JP2006118441A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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響 上浦
Naohide Fuwa
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for an internal combustion engine capable of suppressing increase of pumping loss in the internal combustion engine provided with a variable mechanism capable of changing valve characteristics of an intake valve and an exhaust valve respectively and capable of changing operating angle of the intake valve in the variable mechanism for the intake valve. <P>SOLUTION: When operating angle of the intake valve is smaller than a predetermined operating angle, an electronic control device delays valve close timing of the exhaust valve to increase valve open period te of the exhaust valve during a suction stroke as compared to the time when operating angle of the intake valve is not smaller than the predetermined operating angle. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、吸気バルブ及び排気バルブについてそれぞれのバルブ特性を可変とする可変機構を各備え、これらのうち前記吸気バルブについての可変機構は同吸気バルブの作動角を可変とするものである内燃機関の制御装置に関する。   The present invention includes variable mechanisms that vary the valve characteristics of the intake valve and the exhaust valve, and among these, the variable mechanism for the intake valve varies the operating angle of the intake valve. The present invention relates to a control device.

従来、内燃機関に適用されるシステムとして、吸気バルブの作動角を可変とする可変機構を通じて該作動角を可変制御するものが実用されている(例えば、特許文献1参照)。こうしたシステムを採用する内燃機関では、吸気バルブの作動角を小さくすることで、燃焼室内に吸入される空気量を低減することができる。
特開2001−263015号公報
Conventionally, as a system applied to an internal combustion engine, a system that variably controls the operating angle through a variable mechanism that makes the operating angle of an intake valve variable has been put into practical use (for example, see Patent Document 1). In an internal combustion engine employing such a system, the amount of air taken into the combustion chamber can be reduced by reducing the operating angle of the intake valve.
JP 2001-263015 A

ところで、図6に示されるように、吸気バルブ及び排気バルブを備えた内燃機関においては、吸気バルブの開弁時期(閉弁状態から開弁状態に切り替わる時期)や排気バルブの閉弁時期(開弁状態から閉弁状態に切り替わる時期)が排気上死点時期(ピストンが排気上死点に位置する時期)TDCeに近接して設定される。例えば同図に例示される線図201i,201eにおいては、吸気バルブの開弁時期が排気上死点時期TDCeよりも進角側(排気行程内)に設定され、また、排気バルブの閉弁時期が同排気上死点時期TDCeよりも遅角側(吸気行程内)に設定されている。そしてこの例においては、線図251に示されるようにピストンが排気上死点から下死点に向かって移動することによって燃焼室内の圧力が排気マニホールド内の圧力Pmeから吸気マニホールド内の圧力(吸気負圧)Pmiにまで低下している。   Incidentally, as shown in FIG. 6, in an internal combustion engine having an intake valve and an exhaust valve, the intake valve opening timing (timing when the valve is switched from the closed state) to the exhaust valve closing timing (opening state). The timing at which the valve state is switched to the valve closing state) is set close to the exhaust top dead center timing (the timing at which the piston is located at the exhaust top dead center) TDCe. For example, in the diagrams 201i and 201e illustrated in the figure, the opening timing of the intake valve is set to an advance side (within the exhaust stroke) with respect to the exhaust top dead center timing TDCe, and the closing timing of the exhaust valve is set. Is set to the retard side (within the intake stroke) from the exhaust top dead center timing TDCe. In this example, as shown in the diagram 251, the piston moves from the exhaust top dead center toward the bottom dead center, whereby the pressure in the combustion chamber is changed from the pressure Pme in the exhaust manifold to the pressure in the intake manifold (intake air). (Negative pressure) It has fallen to Pmi.

このように、排気行程から吸気行程にかけては、吸気バルブ及び排気バルブの開閉やピストンの移動によって、燃焼室内の圧力が排気マニホールド内の圧力Pmeと同程度の高さから吸気負圧Pmiと同程度の高さへと推移する。   In this way, from the exhaust stroke to the intake stroke, the pressure in the combustion chamber is about the same as the intake negative pressure Pmi from the same height as the pressure Pme in the exhaust manifold due to the opening and closing of the intake valve and the exhaust valve and the movement of the piston. It shifts to the height of.

ここで、吸気バルブの作動角を可変制御する上記のような可変機構を備えた内燃機関においては、例えば線図202iに示されるように、上記作動角が小さくされると吸気バルブの開弁時期が遅角側にシフトされることとなる。この開弁時期の遅角側へのシフトが生じると、排気上死点時期TDCeにおける吸気バルブのリフト量(着座状態からの移動量)が減少して吸気抵抗が増大することとなる。   Here, in an internal combustion engine provided with the above-described variable mechanism that variably controls the operating angle of the intake valve, for example, as shown in a diagram 202i, when the operating angle is reduced, the opening timing of the intake valve is increased. Will be shifted to the retard side. When the valve opening timing is shifted to the retard side, the intake valve lift amount (movement amount from the seating state) at the exhaust top dead center timing TDCe decreases and the intake resistance increases.

こうした場合、燃焼室内においては、例えば線図252のように上記ピストンの移動に伴い吸気負圧Pmiを下回るほどの過度な圧力低下が生じることがある。この低下した燃焼室内の圧力はその後吸気バルブのリフト量の増大に伴い吸気負圧Pmiと同程度の高さにまで上昇復帰するものの、内燃機関においては上記過度な圧力低下が生じたことによってポンピングロスが過度に増大されてしまうこととなる。   In such a case, in the combustion chamber, for example, as shown in a diagram 252, an excessive pressure drop may occur as the piston moves below the intake negative pressure Pmi. Although this reduced pressure in the combustion chamber then rises and returns to the same level as the intake negative pressure Pmi with an increase in the lift amount of the intake valve, pumping is caused by the excessive pressure drop in the internal combustion engine. Loss will be excessively increased.

本発明は、上述したような可変機構を備える内燃機関においてポンピングロスの増大を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することをその目的とする。   An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can suppress an increase in pumping loss in an internal combustion engine including the variable mechanism as described above.

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
先ず、請求項1に係る発明は、吸気バルブ及び排気バルブについてそれぞれのバルブ特性を可変とする可変機構を各備え、これらのうち前記吸気バルブについての可変機構は同吸気バルブの作動角を可変とするものである内燃機関の制御装置であって、前記吸気バルブの作動角が所定作動角よりも小さいとき、そうでないときに比して前記排気バルブの閉弁時期を遅角させることで吸気行程における同排気バルブの開弁期間を増大させる制御手段を備えることをその要旨とする。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
First, the invention according to claim 1 includes variable mechanisms that vary the valve characteristics of the intake valve and the exhaust valve, and among these, the variable mechanism for the intake valve is capable of varying the operating angle of the intake valve. A control device for an internal combustion engine, wherein when the operating angle of the intake valve is smaller than a predetermined operating angle, the intake stroke is delayed by retarding the closing timing of the exhaust valve compared to when the operating angle is not The gist of the present invention is to provide control means for increasing the valve opening period of the exhaust valve.

上記構成によれば、排気バルブの閉弁時期の遅角を通じて、吸気行程における同排気バルブの開弁期間、即ち同行程の開始時期である排気上死点時期(ピストンが排気上死点に位置する時期)から同行程での排気閉弁時期(排気バルブが開弁状態から閉弁状態に切り替わる時期)までの期間が増大される(「0」からの増大を含む)。これにより、吸気行程において排気ポート側から燃焼室内に導入される排ガスが増量されるため、同燃焼室においては、吸気負圧(吸気マニホールドにおける負圧)を下回るほどの過度な圧力低下が生じ難くなる。   According to the above configuration, the exhaust valve opening period in the intake stroke, that is, the exhaust top dead center timing that is the start timing of the same stroke (the piston is positioned at the exhaust top dead center) through the delay of the exhaust valve closing timing. From the time when the exhaust valve is closed in the same stroke (a time when the exhaust valve is switched from the open state to the closed state) is increased (including an increase from “0”). As a result, the amount of exhaust gas introduced into the combustion chamber from the exhaust port side in the intake stroke is increased, and therefore, an excessive pressure drop that is less than the intake negative pressure (negative pressure in the intake manifold) hardly occurs in the combustion chamber. Become.

従って、例えば、こうした圧力低下の過度分(上記圧力低下において吸気負圧よりも低下した分)に相関するポンピングロスの過度分(上記圧力低下の過度分の発生により生じる分)の大きさが許容範囲内に収まるように上記吸気バルブの「所定作動角」を設定することで、こうしたポンピングロスの過度分に起因する悪影響を効率的に抑制することができる。   Therefore, for example, the excessive amount of the pumping loss (the amount caused by the excessive occurrence of the pressure drop) correlated with the excessive amount of the pressure drop (the amount that is lower than the intake negative pressure in the pressure drop) is allowed. By setting the “predetermined operating angle” of the intake valve so as to fall within the range, it is possible to efficiently suppress the adverse effect caused by the excessive pumping loss.

ところで、ピストンの往復移動に基づきクランクシャフトを回転させる内燃機関では一般に、ピストンの移動速度が上下死点において最低になるとともに、上下死点からピストンがその往復移動範囲の中間点に近づくほど上記移動速度は高くなる。即ち、ピストンが排気上死点から上記中間点に近づくほど、燃焼室内への単位時間あたりの排ガス導入量が増えるようになることから、本発明のように排気バルブの閉弁時期を遅角させるようにすることで、上記過度なポンピングロスの発生を効率よく抑制することができるようになる。   By the way, in an internal combustion engine that rotates the crankshaft based on the reciprocating movement of the piston, the moving speed of the piston is generally the lowest at the top and bottom dead center, and the above-mentioned movement becomes closer to the middle point of the reciprocating movement range from the top and bottom dead center. Speed increases. That is, as the piston approaches the intermediate point from the exhaust top dead center, the amount of exhaust gas introduced into the combustion chamber increases per unit time. Therefore, the closing timing of the exhaust valve is retarded as in the present invention. By doing so, the generation of the excessive pumping loss can be efficiently suppressed.

こうした排気バルブの閉弁時期の遅角に関しては、例えば請求項2に記載の発明によるように、請求項1に記載の発明において、前記排気バルブについての可変機構は同排気バルブの作動角中心を可変とするものであり、前記制御手段は前記排気バルブの閉弁時期を遅角させるに関しこれを同排気バルブの作動角中心を遅角させることにより行う、といった態様を採用することができる。   With respect to the delay angle of the closing timing of the exhaust valve, for example, as in the invention according to claim 2, in the invention according to claim 1, the variable mechanism for the exhaust valve has an operating angle center of the exhaust valve. The control means can adopt a mode in which the control means delays the valve closing timing of the exhaust valve by delaying the operation angle center of the exhaust valve.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、当該内燃機関は、前記吸気バルブの作動角とスロットルバルブの開度との協調制御により吸入空気量の調整を行うものであり、前記制御手段による前記排気バルブの閉弁時期の遅角は、吸気負圧が所定負圧よりも大気圧に近い値であることを条件に許容されることをその要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the internal combustion engine adjusts the intake air amount by cooperative control of the operating angle of the intake valve and the opening of the throttle valve. The gist of the delay of the closing timing of the exhaust valve by the control means is that it is allowed on the condition that the intake negative pressure is closer to the atmospheric pressure than the predetermined negative pressure.

吸気行程においては、吸気抵抗を小さく抑えることで、燃焼室内の圧力が吸気負圧を大きく下回る(大気圧から負圧側に離間する)のを回避することができる。即ち、こうした吸気負圧を下回るような過度な圧力低下が生じるのを抑制することができる。そしてこうした抑制がなされることにより、吸気行程におけるポンピングロスは吸気負圧の大きさにほぼ応じたものに抑えられる(過度分が抑えられる)ようになる。   In the intake stroke, by suppressing the intake resistance to a small value, it is possible to avoid that the pressure in the combustion chamber is significantly lower than the intake negative pressure (separated from the atmospheric pressure to the negative pressure side). That is, it is possible to suppress an excessive pressure drop that is less than the intake negative pressure. By such suppression, the pumping loss in the intake stroke can be suppressed to a value substantially corresponding to the magnitude of the intake negative pressure (an excessive amount can be suppressed).

しかしながら、こうした状態から吸気バルブの作動角の減少により吸気行程の吸気抵抗が増大した場合には、燃焼室内において吸気負圧を下回るほどの過度な圧力低下が生じ易くなる。これが生じた場合、上記圧力低下におけるピーク圧(大気圧から負圧側に最も離間したときの圧力値)と吸気負圧との差分(上記圧力低下の過度分)に相関するポンピングロスの過度分が生じることとなる。   However, if the intake resistance of the intake stroke increases due to a decrease in the operating angle of the intake valve from such a state, an excessive pressure drop is likely to occur in the combustion chamber that is lower than the intake negative pressure. If this occurs, the pumping loss excess correlated with the difference between the peak pressure in the pressure drop (the pressure value when the pressure is most separated from the atmospheric pressure to the negative pressure side) and the intake negative pressure (the pressure drop excess). Will occur.

本発明のようにスロットルバルブの開度の制御を通じて吸入空気量の調整を行う内燃機関にあっては、その開度の変更により吸気負圧が変化する。そのため、例えば上記ピーク圧が吸気負圧よりも低い状況では、この吸気負圧の変化に伴って上記ピーク圧と吸気負圧との差、ひいてはポンピングロスの過度分の大きさも変化することとなる。   In an internal combustion engine that adjusts the intake air amount through control of the opening degree of the throttle valve as in the present invention, the intake negative pressure changes by changing the opening degree. Therefore, for example, in a situation where the peak pressure is lower than the intake negative pressure, the difference between the peak pressure and the intake negative pressure, and hence the excessive amount of pumping loss, changes with the change in the intake negative pressure. .

例えば、スロットルバルブの開度が大きく設定されることで吸気負圧が小(大気圧に近い値)となった場合にはポンピングロスの過度分が大きくなり、逆にスロットルバルブの開度が小さく設定されることで吸気負圧が大(大気圧から離間した値)となった場合にはポンピングロスの過度分が小さくなる。   For example, if the throttle valve opening is set to a large value and the intake negative pressure becomes small (a value close to atmospheric pressure), the excessive pumping loss increases, and conversely the throttle valve opening decreases. When the intake negative pressure becomes large (a value separated from the atmospheric pressure) by being set, an excessive amount of pumping loss is reduced.

ところで、吸気行程における排気バルブの開弁期間の増大は、一方で内部EGR量の増大を招くことから、この内部EGR量が過大となることによる悪影響(例えば機関回転速度の変動等)を抑制するには、上記排気バルブの閉弁時期の遅角に関して不必要なものを禁止することが望ましい。   By the way, since the increase in the exhaust valve opening period in the intake stroke leads to an increase in the internal EGR amount, adverse effects (for example, fluctuations in engine rotation speed, etc.) due to the excessive internal EGR amount are suppressed. For this reason, it is desirable to prohibit unnecessary things regarding the delay of the closing timing of the exhaust valve.

従ってこうした場合には、例えば、ポンピングロスの過度分が小さくなるような状況、即ち吸気負圧の大きいときに、上記排気バルブの閉弁時期の遅角が禁止されるようにすれば、ポンピングロスの過度分を小さく維持しつつ内部EGR量の増大を抑えることができるようになる。また、逆にポンピングロスの過度分が大きくなるような状況、即ち吸気負圧の小さいときには、上記排気バルブの閉弁時期の遅角を許容することで、こうしたポンピングロスの過度分の増大を抑制することができるようになる。   Accordingly, in such a case, for example, if the delay of the closing timing of the exhaust valve is prohibited when the excessive pumping loss is reduced, that is, when the intake negative pressure is large, the pumping loss is prevented. It is possible to suppress an increase in the amount of internal EGR while keeping the excessive amount of the above small. Conversely, when the excessive pumping loss is large, that is, when the intake negative pressure is small, the delay of the exhaust valve closing timing is allowed to suppress the excessive pumping loss. Will be able to.

こうした点から、本発明においては、制御手段による排気バルブの閉弁時期の遅角を、吸気負圧が所定負圧よりも小(大気圧に近い値)であることを条件に許容するようにしている。従って、上記過度なポンピングロスの増大の抑制と、内部EGR量の増大の抑制との両立を図ることができるようになる。   From this point, in the present invention, the delay of the closing timing of the exhaust valve by the control means is allowed on condition that the intake negative pressure is smaller than a predetermined negative pressure (a value close to atmospheric pressure). ing. Accordingly, it is possible to achieve both the suppression of the excessive increase in pumping loss and the suppression of the increase in the internal EGR amount.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記所定負圧はアイドル運転時の吸気負圧に設定されていることをその要旨とする。
アイドル運転時には吸入空気量がほぼ最小となるため、仮にこうした状況下で上記制御手段による排気バルブの閉弁時期の遅角が許容されると内部EGR量率が過大になり易く、これに伴う上記悪影響も到底無視できないものとなる。その点、本発明によればアイドル運転時には上記制御手段による排気バルブの閉弁時期の遅角が禁止されるようになるため、こうした悪影響を抑制できるようになる。
The gist of the invention of claim 4 is that, in the invention of claim 3, the predetermined negative pressure is set to an intake negative pressure during idling.
Since the intake air amount becomes almost minimum during idle operation, the internal EGR amount rate tends to be excessive if the delay of the valve closing timing of the exhaust valve by the control means is allowed under such circumstances. Adverse effects can never be ignored. In this respect, according to the present invention, during the idling operation, the delay of the closing timing of the exhaust valve by the control means is prohibited, so that such adverse effects can be suppressed.

また、アイドル運転時にはスロットルバルブの開度がほぼ最小に設定されるため吸気負圧がほぼ最大(大気圧から離間する側にほぼ最大)となる。即ち、上記所定負圧をこうしたほぼ最大の吸気負圧に設定することで、上記アイドル運転時を除いた、スロットルバルブの開度制御による吸気負圧の変動範囲のほぼ全域に亘ってポンピングロスの過度分の増大を抑制することができるようになる。   Further, during idle operation, the throttle valve opening is set to a substantially minimum value, so that the intake negative pressure is substantially maximum (almost maximum on the side away from the atmospheric pressure). That is, by setting the predetermined negative pressure to such an approximately maximum intake negative pressure, the pumping loss is reduced over almost the entire range of the fluctuation of the intake negative pressure by the throttle valve opening control except during the idling operation. An excessive increase can be suppressed.

請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発明において、前記制御手段は、前記排気バルブの閉弁時期を機関回転速度が高いほど遅角側に設定することをその要旨とする。   The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means sets the closing timing of the exhaust valve to the retard side as the engine speed increases. This is the gist.

例えば、燃焼室内の気体が同室の内壁面を介した外部からの熱伝達によって加熱されたり、同内壁面とピストンの外周面との隙間を介して外部から同室内に空気が流入したりした場合には、これらによって燃焼室内の圧力が高められることとなる。   For example, when the gas in the combustion chamber is heated by heat transfer from the outside through the inner wall surface of the chamber, or the air flows into the chamber from the outside through a gap between the inner wall surface and the outer peripheral surface of the piston As a result, the pressure in the combustion chamber is increased.

上記加熱に関してはその加熱時間が長いほど上記燃焼室内の圧力が高くなる傾向にあり、そして上記空気の流入に関してはピストンの移動速度が遅いほど流入し易くなる、即ち上記燃焼室内の圧力が高くなる傾向にある。また、上記加熱時間は機関回転速度が低いほど長くなる傾向にあり、ピストンの移動速度については機関回転速度が低いほど低くなる傾向にある。即ち、燃焼室内の圧力は、機関回転速度が低いほど高くなり易く、換言すれば、機関回転速度が高いほど高くなり難いものとなる。従って、燃焼室内の圧力低下に関しては機関回転速度が高いほど抑制され難いものとなり、その結果、機関回転速度が高いほど上記圧力低下の度合が顕著なものになり易くなる。   Regarding the heating, the longer the heating time, the higher the pressure in the combustion chamber tends to be. And, regarding the inflow of air, the slower the moving speed of the piston, the easier the inflow, that is, the higher the pressure in the combustion chamber. There is a tendency. The heating time tends to be longer as the engine speed is lower, and the piston moving speed tends to be lower as the engine speed is lower. That is, the pressure in the combustion chamber tends to increase as the engine speed decreases, in other words, as the engine speed increases, the pressure does not easily increase. Therefore, the pressure drop in the combustion chamber becomes more difficult to be suppressed as the engine rotational speed is higher. As a result, the degree of the pressure drop is likely to become remarkable as the engine rotational speed is higher.

その点、本発明では、機関回転速度が高いほど排気バルブの閉弁時期を遅角側に設定するようにしたため、吸気行程における同排気バルブの開弁期間がより増大されて、機関回転速度が高いときであれ上記圧力低下が好適に抑制されるようになる。   In that respect, in the present invention, the closing timing of the exhaust valve is set to the retard side as the engine speed is higher, so that the valve opening period of the exhaust valve in the intake stroke is further increased, and the engine speed is increased. Even when the pressure is high, the pressure drop is suitably suppressed.

また、本発明では、制御手段により排気バルブの閉弁時期が遅角される際に、機関回転速度が低いほど上記閉弁時期が遅角側と反対側、即ち進角側に設定されることとなるため、機関回転速度が低いとき(低速運転時)の内部EGR量の増大を抑制することができるようになる。従って、内部EGR量率が過大となり易い上記低速運転時において、この内部EGR量の増大に伴う悪影響(例えば機関回転速度の変動やエンジンストール等)の発生を抑制できるようになる。   Further, in the present invention, when the closing timing of the exhaust valve is retarded by the control means, the valve closing timing is set to the opposite side of the retarded side, that is, the advanced side as the engine speed is lower. Therefore, an increase in the internal EGR amount when the engine speed is low (during low speed operation) can be suppressed. Therefore, during the low speed operation where the internal EGR amount rate is likely to be excessive, it is possible to suppress the occurrence of adverse effects (for example, fluctuations in engine rotation speed, engine stall, etc.) due to the increase in the internal EGR amount.

以下、本発明を具体化した一実施形態を、図1〜図5を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態の適用される車載用の内燃機関10の模式構造を示している。同図に示すように内燃機関10は大きくは、吸気通路11、燃焼室12及び排気通路13を備えて構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a schematic structure of an in-vehicle internal combustion engine 10 to which the present embodiment is applied. As shown in the figure, the internal combustion engine 10 is mainly configured to include an intake passage 11, a combustion chamber 12 and an exhaust passage 13.

内燃機関10の吸気通路11には、その内部の空気流量を検出するエアフローメータ14、及びその内部の流路面積を変更して空気流量を変更するスロットルバルブ15が配設されており、吸気バルブ16を介して燃焼室12に接続されている。燃焼室12は、排気バルブ17を介して排気通路13に接続されている。吸気バルブ16及び排気バルブ17は、内燃機関10の回転に応じて駆動され、燃焼室12に対して吸気通路11及び排気通路13を開閉する。   An intake passage 11 of the internal combustion engine 10 is provided with an air flow meter 14 that detects the air flow rate inside the engine, and a throttle valve 15 that changes the flow area inside the air flow meter 14 to change the air flow rate. 16 is connected to the combustion chamber 12. The combustion chamber 12 is connected to the exhaust passage 13 via the exhaust valve 17. The intake valve 16 and the exhaust valve 17 are driven according to the rotation of the internal combustion engine 10 to open and close the intake passage 11 and the exhaust passage 13 with respect to the combustion chamber 12.

燃焼室12には吸気通路11を通じて空気が吸入される。この空気と、図示しない燃料噴射弁から噴射された燃料とからなる混合気に対し点火プラグ18による点火が行われると、同混合気が燃焼してピストン19が往復移動し、機関出力軸であるクランクシャフトが回転する。そして、燃焼後の混合気は排ガスとして燃焼室12から排気通路13に送り出される。排気通路13には三元触媒からなる排気浄化触媒20が内蔵されており、燃焼室12からの排ガスが浄化されるようになっている。   Air is sucked into the combustion chamber 12 through the intake passage 11. When an ignition plug 18 ignites an air-fuel mixture composed of this air and fuel injected from a fuel injection valve (not shown), the air-fuel mixture burns and the piston 19 reciprocates to serve as an engine output shaft. The crankshaft rotates. The air-fuel mixture after combustion is sent out from the combustion chamber 12 to the exhaust passage 13 as exhaust gas. An exhaust purification catalyst 20 made of a three-way catalyst is built in the exhaust passage 13 so that the exhaust gas from the combustion chamber 12 is purified.

この内燃機関10の排気バルブ17の動弁系にはバルブタイミング可変機構(VT可変機構)21が設けられ、また、吸気バルブ16の動弁系には作動角可変機構22が設けられている。   The valve system of the exhaust valve 17 of the internal combustion engine 10 is provided with a variable valve timing mechanism (VT variable mechanism) 21, and the valve operating system of the intake valve 16 is provided with a variable operating angle mechanism 22.

バルブタイミング可変機構21は、図2(a)に示すように、排気バルブ17の作動角中心(即ち排気バルブ17を駆動するカムの作用角中心)φを連続的に変更させる機構として構成されている。この内燃機関10では、バルブタイミング可変機構21として、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更することで、上記作動角中心φを変更する機構が採用されている。   As shown in FIG. 2A, the variable valve timing mechanism 21 is configured as a mechanism for continuously changing the operating angle center φ of the exhaust valve 17 (that is, the operating angle center of the cam that drives the exhaust valve 17) φ. Yes. In the internal combustion engine 10, a mechanism for changing the operating angle center φ by changing the relative rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft is adopted as the variable valve timing mechanism 21.

また作動角可変機構22は、図2(b)に示すように、吸気バルブ16の作動角θを連続的に変更させる機構として構成されている。なお同図(b)に示されるように、この作動角可変機構22では、作動角θの増大/減少に併せて吸気バルブ16の最大リフト量も増大/減少されるようになっている。また、同可変機構22では、作動角θの増大/減少に併せて吸気バルブ16の開弁時期(吸気バルブ16が閉弁状態から開弁状態に切り替わる時期)が進角/遅角されるようになっている。この場合、例えば、作動角θが増大されたときには上記開弁時期が進角され、逆に作動角θが減少されたときには上記開弁時期が遅角される。   Further, the operating angle variable mechanism 22 is configured as a mechanism for continuously changing the operating angle θ of the intake valve 16 as shown in FIG. As shown in FIG. 5B, in the operating angle variable mechanism 22, the maximum lift amount of the intake valve 16 is increased / decreased along with the increase / decrease of the operating angle θ. Further, in the variable mechanism 22, the valve opening timing of the intake valve 16 (timing when the intake valve 16 switches from the closed state to the open state) is advanced / retarded in accordance with the increase / decrease of the operating angle θ. It has become. In this case, for example, when the operating angle θ is increased, the valve opening timing is advanced, and conversely, when the operating angle θ is decreased, the valve opening timing is delayed.

以上のように構成された内燃機関10における燃料噴射制御や点火時期制御を始めとする各種制御は、電子制御装置30により行われる。電子制御装置30は、内燃機関10の制御に係る各種演算処理を実施する中央演算装置(CPU)、制御用のプログラムやデータの記録された読込専用メモリ(ROM)、上記CPUの演算結果やセンサ等から入力されたデータが記録されるランダムアクセスメモリ、外部との間で信号を授受するための入・出力ポート等を備えて構成されている。   Various controls such as fuel injection control and ignition timing control in the internal combustion engine 10 configured as described above are performed by the electronic control unit 30. The electronic control unit 30 includes a central processing unit (CPU) that performs various arithmetic processes related to the control of the internal combustion engine 10, a read-only memory (ROM) in which a control program and data are recorded, the calculation results and sensors of the CPU. A random access memory in which data input from the memory is recorded, an input / output port for transmitting / receiving signals to / from the outside, and the like are provided.

電子制御装置30の入力ポートには、上記エアフローメータ14に加え、スロットルバルブ15に設けられたスロットルセンサやバルブタイミング可変機構21に設けられたVTセンサ、及び作動角可変機構22に設けられた作動角センサが接続されている。上記スロットルセンサはスロットルバルブ15の開度(スロットル開度)Taを検出する。上記VTセンサは現在の排気バルブ17の作動角中心φを検出する。また上記作動角センサは現在の吸気バルブ16の作動角θを検出する。   In addition to the air flow meter 14, the throttle port provided in the throttle valve 15, the VT sensor provided in the variable valve timing mechanism 21, and the operation provided in the variable operating angle mechanism 22 are provided at the input port of the electronic control unit 30. An angle sensor is connected. The throttle sensor detects the opening degree (throttle opening degree) Ta of the throttle valve 15. The VT sensor detects the current operating angle center φ of the exhaust valve 17. The operating angle sensor detects the current operating angle θ of the intake valve 16.

更に、上記入力ポートには、アクセルポジションセンサ31やクランク角センサ32、水温センサ33が接続されている。アクセルポジションセンサ31はアクセルの踏み込み量を検出する。クランク角センサ32はクランクシャフトの回転速度、即ち機関回転速度Neを検出する。水温センサ33は内燃機関10の冷却水の温度(機関冷却水温)を検出する。この他にも上記入力ポートには、内燃機関10の運転状況や車両の走行状況を検出する各種センサが接続されている。   Further, an accelerator position sensor 31, a crank angle sensor 32, and a water temperature sensor 33 are connected to the input port. The accelerator position sensor 31 detects the amount of accelerator depression. The crank angle sensor 32 detects the rotational speed of the crankshaft, that is, the engine rotational speed Ne. The water temperature sensor 33 detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 10 (engine cooling water temperature). In addition to this, various sensors for detecting the operating state of the internal combustion engine 10 and the traveling state of the vehicle are connected to the input port.

電子制御装置30の出力ポートには、上記スロットルバルブ15、点火プラグ18、バルブタイミング可変機構21及び作動角可変機構22を始め、内燃機関10の制御に用いられる各種アクチュエータが接続されている。電子制御装置30は、上記各種センサの検出結果に基づき、これらアクチュエータを駆動制御することで、内燃機関10の各種制御を行っている。   Various actuators used for controlling the internal combustion engine 10 including the throttle valve 15, the spark plug 18, the valve timing variable mechanism 21 and the operating angle variable mechanism 22 are connected to the output port of the electronic control unit 30. The electronic control unit 30 performs various controls of the internal combustion engine 10 by driving and controlling these actuators based on the detection results of the various sensors.

例えば、作動角中心φや作動角θといったバルブ特性についての制御は、次の態様で行われている。即ち、電子制御装置30は先ず、アクセルポジションセンサ31やクランク角センサ32により検出されたアクセルペダルの踏み込み量や機関回転速度Ne等に基づいて、現在の機関運転状態に適した排気バルブ17の作動角中心φや吸気バルブ16の作動角θの目標値を算出する。そして電子制御装置30は、上記VTセンサ及び作動角センサより検出される現状の排気バルブ17の作動角中心φや吸気バルブ16の作動角θが、上記算出された各々の目標値と一致するようにバルブタイミング可変機構21及び作動角可変機構22をフィードバック制御する。これにより、現状の機関運転状態に応じて最適な各バルブ16,17のバルブ特性が得られるようにしている。   For example, the valve characteristics such as the operating angle center φ and the operating angle θ are controlled in the following manner. That is, the electronic control unit 30 first operates the exhaust valve 17 suitable for the current engine operating state based on the accelerator pedal depression amount, the engine rotational speed Ne, and the like detected by the accelerator position sensor 31 and the crank angle sensor 32. Target values for the angle center φ and the operating angle θ of the intake valve 16 are calculated. Then, the electronic control unit 30 causes the current operating angle center φ of the exhaust valve 17 and the operating angle θ of the intake valve 16 detected by the VT sensor and the operating angle sensor to coincide with the calculated target values. The valve timing variable mechanism 21 and the operating angle variable mechanism 22 are feedback-controlled. As a result, optimum valve characteristics of the valves 16 and 17 are obtained in accordance with the current engine operating state.

ところで、上述のように構成された本内燃機関10においては、燃焼室12に導入される空気量(吸入空気量)が、作動角可変機構22による吸気バルブ16の作動角θの変更に伴って変化する。そのため、電子制御装置30は、スロットルバルブ15の開度制御を作動角θの可変制御に連動して行うようにしている(作動角θとスロットル開度Taとの協調制御)。これにより、作動角可変機構22による吸気バルブ16の作動角θの変更に拘わらず、必要なだけの吸入空気量が確保されるようになっている。   By the way, in the internal combustion engine 10 configured as described above, the amount of air introduced into the combustion chamber 12 (intake air amount) varies with the change in the operating angle θ of the intake valve 16 by the operating angle variable mechanism 22. Change. Therefore, the electronic control unit 30 performs the opening degree control of the throttle valve 15 in conjunction with the variable control of the operating angle θ (cooperative control of the operating angle θ and the throttle opening degree Ta). As a result, a necessary intake air amount is ensured regardless of the change in the operating angle θ of the intake valve 16 by the operating angle variable mechanism 22.

なお、本実施形態においては、アイドル運転時にスロットル開度Taが最小に調節されるようになっている。
次に、本実施形態の特徴的な構成について説明する。
In the present embodiment, the throttle opening degree Ta is adjusted to the minimum during idle operation.
Next, a characteristic configuration of the present embodiment will be described.

吸気行程においては、吸気抵抗を小さく抑えることで、燃焼室内圧(燃焼室12内の圧力)Pcが吸気負圧(吸気マニホールドにおける負圧)Pmiを大きく下回る(大気圧から負圧側に離間する)のを回避することができる。即ち、こうした吸気負圧Pmiを下回るような過度な圧力低下が生じるのを抑制することができる。そしてこうした抑制がなされることにより、吸気行程におけるポンピングロスは吸気負圧Pmiの大きさにほぼ応じたものに抑えられるようになる、即ち吸気負圧Pmiよりも低下する分(以下これを「圧力低下の過度分」と称する)が抑えられるようになる。   In the intake stroke, by reducing the intake resistance, the combustion chamber pressure (pressure in the combustion chamber 12) Pc is significantly lower than the intake negative pressure (negative pressure in the intake manifold) Pmi (separates from atmospheric pressure to the negative pressure side). Can be avoided. That is, it is possible to suppress an excessive pressure drop that is lower than the intake negative pressure Pmi. As a result of such suppression, the pumping loss in the intake stroke can be suppressed to a value substantially corresponding to the magnitude of the intake negative pressure Pmi, that is, the amount that is lower than the intake negative pressure Pmi (hereinafter referred to as “pressure”). (Referred to as “excessive reduction”).

しかしながら、こうした状態から吸気バルブ16の作動角θの減少により開弁時期が遅角側にシフトされることで吸気抵抗が増大した場合には、吸気負圧Pmiを下回るほどの過度な燃焼室内圧Pcの低下が生じ易くなる。この場合、ポンピングロスにおいても、この燃焼室内圧Pc低下におけるピーク圧(大気圧から負圧側に最も離間したときの圧力値)Pcminと吸気負圧Pmiとの差分である上記「圧力低下の過度分」に相関する過度分が生じることとなる。   However, when the intake resistance increases due to the valve opening timing being shifted to the retard side due to the decrease in the operating angle θ of the intake valve 16 from such a state, an excessive combustion chamber pressure that is lower than the intake negative pressure Pmi. Decrease in Pc tends to occur. In this case, also in the pumping loss, the above-mentioned “excessive pressure drop” which is the difference between the peak pressure (pressure value when most separated from the atmospheric pressure to the negative pressure side) Pcmin and the intake negative pressure Pmi in the combustion chamber pressure Pc drop. An excessive amount correlating with "will occur.

そこで本実施形態では、こうした燃焼室内圧Pcの過度な低下に伴うポンピングロスの増大を抑制すべく、電子制御装置30を通じ、吸気バルブ16の作動角θに応じて排気バルブ17の作動角中心φを遅角させる「作動角中心遅角処理」を行うようにしている。   Therefore, in the present embodiment, in order to suppress an increase in pumping loss due to such an excessive decrease in the combustion chamber pressure Pc, the operating angle center φ of the exhaust valve 17 is controlled according to the operating angle θ of the intake valve 16 through the electronic control unit 30. The “operation angle center retardation processing” is performed to retard the angle.

この「作動角中心遅角処理」は、上記作動角中心φの遅角を通じて、吸気行程における排気バルブ17の開弁期間te、即ち排気上死点時期(ピストン19が排気上死点に位置する時期)TDCeから同行程での排気閉弁時期(排気バルブ17が開弁状態から閉弁状態に切り替わる時期)までの期間の増大を図るものである。即ち「作動角中心遅角処理」は上記吸気行程における排気バルブ17の開弁期間teの増大を通じて、排気上死点からのピストン19の移動に伴い排気ポート側から燃焼室12内に導入される排ガスを増量させることにより、燃焼室内圧Pc低下の抑制を図るものである。   This “operation angle center retardation processing” is performed through the retardation of the operation angle center φ through the valve opening period te of the exhaust valve 17 in the intake stroke, that is, the exhaust top dead center timing (the piston 19 is located at the exhaust top dead center). Timing) The period from the TDCe to the exhaust valve closing timing (timing when the exhaust valve 17 switches from the open state to the closed state) in the same stroke is increased. That is, the “operating angle center retardation process” is introduced into the combustion chamber 12 from the exhaust port side with the movement of the piston 19 from the exhaust top dead center through the increase of the valve opening period te of the exhaust valve 17 in the intake stroke. By increasing the amount of exhaust gas, the reduction of the combustion chamber pressure Pc is suppressed.

以下、こうした制御処理の手順について図3のフローチャートを参照しつつ説明する。このフローチャートで示される制御ルーチンは電子制御装置(制御手段)30を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。   Hereinafter, the procedure of such control processing will be described with reference to the flowchart of FIG. The control routine shown in this flowchart is executed through the electronic control unit (control means) 30 by, for example, time interruption every predetermined time.

この制御ルーチンでは先ず、ステップS110において吸気バルブ16の作動角θが所定作動角θ1よりも小さいか否かの判定がなされる。本実施形態では、この所定作動角θ1を、上記「圧力低下の過度分」に相関する「ポンピングロスの過度分」の大きさを許容範囲内に収めることのできる値に設定している。即ち、所定作動角θ1は上記「ポンピングロスの過度分」の大きさが許容限度となるときの値とされている。   In this control routine, first, in step S110, it is determined whether or not the operating angle θ of the intake valve 16 is smaller than a predetermined operating angle θ1. In the present embodiment, the predetermined operating angle θ1 is set to a value that allows the magnitude of “excessive pumping loss” correlated with the “excessive pressure drop” to be within an allowable range. That is, the predetermined operating angle θ1 is a value when the magnitude of the “excessive pumping loss” becomes an allowable limit.

従って、上記ステップS110において作動角θが所定作動角θ1よりも小さい旨の判定がなされた場合(ステップS110:YES)には、上記「ポンピングロスの過度分」を許容範囲内に収めることができないほどに吸気バルブ16の開弁時期が排気上死点時期TDCeから遅角側に離間しているとして、処理がステップS120に移行される。   Therefore, when it is determined in step S110 that the operating angle θ is smaller than the predetermined operating angle θ1 (step S110: YES), the “excessive pumping loss” cannot be within the allowable range. As soon as the opening timing of the intake valve 16 is farther from the exhaust top dead center timing TDCe, the process proceeds to step S120.

なお、このステップS110での判定結果がNO、即ち吸気バルブ16の作動角θが所定作動角θ1以上である旨の判定がなされた場合には、上記「ポンピングロスの過度分」が許容範囲から外れるほどには吸気バルブ16の開弁時期が遅角しておらず、上記「作動角中心遅角処理」は不要であるとして本制御ルーチンでの処理が一旦終了される。   When the determination result in step S110 is NO, that is, when it is determined that the operating angle θ of the intake valve 16 is equal to or larger than the predetermined operating angle θ1, the “excessive pumping loss” is out of the allowable range. The valve opening timing of the intake valve 16 is not retarded to the extent that it deviates, and the processing in this control routine is temporarily terminated, assuming that the “operation angle center retardation processing” is unnecessary.

ステップS120では、吸気負圧Pmiが所定負圧Pmi2よりも小さいか否か、即ち吸気負圧Pmiが所定負圧Pmi2よりも大気圧に近い(高い)か否かの判定がなされる。因みに本実施形態では、吸気負圧Pmiに関し、これをエアフローメータ14、スロットルセンサ、クランク角センサ32、及び作動角センサの検出結果、即ち吸気通路11内の空気流量、スロットル開度Ta、機関回転速度Ne、作動角θ等に基づいて推定するようにしている。   In step S120, it is determined whether or not the intake negative pressure Pmi is smaller than the predetermined negative pressure Pmi2, that is, whether or not the intake negative pressure Pmi is closer to (higher) atmospheric pressure than the predetermined negative pressure Pmi2. Incidentally, in the present embodiment, the intake negative pressure Pmi is detected by the air flow meter 14, the throttle sensor, the crank angle sensor 32, and the operating angle sensor, that is, the air flow rate in the intake passage 11, the throttle opening Ta, the engine rotation. The estimation is based on the speed Ne, the operating angle θ, and the like.

そしてこの判定結果がYES、即ち吸気負圧Pmiが所定負圧Pmi2よりも小さい旨の判定がなされたとき、処理がステップS130に移行される、即ち上記「作動角中心遅角処理」が許容される。逆に判定結果がNO、即ち吸気負圧Pmiが所定負圧Pmi2と同じか或いはこれよりも大きい(大気圧から遠い)旨の判定がなされたときには、上記「作動角中心遅角処理」が許容されることなく本制御ルーチンの処理が一旦終了される、換言すれば、上記「作動角中心遅角処理」が禁止される。   When the determination result is YES, that is, when it is determined that the intake negative pressure Pmi is smaller than the predetermined negative pressure Pmi2, the process proceeds to step S130, that is, the “operating angle center retardation process” is allowed. The Conversely, when the determination result is NO, that is, when it is determined that the intake negative pressure Pmi is the same as or larger than the predetermined negative pressure Pmi2 (far from the atmospheric pressure), the above “operation angle center retardation processing” is allowed. The processing of this control routine is temporarily terminated without being performed, in other words, the “operation angle center retardation processing” is prohibited.

本実施形態においてこのように吸気負圧Pmiの大きさに応じて「作動角中心遅角処理」の許容と禁止とを切り換えるようにしたのは、次に述べることからである。
即ち、スロットル開度Taの制御を通じて吸入空気量の調整を行う本実施形態にあっては、そのスロットル開度Taの変更により吸気負圧Pmiが変化する。そのため、例えば上記ピーク圧Pcminが吸気負圧Pmiよりも低い状況では、この吸気負圧Pmiの変化に伴って上記「圧力低下の過度分」の大きさも変化することとなる。
In the present embodiment, the reason why the “actuation angle center retardation processing” is switched between permissible and prohibited in accordance with the magnitude of the intake negative pressure Pmi is as described below.
That is, in the present embodiment in which the intake air amount is adjusted through the control of the throttle opening Ta, the intake negative pressure Pmi is changed by changing the throttle opening Ta. Therefore, for example, in the situation where the peak pressure Pcmin is lower than the intake negative pressure Pmi, the magnitude of the “excessive pressure drop” also changes with the change in the intake negative pressure Pmi.

例えば、スロットル開度Taが大きく設定されることで吸気負圧Pmiが小(大気圧に近い値)となった場合には上記「圧力低下の過度分」が大きくなり、逆にスロットル開度Taが小さく設定されることで吸気負圧Pmiが大(大気圧から離間した値)となった場合には上記「圧力低下の過度分」が小さくなる。   For example, when the intake negative pressure Pmi becomes small (a value close to the atmospheric pressure) by setting the throttle opening Ta large, the above “excessive pressure drop” becomes large, and conversely, the throttle opening Ta When the intake negative pressure Pmi becomes large (a value separated from the atmospheric pressure) by being set to be small, the “excessive pressure drop” becomes small.

一方、吸気行程での排気バルブ17の開弁期間teの増大は、内部EGR量の増大を招くことから、この内部EGR量が過大となることによる悪影響(例えば機関回転速度の変動等)を抑制するには、上記開弁期間teの増大に関して不必要なものを禁止することが望ましい。   On the other hand, an increase in the valve opening period te of the exhaust valve 17 in the intake stroke leads to an increase in the internal EGR amount, so that adverse effects (for example, fluctuations in engine speed, etc.) due to the excessive internal EGR amount are suppressed. In order to achieve this, it is desirable to prohibit unnecessary things regarding the increase in the valve opening period te.

従ってこうした場合には、例えば、「ポンピングロスの過度分」が小さくなるような状況、即ち吸気負圧Pmiの大きい(低い)ときに、上記「作動角中心遅角処理」が禁止されるようにすれば、「ポンピングロスの過度分」を小さく維持しつつ内部EGR量の増大を抑えることができるようになる。また、逆に「ポンピングロスの過度分」が大きくなるような状況、即ち吸気負圧Pmiの小さい(高い)ときには、上記「作動角中心遅角処理」を許容することで、こうした「ポンピングロスの過度分」の増大を抑制することができるようになる。   Therefore, in such a case, for example, when the “excessive amount of pumping loss” is small, that is, when the intake negative pressure Pmi is large (low), the “operation angle center retardation processing” is prohibited. By doing so, it is possible to suppress an increase in the internal EGR amount while keeping the “excessive amount of pumping loss” small. Conversely, when the “excessive amount of pumping loss” becomes large, that is, when the intake negative pressure Pmi is small (high), the above “pumping loss delay processing” is allowed to allow such “pumping loss reduction”. An increase in “excess” can be suppressed.

即ちステップS120判定処理は、こうした「ポンピングロスの過度分」の増大についての抑制と、過度な内部EGR量の増大についての抑制との両立を図るべく設けられたものなのである。   That is, the determination process in step S120 is provided to achieve both suppression of such an increase in “excessive amount of pumping loss” and suppression of an increase in excessive internal EGR amount.

ところで、アイドル運転時には吸入空気量がほぼ最小となるため、仮にこうした状況下で上記「作動角中心遅角処理」が許容されると内部EGR量率が過大になり易く、これに伴う上記悪影響も到底無視できないものとなる。こうした点から本実施形態では、上記所定負圧Pmi2を、アイドル運転時の吸気負圧Pmiと等しい値に設定している。即ち、こうした設定により、アイドル運転時のような吸入空気量の少ないときにおける上記「作動角中心遅角処理」の禁止を図ることによって、上記した悪影響を抑制するようにしている。   By the way, since the intake air amount becomes almost minimum during idle operation, the internal EGR amount rate is likely to be excessive if the “operation angle center retardation processing” is allowed under such circumstances, and the above-mentioned adverse effects are also caused. It cannot be ignored at all. From this point, in the present embodiment, the predetermined negative pressure Pmi2 is set to a value equal to the intake negative pressure Pmi during idle operation. That is, the above-described adverse effect is suppressed by prohibiting the “operation angle center retardation processing” when the intake air amount is small as in the idling operation.

また、アイドル運転時にはスロットル開度Taがほぼ最小に設定されるため吸気負圧Pmiがほぼ最大(大気圧から離間する側にほぼ最大)となる。即ち本実施形態では、上記所定負圧Pmi2をこうしたほぼ最大の吸気負圧Pmiと等しい値に設定することで、上記アイドル運転時を除いた、スロットルバルブの開度制御による吸気負圧Pmiの変動範囲のほぼ全域に亘って「ポンピングロスの過度分」の増大の抑制を図るようにしている。   Further, since the throttle opening degree Ta is set to a substantially minimum during idle operation, the intake negative pressure Pmi becomes substantially maximum (almost maximum on the side away from the atmospheric pressure). That is, in the present embodiment, the predetermined negative pressure Pmi2 is set to a value equal to the substantially maximum intake negative pressure Pmi, so that the fluctuation of the intake negative pressure Pmi by the throttle valve opening control is excluded except during the idling operation. The increase of the “excessive amount of pumping loss” is suppressed over almost the entire range.

上記したようにステップS130の「作動角中心遅角処理」においては、バルブタイミング可変機構21を通じて排気バルブ17の閉弁時期を遅角させることにより吸気行程における同排気バルブ17の開弁期間teの増大が図られる。本実施形態では、この「作動角中心遅角処理」において、機関回転速度Neが高いほど排気バルブ17の閉弁時期が遅角側に設定されるようになっている。以下、この設定処理について説明する。   As described above, in the “operating angle center delay process” in step S130, the valve closing timing of the exhaust valve 17 is retarded through the valve timing variable mechanism 21, thereby the valve opening period te of the exhaust valve 17 in the intake stroke. Increase is achieved. In the present embodiment, in the “operation angle center retardation process”, the valve closing timing of the exhaust valve 17 is set to the retard side as the engine rotational speed Ne increases. Hereinafter, this setting process will be described.

例えば、燃焼室12内の気体が同室12の内壁面を介した外部からの熱伝達によって加熱されたり、同内壁面とピストン19の外周面との隙間を介して外部から同室12内に空気が流入したりした場合には、これらによって燃焼室内圧Pcが高められることとなる。   For example, the gas in the combustion chamber 12 is heated by heat transfer from the outside through the inner wall surface of the chamber 12, or air enters the chamber 12 from the outside through a gap between the inner wall surface and the outer peripheral surface of the piston 19. In the case of inflow, the combustion chamber pressure Pc is increased by these.

上記加熱に関してはその加熱時間が長いほど燃焼室内圧Pcが高くなる傾向にあり、そして上記空気の流入に関してはピストン19の移動速度が遅いほど流入し易くなる、即ち燃焼室内圧Pcが高くなる傾向にある。また、上記加熱時間は機関回転速度Neが低いほど長くなる傾向にあり、ピストン19の移動速度については機関回転速度Neが低いほど低くなる傾向にある。即ち、燃焼室内圧Pcは、機関回転速度Neが低いほど高くなり易く、換言すれば、機関回転速度Neが高いほど高くなり難いものとなる。従って、燃焼室12内の圧力低下に関しては機関回転速度Neが高いほど抑制され難いものとなり、その結果、機関回転速度Neが高いほど上記圧力低下の度合が顕著なものになり易くなる。   As for the heating, the longer the heating time, the higher the combustion chamber pressure Pc tends to increase, and as for the inflow of air, the slower the moving speed of the piston 19, the easier the inflow, that is, the higher the combustion chamber pressure Pc. It is in. The heating time tends to increase as the engine speed Ne decreases, and the moving speed of the piston 19 tends to decrease as the engine speed Ne decreases. That is, the combustion chamber pressure Pc is likely to increase as the engine rotational speed Ne decreases, in other words, the combustion chamber pressure Pc does not easily increase as the engine rotational speed Ne increases. Therefore, the pressure drop in the combustion chamber 12 becomes more difficult to be suppressed as the engine rotational speed Ne is higher, and as a result, the degree of the pressure drop is likely to become remarkable as the engine rotational speed Ne is higher.

即ち本実施形態では、こうした機関回転速度Neの違いに基づく圧力低下の度合の違いに対応すべく、排気バルブ17の閉弁時期を機関回転速度Neに応じて設定するようにしている。上記のようにこの設定においては、機関回転速度Neが高いほど排気バルブ17の閉弁時期を遅角側に設定することで、吸気行程における排気バルブ17の開弁期間teを機関回転速度Neに応じて増大させて、機関回転速度Neが高いときの上記圧力低下に対する抑制効果の向上を図るようにしている。   That is, in the present embodiment, the closing timing of the exhaust valve 17 is set in accordance with the engine rotational speed Ne in order to cope with the difference in the degree of pressure drop based on the difference in the engine rotational speed Ne. As described above, in this setting, the valve closing timing of the exhaust valve 17 is set to the retard side as the engine rotational speed Ne increases, so that the valve opening period te of the exhaust valve 17 in the intake stroke is set to the engine rotational speed Ne. Accordingly, it is increased so as to improve the effect of suppressing the pressure drop when the engine speed Ne is high.

なお、上記「作動角中心遅角処理」においては、例えば、排気バルブ17の閉弁時期が吸気バルブ16の現状の作動角θと上記所定作動角θ1との差に応じた時期となるように、目標となる作動角中心φ(目標作動角中心)を可変設定してもよい。この場合、例えば、吸気バルブ16の現状の作動角θが所定作動角θ1を大きく下回っているほど(上記作動角θと所定作動角θ1との差が大きいほど)上記目標作動角中心がより遅角側の値となるようにこれを可変設定する。これによれば、吸気バルブ16の開弁時期が遅角側にあるほど排気バルブ17の閉弁時期が遅角側に設定されるようになるため、上記「ポンピングロスの過度分」を好適に抑制できるようになる。   In the “operating angle center retardation processing”, for example, the closing timing of the exhaust valve 17 is set to a timing according to the difference between the current operating angle θ of the intake valve 16 and the predetermined operating angle θ1. The target operating angle center φ (target operating angle center) may be variably set. In this case, for example, as the current operating angle θ of the intake valve 16 is significantly lower than the predetermined operating angle θ1 (the difference between the operating angle θ and the predetermined operating angle θ1 is larger), the target operating angle center is more delayed. This is variably set so that it becomes the value on the corner side. According to this, since the valve closing timing of the exhaust valve 17 is set to the retard side as the valve opening timing of the intake valve 16 is on the retard side, the “excessive amount of pumping loss” is suitably set. It becomes possible to suppress.

また、例えば、吸気バルブ16の作動角θの減少速度(減少方向への単位時間あたりの変化量)に応じて排気バルブ17の閉弁時期の変化速度(遅角側への単位時間あたりの変化量)を変更するようにしてもよい。これによれば、例えば、上記作動角θの減少速度が高いほど上記排気バルブ17の閉弁時期の変化速度が高くなるようにこれらの関係を設定することで、上記「ポンピングロスの過度分」を好適に抑制できるようになる。   Further, for example, the change rate of the closing timing of the exhaust valve 17 (change per unit time toward the retard side) according to the decrease rate of the operating angle θ of the intake valve 16 (change amount per unit time in the decrease direction). (Amount) may be changed. According to this, for example, by setting these relationships so that the change rate of the valve closing timing of the exhaust valve 17 becomes higher as the decrease rate of the operating angle θ is higher, the “excessive amount of pumping loss”. Can be suitably suppressed.

また、例えば、上記所定作動角θ1に関して、これを排気バルブ17の閉弁時期に応じた値に可変設定するようにしてもよい。この場合、例えば、上記排気バルブ17の閉弁時期が遅角側にあるほど所定作動角θ1を小さく設定するようにする。これによれば、吸気バルブ16の作動角θが上記小さく設定された所定作動角θ1よりも更に小さくならない限り上記「作動角中心遅角処理」が開始されないため、排気バルブ17の閉弁時期が過大に遅角されるのを回避することができ、内部EGR量が過大となることが防止されるようになる。   Further, for example, the predetermined operating angle θ1 may be variably set to a value corresponding to the closing timing of the exhaust valve 17. In this case, for example, the predetermined operating angle θ1 is set smaller as the valve closing timing of the exhaust valve 17 is on the retard side. According to this, since the “operating angle center delay processing” is not started unless the operating angle θ of the intake valve 16 becomes further smaller than the predetermined operating angle θ1 set to be small, the closing timing of the exhaust valve 17 is determined. It can be avoided that the angle is excessively retarded, and an excessive amount of internal EGR is prevented.

以下、本実施形態における制御態様例について、図4及び図5を用いて説明する。なお図4は、スロットルバルブ15の開度制御を通じて吸気負圧Pmiが上記所定負圧Pmi2よりも小さい(大気圧に近い)小吸気負圧Pmi1に調節されたときの例を示すものである。そして図5はアイドル運転時、即ち吸気負圧Pmiが上記所定負圧Pmi2に調節されたときの例を示すものである。これら両図における線図101iは、吸気バルブ16の作動角θが所定作動角θ1を下回った状態を示している。   Hereinafter, control mode examples in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows an example when the intake negative pressure Pmi is adjusted to a small intake negative pressure Pmi1 smaller than the predetermined negative pressure Pmi2 (close to atmospheric pressure) through the opening degree control of the throttle valve 15. FIG. 5 shows an example during idling, that is, when the intake negative pressure Pmi is adjusted to the predetermined negative pressure Pmi2. A diagram 101i in both figures shows a state in which the operating angle θ of the intake valve 16 is less than a predetermined operating angle θ1.

先ず図4について説明する。同図において実線で示される線図101e、線図151は吸気バルブ16の作動角θが所定作動角θ1を下回ったために上記「作動角中心遅角処理」が実行された例である。他方、破線で示される線図102e、線図152は上記の例に対する比較例であり、吸気バルブ16の作動角θが所定作動角θ1を下回っていないために上記「作動角中心遅角処理」が実行されていない態様を示したものである。   First, FIG. 4 will be described. Lines 101e and 151 shown by solid lines in the same figure are examples in which the “operation angle center retardation process” is executed because the operation angle θ of the intake valve 16 is less than the predetermined operation angle θ1. On the other hand, a diagram 102e and a diagram 152 shown by broken lines are comparative examples with respect to the above example, and since the operating angle θ of the intake valve 16 is not less than the predetermined operating angle θ1, the “operating angle center retardation processing” is performed. Shows a mode in which is not executed.

この比較例では、排気上死点からのピストン19の移動に伴い燃焼室内圧Pcが排気マニホールド内の圧力Pmeから小吸気負圧Pmi1を越えて大きく低下している。即ちピーク圧Pcminが大きく小吸気負圧Pmi1を下回っている。このピーク圧Pcminと小吸気負圧Pmi1との差は、上記「圧力低下の過度分」に相当する。即ちこの差の絶対値が大きいほど「圧力低下の過度分」、ひいては「ポンピングロスの過度分」が大きいものとなる。   In this comparative example, with the movement of the piston 19 from the exhaust top dead center, the combustion chamber pressure Pc greatly decreases from the pressure Pme in the exhaust manifold beyond the small intake negative pressure Pmi1. That is, the peak pressure Pcmin is large and lower than the small intake negative pressure Pmi1. The difference between the peak pressure Pcmin and the small intake negative pressure Pmi1 corresponds to the “excessive pressure drop”. In other words, the larger the absolute value of this difference, the larger the “excessive pressure drop”, and consequently the “excessive pumping loss”.

これに対し実線(線図101e、線図151)で示される例では、上記「作動角中心遅角処理」により排気バルブ17の作動角中心φが上記比較例に比して遅角されることで同バルブ17の閉弁時期が遅角されている。これにより吸気行程における排気バルブ17の開弁期間teが増大されて、上記圧力Pmeからの燃焼室内圧Pcの低下開始時期が遅角側にシフトされている。そして吸気バルブ16のリフト量の増大とともに燃焼室内圧Pcが上記圧力Pmeから小吸気負圧Pmi1に向けてこれを大きく下回ることなく低下されている。即ち、「圧力低下の過度分」、ひいては「ポンピングロスの過度分」が抑えられることとなる。   On the other hand, in the example shown by the solid line (lines 101e and 151), the operating angle center φ of the exhaust valve 17 is retarded by the above “operating angle center delay processing” as compared with the comparative example. Thus, the valve closing timing of the valve 17 is retarded. As a result, the valve opening period te of the exhaust valve 17 in the intake stroke is increased, and the decrease start timing of the combustion chamber pressure Pc from the pressure Pme is shifted to the retard side. As the lift amount of the intake valve 16 increases, the combustion chamber pressure Pc decreases from the pressure Pme toward the small intake negative pressure Pmi1 without significantly lowering it. That is, “excessive pressure drop” and, in turn, “excessive pumping loss” are suppressed.

図5に示す例では、上記したように吸気負圧Pmiが所定負圧Pmi2に調節されている。また、この例では、排気上死点からのピストン19の移動に伴う燃焼室12内の圧力低下において、燃焼室内圧Pcがアイドル運転時の吸気負圧Pmi(この例では所定負圧Pmi2)より低く(負圧側に大きく)なるようなことが極力生じないように吸気バルブ16の作動角θ(即ち同バルブ16の開弁時期)の変更範囲に制限が設けられている。即ち同図の例においては、吸気バルブ16の作動角θに最小限度が設けられることで、同バルブ16の開弁時期にも遅角側の限度が設定されることとなって、これにより上記アイドル運転時の吸気負圧Pmiを下回るような燃焼室内圧Pc低下の発生が抑制されるようになっている。   In the example shown in FIG. 5, the intake negative pressure Pmi is adjusted to the predetermined negative pressure Pmi2 as described above. Further, in this example, when the pressure in the combustion chamber 12 decreases with the movement of the piston 19 from the exhaust top dead center, the combustion chamber pressure Pc is greater than the intake negative pressure Pmi during idle operation (predetermined negative pressure Pmi2 in this example). There is a limit to the change range of the operating angle θ of the intake valve 16 (that is, the valve opening timing of the valve 16) so as not to cause the occurrence of low (larger in the negative pressure side) as much as possible. That is, in the example shown in the figure, a minimum limit is provided for the operating angle θ of the intake valve 16, so that a limit on the retard side is also set for the valve opening timing of the valve 16. Generation | occurrence | production of the combustion chamber pressure Pc fall which is less than the intake negative pressure Pmi at the time of idling operation is suppressed.

なお、同図において実線で示される線図111e、線図161は、吸気バルブ16の作動角θが所定作動角θ1を下回ったにも拘わらず吸気負圧Pmiが所定負圧Pmi2と等しい状態にあるがために上記「作動角中心遅角処理」が禁止された例である。他方、破線で示される線図112e、線図162は上記の例に対する比較例であり、上記図3のフローチャートにおけるステップS120処理を省略したものである。即ち、この比較例は、図3のフローチャートが適用される上記実線(線図111e、線図161)の例とは異なり、吸気バルブ16の作動角θが所定作動角θ1よりも低いことを条件として強制的に上記「作動角中心遅角処理」が実行されるものである。   It should be noted that a diagram 111e and a diagram 161 indicated by solid lines in the same figure indicate that the intake negative pressure Pmi is equal to the predetermined negative pressure Pmi2 even though the operating angle θ of the intake valve 16 is less than the predetermined operating angle θ1. For this reason, the “operation angle center retardation processing” is prohibited. On the other hand, a diagram 112e and a diagram 162 indicated by broken lines are comparative examples with respect to the above example, and the processing of step S120 in the flowchart of FIG. 3 is omitted. That is, this comparative example is different from the above-described solid line (diagram 111e, diagram 161) to which the flowchart of FIG. 3 is applied, on condition that the operating angle θ of the intake valve 16 is lower than the predetermined operating angle θ1. As described above, the “operation angle center retardation processing” is forcibly executed.

図5に示される実線及び破線双方の例では、上記作動角θの最小限度が設定されていることにより、燃焼室内圧Pcは排気上死点からのピストン19の移動によって上記排気マニホールド内の圧力Pmeから所定負圧Pmi2を下回ることなくこれに向かって低下している。この場合、燃焼室内圧Pcが吸気負圧Pmiを下回らないことから、「ポンピングロスの過度分」は皆無となる。   In the example of both the solid line and the broken line shown in FIG. 5, the minimum limit of the operating angle θ is set, so that the combustion chamber pressure Pc is the pressure in the exhaust manifold due to the movement of the piston 19 from the exhaust top dead center. The pressure decreases from Pme toward this without falling below a predetermined negative pressure Pmi2. In this case, since the combustion chamber pressure Pc does not fall below the intake negative pressure Pmi, there is no “excessive pumping loss”.

ここで仮に、燃焼室内圧Pcが吸気負圧Pmi(この場合、所定負圧Pmi2と等しい)よりも低下されるように吸気バルブ16の作動角θを上記最小限度より更に小さくした場合には「ポンピングロスの過度分」が生じることとなる。しかし、こうした場合であれ、同図5の例は図4の例に比較して、吸気バルブ16の作動角θ即ち開弁時期に差がなければ、もとより吸気負圧Pmiの差(所定負圧Pmi2と小吸気負圧Pmi1との差)に相当する分だけ「ポンピングロスの過度分」は小さい。また、こうした過度分を除いたポンピングロスの大きさに関しては、上記吸気負圧Pmiの差に相当する分だけ、同図5の例の方が図4の例に比較して大きくなる。   Here, if the operating angle θ of the intake valve 16 is further made smaller than the above minimum value so that the combustion chamber pressure Pc is lower than the intake negative pressure Pmi (in this case, equal to the predetermined negative pressure Pmi2), “ An excessive amount of pumping loss will occur. However, even in such a case, the example of FIG. 5 is different from the example of FIG. 4 in that the difference in intake negative pressure Pmi (predetermined negative pressure) as long as there is no difference in the operating angle θ of the intake valve 16, that is, the valve opening timing. The “excessive amount of pumping loss” is small by an amount corresponding to the difference between Pmi2 and the small intake negative pressure Pmi1. Further, regarding the magnitude of the pumping loss excluding such an excessive amount, the example of FIG. 5 is larger than the example of FIG. 4 by an amount corresponding to the difference in the intake negative pressure Pmi.

こうしたことから、上記過度分を除いたポンピングロスに対する同過度分の大きさの比率(以下これを過度率と称する)は、図5の例の方が図4の例に比較して著しく小さくなる。即ち、吸気負圧Pmiが大きい(低い)値に調節されるほど、上記過度率が小さくなり、ひいては上記「作動角中心遅角処理」が実行されることによるメリットが薄れることになる。従って、図5に示される例のように過度率の小さい態様においては、例えば破線(線図112e、線図162)で示される比較例のように上記「作動角中心遅角処理」が実行されたとしても、これによるメリットは必ずしも大きいとは言えない。   Therefore, the ratio of the magnitude of the excess to the pumping loss excluding the excess (hereinafter referred to as excess ratio) is significantly smaller in the example of FIG. 5 than in the example of FIG. . That is, as the intake negative pressure Pmi is adjusted to a larger (lower) value, the excess rate becomes smaller, and as a result, the merit of executing the “operating angle center retardation processing” is diminished. Therefore, in the aspect with a small excess rate as in the example shown in FIG. 5, the “operation angle center retardation processing” is executed as in the comparative example shown by a broken line (line 112e, line 162), for example. Even so, the benefits of this are not necessarily significant.

また、一方で上記「作動角中心遅角処理」の実行は内部EGR量の増大を招く。アイドル運転時のような吸入空気量の少ないときには、こうした内部EGR量の増大に伴う内部EGR量率の増大が顕著なものとなり易く、その悪影響が際立つこととなる。即ち、こうしたことからも、吸気負圧Pmiが大きい(低い)ほど上記「作動角中心遅角処理」が実行されることのメリットが薄れることになる。   On the other hand, execution of the “operation angle center retardation processing” causes an increase in the internal EGR amount. When the intake air amount is small as in the idling operation, the increase in the internal EGR amount rate accompanying the increase in the internal EGR amount is likely to be remarkable, and the adverse effect becomes conspicuous. That is, for these reasons, the merit of executing the “operation angle center retardation processing” decreases as the intake negative pressure Pmi increases (lower).

従って、本実施形態のように、吸気負圧Pmiが大きい(低い)ときに上記「作動角中心遅角処理」が禁止されるようにしたことで、過度なポンピングロスの抑制と、内部EGR量の増大に対するその抑制との両立が好適に図られるようになるのである。   Therefore, as in the present embodiment, when the intake negative pressure Pmi is large (low), the “operation angle center retardation processing” is prohibited, thereby suppressing excessive pumping loss and the internal EGR amount. Thus, it is possible to achieve both the suppression of the increase in the amount of the increase and the reduction of the increase.

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(1)吸気バルブ16の作動角θが所定作動角θ1よりも小さいときには、そうでないときに比して排気バルブ17の閉弁時期が遅角され、これにより吸気行程における同バルブ17の開弁期間teが増大される。その結果、吸気行程において排気ポート側から燃焼室12内に導入される排ガスが増量されるため、燃焼室内圧Pcにおいては、吸気負圧Pmiを下回るほどの過度な低下が生じ難くなる。
In the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the operating angle θ of the intake valve 16 is smaller than the predetermined operating angle θ1, the closing timing of the exhaust valve 17 is retarded compared to when the operating angle θ is not, thereby opening the valve 17 in the intake stroke The period te is increased. As a result, the amount of exhaust gas introduced into the combustion chamber 12 from the exhaust port side in the intake stroke is increased, so that the combustion chamber pressure Pc is less likely to be excessively reduced to be lower than the intake negative pressure Pmi.

従って、この「圧力低下の過度分」に相関する「ポンピングロスの過度分」の大きさを許容範囲内に収めることができるように上記所定作動角θを設定することで、こうした「ポンピングロスの過度分」に起因する悪影響を効率的に抑制することができる。   Therefore, by setting the predetermined operating angle θ so that the magnitude of “excessive pumping loss” correlated with this “excessive pressure drop” can be within an allowable range, The adverse effect caused by “excess” can be efficiently suppressed.

ところで、ピストン19の往復移動に基づきクランクシャフトを回転させる内燃機関10においては、ピストン19の移動速度が上下死点において最低になるとともに、上下死点からピストン19がその往復移動範囲の中間点に近づくほど上記移動速度は高くなる。即ち、ピストン19が排気上死点から上記中間点に近づくほど、燃焼室12内への単位時間あたりの排ガス導入量が増えるようになることから、本実施形態のように排気バルブ17の閉弁時期を遅角させるようにすることで、上記過度なポンピングロスの発生を効率よく抑制することができるようになる。   By the way, in the internal combustion engine 10 that rotates the crankshaft based on the reciprocating movement of the piston 19, the moving speed of the piston 19 becomes the lowest at the top and bottom dead center, and the piston 19 moves from the top and bottom dead center to the middle point of the reciprocating movement range. The closer it is, the higher the moving speed becomes. That is, as the piston 19 approaches the intermediate point from the exhaust top dead center, the amount of exhaust gas introduced into the combustion chamber 12 per unit time increases, so that the exhaust valve 17 is closed as in this embodiment. By retarding the timing, the occurrence of the excessive pumping loss can be efficiently suppressed.

(2)上記「作動角中心遅角処理」は、吸気負圧Pmiが所定負圧Pmi2よりも大気圧に近い値であることを条件に許容される。これによれば、例えば、「ポンピングロスの過度分」が小さくなるような状況、即ち吸気負圧Pmiの大きいときに上記「作動角中心遅角処理」が禁止されるようになることから、「ポンピングロスの過度分」を小さく維持しつつ内部EGR量の増大を抑えることができるようになる。また、逆に「ポンピングロスの過度分」が大きくなるような状況、即ち吸気負圧Pmiの小さいときに上記「作動角中心遅角処理」が許容されるようになることから、こうした「ポンピングロスの過度分」の増大を抑制することができるようになる。従って、上記過度なポンピングロスの発生の抑制と、内部EGR量の増大の抑制との両立を図ることができるようになる。   (2) The “operating angle center retardation processing” is allowed on condition that the intake negative pressure Pmi is closer to the atmospheric pressure than the predetermined negative pressure Pmi2. According to this, for example, when the “excessive amount of pumping loss” is small, that is, when the intake negative pressure Pmi is large, the “operation angle center retardation processing” is prohibited. An increase in the amount of internal EGR can be suppressed while keeping the “pumping loss excess” small. On the other hand, since the “pumping loss excessive amount” becomes large, that is, when the intake negative pressure Pmi is small, the “operation angle center retardation processing” is allowed. The increase of “excess amount” can be suppressed. Accordingly, it is possible to achieve both the suppression of the occurrence of the excessive pumping loss and the suppression of the increase in the internal EGR amount.

(3)所定負圧Pmi2はアイドル運転時の吸気負圧Pmiに設定されている。アイドル運転時には吸入空気量がほぼ最小となるため、仮にこうした状況下で上記「作動角中心遅角処理」が許容されると内部EGR量率が過大になり易く、これに伴う悪影響も到底無視できないものとなる。その点、本実施形態によればアイドル運転時には上記「作動角中心遅角処理」が禁止されるようになるため、こうした悪影響を抑制できるようになる。   (3) The predetermined negative pressure Pmi2 is set to the intake negative pressure Pmi during idle operation. Since the amount of intake air is almost minimal during idle operation, the internal EGR rate is likely to be excessive if the above-mentioned “operation angle center retardation processing” is allowed under such circumstances, and the adverse effects associated therewith cannot be ignored. It will be a thing. In this respect, according to the present embodiment, the above-mentioned “operation angle center retardation processing” is prohibited during idling, so that such adverse effects can be suppressed.

また、アイドル運転時にはスロットル開度Taがほぼ最小に設定されるため吸気負圧Pmiがほぼ最大となる。即ち、上記所定負圧Pmi2をこうしたほぼ最大の吸気負圧Pmiに設定することで、上記アイドル運転時を除いた、スロットルバルブ15の開度制御による吸気負圧Pmiの変動範囲のほぼ全域に亘って「ポンピングロスの過度分」の増大を抑制することができるようになる。   Further, since the throttle opening Ta is set to a substantially minimum during idle operation, the intake negative pressure Pmi is substantially maximized. That is, by setting the predetermined negative pressure Pmi2 to such an approximately maximum intake negative pressure Pmi, the entire range of fluctuation of the intake negative pressure Pmi by the opening degree control of the throttle valve 15 is excluded except during the idling operation. Thus, an increase in “excessive amount of pumping loss” can be suppressed.

(4)上記「作動角中心遅角処理」においては、機関回転速度Neが高いほど排気バルブ17の閉弁時期が遅角側に設定される。燃焼室12内の圧力低下に関しては機関回転速度Neが高いほど抑制され難いものとなり、その結果、機関回転速度Neが高いほど上記圧力低下の度合が顕著なものになり易くなる。その点、本実施形態によれば、機関回転速度Neが高いときには吸気行程における排気バルブ17の開弁期間teがより増大されて、上記圧力低下が好適に抑制されるようになる。   (4) In the “operation angle center retardation process”, the valve closing timing of the exhaust valve 17 is set to the retard side as the engine speed Ne increases. Regarding the pressure drop in the combustion chamber 12, the higher the engine rotation speed Ne, the more difficult it is to be suppressed. As a result, the higher the engine rotation speed Ne, the more likely the pressure drop becomes prominent. In that respect, according to the present embodiment, when the engine rotational speed Ne is high, the valve opening period te of the exhaust valve 17 in the intake stroke is further increased, and the pressure drop is suitably suppressed.

また、本実施形態では、上記「作動角中心遅角処理」が行われる際に、機関回転速度Neが低いほど排気バルブ17の閉弁時期が遅角側と反対側に、即ち進角側に設定されることとなるため、機関回転速度Neが低いとき(低速運転時)の内部EGR量の増大を抑制することができるようになる。従って、内部EGR量率が過大となり易い上記低速運転時において、この内部EGR量の増大に伴う悪影響(例えば機関回転速度Neの変動やエンジンストール等)の発生を抑制できるようになる。   Further, in the present embodiment, when the “operation angle center retardation processing” is performed, the lower the engine rotational speed Ne, the closer the valve closing timing of the exhaust valve 17 is to the opposite side to the retard side, that is, the advance side. Therefore, the increase in the internal EGR amount when the engine speed Ne is low (during low-speed operation) can be suppressed. Therefore, during the low-speed operation where the internal EGR amount rate is likely to be excessive, it is possible to suppress the occurrence of adverse effects (for example, fluctuations in the engine rotational speed Ne, engine stall, etc.) due to the increase in the internal EGR amount.

なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
・上記実施形態では、「作動角中心遅角処理」において排気バルブ17の閉弁時期を機関回転速度Neが高いほど遅角側に設定するようにしたが、こうした設定は必須ではなく、例えば機関回転速度Neに応じた上記閉弁時期の可変設定が行われない態様としてもよい。
In addition, embodiment is not limited above, For example, it is good also as the following aspects.
In the above embodiment, the closing timing of the exhaust valve 17 is set to the retard side as the engine rotational speed Ne is higher in the “operation angle center retardation processing”, but such setting is not indispensable. The valve closing timing may not be variably set according to the rotational speed Ne.

・例えば図4の例では、排気バルブ17の閉弁時期が既に吸気行程内にある状態から更に該閉弁時期を遅角させるべく「作動角中心遅角処理」を実行したが、これに限らず、例えば該閉弁時期が排気行程内にある状態から排気上死点時期TDCeを越えて吸気行程内にシフトさせるべく「作動角中心遅角処理」を実行するようにしてもよい。   For example, in the example of FIG. 4, the “operating angle center retardation process” is executed to further retard the valve closing timing from the state where the valve closing timing of the exhaust valve 17 is already within the intake stroke. Instead, for example, the “operating angle center retardation process” may be executed to shift the valve closing timing from the exhaust stroke to the intake stroke beyond the exhaust top dead center timing TDCe.

・上記実施形態では、「作動角中心遅角処理」の実行を許容するか否かの条件に用いられた上記所定負圧Pmi2をアイドル運転時の吸気負圧Pmiに設定したが、これに限らず、例えば、このアイドル運転時の吸気負圧Pmiよりも小さい(高い)値に設定してもよい。   In the above embodiment, the predetermined negative pressure Pmi2 used for the condition of whether or not to allow execution of “operation angle center retardation processing” is set to the intake negative pressure Pmi during idle operation. For example, it may be set to a value smaller (higher) than the intake negative pressure Pmi during the idling operation.

・上記実施形態では、吸気負圧Pmiが所定負圧Pmi2よりも大気圧に近い(小さい)値であることを条件に「作動角中心遅角処理」の実行を許容するようにしたが、こうした条件の設定は必須ではなく、例えば吸気バルブ16の作動角θが所定作動角θ1よりも小さいことのみ条件として「作動角中心遅角処理」の実行を許容してもよい。   In the above embodiment, the “working angle center retardation processing” is allowed to be executed on condition that the intake negative pressure Pmi is a value closer (smaller) to the atmospheric pressure than the predetermined negative pressure Pmi2. The setting of the condition is not essential. For example, the execution of the “operating angle center retardation process” may be permitted only when the operating angle θ of the intake valve 16 is smaller than the predetermined operating angle θ1.

・上記実施形態では、吸気バルブ16の作動角θとスロットル開度Taとの協調制御により吸入空気量の調整を行うようにしたが、こうした調整は必須ではなく、例えば、上記作動角θによってのみ吸入空気量の調整を行う内燃機関において本発明を適用してもよい。   In the above embodiment, the intake air amount is adjusted by cooperative control of the operating angle θ of the intake valve 16 and the throttle opening Ta. However, such adjustment is not essential, for example, only by the operating angle θ. The present invention may be applied to an internal combustion engine that adjusts the intake air amount.

・上記実施形態では、排気バルブ17の閉弁時期の進角・遅角に関し、これを同バルブ17の作動角中心φの進角/遅角を通じて行うようにしたが、これに限らず、例えば、排気バルブ17についての作動角を可変とする可変機構を設け、この作動角の減少/増大を通じて行うようにしてもよい。この場合、例えば上記作動角を減少させることで上記閉弁時期を進角させることができ、上記作動角を増大させることで上記閉弁時期を遅角させることができるようになる。   In the above embodiment, the advance / retard of the valve closing timing of the exhaust valve 17 is performed through the advance / retard of the operating angle center φ of the valve 17. Further, a variable mechanism that makes the operating angle of the exhaust valve 17 variable may be provided, and the exhaust angle may be decreased / increased. In this case, for example, the valve closing timing can be advanced by decreasing the operating angle, and the valve closing timing can be retarded by increasing the operating angle.

一実施形態の内燃機関の制御系を示す模式図。The schematic diagram which shows the control system of the internal combustion engine of one Embodiment. 同実施形態に適用されるVT可変機構(a)及び作動角可変機構(b)のバルブ特性の可変態様を示す図。The figure which shows the variable aspect of the valve characteristic of the VT variable mechanism (a) applied to the embodiment, and an operating angle variable mechanism (b). 同実施形態におけるポンピングロスの増大を抑制するための制御に関するフローチャート。The flowchart regarding the control for suppressing the increase in the pumping loss in the embodiment. 同実施形態における制御態様の一例を示す図。The figure which shows an example of the control aspect in the embodiment. 同実施形態における制御態様の一例を示す図。The figure which shows an example of the control aspect in the embodiment. 従来における吸気バルブの作動角(リフト量)と燃焼室内圧との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the operating angle (lift amount) of a conventional intake valve, and a combustion chamber pressure.

符号の説明Explanation of symbols

10…内燃機関、15…スロットルバルブ、16…吸気バルブ、17…排気バルブ、21…バルブタイミング可変機構、22…作動角可変機構、30…制御手段を構成する電子制御装置、θ…作動角、θ1…所定作動角、φ…作動角中心、Ne…機関回転速度、Pmi…吸気負圧、Pmi2…所定負圧、Ta…スロットル開度、te…吸気行程における排気バルブの開弁期間。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 15 ... Throttle valve, 16 ... Intake valve, 17 ... Exhaust valve, 21 ... Valve timing variable mechanism, 22 ... Operating angle variable mechanism, 30 ... Electronic control apparatus which comprises a control means, (theta) ... Operating angle, θ1 ... predetermined operating angle, φ ... operating angle center, Ne ... engine speed, Pmi ... intake negative pressure, Pmi2 ... predetermined negative pressure, Ta ... throttle opening, te ... exhaust valve opening period in intake stroke.

Claims (5)

吸気バルブ及び排気バルブについてそれぞれのバルブ特性を可変とする可変機構を各備え、これらのうち前記吸気バルブについての可変機構は同吸気バルブの作動角を可変とするものである内燃機関の制御装置であって、
前記吸気バルブの作動角が所定作動角よりも小さいとき、そうでないときに比して前記排気バルブの閉弁時期を遅角させることで吸気行程における同排気バルブの開弁期間を増大させる制御手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
Each of the intake valves and the exhaust valves is provided with a variable mechanism that varies the valve characteristics, and among these, the variable mechanism for the intake valve is a control device for an internal combustion engine that varies the operating angle of the intake valve. There,
Control means for increasing the opening period of the exhaust valve in the intake stroke by retarding the closing timing of the exhaust valve when the operating angle of the intake valve is smaller than a predetermined operating angle compared to when the operating angle is not An internal combustion engine control apparatus comprising:
前記排気バルブについての可変機構は同排気バルブの作動角中心を可変とするものであり、
前記制御手段は前記排気バルブの閉弁時期を遅角させるに関しこれを同排気バルブの作動角中心を遅角させることにより行う
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
The variable mechanism for the exhaust valve makes the operating angle center of the exhaust valve variable,
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control means delays the closing timing of the exhaust valve by delaying the center of the operating angle of the exhaust valve.
当該内燃機関は、前記吸気バルブの作動角とスロットルバルブの開度との協調制御により吸入空気量の調整を行うものであり、
前記制御手段による前記排気バルブの閉弁時期の遅角は、吸気負圧が所定負圧よりも大気圧に近い値であることを条件に許容される
請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。
The internal combustion engine adjusts the intake air amount by cooperative control of the operating angle of the intake valve and the opening of the throttle valve,
The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the delay of the closing timing of the exhaust valve by the control means is allowed on the condition that the intake negative pressure is a value closer to the atmospheric pressure than the predetermined negative pressure. Control device.
前記所定負圧はアイドル運転時の吸気負圧に設定されている
請求項3に記載の内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the predetermined negative pressure is set to an intake negative pressure during idle operation.
前記制御手段は、前記排気バルブの閉弁時期を機関回転速度が高いほど遅角側に設定する
請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means sets the valve closing timing of the exhaust valve to a retard side as the engine speed increases.
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