JP2007327466A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
特許文献1に過給機付の内燃機関が記載されている。そして、同文献に記載の内燃機関では、各気筒から過給機の排気タービンに供給される排気ガスの圧力が高くなるように各気筒における排気弁の開閉弁タイミングを制御し、過給機の過給効率を向上させるようにしている。すなわち、特許文献1に記載された内燃機関は、4つの気筒を有し、これら気筒にそれぞれ排気管が接続されている。そして、これら4つの排気管のうち排気行程が順序的に連続して行われる2つの気筒にそれぞれ接続された排気管同士が合流して過給機の排気タービンまで延び、残りの2つの気筒(これら気筒の排気行程も順序的に連続して行われる)にそれぞれ接続された排気管同士が合流して同じ過給機の排気タービンまで延びている。さらに、互いに合流する排気管が接続された2つの気筒において排気弁が開弁されている期間が大きく重なるように各気筒における排気弁の開閉弁タイミングが制御される。これにより、互いに合流する排気管が接続された2つの気筒のうち先に排気行程が行われる気筒から排出される排気ガスに後に排気行程が行われる気筒から排出される排気ガスが干渉し、その結果、過給機の排気タービンに供給される排気ガスの圧力が高くなり、過給機の過給効率が向上する。このように、過給機を備えた内燃機関に対しては、過給機の過給効率をできるだけ向上させる要求がある。
ところで、種々の理由から、複数の気筒からなる2つの気筒群を備える内燃機関において、各気筒群にそれぞれ独立した吸気通路を接続すると共にそれぞれ独立した排気通路を接続し、一方の気筒群に接続された排気通路内にのみ過給機の排気タービンを配置すると共に他方の気筒群に接続された吸気通路内にのみ過給機のコンプレッサを配置するようにした変則過給タイプの内燃機関が知られている。こうした変則過給タイプの内燃機関に対しても、過給機の過給効率をできるだけ向上させる要求がある。 By the way, for various reasons, in an internal combustion engine having two cylinder groups consisting of a plurality of cylinders, an independent intake passage is connected to each cylinder group and an independent exhaust passage is connected to one cylinder group. An irregular supercharged internal combustion engine is known in which an exhaust turbine of a supercharger is disposed only in the exhaust passage formed and a compressor of the supercharger is disposed only in an intake passage connected to the other cylinder group. It has been. There is also a demand for improving the supercharging efficiency of a supercharger as much as possible even for such an irregular supercharging type internal combustion engine.
本発明の目的は、上述した変則過給タイプの内燃機関において、過給機の過給効率を向上させることにある。 An object of the present invention is to improve the supercharging efficiency of a supercharger in the above-described irregular supercharging type internal combustion engine.
上記課題を解決するために、1番目の発明では、2つの気筒を備え、各気筒にそれぞれ独立した吸気通路が接続されると共にそれぞれ独立した排気通路が接続され、一方の気筒に接続された排気通路内にのみ過給機の排気タービンが配置されると共に他方の気筒に接続された吸気通路内にのみ過給機のコンプレッサが配置された内燃機関において、過給機のコンプレッサが配置された吸気通路が接続された気筒において排気弁が開弁している期間と吸気弁が開弁している期間とが重なる期間が、過給機の排気タービンが配置された排気通路が接続された気筒において排気弁が開弁している期間と吸気弁が開弁している期間とが重なる期間よりも長くなるように各気筒における排気弁の閉弁タイミングと吸気弁の開弁タイミングとの少なくとも一方を制御する吸排気弁制御が行われる。 In order to solve the above-mentioned problem, in the first invention, there are two cylinders, each of which has an independent intake passage connected to each cylinder and an independent exhaust passage, and an exhaust connected to one of the cylinders. In an internal combustion engine in which a supercharger exhaust turbine is disposed only in a passage and a supercharger compressor is disposed only in an intake passage connected to the other cylinder, intake air in which the supercharger compressor is disposed In the cylinder connected to the exhaust passage where the exhaust turbine of the supercharger is connected, the period in which the exhaust valve is opened in the cylinder to which the passage is connected overlaps the period in which the intake valve is opened. At least the closing timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve in each cylinder so that the period during which the exhaust valve is open and the period during which the intake valve is open are longer. Intake and exhaust valves control is performed to control the person.
2番目の発明では、1番目の発明において、前記吸排気弁制御が内燃機関が過渡運転状態にあるときに行われる。 In the second invention, in the first invention, the intake and exhaust valve control is performed when the internal combustion engine is in a transient operation state.
上記課題を解決するために、3番目の発明では、2つの気筒を備え、各気筒にそれぞれ独立した吸気通路が接続されると共にそれぞれ独立した排気通路が接続され、一方の気筒に接続された排気通路内にのみ過給機の排気タービンが配置されると共に他方の気筒に接続された吸気通路内にのみ過給機のコンプレッサが配置され、各気筒において排気弁が開弁している期間と吸気弁が開弁している期間とが重なる期間が予め定められた期間となるように各気筒における排気弁の閉弁タイミングと吸気弁の開弁タイミングとの少なくとも一方が制御される内燃機関において、該内燃機関が過渡運転状態にあるときには、過給機のコンプレッサが配置された吸気通路が配置された気筒において排気弁が開弁している期間と吸気弁が開弁している期間とが重なる期間が前記予め定められた期間よりも長くなると共に、過給機の排気タービンが配置された排気通路が接続された気筒において排気弁が開弁している期間と吸気弁が開弁している期間とが重なる期間が前記予め定められた期間よりも短くなるように各気筒における排気弁の閉弁タイミングと吸気弁の開弁タイミングとの少なくとも一方を制御する吸排気弁制御が行われる。 In order to solve the above problems, in the third aspect of the invention, there are two cylinders, each of which has an independent intake passage connected to each cylinder and an independent exhaust passage, and an exhaust connected to one of the cylinders. The supercharger exhaust turbine is disposed only in the passage, and the supercharger compressor is disposed only in the intake passage connected to the other cylinder, and the period during which the exhaust valve is open in each cylinder and the intake air In an internal combustion engine in which at least one of the closing timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve in each cylinder is controlled so that a period overlapping with a period during which the valve is open is a predetermined period. When the internal combustion engine is in a transient operation state, a period in which the exhaust valve is open and a period in which the intake valve is open in the cylinder in which the intake passage in which the compressor of the supercharger is arranged is arranged During which the exhaust valve is opened and the intake valve is opened in the cylinder to which the exhaust passage where the exhaust turbine of the supercharger is connected is connected. Intake / exhaust valve control is performed to control at least one of the exhaust valve closing timing and the intake valve opening timing in each cylinder so that a period overlapping with a predetermined period is shorter than the predetermined period. .
4番目の発明では、1〜3番目の発明のいずれか1つにおいて、内燃機関が吸気通路に燃料を噴射する吸気通路用燃料噴射弁と気筒内に燃料を噴射する気筒内用燃料噴射弁とを各気筒毎に有し、前記吸排気弁制御が行われるときに過給機のコンプレッサが配置された排気通路が接続された気筒において気筒内用燃料噴射弁からのみ燃料を噴射するコンプレッサ側燃料噴射制御が行われる。 In a fourth aspect, in any one of the first to third aspects, an intake passage fuel injection valve in which the internal combustion engine injects fuel into the intake passage, and an in-cylinder fuel injection valve injects fuel into the cylinder; For each cylinder, and when the intake / exhaust valve control is performed, the compressor side fuel that injects fuel only from the cylinder fuel injection valve in the cylinder to which the exhaust passage in which the compressor of the supercharger is disposed is connected Injection control is performed.
5番目の発明では、4番目の発明において、前記コンプレッサ側燃料噴射制御による気筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射タイミングが対応する気筒において排気弁が閉弁した後のタイミングに設定される。 In the fifth invention, in the fourth invention, the fuel injection timing from the cylinder fuel injection valve by the compressor side fuel injection control is set to the timing after the exhaust valve is closed in the corresponding cylinder.
6番目の発明では、1〜5番目の発明のいずれか1つにおいて、前記吸排気弁制御が行われるときに過給機の排気タービンが配置された排気通路が接続された気筒において気筒内用燃料噴射弁からのみ燃料を噴射する排気タービン側燃料噴射制御が行われ、該排気タービン側燃料噴射制御による気筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射タイミングが対応する気筒において吸気弁が開弁している間のタイミングに設定される。 In a sixth aspect of the invention, in any one of the first to fifth aspects of the present invention, in the cylinder to which the exhaust passage in which the exhaust turbine of the supercharger is disposed is connected when the intake / exhaust valve control is performed. Exhaust turbine side fuel injection control for injecting fuel only from the fuel injection valve is performed, and the intake valve is opened in the cylinder corresponding to the fuel injection timing from the in-cylinder fuel injection valve by the exhaust turbine side fuel injection control. The timing is set while
7番目の発明では、1〜6番目の発明のいずれか1つにおいて、内燃機関が気筒内の燃料に点火する点火栓を各気筒毎に有し、前記吸排気弁制御が行われるときに過給機の排気タービンが配置された排気通路が接続された気筒に対応した点火栓により燃料に点火するタイミングを吸排気弁制御が行われていないときに該点火栓により燃料に点火するタイミングよりも遅くする点火タイミング制御が行われる。 According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions, the internal combustion engine has an ignition plug for igniting fuel in the cylinder for each cylinder, and an excess is detected when the intake / exhaust valve control is performed. The timing at which the fuel is ignited by the spark plug corresponding to the cylinder to which the exhaust passage where the exhaust turbine of the feeder is disposed is connected is higher than the timing at which the fuel is ignited by the spark plug when the intake / exhaust valve control is not performed. Ignition timing control is performed to delay.
8番目の発明では、1〜6番目の発明のいずれか1つにおいて、内燃機関が気筒内の燃料に点火する点火栓を各気筒毎に有し、前記吸排気弁制御が行われるときに過給機の排気タービンが配置された排気通路が接続された気筒に対応した点火栓により燃料に点火するタイミングを過給機のコンプレッサが配置された吸気通路が接続された気筒に対応した点火栓により燃料に点火するタイミングよりも遅くする点火タイミング制御が行われる。 In an eighth aspect according to any one of the first to sixth aspects, the internal combustion engine has a spark plug for igniting the fuel in the cylinder for each cylinder, and the control is performed when the intake / exhaust valve control is performed. The timing at which the fuel is ignited by the spark plug corresponding to the cylinder to which the exhaust passage of the turbocharger is connected is connected to the cylinder to which the intake passage to which the compressor of the supercharger is connected is connected. Ignition timing control that is slower than the timing of igniting the fuel is performed.
本発明によれば、過給機のコンプレッサが配置された側の気筒において排気弁が開弁している期間と吸気弁が開弁している期間とが重なるいわゆるバルブオーバラップ期間が長い。ここで、過給機のコンプレッサが配置された側の気筒に接続された吸気通路内の圧力は、コンプレッサの過給効果によって、該気筒に接続された排気通路内の圧力よりも高い。したがって、吸気通路から気筒内に流入した空気の一部がそのまま排気通路に流出し、その分、コンプレッサに対する負荷が小さくなる。このため、過給機の過給効果が大きくなる。 According to the present invention, the so-called valve overlap period in which the period in which the exhaust valve is open and the period in which the intake valve is open overlaps in the cylinder on the side where the compressor of the supercharger is disposed. Here, the pressure in the intake passage connected to the cylinder on the side where the compressor of the supercharger is arranged is higher than the pressure in the exhaust passage connected to the cylinder due to the supercharging effect of the compressor. Therefore, a part of the air flowing into the cylinder from the intake passage flows out to the exhaust passage as it is, and the load on the compressor is reduced accordingly. For this reason, the supercharging effect of the supercharger increases.
一方、過給機の排気タービンが配置された側の気筒に接続された排気通路内の圧力は、排気タービンの抵抗によって、該気筒に接続された吸気通路内の圧力よりも高い。このため、バルブオーバラップ期間が長いと、排気通路へ流出するのではなく吸気通路内に流出してしまう排気ガスが多くなり、その分、排気タービンに供給される排気ガスの圧力が低下する可能性がある。しかしながら、本発明によれば、過給機の排気タービンが配置された側の気筒において排気弁が開弁している期間と吸気弁が開弁している期間とが重なるいわゆるバルブオーバラップ期間が短い。したがって、バルブオーバラップ期間中に排気ガスが排気通路から気筒内に逆流することが抑制される。このため、過給機の過給効果が大きくなる。 On the other hand, the pressure in the exhaust passage connected to the cylinder on the side where the exhaust turbine of the supercharger is disposed is higher than the pressure in the intake passage connected to the cylinder due to the resistance of the exhaust turbine. For this reason, if the valve overlap period is long, the amount of exhaust gas flowing into the intake passage rather than into the exhaust passage increases, and the pressure of the exhaust gas supplied to the exhaust turbine can be reduced accordingly. There is sex. However, according to the present invention, there is a so-called valve overlap period in which the period in which the exhaust valve is open and the period in which the intake valve is open overlap in the cylinder on the side of the turbocharger where the exhaust turbine is disposed. short. Therefore, it is possible to suppress the exhaust gas from flowing backward from the exhaust passage into the cylinder during the valve overlap period. For this reason, the supercharging effect of the supercharger increases.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の制御装置が適用される内燃機関を示した図であり、図2は、図1の内燃機関の1つの気筒に対応する断面図である。これら図1および図2に示した内燃機関は、2つのバンク1R、1Lを備えたいわゆるV型の内燃機関である。各バンク1R、1Lには、それぞれ、3つの気筒♯1〜♯3、♯4〜♯6が設けられており、これら3つの気筒が気筒群2R、2Lを構成する。一方の気筒群2Rには、吸気ポート3Rを介して吸気管4Rが接続されている。他方の気筒群2Lには、吸気ポート3Lを介して別の吸気管4Lが接続されている。すなわち、各気筒群2R、2Lには、それぞれ、独立した吸気管4R、4Lが接続されている。また、一方の気筒群2Rには、排気ポート5Rを介して排気管6Rが接続されている。他方の気筒群2Lには、排気ポート5Lを介して別の排気管6Lが接続されている。すなわち、各気筒群2R、2Lには、それぞれ、独立した排気管6R、6Lが接続されている。これら排気管6R、6Lは、その下流側の端部において、共通の1つの排気管(以下「排気集合管」という)7に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing an internal combustion engine to which the control device of the present invention is applied, and FIG. 2 is a cross-sectional view corresponding to one cylinder of the internal combustion engine of FIG. The internal combustion engine shown in FIGS. 1 and 2 is a so-called V-type internal combustion engine having two
また、図示した内燃機関は、1つの過給機8を備える。過給機8のコンプレッサ9は、一方の気筒群2Rに接続された吸気管4R内に配置されている。一方、過給機8の排気タービン10は、他方の気筒群2Lに接続された排気管6L内に配置されている。また、各排気管6R、6L内には、それぞれ、三元触媒11R、11Lが配置されている。さらに、排気集合管7内には、三元触媒12とNOx触媒13とが配置されている。また、各吸気管4R、4L内には、スロットル弁14R、14L、エアフローメータ15R、15L、および、エアクリーナ16R、16Lが配置されている。
The illustrated internal combustion engine includes one
また、図示した内燃機関は、図2に示したように、各気筒に対応して、それぞれ、吸気ポート3R、3L内に燃料を噴射する燃料噴射弁(以下「ポート燃料噴射弁」という)17R、17Lと、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁(以下「筒内燃料噴射弁」という)18R、18Lとを有する。
Further, as shown in FIG. 2, the internal combustion engine shown in the figure corresponds to each cylinder, and a fuel injection valve (hereinafter referred to as “port fuel injection valve”) 17R that injects fuel into the
なお、図2において、19は吸気弁、20は排気弁、21は燃焼室、22はピストン、23は点火栓、24はシリンダヘッド、25はシリンダブロックをそれぞれ示している。また、図示した内燃機関は、吸気弁の開弁タイミングおよび閉弁タイミングを変更すると共に排気弁の開弁タイミングおよび閉弁タイミングを変更するいわゆる可変動弁機構を有する。 In FIG. 2, 19 is an intake valve, 20 is an exhaust valve, 21 is a combustion chamber, 22 is a piston, 23 is a spark plug, 24 is a cylinder head, and 25 is a cylinder block. The illustrated internal combustion engine also has a so-called variable valve mechanism that changes the opening timing and closing timing of the intake valve and changes the opening timing and closing timing of the exhaust valve.
また、電子制御ユニット30はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス31により互いに接続されたRAM(ランダムアクセスメモリ)32、ROM(リードオンリメモリ)33、CPU(マイクロプロセッサ)34、入力ポート35、および、出力ポート36を有する。エアフローメータ15R、15Lの出力信号は、対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。また、負荷センサ38は、アクセルペダル39の踏込量に比例した出力信号を出力し、この出力信号は、対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。また、クランク角センサ40は、クランクシャフトが、例えば、30°回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスは、入力ポート35に入力される。一方、出力ポート36は、対応する駆動回路37を介して、スロットル弁14R、14L、ポート燃料噴射弁17R、17L、筒内燃料噴射弁18R、18L、および、点火栓23に接続される。
The
次に、本実施形態の内燃機関の制御について図3を参照して説明する。なお、図3において、TDCは圧縮上死点、EXは排気弁20のリフト曲線、INは吸気弁19のリフト曲線を示している。
Next, control of the internal combustion engine of the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 3, TDC is the compression top dead center, EX is the lift curve of the
本実施形態では、内燃機関が該内燃機関の負荷が略一定であって該内燃機関が出力するトルク(以下「機関トルク」という)が一定であるいわゆる定常運転状態にあるときには、コンプレッサ9が配置されている吸気管4Rが接続された気筒群(以下「コンプレッサ側気筒群」という)2Rの各気筒♯1〜♯3において、排気弁20が開弁している期間と吸気弁19が開弁している期間とが重なる期間(以下「バルブオーバラップ期間」という)が、図3(A)に示したように、予め定められた長さの期間(以下「基準バルブオーバラップ期間」という)TRになるように、排気弁20の閉弁タイミングおよび吸気弁19の開弁タイミングが制御されると共に、排気タービン10が配置されている排気管6Lが接続された気筒群(以下「排気タービン側気筒群」という)2Lの各気筒♯4〜♯6においても、バルブオーバラップ期間が、図3(B)に示したように、同じ基準バルブオーバラップ期間TRになるように、排気弁20の閉弁タイミングおよび吸気弁19の開弁タイミングが制御される。
In the present embodiment, the compressor 9 is disposed when the internal combustion engine is in a so-called steady operation state in which the load of the internal combustion engine is substantially constant and the torque output by the internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine torque”) is constant. In each
一方、本実施形態では、内燃機関が該内燃機関の負荷が上昇して機関トルクが上昇するいわゆる過渡運転状態にあるときには、以下の過渡時吸排気弁制御が行われる。すなわち、コンプレッサ側気筒群2Rの各気筒♯1〜♯3においては、バルブオーバラップ期間が、図3(C)に示したように、上記基準バルブオーバラップ期間TRよりも長い期間TLとなるように、排気弁20の閉弁タイミングおよび吸気弁19の開弁タイミングが制御されると共に、排気タービン側気筒群2Lの各気筒♯4〜♯6においては、バルブオーバラップ期間が、図3(D)に示したように、上記基準バルブオーバラップ期間TRよりも短い期間TSとなるように、排気弁20の閉弁タイミングおよび吸気弁19の開弁タイミングが制御される。
On the other hand, in this embodiment, when the internal combustion engine is in a so-called transient operation state in which the load of the internal combustion engine increases and the engine torque increases, the following transient intake / exhaust valve control is performed. That is, in each of the
内燃機関が過度運転状態にあるときに、上述したように、各気筒における排気弁20の閉弁タイミングおよび吸気弁19の開弁タイミングが制御されると、以下のような効果が得られる。すなわち、内燃機関が過渡運転状態にあるときには、機関トルクを上昇させる必要がある。このとき、機関トルクを素早く上昇させるためには、過給機8の過給圧を素早く上昇させる必要がある。そして、このためには、コンプレッサ9が吸気を過給するときの抵抗が小さい、すなわち、コンプレッサ9下流の吸気管4R内の圧力が低いと、過給機8の回転数が上昇しやすく、したがって、過給機8の過給圧が上昇しやすくなる。また、排気タービン10を回転させる排気ガスの圧力が高い、すなわち、排気タービン10上流の排気管6L内の圧力が高いと、過給機8の回転数が上昇しやすく、したがって、過給機8の過給圧が上昇しやすくなる。すなわち、過給機8の過給圧を素早く上昇させるためには、コンプレッサ9下流の吸気管4R内の圧力を低くすると共に、排気タービン10上流の排気管6L内の圧力を高くすればよい。
When the internal combustion engine is in an overrun state, as described above, when the valve closing timing of the
ここで、コンプレッサ側気筒群2Rに関しては、そこに接続された吸気管4R内にコンプレッサ9が配置されているのに対し、そこに接続された排気管6R内に排気タービン10が配置されているわけではない。したがって、コンプレッサ側気筒群2Rに関しては、吸気管4R内の圧力が排気管6R内の圧力よりも非常に高くなっている。このため、バルブオーバラップ期間中に、吸気管4Rから吸気ポート3Rを介して気筒♯1〜♯3内に流入した空気が排気ポート5Rを介して排気管6Rに流出しやすい状態にあると言える。ここで、本実施形態では、内燃機関が過渡運転状態にあるとき、コンプレッサ側気筒群2Rに関しては、バルブオーバラップ期間が長くされるので、吸気管4Rから気筒♯1〜♯3内に流入し、該気筒から排気管6Rに流出する空気の量が多くなる。このため、コンプレッサ9下流の吸気管4R内の圧力が低くなり、過給機8の回転数が上昇しやすく、結果として、過給機8の過給圧が素早く上昇することになる。
Here, regarding the compressor
一方、排気タービン側気筒群2Lに関しては、そこに接続された排気管6L内に排気タービン10が配置されているのに対し、そこに接続された吸気管4L内にコンプレッサ9が配置されているわけではない。したがって、排気タービン側気筒群2Lに関しては、排気管6L内の圧力が吸気管4L内の圧力よりも非常に高くなっている。このため、バルブオーバラップ期間中、気筒♯4〜♯6内の排気ガスは、排気管6Lへ流出するよりも、吸気管4Lへ流出しやすいと言える。このとき、排気ガスが吸気管4Lへ流出すると、その分、排気管6Lに流出する排気ガスが少なくなり、その結果、排気タービン10上流の排気管6L内の圧力が低くなってしまう。ここで、本実施形態では、内燃機関が過渡運転状態にあるとき、排気タービン側気筒群2Lに関しては、バルブオーバラップ期間が短くされるので、吸気管4Lに流出する排気ガスが少なくなり、その分、排気管6Lに流出する排気ガスが多くなる。このため、排気タービン10上流の排気管6R内の圧力が高くなり、結果として、過給機8の過給圧が素早く上昇することになる。
On the other hand, for the exhaust turbine side cylinder group 2L, the exhaust turbine 10 is disposed in the
なお、上述した実施形態において、内燃機関が過渡運転状態にあるとき、過渡時吸排気弁制御を行うのに加えて、コンプレッサ側気筒群2Rに関し、ポート燃料噴射弁17Rからは燃料を噴射せずに、筒内燃料噴射弁18Rからのみ燃料を噴射するコンプレッサ側燃料噴射制御を行うようにしてもよい。この場合、ポート燃料噴射弁17Rから燃料を噴射する場合に比べて燃費が向上すると共に排気エミッションの悪化が抑制される。すなわち、ポート燃料噴射弁17Rから燃料が噴射された場合、燃料を含んだ状態の空気が気筒♯1〜♯3内に流入することになる。ここで、上述したように、コンプレッサ側気筒群2Rでは、吸気管4Rから気筒♯1〜♯3に流入した空気が排気管6Rに流出しやすい状態にある。このため、気筒♯1〜♯3内に流入する空気中に燃料が含まれていると、排気管6Rに流出する空気と共に排気管6Rに流出する燃料が多くなる。しかしながら、筒内燃料噴射弁18Rのみから燃料を噴射するようにすれば、排気管6Rに流出する空気と共に排気管6Rに流出する燃料が少なくなる。したがって、ポート燃料噴射弁17Rから燃料が噴射する場合に比べて燃費が向上すると共に排気エミッションの悪化が抑制されるのである。
In the above-described embodiment, when the internal combustion engine is in a transient operation state, in addition to performing the transient intake / exhaust valve control, no fuel is injected from the port
特に、このコンプレッサ側燃料噴射制御を行う場合、筒内燃料噴射弁18Rから燃料を噴射するタイミングが排気弁20が閉弁した後に設定されると、より燃費が向上すると共に排気エミッションの悪化が抑制される。
In particular, when the compressor-side fuel injection control is performed, if the timing for injecting fuel from the in-cylinder
さらに、上述した実施形態において、内燃機関が過渡運転状態にあるとき、過渡時吸排気弁制御を行うのに加えて、排気タービン側気筒群2Lに関し、ポート燃料噴射弁17Lからは燃料を噴射せずに、吸気弁19が開弁している間、特に、吸気弁19が開弁している間であって気筒♯4〜♯6内に流入する空気の流量が最も多いときに筒内燃料噴射弁18Rからのみ燃料を噴射する排気タービン側燃料噴射制御を行うようにしてもよい。この場合、筒内燃料噴射弁18Rから噴射された燃料の気化潜熱によって各気筒♯4〜♯6に吸入される空気が冷却され、その分、各気筒♯4〜♯6内に吸入される空気の量が多くなる。したがって、この場合、ポート燃料噴射弁17Lから燃料を噴射する場合に比べて機関トルクが大きくなる。
Further, in the above-described embodiment, when the internal combustion engine is in the transient operation state, in addition to performing the intake / exhaust valve control during the transient, fuel is injected from the port
また、上述した実施形態において、内燃機関が過渡運転状態にあるとき、過渡時吸排気弁制御を行うのに加えて、排気タービン側気筒群2Lに関し、気筒♯4〜♯6内の燃料に点火栓23によって点火するタイミング(以下「点火タイミング」という)を内燃機関が定常運転状態にあるときの点火タイミングよりも遅く(遅角)する排気タービン側点火タイミング制御を行うようにしてもよい。この場合、排気ガスの温度が高くなり、したがって、エネルギの高い排気ガスが排気タービン10に供給されることになる。したがって、この場合、点火タイミングを内燃機関が定常運転状態にあるときの点火タイミングとする場合に比べて過給機8の過給圧が素早く上昇することになる。
Further, in the above-described embodiment, when the internal combustion engine is in a transient operation state, in addition to performing transient intake / exhaust valve control, the fuel in the cylinders # 4 to # 6 is ignited with respect to the exhaust turbine side cylinder group 2L. Exhaust turbine side ignition timing control may be performed in which the timing of ignition by the plug 23 (hereinafter referred to as “ignition timing”) is delayed (retarded) from the ignition timing when the internal combustion engine is in a steady operation state. In this case, the temperature of the exhaust gas becomes high, and therefore, the exhaust gas having high energy is supplied to the exhaust turbine 10. Therefore, in this case, the supercharging pressure of the
なお、内燃機関が過渡運転状態にあるときのコンプレッサ側気筒群2Rにおける点火タイミングは、内燃機関が定常運転状態にあるときと同じに設定される。ここで、内燃機関が定常運転状態にあるときには、コンプレッサ側気筒群2Rにおける点火タイミングは、気筒♯1〜♯3内でノッキングが生じない範囲で燃料の燃焼効率が最も高くなるタイミングに設定される。もちろん、内燃機関が定常運転状態にあるときには、排気タービン側気筒群2Lにおける点火タイミングも、同様に、気筒♯4〜♯6内でノッキングが生じない範囲で燃料の燃焼効率が最も高くなるタイミングに設定される。
The ignition timing in the compressor
また、上述した実施形態では、内燃機関が過渡運転状態にあるときに過渡時吸排気弁制御が行われるが、内燃機関が過渡運転状態にないときに上述した過渡時吸排気弁制御と同じ制御が行われてもよく、この場合にも、過給機の過給効率は、少なくとも、こうした制御が行われない場合に比べて高くなる。 In the above-described embodiment, the transient intake and exhaust valve control is performed when the internal combustion engine is in the transient operation state, but the same control as the transient intake and exhaust valve control described above when the internal combustion engine is not in the transient operation state. In this case, the supercharging efficiency of the supercharger is at least higher than that in the case where such control is not performed.
また、上述した実施形態では、過渡時吸排気弁制御においてバルブオーバラップ期間を変更する場合、コンプレッサ側の気筒では、バルブオーバラップ期間を基準バルブオーバラップ期間よりも長くし、排気タービン側では、バルブオーバラップ期間を基準バルブオーバラップ期間よりも短くしているが、単に、コンプレッサ側の気筒におけるバルブオーバラップ期間が排気タービン側の気筒におけるバルブオーバラップ期間よりも長くなるように各気筒の排気弁の閉弁タイミングおよび吸気弁の開弁タイミングの少なくとも一方を制御するようにしてもよく、この場合、過給機の過給効率は、少なくとも、こうした制御を行わない場合に比べて高くなる。 In the embodiment described above, when changing the valve overlap period in the transient intake / exhaust valve control, the cylinder on the compressor side makes the valve overlap period longer than the reference valve overlap period, and on the exhaust turbine side, Although the valve overlap period is shorter than the reference valve overlap period, the exhaust of each cylinder is simply set so that the valve overlap period in the cylinder on the compressor side is longer than the valve overlap period in the cylinder on the exhaust turbine side. At least one of the valve closing timing of the valve and the valve opening timing of the intake valve may be controlled. In this case, the supercharging efficiency of the supercharger is higher than at least when such control is not performed.
2R、2L 気筒群
♯1〜♯6 気筒
4R、4L 吸気管
6R、6L 排気管
8 過給機
9 コンプレッサ
10 排気タービン
17R、17L ポート燃料噴射弁
18R、18L 筒内燃料噴射弁
19 吸気弁
20 排気弁
23 点火栓
2R, 2L
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- 2006-06-09 JP JP2006160863A patent/JP2007327466A/en active Pending
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