JP2009108746A - Control device for engine - Google Patents

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JP2009108746A
JP2009108746A JP2007281122A JP2007281122A JP2009108746A JP 2009108746 A JP2009108746 A JP 2009108746A JP 2007281122 A JP2007281122 A JP 2007281122A JP 2007281122 A JP2007281122 A JP 2007281122A JP 2009108746 A JP2009108746 A JP 2009108746A
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valve
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engine
control device
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JP2007281122A
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Japanese (ja)
Inventor
Kimiya Kato
公也 加藤
Hirobumi Azuma
博文 東
Masahiro Fujimoto
昌弘 藤本
Atsushi Hoshikawa
淳 星川
Kazuyuki Miyamoto
和志 宮本
Noritsugu Osawa
範貢 大澤
Akira Mikita
彰 三木田
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Mitsubishi Motors Corp
Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intake and exhaust valve control device of an engine, surely shaking off adhered fuel or adhered carbon from intake and exhaust valves, without complicating structure of the intake and exhaust valves. <P>SOLUTION: The intake and exhaust valves 13, 14 are opened/closed by a camless valve train to control chattering operation from when they are opened by the camless valve train to when they are finally and fully closed. The intake and exhaust valves are controlled to be fully closed in the chattering operation. The chattering operation of the intake and exhaust valves is controlled to be in a second half from when they are opened by the camless valve train to when they are finally and fully closed. Based on an engine revolution number detection signal, timing when the intake and exhaust valves are fully closed in the chattering operation is controlled to be the timing when the intake and exhaust valves are opened and immediately after reflected waves of positive pressure with respect to negative pressure waves generated in intake and exhaust ports 15, 16 enter from the intake and exhaust ports into the cylinder 12. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はエンジンの制御装置に関する。   The present invention relates to an engine control device.

自動車用のエンジンの吸気弁や排気弁には気化しきれなかった燃料が付着しやすく、この付着燃料がそのまま加熱されるとカーボン化して付着したままとなり易い。   Fuel that could not be vaporized easily adheres to the intake valve and exhaust valve of an automobile engine, and when this adhered fuel is heated as it is, it tends to carbonize and remain attached.

この点に関して、一般的なエンジンでは、図7に示すように吸気弁1が開閉動作時に弁棒2回りに回転するので、吸気弁1から付着燃料をある程度振り落とすことはでき吸気弁1にカーボンが付着するのを抑制する効果はあるにはある。図示は省略するが、排気弁についても同様である。なお、特許文献1には燃料の霧化を促進するために弁棒に設けた圧電素子で吸気弁を振動させることにより、吸気弁から付着燃料を離脱させるという技術が開示されている。   In this regard, in a general engine, as shown in FIG. 7, the intake valve 1 rotates around the valve rod 2 during the opening / closing operation. There is an effect of suppressing the adhesion. Although not shown, the same applies to the exhaust valve. Patent Document 1 discloses a technique in which the attached fuel is detached from the intake valve by vibrating the intake valve with a piezoelectric element provided on the valve rod in order to promote atomization of the fuel.

特開平5−5473号公報JP-A-5-5473

しかしながら、上記のように吸排気弁が回転するだけではカーボンが付着するのを抑制する効果は十分とは言えず、長期間エンジンを使用すると吸排気弁へのカーボン付着が増大してエンジンの性能低下を招く問題がある。確実に付着燃料や付着カーボンを振り落とすには吸排気弁を開閉方向に振動(チャタリング)させることが望ましい。   However, the rotation of the intake / exhaust valve as described above is not sufficient to suppress the adhesion of carbon, and if the engine is used for a long time, the carbon adhesion to the intake / exhaust valve will increase and the engine performance will increase. There is a problem that causes a drop. It is desirable to vibrate (chatter) the intake / exhaust valve in the opening / closing direction in order to reliably shake off the attached fuel and attached carbon.

しかし、このことをカム式の動弁機構によって実現することは困難である。即ち、カム式の動弁機構では吸排気弁の開閉に扁平なカムを利用しているが、構造上吸排気弁の開方向にある一定以上の加速度が与えられると、バルブスプリング傘ジングを起してしまう。また、開方向の加速度はバルブスプリングの特性により上限が決められている。このため、カムが1回転する間に複数回吸排気弁を開閉又は振動させることは構造上難しい。また、特許文献1のように圧電素子を用いる場合には、吸排気弁の開閉駆動機構とは別に弁を振動させる機構を設けるため構造が複雑になるなどの問題がある。   However, it is difficult to realize this with a cam type valve mechanism. That is, in the cam type valve mechanism, a flat cam is used to open and close the intake / exhaust valve. However, if an acceleration of a certain level or more in the opening direction of the intake / exhaust valve is given due to the structure, valve spring umbrella ginging occurs. Resulting in. The upper limit of the acceleration in the opening direction is determined by the characteristics of the valve spring. For this reason, it is structurally difficult to open / close or vibrate the intake / exhaust valve multiple times during one rotation of the cam. Moreover, when using a piezoelectric element like patent document 1, there exists a problem that a structure becomes complicated in order to provide the mechanism which vibrates a valve separately from the opening / closing drive mechanism of an intake / exhaust valve.

従って本発明は上記の事情に鑑み、吸排気弁の構造を複雑にすることなく、確実に吸排気弁から付着燃料や付着カーボンを振り落とすことができるエンジンの吸排気弁制御装置を提供することを課題とする。   Therefore, in view of the above circumstances, the present invention provides an engine intake / exhaust valve control device that can reliably shake off fuel and carbon adhering from an intake / exhaust valve without complicating the structure of the intake / exhaust valve. Is an issue.

上記課題を解決する第1発明のエンジンの制御装置は、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方が電磁駆動されるエンジンの制御装置において、
前記電磁駆動される弁は、その開弁期間中に電磁駆動制御によりチャタリング動作をするように制御されること、
を特徴とする。
An engine control apparatus according to a first aspect of the present invention for solving the above-described problems is an engine control apparatus in which at least one of an intake valve and an exhaust valve is electromagnetically driven.
The electromagnetically driven valve is controlled to perform chattering operation by electromagnetic drive control during the valve opening period;
It is characterized by.

また、第2発明のエンジンの制御装置は、第1発明のエンジンの制御装置において、前記チャタリング動作は前記開弁期間の後期に実行されること、
を特徴とする。
Further, the engine control device of the second invention is the engine control device of the first invention, wherein the chattering operation is executed at a later stage of the valve opening period,
It is characterized by.

また、第3発明のエンジンの制御装置は、第1又は第2発明のエンジンの制御装置において、
前記チャタリング動作時において前記電磁駆動される弁を一時的に全閉となるように制御すること、
を特徴とする。
The engine control device of the third invention is the engine control device of the first or second invention,
Controlling the electromagnetically driven valve to be fully closed temporarily during the chattering operation;
It is characterized by.

また、第4発明のエンジンの制御装置は、第3発明のエンジンの制御装置において、
電磁駆動される弁は吸気弁であり、前記チャタリング動作時に前記吸気弁が一時的に全閉となる時期を、前記吸気弁が開いたときに吸気ポートに生じる負圧波に対する正圧の反射波が前記吸気ポートから前記シリンダ内に進入した直後に設定したこと、
を特徴とする。
An engine control device according to a fourth aspect of the present invention is the engine control device according to the third aspect of the present invention.
The electromagnetically driven valve is an intake valve, and when the intake valve is temporarily fully closed during the chattering operation, a positive reflected wave with respect to a negative pressure wave generated in the intake port when the intake valve is opened Set immediately after entering the cylinder from the intake port;
It is characterized by.

第1発明のエンジンの制御装置よれば、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方が電磁駆動されるエンジンの制御装置において、前記電磁駆動される弁は、その開弁期間中に電磁駆動制御によりチャタリング動作をするように制御されることを特徴としているため、構造を複雑にすることなく、チャタリング動作(弁の開閉方向の振動)により、確実に吸気弁あるいは排気弁に付着した燃料を効率よく振り落としてカーボンの付着を防止することができる。   According to the engine control apparatus of the first aspect of the present invention, in the engine control apparatus in which at least one of the intake valve and the exhaust valve is electromagnetically driven, the electromagnetically driven valve performs chattering operation by electromagnetic drive control during the valve opening period. It is characterized by the fact that it is controlled so that the fuel adhering to the intake valve or exhaust valve is efficiently shaken off by chattering operation (vibration in the valve opening and closing direction) without complicating the structure. Carbon can be prevented.

第2発明のエンジンの制御装置によれば、第1発明のエンジンの制御装置において、前記チャタリング動作は前記開弁期間の後期に実行されることを特徴としているため、吸気や排気への影響が少ないタイミングで吸排気弁のチャタリング動作を行って吸排気弁に付着した燃料を効率よく振り落とすことができる。   According to the engine control device of the second invention, in the engine control device of the first invention, the chattering operation is executed in the latter stage of the valve opening period, so that there is no influence on intake or exhaust. By performing chattering operation of the intake / exhaust valve at a low timing, the fuel adhering to the intake / exhaust valve can be efficiently shaken off.

第3発明のエンジンの吸排気弁制御装置によれば、第1又は第2発明のエンジンの制御装置において、前記チャタリング動作時において前記電磁駆動される弁を一時的に全閉となるように制御することを特徴としているため、チャタリング動作における吸排気弁の全閉時(着座時)の衝撃により、より確実に弁に付着した燃料をより効率よく振り落とすことができる。   According to the engine intake / exhaust valve control device of the third aspect of the invention, in the engine control device of the first or second aspect of the invention, the electromagnetically driven valve is controlled to be temporarily fully closed during the chattering operation. Therefore, the fuel adhering to the valve can be more reliably shaken off more efficiently by the impact when the intake / exhaust valve is fully closed (at the time of seating) in the chattering operation.

第4発明のエンジンの制御装置によれば、第3発明のエンジンの制御装置において、電磁駆動される弁は吸気弁であり、前記チャタリング動作時に前記吸気弁が一時的に全閉となる時期を、前記吸気弁が開いたときに吸気ポートに生じる負圧波に対する正圧の反射波が前記吸気ポートから前記シリンダ内に進入した直後に設定したことを特徴としているため、吸気弁のチャタリング動作によって吸気弁に付着した燃料を効率よく振り落とすことができ、しかも、正圧の反射波を取り込んだ慣性吸気によって充填効率を向上させることもできる。   According to the engine control apparatus of the fourth aspect of the invention, in the engine control apparatus of the third aspect of the invention, the electromagnetically driven valve is an intake valve, and the timing at which the intake valve is temporarily fully closed during the chattering operation. The positive reflected wave with respect to the negative pressure wave generated in the intake port when the intake valve is opened is set immediately after entering the cylinder from the intake port. The fuel adhering to the valve can be shaken off efficiently, and the charging efficiency can be improved by the inertial intake that takes in the positive reflected wave.

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態例に係るエンジンの吸排気弁制御装置の構成図、図2〜5は前記吸排気弁制御装置によって制御される吸排気弁のリフトカーブを示す図である。また、図6は慣性吸排気の説明図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of an intake / exhaust valve control device for an engine according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 5 are diagrams showing lift curves of the intake / exhaust valves controlled by the intake / exhaust valve control device. FIG. 6 is an explanatory diagram of inertial intake and exhaust.

図1に示すように、自動車用のエンジン11の各シリンダ12には、カムレス動弁機構(電磁動弁機構)によって任意の時期に開閉可能な吸気弁13及び排気弁14と、点火プラグ18が設けられている。   As shown in FIG. 1, each cylinder 12 of an automobile engine 11 has an intake valve 13 and an exhaust valve 14 that can be opened and closed at any time by a camless valve mechanism (electromagnetic valve mechanism), and a spark plug 18. Is provided.

吸気弁13は電磁弁であり、弁棒21と弁傘22とを有しており、弁傘22の弁フェース23が吸気ポート15の端部に形成された弁座24に対して接離することによって吸気ポート15を開閉するようになっている。そして、弁棒21にはアーマチュア25が突設される一方、このアーマチュア25の上方と下方にはシリンダヘッド26の図示しない支持部に支持された上部電磁石27と下部電磁石28とが配設されている。また、弁棒21の上部には上部支持部材29が突設され、この上部支持部材29と、その上方に位置するシリンダヘッド26の上部支持部26aとの間には上部バネ30が介設されている。弁棒21の下部には下部支持部材31が突設され、この下部支持部材31と、その下方に位置するシリンダヘッド26の下部支持部26bとの間には下部バネ32が介設されている。上部バネ30は上部支持部材29(吸気弁13)を下方へ付勢し、下部バネ32は下部支持部材31(吸気弁13)を上方に付勢している。   The intake valve 13 is an electromagnetic valve, and includes a valve stem 21 and a valve umbrella 22, and a valve face 23 of the valve umbrella 22 contacts and separates from a valve seat 24 formed at the end of the intake port 15. As a result, the intake port 15 is opened and closed. An armature 25 projects from the valve stem 21, and an upper electromagnet 27 and a lower electromagnet 28 supported by a support portion (not shown) of the cylinder head 26 are disposed above and below the armature 25. Yes. An upper support member 29 protrudes from the upper portion of the valve stem 21, and an upper spring 30 is interposed between the upper support member 29 and the upper support portion 26a of the cylinder head 26 located above the upper support member 29. ing. A lower support member 31 protrudes from the lower portion of the valve stem 21, and a lower spring 32 is interposed between the lower support member 31 and the lower support portion 26b of the cylinder head 26 positioned below the lower support member 31. . The upper spring 30 biases the upper support member 29 (intake valve 13) downward, and the lower spring 32 biases the lower support member 31 (intake valve 13) upward.

従って、上部電磁石27及び下部電磁石28が何れも通電されていないときには、上部バネ30と下部バネ32のバネ力が均衡して、アーマチュア25が上部電磁石27と下部電磁石28の中間に位置するため、吸気弁13は半開状態となる。一方、上部電磁石27に通電したときには、図示の如くアーマチュア25が上部電磁石27に吸着されることにより、吸気弁13は矢印A方向に移動して全閉(着座状態)となり、下部電磁石28に通電したときには、アーマチュア25が下部電磁石28に吸着されることにより、吸気弁13は矢印B方向に移動して全開となる。   Therefore, when neither the upper electromagnet 27 nor the lower electromagnet 28 is energized, the spring force of the upper spring 30 and the lower spring 32 is balanced, and the armature 25 is positioned between the upper electromagnet 27 and the lower electromagnet 28. The intake valve 13 is in a half-open state. On the other hand, when the upper electromagnet 27 is energized, the armature 25 is attracted to the upper electromagnet 27 as shown in the drawing, so that the intake valve 13 moves in the direction of arrow A and is fully closed (sitting state), and the lower electromagnet 28 is energized. When the armature 25 is attracted to the lower electromagnet 28, the intake valve 13 moves in the direction of arrow B and is fully opened.

同様に、排気弁14も電磁弁であり、弁棒41と弁傘42とを有しており、弁傘42の弁フェース43が排気ポート16の端部に形成された弁座44に対して接離することによって排気ポート16を開閉するようになっている。そして、弁棒41にはアーマチュア45が突設される一方、このアーマチュア45の上方と下方にはシリンダヘッド26の図示しない支持部に支持された上部電磁石47と下部電磁石48とが配設されている。また、弁棒41の上部には上部支持部材49が突設され、この上部支持部材49と、その上方に位置するシリンダヘッド26の上部支持部26cとの間には上部バネ50が介設されている。弁棒31の下部には下部支持部材51が突設され、この下部支持部材51と、その下方に位置するシリンダヘッド26の下部支持部26dとの間には下部バネ52が介設されている。上部バネ50は上部支持部材49(排気弁14)を下方へ付勢し、下部バネ52は下部支持部材51(排気弁14)を上方に付勢している。   Similarly, the exhaust valve 14 is also an electromagnetic valve, and has a valve stem 41 and a valve umbrella 42, and the valve face 43 of the valve umbrella 42 is against the valve seat 44 formed at the end of the exhaust port 16. The exhaust port 16 is opened and closed by contact and separation. An armature 45 projects from the valve rod 41, and an upper electromagnet 47 and a lower electromagnet 48 supported by a support portion (not shown) of the cylinder head 26 are disposed above and below the armature 45. Yes. An upper support member 49 projects from the upper portion of the valve stem 41, and an upper spring 50 is interposed between the upper support member 49 and the upper support portion 26c of the cylinder head 26 located above the upper support member 49. ing. A lower support member 51 protrudes from the lower portion of the valve stem 31, and a lower spring 52 is interposed between the lower support member 51 and the lower support portion 26d of the cylinder head 26 positioned below the lower support member 51. . The upper spring 50 urges the upper support member 49 (exhaust valve 14) downward, and the lower spring 52 urges the lower support member 51 (exhaust valve 14) upward.

従って、上部電磁石47及び下部電磁石48が何れも通電されていないときには、上部バネ50と下部バネ52のバネ力が均衡して、アーマチュア45が上部電磁石47と下部電磁石48の中間に位置するため、排気弁14は半開状態となる。一方、上部電磁石47に通電したときには、図示の如くアーマチュア45が上部電磁石47に吸着されることにより、排気弁14は矢印C方向に移動して全閉(着座状態)となり、下部電磁石48に通電したときには、アーマチュア45が下部電磁石48に吸着されることにより、排気弁14は矢印D方向に移動して全開となる。   Therefore, when neither the upper electromagnet 47 nor the lower electromagnet 48 is energized, the spring force of the upper spring 50 and the lower spring 52 is balanced, and the armature 45 is positioned between the upper electromagnet 47 and the lower electromagnet 48. The exhaust valve 14 is half open. On the other hand, when the upper electromagnet 47 is energized, the armature 45 is attracted to the upper electromagnet 47 as shown in the figure, so that the exhaust valve 14 moves in the direction of the arrow C and is fully closed (sitting state), and the lower electromagnet 48 is energized. When the armature 45 is attracted to the lower electromagnet 48, the exhaust valve 14 moves in the direction of arrow D and is fully opened.

そして、これらの吸気弁13及び排気弁14の開閉制御(吸排気弁制御)は、ECU(電子制御ユニット)61によって行われる。具体的にはECU61の吸気弁13や排気弁14の開閉制御信号が電磁弁駆動用のパワーアンプ62に送信され、このパワーアンプ62から吸気弁13の電磁石27,28や排気弁14の電磁石47,48へ、前記開閉制御信号に応じた電力が給電されて、吸排気弁制御が行われるようになっている。なお、吸排気弁制御の詳細については後述する(図2〜図5参照:詳細後述)。   The opening / closing control (intake / exhaust valve control) of the intake valve 13 and the exhaust valve 14 is performed by an ECU (electronic control unit) 61. Specifically, an open / close control signal for the intake valve 13 and the exhaust valve 14 of the ECU 61 is transmitted to the power amplifier 62 for driving the electromagnetic valve, and the electromagnets 27 and 28 of the intake valve 13 and the electromagnet 47 of the exhaust valve 14 are transmitted from the power amplifier 62. , 48 is supplied with electric power in accordance with the opening / closing control signal, and intake / exhaust valve control is performed. The details of the intake / exhaust valve control will be described later (see FIGS. 2 to 5: details will be described later).

ECU61には冷態状態検出手段としての水温センサー63、負荷検出手段としてのスロットルセンサー64及びエンジン回転数検出手段としてのエンジン回転数センサー65の検出信号がそれぞれ入力され、また、その他の制御情報(例えば他のセンサーの検出信号や他の制御装置の制御信号など)66も入力される。   The ECU 61 receives detection signals from a water temperature sensor 63 as a cold state detection means, a throttle sensor 64 as a load detection means, and an engine speed sensor 65 as an engine speed detection means, and other control information ( 66 (for example, a detection signal of another sensor or a control signal of another control device) is also input.

水温センサー63ではエンジン11の冷却水の温度を検出し、この温度検出信号をECU61へ出力する。ECU61では前記温度検出信号と温度設定値とを比較し、前記温度検出信号が前記温度設定値よりも低いときにはエンジン11が冷態状態であると判断する。スロットルセンサー64では吸気量を調整するための図示しないスロットルバルブの開度を検出し、この開度検出信号をECU61へ出力する。ECU61では前記開度検出信号と開度設定値とを比較し、前記開度検出信号が前記開度設定値よりも小さいときにはエンジン11が低負荷状態であると判断し、前記開度検出信号が前記開度設定値以上であるときはエンジン11が高負荷状態であると判断する。また、エンジン回転数センサー65ではエンジン11の回転数を検出し、この回転数検出信号をECU61へ出力する。ECU61では前記回転数検出信号に基づいて吸気弁13及び排気弁14のチャタリング動作時における全閉時期を決定する。   The water temperature sensor 63 detects the temperature of the cooling water of the engine 11 and outputs this temperature detection signal to the ECU 61. The ECU 61 compares the temperature detection signal with a temperature set value, and determines that the engine 11 is in a cold state when the temperature detection signal is lower than the temperature set value. The throttle sensor 64 detects the opening of a throttle valve (not shown) for adjusting the intake air amount, and outputs this opening detection signal to the ECU 61. The ECU 61 compares the opening detection signal with the opening setting value, and determines that the engine 11 is in a low load state when the opening detection signal is smaller than the opening setting value. When it is equal to or greater than the opening set value, it is determined that the engine 11 is in a high load state. The engine speed sensor 65 detects the number of revolutions of the engine 11 and outputs this revolution number detection signal to the ECU 61. The ECU 61 determines the fully closed timing during the chattering operation of the intake valve 13 and the exhaust valve 14 based on the rotation speed detection signal.

ここで図2〜図5に基づき、ECU61による吸排気弁制御について説明する。   Here, the intake / exhaust valve control by the ECU 61 will be described with reference to FIGS.

ECU61では負荷検出手段(本実施の形態例ではスロットルセンサー64)の検出信号(本実施の形態例では開度検出信号)に基づいて、エンジン11が高負荷状態であると判断したときには図2(a)に示すような吸気弁制御と図2(b)に示すような排気弁制御とを行う一方、エンジン11が低負荷状態であると判断したときには図4(a)に示すような吸気弁制御と図4(b)に示すような排気弁制御とを行う。また、ECU61では冷態状態検出手段(本実施の形態例では水温センサー63)の検出信号(本実施の形態例では温度検出信号)に基づいて、エンジン11が冷態状態であると判断したときには図3(a)に示すような吸気弁制御と図3(b)に示すような排気弁制御とを行う。或いは、ECU61では負荷検出手段(スロットルセンサー64)の検出信号(開度検出信号)に基づいてエンジン11が低負荷状態であると判断したときには、エンジン回転数検出手段(本実施の形態例ではエンジン回転数センサー63)の回転数検出信号に基づいて図5(a)に示すような吸気弁制御と図5(b)に示すような排気弁制御とを行う。   When the ECU 61 determines that the engine 11 is in a high load state based on the detection signal of the load detection means (throttle sensor 64 in this embodiment) (opening detection signal in this embodiment), FIG. While performing the intake valve control as shown in a) and the exhaust valve control as shown in FIG. 2B, when it is determined that the engine 11 is in a low load state, the intake valve as shown in FIG. Control and exhaust valve control as shown in FIG. When the ECU 61 determines that the engine 11 is in a cold state based on a detection signal (a temperature detection signal in the present embodiment) of a cold state detection means (a water temperature sensor 63 in the present embodiment). Intake valve control as shown in FIG. 3 (a) and exhaust valve control as shown in FIG. 3 (b) are performed. Alternatively, when the ECU 61 determines that the engine 11 is in a low load state based on the detection signal (opening degree detection signal) of the load detection means (throttle sensor 64), the engine speed detection means (in this embodiment, the engine Intake valve control as shown in FIG. 5 (a) and exhaust valve control as shown in FIG. 5 (b) are performed based on the rotation speed detection signal of the rotation speed sensor 63).

図2(a)の場合(高負荷時)には、吸気弁13が通常のリフトカーブとなるように制御する。即ち、吸気行程において、単に電磁動弁機構により吸気弁13を全開まで開けた後、全閉になるまで閉じるように制御する。   In the case of FIG. 2A (during high load), control is performed so that the intake valve 13 has a normal lift curve. That is, in the intake stroke, the intake valve 13 is controlled to be fully opened by the electromagnetic valve mechanism and then closed until it is fully closed.

同様に図2(b)の場合(高負荷時)には、排気弁14が通常のリフトカーブとなるように制御する。即ち、排気行程において、単に電磁動弁機構により排気弁14を全開まで開けた後、全閉になるように制御する。   Similarly, in the case of FIG. 2B (during high load), the exhaust valve 14 is controlled so as to have a normal lift curve. That is, in the exhaust stroke, control is performed so that the exhaust valve 14 is fully opened after being opened by the electromagnetic valve mechanism and then fully closed.

図3(a)の場合(冷態時)には、吸気行程において吸気弁13が、電磁動弁機構により開けられてから最終的に全閉となるまでの間(開弁期間:時刻T1からT2までの間)に、電磁動弁機構により開閉されてチャタリング動作をするように制御する。なお、このチャタリング動作は、吸気弁13が電磁動弁機構により開けられてから最終的に全閉となるまでの間の後半(図示例では吸気行程の後半)に行うように制御する。   In the case of FIG. 3A (in the cold state), the intake valve 13 is opened by the electromagnetic valve mechanism until it is fully closed in the intake stroke (valve opening period: from time T1). Control is performed so that the chattering operation is performed by the electromagnetic valve mechanism until T2. The chattering operation is controlled to be performed in the latter half (in the illustrated example, the second half of the intake stroke) from when the intake valve 13 is opened by the electromagnetic valve mechanism until it is finally fully closed.

同様に図3(b)の場合(冷態時)には、排気行程において排気弁14が、電磁動弁機構により開けられてから最終的に全閉となるまでの間(開弁期間:時刻T1からT2までの間)に、電磁動弁機構により開閉されてチャタリング動作をするように制御する。なお、このチャタリング動作も、排気弁14が電磁動弁機構により開けられてから最終的に全閉となるまでの間の後半(図示例では排気行程の後半)に行うように制御する。   Similarly, in the case of FIG. 3B (in the cold state), the exhaust valve 14 is opened by the electromagnetic valve mechanism until it is fully closed in the exhaust stroke (valve opening period: time). During the period from T1 to T2, control is performed so that the chattering operation is performed by being opened and closed by the electromagnetic valve mechanism. This chattering operation is also controlled to be performed in the second half (in the illustrated example, the second half of the exhaust stroke) from when the exhaust valve 14 is opened by the electromagnetic valve mechanism until it is finally fully closed.

図4(a)の場合(低負荷時)には、吸気行程において吸気弁13が、電磁動弁機構により開けられてから最終的に全閉となるまでの間(開弁期間:時刻T1からT2までの間)に、電磁動弁機構により開閉されてチャタリング動作をするように制御する。しかも、このときのチャタリング動作では吸気弁13が全閉となる(着座する)ように制御する。また、このチャタリング動作は、吸気弁13が電磁動弁機構により開けられてから最終的に全閉となるまでの間の後半(図示例では吸気行程の後半)に行うように制御する。   In the case of FIG. 4A (low load), the intake valve 13 is opened by the electromagnetic valve mechanism until it is fully closed in the intake stroke (valve opening period: from time T1). Control is performed so that the chattering operation is performed by the electromagnetic valve mechanism until T2. In addition, in the chattering operation at this time, the intake valve 13 is controlled to be fully closed (sit down). The chattering operation is controlled to be performed in the second half (in the illustrated example, the second half of the intake stroke) from when the intake valve 13 is opened by the electromagnetic valve mechanism until it is finally fully closed.

同様に図4(b)の場合(低負荷時)には、排気行程において排気弁14が、電磁動弁機構により開けられてから最終的に全閉となるまでの間(開弁期間:時刻T1からT2までの間)に、電磁動弁機構により開閉されてチャタリング動作をするように制御する。しかも、このときのチャタリング動作では排気弁14が全閉となる(着座する)ように制御する。また、このチャタリング動作は、排気弁14が電磁動弁機構により開けられてから最終的に全閉となるまでの間の後半(図示例では排気行程の後半)に行うように制御する。   Similarly, in the case of FIG. 4B (when the load is low), the exhaust valve 14 is opened by the electromagnetic valve mechanism until the valve is finally fully closed in the exhaust stroke (valve opening period: time). During the period from T1 to T2, control is performed so that the chattering operation is performed by being opened and closed by the electromagnetic valve mechanism. Moreover, in the chattering operation at this time, the exhaust valve 14 is controlled to be fully closed (sit down). Further, this chattering operation is controlled to be performed in the second half (in the illustrated example, the second half of the exhaust stroke) from when the exhaust valve 14 is opened by the electromagnetic valve mechanism until it is finally fully closed.

なお、図4(a)及び図4(b)ではチャタリング動作時に吸排気弁13,14が毎回全閉となっているが、必ずしもこれに限定するものではなく、全閉になるときと全閉にはならないときとを組み合わせてもよい。   4 (a) and 4 (b), the intake and exhaust valves 13 and 14 are fully closed each time during the chattering operation. However, the present invention is not necessarily limited to this. It may be combined with the time when it does not become.

また、図5(a)の場合(低負荷時)には、吸気行程において吸気弁13が、電磁動弁機構により開けられてから最終的に全閉となるまでの間(開弁期間:時刻T1からT2までの間)に、電磁動弁機構により開閉されてチャタリング動作をするように制御する。しかも、このときのチャタリング動作ではエンジン回転数検出手段(エンジン回転数センサー63)の回転数検出信号に基づき、吸気弁13を全閉とする時期(T3)が、吸気弁13が開いたときに吸気ポート15に生じる負圧波に対する正圧の反射波が吸気ポート15からシリンダ12内に進入した直後となるように制御する。また、このチャタリング動作は、吸気弁13が電磁動弁機構により開けられてから最終的に全閉となるまでの間の後半(図示例では吸気行程の後半)に行うように制御する。   In the case of FIG. 5A (low load), the intake valve 13 is opened by the electromagnetic valve mechanism until it is fully closed in the intake stroke (valve opening period: time). During the period from T1 to T2, control is performed so that the chattering operation is performed by being opened and closed by the electromagnetic valve mechanism. Moreover, in the chattering operation at this time, when the intake valve 13 is opened at the time (T3) when the intake valve 13 is fully closed based on the rotation speed detection signal of the engine speed detection means (engine speed sensor 63). Control is performed so that the reflected wave of the positive pressure with respect to the negative pressure wave generated in the intake port 15 is immediately after entering the cylinder 12 from the intake port 15. The chattering operation is controlled to be performed in the second half (in the illustrated example, the second half of the intake stroke) from when the intake valve 13 is opened by the electromagnetic valve mechanism until it is finally fully closed.

同様に図5(b)の場合(低負荷時)には、排気行程において排気弁14が、電磁動弁機構により開けられてから最終的に全閉となるまでの間(開弁期間:時刻T1からT2までの間)に、電磁動弁機構により開閉されてチャタリング動作をするように制御する。しかも、このときのチャタリング動作ではエンジン回転数検出手段(エンジン回転数センサー63)の回転数検出信号に基づき、排気弁14を全閉とする時期(T3)が、排気弁14が開いたときに排気ポート16に生じる負圧波に対する正圧の反射波が排気ポート16からシリンダ12内に進入した直後となるように制御する。また、このチャタリング動作は、排気弁14が電磁動弁機構により開けられてから最終的に全閉となるまでの間の後半(図示例では排気行程の後半)に行うように制御する。   Similarly, in the case of FIG. 5B (low load), the exhaust valve 14 is opened by the electromagnetic valve mechanism until it is fully closed in the exhaust stroke (valve opening period: time). During the period from T1 to T2, control is performed so that the chattering operation is performed by being opened and closed by the electromagnetic valve mechanism. In addition, in the chattering operation at this time, when the exhaust valve 14 is opened at the timing (T3) when the exhaust valve 14 is fully closed based on the rotation speed detection signal of the engine speed detection means (engine speed sensor 63). Control is performed so that a reflected wave of a positive pressure with respect to a negative pressure wave generated in the exhaust port 16 is immediately after entering the cylinder 12 from the exhaust port 16. Further, this chattering operation is controlled to be performed in the second half (in the illustrated example, the second half of the exhaust stroke) from when the exhaust valve 14 is opened by the electromagnetic valve mechanism until it is finally fully closed.

上記図5(a)及び図5(b)の場合の如く、チャタリング動作時に吸排気弁13,14が全閉となるタイミングを特定するのは、吸排気系に慣性吸排気を生起させるためである。慣性吸排気の説明については後述する(図6参照)。   The timing when the intake / exhaust valves 13 and 14 are fully closed during the chattering operation as in the case of FIG. 5A and FIG. 5B is specified in order to cause inertia intake / exhaust in the intake / exhaust system. is there. The explanation of inertia intake and exhaust will be described later (see FIG. 6).

以上のように、本実施の形態例のエンジンの吸排気弁制御装置によれば、カムレス動弁機構(電磁動弁機構)によって任意の時期に開閉可能な吸排気弁13,14を各シリンダ12に備えたエンジン11の吸排気弁制御装置において、吸排気弁13,14は、カムレス動弁機構により開けられてから最終的に全閉となるまでの間に、カムレス動弁機構により開閉されてチャタリング動作をするように制御することを特徴としているため、吸排気弁13,14の構造を複雑にすることなく、吸排気弁13,14のチャタリング動作(吸排気弁13,14の開閉方向の振動)により、確実に吸排気弁13,14に付着した未燃燃料を振り落としてカーボンの付着を防止することができる。   As described above, according to the intake / exhaust valve control device for an engine of the present embodiment, the intake / exhaust valves 13 and 14 that can be opened and closed at any time by the camless valve mechanism (electromagnetic valve mechanism) are provided for each cylinder 12. In the intake / exhaust valve control device of the engine 11 provided for the above, the intake / exhaust valves 13, 14 are opened / closed by the camless valve mechanism after being opened by the camless valve mechanism until finally fully closed. Since the control is performed so that the chattering operation is performed, the chattering operation of the intake / exhaust valves 13 and 14 (in the opening / closing direction of the intake / exhaust valves 13 and 14) can be performed without complicating the structure of the intake / exhaust valves 13 and 14. By virtue of vibration), the unburned fuel adhering to the intake and exhaust valves 13 and 14 can be reliably shaken off to prevent the carbon from adhering.

また、本実施の形態例のエンジンの吸排気弁制御装置によれば、吸排気弁13,14はチャタリング動作時に全閉となるように制御することを特徴としているため、チャタリング動作における吸排気弁13,14の全閉時(着座時)の衝撃により、より確実に吸気弁13や排気弁14に付着した燃料を効率よく振り落とすことができる。   Further, according to the intake / exhaust valve control device for an engine of the present embodiment, the intake / exhaust valves 13 and 14 are controlled to be fully closed during the chattering operation. The fuel adhering to the intake valve 13 and the exhaust valve 14 can be more efficiently shaken off more reliably by the impact when the valves 13 and 14 are fully closed (at the time of sitting).

また、本実施の形態例のエンジンの吸排気弁制御装置によれば、吸排気弁13,14のチャタリング動作は、吸排気弁13,14がカムレス動弁機構により開けられてから最終的に全閉となるまでの間の後半に行うように制御することを特徴としているため、吸気や排気への影響が少ないタイミングで吸排気弁のチャタリング動作を行って吸排気弁13,14に付着した燃料を効率よく振り落とすことができる。   Further, according to the intake / exhaust valve control device for an engine of the present embodiment, the chattering operation of the intake / exhaust valves 13, 14 is finally performed after the intake / exhaust valves 13, 14 are opened by the camless valve mechanism. Since it is controlled to be performed in the latter half of the period until it is closed, the fuel adhering to the intake and exhaust valves 13 and 14 by performing the chattering operation of the intake and exhaust valves at a timing with little influence on intake and exhaust. Can be shaken off efficiently.

また、本実施の形態例のエンジンの吸排気弁制御装置によれば、エンジン回転数検出手段の回転数検出信号に基づき、チャタリング動作時に吸気弁13が全閉となる時期を、吸気弁13が開いたときに吸気ポート15に生じる負圧波に対する正圧の反射波が吸気ポート15からシリンダ12内に進入した直後とし、チャタリング動作時に排気弁14が全閉となる時期を、排気弁14が開いたときに排気ポート16に生じる負圧波に対する正圧の反射波が排気ポート16からシリンダ12内に進入した直後とするように制御することを特徴としているため、吸排気弁13,14のチャタリング動作によって吸排気弁13,14に付着した未燃燃料やカーボンを振り落とすことができ、しかも、正圧の反射波を取り込んだ慣性吸排気によって充填/排気効率を向上させることもできる。   Further, according to the engine intake / exhaust valve control device of the present embodiment, the intake valve 13 determines when the intake valve 13 is fully closed during the chattering operation based on the engine speed detection signal of the engine speed detection means. The exhaust valve 14 is opened when the exhaust valve 14 is fully closed during the chattering operation immediately after the positive reflected wave with respect to the negative pressure wave generated in the intake port 15 when it is opened enters the cylinder 12 from the intake port 15. Since the control is performed so that the reflected wave of the positive pressure with respect to the negative pressure wave generated at the exhaust port 16 immediately after entering the cylinder 12 from the exhaust port 16, the chattering operation of the intake and exhaust valves 13 and 14 is performed. Allows unburned fuel and carbon adhering to the intake and exhaust valves 13 and 14 to be shaken off, and filled by inertial intake and exhaust that incorporates positive reflected waves. It is also possible to improve the exhaust efficiency.

ここで図6に基づき、慣性吸排気について説明する。図6(a)〜図6(e)は吸気行程における吸気弁13及びピストン17の動作状態と吸気ポート15及びシリンダ12における気圧の変化とを時系列に示したものである。図6(a)は吸気行程の初期に吸気弁13が開き始めたときの状態を示している。その後、図6(b)に示すように吸気弁13が更に開くと、吸気ポート15の下流側(シリンダ12側)の端部に負圧波が発生し、この負圧波が吸気ポート15の上流側に伝わる。図6(c)に示すように前記負圧波が吸気ポート15の上流側の開放端に到達すると、この開放端で図6(d)に示すように前記負圧波に対する正圧の反射波が発生し、この正圧の反射波が吸気ポート15の下流側へ戻る。そして、ついには図6(e)に示すように前記正圧の反射波がシリンダ12内に進入する。図6(e)には前記正圧の反射波がシリンダ12内に進入した(戻った)直後に吸気弁13が全閉となった状態を示している。排気系においても、排気行程において排気弁14が開閉するときにこの吸気系の気圧と同様の気圧変化が生じる。   Here, based on FIG. 6, inertial intake and exhaust will be described. FIGS. 6A to 6E show, in time series, the operating states of the intake valve 13 and the piston 17 in the intake stroke and the changes in atmospheric pressure in the intake port 15 and the cylinder 12. FIG. 6A shows a state when the intake valve 13 starts to open at the initial stage of the intake stroke. Thereafter, when the intake valve 13 is further opened as shown in FIG. 6B, a negative pressure wave is generated at the end portion on the downstream side (cylinder 12 side) of the intake port 15, and this negative pressure wave is upstream of the intake port 15. It is transmitted to. When the negative pressure wave reaches the upstream open end of the intake port 15 as shown in FIG. 6 (c), a positive reflected wave with respect to the negative pressure wave is generated at the open end as shown in FIG. 6 (d). Then, the reflected wave of positive pressure returns to the downstream side of the intake port 15. Finally, the positive reflected wave enters the cylinder 12 as shown in FIG. FIG. 6E shows a state in which the intake valve 13 is fully closed immediately after the reflected wave of positive pressure enters (returns) the cylinder 12. Also in the exhaust system, when the exhaust valve 14 opens and closes in the exhaust stroke, a pressure change similar to the pressure in the intake system occurs.

このような正圧の反射波をシリンダ12内に取り込んだ慣性吸排気のほうが充填/排気効率は良くなるが、圧力波の伝播速度は音速であるため、慣性吸排気の起きるタイミングは吸排気ポート15,16の長さとエンジン11の回転数に依存する。即ち、吸排気ポート15,16の長さは一定であるため、慣性吸排気が起きるタイミングはエンジン回転数に応じて変化することになる。このため、あるエンジン回転数のときに正圧の反射波がシリンダ12内に進入直後に吸排気弁13,14が全閉となって慣性吸排気が生じたとすると(図6(e)参照)、このときよりもエンジン回転数が高いときには1サイクル当たりの時間が短くなるために正圧の反射波がシリンダ12内に進入する前に吸排気弁13,14が全閉になってしまうため、慣性吸排気が生じない。また、エンジン回転数が低いときには正圧の反射波がシリンダ12内に進入しても吸排気弁13,14が全閉にならないため、やはり慣性吸排気が生じない。従って、エンジン回転数が高いときや低いときには慣性吸排気による充填/排気効率の向上は望めない。   Inertia intake / exhaust in which such a positive pressure reflected wave is taken into the cylinder 12 has better filling / exhaust efficiency. However, since the propagation speed of the pressure wave is sonic, the timing at which inertial intake / exhaust occurs is the intake / exhaust port. It depends on the length of 15 and 16 and the rotational speed of the engine 11. That is, since the length of the intake / exhaust ports 15 and 16 is constant, the timing at which the intake / exhaust of inertia occurs changes according to the engine speed. For this reason, assuming that the intake / exhaust valves 13 and 14 are fully closed immediately after the positive reflected wave enters the cylinder 12 at a certain engine speed and inertia intake / exhaust occurs (see FIG. 6 (e)). Since the time per cycle is shorter when the engine speed is higher than this time, the intake / exhaust valves 13 and 14 are fully closed before the reflected wave of positive pressure enters the cylinder 12, Inertial intake / exhaust does not occur. Further, when the engine speed is low, even if a positive reflected wave enters the cylinder 12, the intake and exhaust valves 13 and 14 are not fully closed, so that inertia intake and exhaust are not generated. Therefore, when the engine speed is high or low, improvement in charging / exhaust efficiency by inertial intake / exhaust cannot be expected.

そこで、上記の如くチャタリング動作時にエンジン回転数に応じて吸排気弁13,14が全閉になるタイミングを調整すれば、慣性吸排気による充填/排気効率の向上を図ることができる。   Therefore, by adjusting the timing at which the intake and exhaust valves 13 and 14 are fully closed according to the engine speed during the chattering operation as described above, the charging / exhaust efficiency by inertial intake and exhaust can be improved.

なお、上記ではカムレス動弁機構の例として、電磁駆動される吸気弁及び排気弁をチャタリング動作させる場合について説明したが、これに限定するものではなく、吸気弁のみあるいは排気弁のみをチャタリング動作させるようにしてもよい。   In the above description, as an example of the camless valve mechanism, the case where the electromagnetically driven intake valve and the exhaust valve are operated for chattering has been described. However, the present invention is not limited to this, and only the intake valve or only the exhaust valve is operated for chattering. You may do it.

また、図3に示すような吸排気弁制御(チャタリング動作)は燃料が吸排気弁に付着し易い冷態時に適用して有用なものであるが、このときに限らず、その他の未燃燃料が吸排気弁に付着し易いときにも適用することができる。更には図4や図5のような吸排気弁制御(チャタリング動作)はカーボンが吸排気弁に付着し易い低負荷時に適用して有用なものであるが、このときに限らず、その他のカーボンが吸排気弁に付着し易いときにも適用することができる。   Further, the intake / exhaust valve control (chattering operation) as shown in FIG. 3 is useful when applied in a cold state where the fuel is likely to adhere to the intake / exhaust valve. This can also be applied when the gas is likely to adhere to the intake / exhaust valve. Furthermore, the intake / exhaust valve control (chattering operation) as shown in FIG. 4 and FIG. 5 is useful when applied at low load where carbon tends to adhere to the intake / exhaust valve. This can also be applied when the gas is likely to adhere to the intake / exhaust valve.

本発明はエンジンの吸排気弁制御装置に関するものであり、特に吸気弁や排気弁がカムレス動弁機構によって任意の時期に開閉可能なものである場合に適用して有用なものである。   The present invention relates to an intake / exhaust valve control device for an engine, and is particularly useful when applied to an intake valve or an exhaust valve that can be opened and closed at any time by a camless valve mechanism.

本発明の実施の形態例に係るエンジンの吸排気弁制御装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an intake / exhaust valve control device for an engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 前記吸排気弁制御装置によって制御される吸排気弁のリフトカーブを示す図である。It is a figure which shows the lift curve of the intake / exhaust valve controlled by the said intake / exhaust valve control apparatus. 前記吸排気弁制御装置によって制御される吸排気弁のリフトカーブを示す図である。It is a figure which shows the lift curve of the intake / exhaust valve controlled by the said intake / exhaust valve control apparatus. 前記吸排気弁制御装置によって制御される吸排気弁のリフトカーブを示す図である。It is a figure which shows the lift curve of the intake / exhaust valve controlled by the said intake / exhaust valve control apparatus. 前記吸排気弁制御装置によって制御される吸排気弁のリフトカーブを示す図である。It is a figure which shows the lift curve of the intake / exhaust valve controlled by the said intake / exhaust valve control apparatus. 慣性吸排気の説明図である。It is explanatory drawing of inertial intake / exhaust. 従来の吸排気弁に対する未燃燃料及びカーボンの付着防止方法の説明図である。It is explanatory drawing of the adhesion prevention method of the unburned fuel and carbon with respect to the conventional intake / exhaust valve.

符号の説明Explanation of symbols

11 エンジン
12 シリンダ
13 吸気弁
14 排気弁
15 吸気ポート
16 排気ポート
17 ピストン
18 点火プラグ
21 弁棒
22 弁傘
23 弁フェース
24 弁座
25 アーマチュア
26 シリンダヘッド
26a 上部支持部
26b 下部支持部
26c 上部支持部
26d 下部支持部
27 上部電磁石
28 下部電磁石
29 上部支持部材
30 上部バネ
31 下部支持部材
32 下部バネ
41 弁棒
42 弁傘
43 弁フェース
44 弁座
45 アーマチュア
47 上部電磁石
48 下部電磁石
49 上部支持部材
50 上部バネ
51 下部支持部材
52 下部バネ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Engine 12 Cylinder 13 Intake valve 14 Exhaust valve 15 Intake port 16 Exhaust port 17 Piston 18 Spark plug 21 Valve rod 22 Umbrella 23 Valve face 24 Valve seat 25 Armature 26 Cylinder head 26a Upper support part 26b Lower support part 26c Upper support part 26d Lower support portion 27 Upper electromagnet 28 Lower electromagnet 29 Upper support member 30 Upper spring 31 Lower support member 32 Lower spring 41 Valve rod 42 Valve umbrella 43 Valve face 44 Valve seat 45 Armature 47 Upper electromagnet 48 Lower electromagnet 49 Upper support member 50 Upper Spring 51 Lower support member 52 Lower spring

Claims (4)

吸気弁及び排気弁の少なくとも一方が電磁駆動されるエンジンの制御装置において、
前記電磁駆動される弁は、その開弁期間中に電磁駆動制御によりチャタリング動作をするように制御されること、
を特徴とするエンジンの制御装置。
In an engine control device in which at least one of an intake valve and an exhaust valve is electromagnetically driven,
The electromagnetically driven valve is controlled to perform chattering operation by electromagnetic drive control during the valve opening period;
An engine control device.
請求項1に記載のエンジンの制御装置において、
前記チャタリング動作は前記開弁期間の後期に実行されること、
を特徴とするエンジンの制御装置。
The engine control device according to claim 1,
The chattering operation is executed at a later stage of the valve opening period;
An engine control device.
請求項1又は2に記載のエンジンの制御装置において、
前記チャタリング動作時において前記電磁駆動される弁を一時的に全閉となるように制御すること、
を特徴とするエンジンの制御装置。
The engine control device according to claim 1 or 2,
Controlling the electromagnetically driven valve to be fully closed temporarily during the chattering operation;
An engine control device.
請求項3に記載のエンジンの制御装置において、
電磁駆動される弁は吸気弁であり、前記チャタリング動作時に前記吸気弁が一時的に全閉となる時期を、前記吸気弁が開いたときに吸気ポートに生じる負圧波に対する正圧の反射波が前記吸気ポートから前記シリンダ内に進入した直後に設定したこと、
を特徴とするエンジンの吸排気弁制御装置。
The engine control device according to claim 3,
The electromagnetically driven valve is an intake valve, and when the intake valve is temporarily fully closed during the chattering operation, a positive reflected wave with respect to a negative pressure wave generated in the intake port when the intake valve is opened Set immediately after entering the cylinder from the intake port;
An intake / exhaust valve control device for an engine.
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