 performs lean combustion operation with an air-fuel mixture in an excess oxygen state (air-fuel mixture with a lean air-fuel ratio). The throttle opening, fuel injection amount, opening / closing timing of the intake valve 28, opening / closing timing of the exhaust valve 29, and ignition timing are controlled.

【0060】また、エンジン1の運転状態が高負荷運転
領域にあると判定した場合は、CPU401は、理論空
燃比の混合気(ストイキ混合気)によるストイキ運転を
実現すべく、スロットル開度、燃料噴射量、吸気弁28
の開閉タイミング、排気弁29の開閉タイミング、点火
時期を制御する。
If it is determined that the operation state of the engine 1 is in the high load operation range, the CPU 401 determines the throttle opening, fuel consumption, and the like in order to realize stoichiometric operation with a stoichiometric mixture (stoichiometric mixture). Injection amount, intake valve 28
, The opening / closing timing of the exhaust valve 29, and the ignition timing.

【0061】次に、このエンジン1における筒内圧制御
について説明する。なお、このエンジン1における点火
順番は、1番気筒→3番気筒→4番気筒→2番気筒の順
とする。
Next, the in-cylinder pressure control in the engine 1 will be described. The ignition order in the engine 1 is in the order of the first cylinder → the third cylinder → the fourth cylinder → the second cylinder.

【0062】このエンジン1では、気筒内の燃焼時に生
じる気筒下向きのモーメントに起因するエンジン1の振
動(ピッチング)を抑制するために、次のように筒内圧
を制御する。まず、筒内圧制御を行う上で、4つの気筒
を2つの群に分けて考える。即ち、4つの気筒のうち外
側に配置された1番気筒と4番気筒を端部気筒群とし、
その間に配置された2番気筒と3番気筒を央部気筒群と
して、2つの群に分ける。
In the engine 1, in-cylinder pressure is controlled as described below in order to suppress vibration (pitting) of the engine 1 due to a downward moment of the cylinder generated during combustion in the cylinder. First, in performing the in-cylinder pressure control, the four cylinders are divided into two groups. That is, the first cylinder and the fourth cylinder arranged outside of the four cylinders are set as end cylinder groups,
The second and third cylinders arranged between them are divided into two groups as a central cylinder group.

【0063】そして、図5に示すように、端部気筒群で
ある1番気筒と4番気筒の筒内圧を同一圧になるように
制御し、央部気筒群である2番気筒と3番気筒の筒内圧
を同一圧になるように制御するとともに、端部気筒群の
筒内圧を央部気筒群の筒内圧よりも低くなるように制御
する。
Then, as shown in FIG. 5, the in-cylinder pressures of the first and fourth cylinders in the end cylinder group are controlled to be the same, and the second and third cylinders in the central cylinder group are controlled. The in-cylinder pressure of the cylinders is controlled to be the same pressure, and the in-cylinder pressure of the end cylinder group is controlled to be lower than the in-cylinder pressure of the central cylinder group.

【0064】このように各気筒の筒内圧を制御すると、
外側に配置された1番気筒あるいは4番気筒の燃焼時に
生じる気筒下向きのモーメントを低く抑えることができ
るので、エンジン1の縦方向の振動(ピッチング)を低
く抑えることができる。
When the in-cylinder pressure of each cylinder is controlled as described above,
Since the downward moment of the cylinder generated when the first or fourth cylinder disposed outside is combusted, the vertical vibration (pitting) of the engine 1 can be suppressed low.

【0065】また、端部気筒群の気筒(1番と4番)の
筒内圧を同一圧とし、央部気筒群の気筒(2番と3番)
の筒内圧を同一圧となるように制御しているので、左右
対称で偏りのない振動とすることができる。なお、図6
は、点火順番に並べ替えた筒内圧の変化を示した図であ
る。
Further, the in-cylinder pressures of the cylinders of the end cylinder group (No. 1 and No. 4) are set to the same pressure, and the cylinders of the middle cylinder group (No. 2 and No. 3) are set.
Are controlled so as to be the same pressure, so that the vibration can be made symmetrical and unbiased. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a change in the in-cylinder pressure rearranged in the order of ignition.

【0066】そして、この実施の形態では、気筒毎に吸
気弁28と排気弁29の開閉タイミングを独立に制御す
ることにより、各気筒の筒内圧を前述のように制御し
て、端部気筒群あるいは央部気筒群毎に燃焼パターンを
揃えるようにした。
In this embodiment, the in-cylinder pressure of each cylinder is controlled as described above by independently controlling the opening / closing timing of the intake valve 28 and the exhaust valve 29 for each cylinder. Alternatively, the combustion pattern is made uniform for each central cylinder group.

【0067】例えば、吸気弁28の閉弁時期を変えるこ
とによって吸入空気量を変え、これによって筒内圧を変
えることができ、あるいは、吸気弁28と排気弁29の
オーバーラップ量を変えることにより残留ガス量を変
え、これによって筒内圧を変えることができる、さらに
は、これらを両方同時に変えて筒内圧を変えることもで
きる。
For example, the amount of intake air can be changed by changing the closing timing of the intake valve 28, thereby changing the in-cylinder pressure, or the residual amount can be changed by changing the amount of overlap between the intake valve 28 and the exhaust valve 29. It is possible to change the amount of gas and thereby change the in-cylinder pressure, and it is also possible to change both of them simultaneously to change the in-cylinder pressure.

【0068】より具体的な制御方法としては、エンジン
運転状態(機関回転数と機関負荷)と端部気筒群の気筒
(1番と4番)の吸気弁28及び排気弁29の開閉タイ
ミングとの関係を示す低圧制御用吸気弁開閉タイミング
マップ及び低圧制御用排気弁開閉タイミングマップと、
エンジン運転状態と央部気筒群の気筒(2番と3番)の
吸気弁28及び排気弁29の開閉タイミングとの関係を
示す高圧制御用吸気弁開閉タイミングマップ及び高圧制
御用排気弁開閉タイミングマップとを予めECU20の
ROM402に記憶しておき、これらマップを参照して
吸気弁28及び排気弁29の開閉タイミングを決定する
方法を例示することができる。
As a more specific control method, the engine operating state (engine speed and engine load) and the opening / closing timing of the intake valves 28 and exhaust valves 29 of the cylinders (No. 1 and No. 4) of the end cylinder group are determined. A low-pressure control intake valve opening / closing timing map and a low-pressure control exhaust valve opening / closing timing map indicating the relationship;
A high-pressure control intake valve opening / closing timing map and a high-pressure control exhaust valve opening / closing timing map showing the relationship between the engine operating state and the opening / closing timing of the intake valves 28 and exhaust valves 29 of the cylinders (No. 2 and No. 3) in the central cylinder group. Is stored in the ROM 402 of the ECU 20 in advance, and a method of determining the opening / closing timing of the intake valve 28 and the exhaust valve 29 with reference to these maps can be exemplified.

【0069】次に、この実施の形態における筒内圧制御
について、図7のフローチャートに従って説明する。C
PU401は、筒内圧制御を実行するにあたり、図7に
示す筒内圧制御ルーチンを実行する。この筒内圧制御ル
ーチンは、予めECU20のROM402に記憶されて
おり、一定時間毎にCPU401によって繰り返し実行
される。
Next, the in-cylinder pressure control in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. C
When performing the in-cylinder pressure control, the PU 401 executes an in-cylinder pressure control routine shown in FIG. This in-cylinder pressure control routine is stored in the ROM 402 of the ECU 20 in advance, and is repeatedly executed by the CPU 401 at regular intervals.

【0070】<ステップ101>まず、CPU401
は、ステップ101において、気筒判別を行う。気筒判
別の方法については周知技術であるので、ここでは説明
を省略する。
<Step 101> First, the CPU 401
Performs cylinder discrimination in step 101. Since the cylinder discriminating method is a well-known technique, the description is omitted here.

【0071】<ステップ102>次に、CPU401
は、ステップ102に進み、ステップ101で判別した
気筒が1番気筒あるいは4番気筒か否か判定する。即
ち、ステップ101で判別した気筒が端部気筒群に属し
ているか否か判定する。
<Step 102> Next, the CPU 401
Proceeds to step 102, and determines whether the cylinder determined in step 101 is the first cylinder or the fourth cylinder. That is, it is determined whether the cylinder determined in step 101 belongs to the end cylinder group.

【0072】<ステップ103>ステップ102におい
て肯定判定した場合には、CPU401は、ステップ1
03に進み、前記低圧制御用吸気弁開閉タイミングマッ
プ及び前記低圧制御用排気弁開閉タイミングマップを参
照して、エンジン運転状態に応じた吸気弁開閉時期及び
排気弁開閉時期を求め、この開閉時期に吸気弁28及び
排気弁29が開閉されるように吸気側電磁駆動機構30
及び排気側電磁駆動機構31を作動制御して、筒内低圧
制御を実行する。
<Step 103> If the determination in step 102 is affirmative, the CPU 401 proceeds to step 1
03, referring to the low-pressure control intake valve opening / closing timing map and the low-pressure control exhaust valve opening / closing timing map, determine the intake valve opening / closing timing and the exhaust valve opening / closing timing according to the engine operating state. The intake-side electromagnetic drive mechanism 30 is opened and closed so that the intake valve 28 and the exhaust valve 29 are opened and closed.
The operation of the exhaust-side electromagnetic drive mechanism 31 is controlled to execute in-cylinder low-pressure control.

【0073】<ステップ104>一方、ステップ102
において否定判定した場合には、ステップ101で判別
した気筒が央部気筒群(2番気筒あるいは3番気筒)に
属していることになるので、CPU401は、ステップ
104に進み、前記高圧制御用吸気弁開閉タイミングマ
ップ及び前記高圧制御用排気弁開閉タイミングマップを
参照して、エンジン運転状態に応じた吸気弁開閉時期及
び排気弁開閉時期を求め、この開閉時期に吸気弁28及
び排気弁29が開閉されるように吸気側電磁駆動機構3
0及び排気側電磁駆動機構31を作動制御して、筒内高
圧制御を実行する。
<Step 104> On the other hand, step 102
If a negative determination is made in step 101, the cylinder determined in step 101 belongs to the central cylinder group (the second cylinder or the third cylinder), and the CPU 401 proceeds to step 104 and executes the high-pressure control intake. With reference to the valve opening / closing timing map and the high-pressure control exhaust valve opening / closing timing map, the intake valve opening / closing timing and the exhaust valve opening / closing timing according to the engine operating state are obtained. As shown in FIG.
0 and the exhaust-side electromagnetic drive mechanism 31 are controlled to perform in-cylinder high-pressure control.

【0074】このように、CPU401が筒内圧制御ル
ーチンを実行することにより、本発明に係る筒内圧制御
手段が実現されることになる。なお、各気筒に筒内圧を
検出する筒内圧センサをそれぞれ設け、各筒内圧センサ
で検出された筒内圧に基づいて吸気弁28あるいは排気
弁29の開閉時期のフィードバック制御を行い、補正す
ることも可能である。
As described above, when the CPU 401 executes the in-cylinder pressure control routine, the in-cylinder pressure control means according to the present invention is realized. It is also possible to provide an in-cylinder pressure sensor for detecting the in-cylinder pressure in each cylinder, and perform feedback control of the opening / closing timing of the intake valve 28 or the exhaust valve 29 based on the in-cylinder pressure detected by each in-cylinder pressure sensor to make correction. It is possible.

【0075】このように筒内圧を制御すると、燃焼パタ
ーンを揃えることができるので、排気エミッションがば
らつかなくなり、気筒毎の空燃比制御をより緻密に行う
ことができる。
When the in-cylinder pressure is controlled in this manner, the combustion patterns can be made uniform, so that the exhaust emission does not vary and the air-fuel ratio control for each cylinder can be performed more precisely.

【0076】[0076]

【発明の効果】本発明に係る内燃機関によれば、直列に
並んで配置された3つ以上の気筒を有し、これら気筒の
うち端部に配置された端部気筒群とこの端部気筒群の間
に配置された央部気筒群とに区分したときに、前記端部
気筒群の筒内圧を同一圧に制御し前記央部気筒群の筒内
圧を同一圧に制御するとともに、前記端部気筒群の筒内
圧を前記央部気筒群の筒内圧よりも低くなるように制御
する筒内圧制御手段を備えたことにより、内燃機関の振
動を抑制することができるという優れた効果が奏され
る。
According to the internal combustion engine of the present invention, there are provided three or more cylinders arranged in series, and, among these cylinders, an end cylinder group arranged at an end portion and the end cylinder group When divided into the central cylinder group disposed between the groups, the in-cylinder pressure of the end cylinder group is controlled to the same pressure, and the in-cylinder pressure of the central cylinder group is controlled to the same pressure. The provision of the in-cylinder pressure control means for controlling the in-cylinder pressure of the partial cylinder group to be lower than the in-cylinder pressure of the central cylinder group has an excellent effect of suppressing the vibration of the internal combustion engine. You.

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

【図1】 本発明に係る内燃機関の一実施の形態におけ
る概略構成を示す図(その1)である。
FIG. 1 is a diagram (part 1) illustrating a schematic configuration in an embodiment of an internal combustion engine according to the present invention.

【図2】 本発明に係る内燃機関の一実施の形態におけ
る概略構成を示す図(その2)である。
FIG. 2 is a diagram (part 2) illustrating a schematic configuration in an embodiment of the internal combustion engine according to the present invention.

【図3】 前記実施の形態における吸気側電磁駆動機構
の内部構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of an intake-side electromagnetic drive mechanism in the embodiment.

【図4】 前記実施の形態における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 according to the embodiment.

【図5】 前記実施の形態における各気筒の筒内圧を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the in-cylinder pressure of each cylinder in the embodiment.

【図6】 前記実施の形態における各気筒の筒内圧を点
火順に示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing in-cylinder pressure of each cylinder in the order of ignition in the embodiment.

【図7】 前記実施の形態における筒内圧制御ルーチン
を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a cylinder pressure control routine in the embodiment.

【図8】 従来における各気筒の筒内圧の一例を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a conventional in-cylinder pressure of each cylinder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン(内燃機関) 20 ECU 21 気筒 22 ピストン 28 吸気弁 29 排気弁 30 吸気側電磁駆動機構 31 排気側電磁駆動機構 30a 吸気側駆動回路 31a 排気側駆動回路 Reference Signs List 1 engine (internal combustion engine) 20 ECU 21 cylinder 22 piston 28 intake valve 29 exhaust valve 30 intake-side electromagnetic drive mechanism 31 exhaust-side electromagnetic drive mechanism 30a intake-side drive circuit 31a exhaust-side drive circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩下 義博 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 白谷 和彦 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 勝間田 正司 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 四重田 啓二 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小木曽 誠人 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 山田 智海 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G018 AA06 AB09 AB16 BA38 CA12 DA24 DA36 DA38 DA41 DA66 DA83 EA02 EA11 EA22 EA35 FA07 FA09 GA32 3G092 AA01 AA11 AA12 AA13 DA01 DA02 DA07 DA12 DC03 DG09 FA14 HA01Z HA06Z HC01Z HD05Z HE01Z HE03Z HE08Z HF08Z  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoshihiro Iwashita 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Kazuhiko 1 Toyota Motor Town Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation ( 72) Inventor Shoji Katsumada 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Keiji Yoeda 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Automobile Co., Ltd. (72) Inventor Tomomi Yamada 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation F-term (reference) 3G018 AA06 AB09 AB16 BA38 CA12 DA24 DA36 DA38 DA41 DA66 DA83 EA02 EA11 EA22 EA35 FA07 FA09 GA32 3G092 AA01 AA11 AA12 AA13 DA01 DA02 DA07 DA12 DC03 DG09 FA14 H A01Z HA06Z HC01Z HD05Z HE01Z HE03Z HE08Z HF08Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直列に並んで配置された3つ以上の気筒
を有し、これら気筒のうち端部に配置された端部気筒群
とこの端部気筒群の間に配置された央部気筒群とに区分
したときに、前記端部気筒群の筒内圧を同一圧に制御し
前記央部気筒群の筒内圧を同一圧に制御するとともに、
前記端部気筒群の筒内圧を前記央部気筒群の筒内圧より
も低くなるように制御する筒内圧制御手段を備えること
を特徴とする内燃機関。
1. A cylinder having three or more cylinders arranged in series, and an end cylinder group disposed at an end of the cylinders and a central cylinder disposed between the end cylinder groups. When divided into groups, while controlling the in-cylinder pressure of the end cylinder group to the same pressure and controlling the in-cylinder pressure of the central cylinder group to the same pressure,
An internal combustion engine comprising an in-cylinder pressure control means for controlling the in-cylinder pressure of the end cylinder group to be lower than the in-cylinder pressure of the central cylinder group.
【請求項2】 前記気筒に設けられた吸気弁と排気弁の
少なくともいずれか一方は電磁力により開閉せしめられ
る電磁駆動弁であり、前記筒内圧制御手段は前記電磁駆
動弁の開閉時期を変更することにより筒内圧を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
2. An electromagnetically driven valve that is opened and closed by an electromagnetic force at least one of an intake valve and an exhaust valve provided in the cylinder, and the in-cylinder pressure control means changes an opening and closing timing of the electromagnetically driven valve. 2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the in-cylinder pressure is controlled by the control.
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