JP2009156104A - Intake control device of internal combustion engine - Google Patents

Intake control device of internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2009156104A
JP2009156104A JP2007333144A JP2007333144A JP2009156104A JP 2009156104 A JP2009156104 A JP 2009156104A JP 2007333144 A JP2007333144 A JP 2007333144A JP 2007333144 A JP2007333144 A JP 2007333144A JP 2009156104 A JP2009156104 A JP 2009156104A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
intake
control
opening
open
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007333144A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Nishida
秀之 西田
Yasushi Ito
泰志 伊藤
Masaji Katsumata
正司 勝間田
Keiji Yotsueda
啓二 四重田
Shiro Tanno
史朗 丹野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2007333144A priority Critical patent/JP2009156104A/en
Publication of JP2009156104A publication Critical patent/JP2009156104A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intake control device of an internal combustion engine capable of ensuring a sufficient intake filling amount in a wide range of rotations. <P>SOLUTION: In an engine system 10 having an impulse valve 226 installed in an intake pipe 204, a surge tank 223 communicated with the intake pipe 204 via a branch pipe 222, and a surge tank valve 224 provided in the branch pipe 222, the ECU 100 executes the valve drive control. During the valve drive control, when the engine speed Ne of an engine 200 belongs to a first zone below the first reference value Ne1, the first control mode for executing the impulse charge by opening the surge tank valve 224 is executed; when the engine speed belongs to the second zone of equal to or higher than the first reference value Ne1 and below the second reference value Ne2, the second control mode for stopping the impulse charge while opening the surge tank valve 224 is executed; and when the engine speed belongs to the third zone of equal to or higher than the second reference value Ne2, the third control mode for reducing the intake resistance by opening the surge tank valve 224 is executed, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばインパルスチャージ等の慣性過給が可能な内燃機関の吸気制御装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of an intake control device for an internal combustion engine capable of inertia supercharging such as impulse charge.

この種の装置として、サージタンク下流の吸気通路に吸気制御弁を設けたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示された内燃機関の吸気制御装置(以下、「従来の技術」と称する)によれば、吸気制御弁を吸気ポート下流の吸気弁の開弁後に開くことにより慣性過給効果を得ることが可能であるとされている。   As this type of apparatus, an apparatus in which an intake control valve is provided in an intake passage downstream of a surge tank has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to the intake control device for an internal combustion engine disclosed in Patent Document 1 (hereinafter referred to as “prior art”), an inertia supercharging effect is obtained by opening the intake control valve after opening the intake valve downstream of the intake port. It is said that it can be obtained.

尚、吸気騒音の低減を図る旨の技術分野においては、吸気通路に接続されるレゾネータチャンバの容量を、機関の運転状態に応じて吸気脈動を抑えるのに適した容量に制御するものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In the technical field for reducing the intake noise, there has been proposed one that controls the capacity of the resonator chamber connected to the intake passage to a capacity suitable for suppressing intake pulsation according to the operating state of the engine. (For example, refer to Patent Document 2).

また、サージタンクと吸気ポートとの間に、制御弁を備えた連通部を介してサブタンクを設け、エンジンが高負荷状態から低負荷状態へ移行して制御弁が開から閉に切り替わる場合に、EGR弁の開度を所定の作動遅延時間、切り替え前の開度に維持することによって、適切な点火時期を実現する技術も提案されている(例えば、特許文献3参照)。   In addition, when a subtank is provided between the surge tank and the intake port via a communication part equipped with a control valve, when the engine shifts from a high load state to a low load state and the control valve switches from open to closed, There has also been proposed a technique for realizing an appropriate ignition timing by maintaining the opening degree of the EGR valve at a predetermined operation delay time and an opening degree before switching (for example, see Patent Document 3).

特開平5−187238号公報JP-A-5-187238 特開平6−117257号公報JP-A-6-117257 特開2004−245062号公報JP 2004-245062 A

高回転領域では、元々吸気の脈動が大きいためこの種の慣性過給は必要とされない場合が多いが、従来の技術では、サージタンクが吸気通路を貫く位置に設けられているため、吸気は慣性過給の必要性の有無とは無関係にサージタンクを通過する。従って、高回転領域ではサージタンクが、かえって吸気通路の抵抗を増大させ、吸気の充填効率を低下させてしまう。即ち、従来の技術には、内燃機関の広範な運転領域において十分な吸気充填量を得ることが困難であるという技術的な問題点がある。   In the high speed range, this kind of inertia supercharging is often not necessary because the pulsation of the intake air is originally large.However, in the conventional technology, the surge tank is provided at a position that penetrates the intake passage, so the intake air is inertial. Passes through the surge tank regardless of the need for supercharging. Accordingly, in the high rotation region, the surge tank increases the resistance of the intake passage, and reduces the charging efficiency of the intake air. That is, the conventional technique has a technical problem that it is difficult to obtain a sufficient intake charge amount in a wide operating range of the internal combustion engine.

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、慣性過給が可能な内燃機関において低回転領域から高回転領域まで十分な吸気充填量を担保し得る内燃機関の吸気制御装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an internal combustion engine intake control device capable of ensuring a sufficient intake charge amount from a low rotation region to a high rotation region in an internal combustion engine capable of inertia supercharging. The issue is to provide.

上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置は、車両に搭載され、気筒内部に連通する吸気通路と、前記吸気通路に設置され、所定の開閉制御に従って開閉状態が制御されることにより吸気の脈動を利用した慣性過給を実現可能な吸気制御弁と、少なくとも一つの開口部を有し、前記吸気制御弁の上流側において該開口部を介して前記吸気通路と連通可能に並列配置されるタンクとを備えた内燃機関の吸気制御装置であって、開弁時に前記タンクと前記吸気通路とを連通させると共に閉弁時に前記タンクと前記吸気通路との連通を遮断する開閉弁と、前記車両の運転条件に基づいて前記開閉弁の開閉状態を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, an intake control device for an internal combustion engine according to the present invention is mounted on a vehicle and is installed in an intake passage communicating with the inside of a cylinder and the intake passage, and the open / close state is controlled according to predetermined open / close control. An intake control valve capable of realizing inertia supercharging utilizing intake air pulsation, and at least one opening, and communicates with the intake passage through the opening on the upstream side of the intake control valve. An intake control device for an internal combustion engine comprising a tank arranged in parallel as possible, wherein the tank and the intake passage are communicated when the valve is opened and the communication between the tank and the intake passage is blocked when the valve is closed It comprises an on-off valve and a control means for controlling an on-off state of the on-off valve based on an operating condition of the vehicle.

本発明に係る「内燃機関」とは、一又は複数の気筒を有し、当該気筒の各々における燃焼室において、例えばガソリン、軽油、各種アルコール若しくは各種アルコールとガソリンとの混合燃料等各種の燃料が、又は当該各種燃料を含む混合気等が爆発或いは燃焼した際に生じる力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等の物理的な又は機械的な伝達経路を経て駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。また、この種の内燃機関に係る「内燃機関の吸気制御装置」とは、気筒内部に対する、吸気(即ち、外界から吸入される空気たる吸入空気を少なくとも概念の一部として含み、当該吸入空気そのもの、或いは例えばEGR装置等の排気再循環装置が備わる場合等には例えばEGRバルブ等の流量調整手段の開閉状態等に応じてEGRガス(即ち、排気の一部)と当該吸入空気の混合体等の各種形態を採り得る)の供給を制御する装置である。   The “internal combustion engine” according to the present invention has one or a plurality of cylinders, and various fuels such as gasoline, light oil, various alcohols, or mixed fuels of various alcohols and gasoline in each of the cylinders. Or the force generated when an air-fuel mixture containing various fuels explodes or burns can be extracted as a driving force through a physical or mechanical transmission path such as a piston, a connecting rod and a crankshaft. It is a concept encompassing a structured organization. An “intake engine control device for an internal combustion engine” relating to this type of internal combustion engine includes intake air (ie, intake air as air sucked from the outside world) as a part of the concept, and the intake air itself. Or, for example, when an exhaust gas recirculation device such as an EGR device is provided, for example, a mixture of EGR gas (that is, a part of exhaust gas) and the intake air according to the open / close state of a flow rate adjusting means such as an EGR valve, etc. The device can control the supply of various forms of the above.

本発明に係る内燃機関の吸気制御装置における「吸気通路」とは、即ち、上述した吸気の通路であって、好適な一形態として、例えばエアクリーナ、エアフローメータ、スロットルバルブ(即ち、吸気絞り弁)及び吸気ポート等を相互に且つ適宜に連結又は連通せしめ得る、例えば単一又は複数の管状部材の形態を採り得る。また、好適な一形態として、本発明に係る内燃機関は、この吸気通路に、例えばターボチャージャ等の過給器(無論、タービン等、排気系に備わるべき一部を除外してなる一部であってもよい)が備わっていてもよく、その場合、更にその下流側(尚、「下流」及び「上流」とは、吸気の流れる方向を基準とする方向概念の一であり、この場合、下流側とは即ち気筒側である)に、例えばインタークーラ等の吸気冷却手段を備えていてもよい。尚、吸気冷却手段は、過給器を介して供給される(過給器による過給が実践上有意に行われているか否かとは無関係であってもよい)吸気を冷却可能な物理的、機械的、機構的、電気的、磁気的又は化学的態様を有する手段であって、少なくとも幾らかなり且つ相対的に吸気が冷却されることによって、吸気の密度は相対的に上昇し、吸気の充填効率は向上し得る。   The “intake passage” in the intake control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is the intake passage described above. As a preferred embodiment, for example, an air cleaner, an air flow meter, a throttle valve (ie, an intake throttle valve). The intake port and the like can be connected or communicated with each other as appropriate, for example, in the form of a single or a plurality of tubular members. Further, as a preferred embodiment, the internal combustion engine according to the present invention is a part formed by excluding a part to be provided in an exhaust system such as a turbocharger (of course, a turbine or the like) in the intake passage. In this case, the downstream side (in addition, “downstream” and “upstream” is one of the directional concepts based on the direction of intake air flow. In this case, An intake air cooling means such as an intercooler may be provided on the downstream side (that is, the cylinder side). The intake air cooling means is a physical unit capable of cooling intake air supplied via a supercharger (may be irrelevant whether or not supercharging by the supercharger is performed in practice). Means having mechanical, mechanical, electrical, magnetic or chemical aspects, at least somewhat more and relatively cooling the intake air, thereby increasing the intake air density relatively Efficiency can be improved.

一方、本発明に係る内燃機関は、吸気通路に吸気制御弁を備える。この吸気制御弁は、例えば二値的に、段階的に或いは連続的に制御され得る開閉状態に応じて、吸気の量たる吸気量を調整可能な、例えば弁体、或いは当該弁体に加え更に当該弁体を駆動する駆動装置等を適宜に含んでなる動弁機構又は動弁装置等の各種形態を採り得る手段であり、内燃機関にスロットルバルブ等の所謂吸気絞り弁が備わる場合には、好適な一形態として、この吸気絞り弁の下流側に設置される。   On the other hand, the internal combustion engine according to the present invention includes an intake control valve in the intake passage. This intake control valve is capable of adjusting the intake amount as the intake amount in accordance with, for example, an open / close state that can be controlled in a binary, stepwise or continuous manner. It is a means that can take various forms such as a valve operating mechanism or a valve operating apparatus that appropriately includes a drive device that drives the valve body, and when the internal combustion engine is equipped with a so-called intake throttle valve such as a throttle valve, As a preferred embodiment, it is installed on the downstream side of the intake throttle valve.

吸気制御弁の設置態様は、例えば吸気通路の物理的な構成等に応じて多種多様な形態を採り得る。即ち、吸気通路は、吸気制御弁の下流側において気筒各々に分岐してもよいし(即ち、所謂一弁式の吸気系に類する態様である)、各々に吸気制御弁を備える、気筒各々に対応する連通管又は吸気枝管(それに類するものを含む)を備えていてもよい(即ち、所謂多弁式の吸気系に類する態様である)。   The installation mode of the intake control valve may take various forms depending on, for example, the physical configuration of the intake passage. That is, the intake passage may be branched to each cylinder on the downstream side of the intake control valve (that is, a mode similar to a so-called one-valve intake system), or each cylinder provided with an intake control valve. Corresponding communication pipes or intake branch pipes (including similar ones) may be provided (that is, a mode similar to a so-called multi-valve intake system).

他方、本発明に係る内燃機関は、開口部を介して当該吸気通路に連通可能に併設される、例えばサージタンク等のタンクを備える。ここで、「並列配置」とは、少なくとも開口部を介した連通が遮断された場合であっても吸気通路における吸気の流れが遮断されない位置関係の下で配置されることを包括する概念であって、好適な一形態として、当該開口部と吸気通路とが、吸気通路から分岐する所定の管路(好適な一形態として、吸気通路と略等しい管径であってもよい)等により連結された構成等を含む趣旨である。   On the other hand, the internal combustion engine according to the present invention is provided with a tank such as a surge tank, for example, which is provided adjacent to the intake passage through the opening. Here, the “parallel arrangement” is a concept comprehensively arranged in a positional relationship where the flow of the intake air in the intake passage is not blocked even when communication through at least the opening is blocked. As a preferred form, the opening and the intake passage are connected by a predetermined pipe branching from the intake passage (preferably, the pipe diameter may be substantially the same as the intake passage). This includes the configuration and the like.

ここで、本発明に係る吸気制御弁は、単一であれ複数であれ、その開閉状態を制御すべくなされる所定の開閉制御を介して吸気の脈動を生成可能に構成されており、当該タンクを脈動波の位相を反転させる手段として利用することにより、吸気の脈動を利用した慣性過給(或いはパルス過給又はインパルスチャージ等とも称される)を実現可能に構成される。   Here, the intake control valve according to the present invention, whether single or plural, is configured to generate intake air pulsation through a predetermined open / close control to control the open / close state of the intake control valve. Is used as means for inverting the phase of the pulsating wave, so that inertia supercharging (or also referred to as pulse supercharging or impulse charging) using the pulsation of intake air can be realized.

ここで、「所定の開閉制御」とは、この種の慣性過給を実現させるべくなされる、例えば吸気制御弁の開閉時期、開弁期間又は開度(即ち、開弁の度合いであり、一義的に開閉状態を規定する)の制御等を包括する概念であって、例えば吸気弁(即ち、好適な一形態として燃焼室と吸気通路との連通状態を制御する弁)の閉弁時期と、吸気の脈動波(正圧波)のピークが吸気弁に到達する時期とを同期させる(必ずしも一致させることのみを表すものではない)旨の制御等を含む趣旨である。   Here, the “predetermined opening / closing control” is, for example, the opening / closing timing, opening period or opening degree of the intake control valve (that is, the degree of opening of the intake control valve) to achieve this kind of inertia supercharging. For example, a valve closing timing of an intake valve (that is, a valve for controlling the communication state between the combustion chamber and the intake passage as a preferred embodiment), and the like. This is intended to include control to synchronize the time when the peak of the pulsation wave (positive pressure wave) of intake reaches the intake valve (not necessarily representing only coincidence).

より具体的には、開閉制御とは、例えば吸気弁の開弁後、然るべき時間経過(クランク角等により角度概念として規定されてもよい)を経て吸気制御弁を開弁させる(即ち、吸気制御弁の下流側が負圧であり、且つ吸気制御弁の上流側が大気圧以上である状態で開弁させる)こと等によって正圧波を生成し、この正圧波を開放端とみなし得る各気筒の燃焼室入り口近傍で負圧波として反射させると共に、この負圧波が当該タンクの開口部で再び開放端反射されて生じる言わば二次的な正圧波を利用して、例えば自然吸気がなされる場合(好適な一形態として、吸気は吸気制御弁の有無にかかわらず基本的に脈動波として気筒内に取り込まれ得るが、吸気制御弁に施される開閉制御により生じる脈動とは、好適な一形態として、この種の脈動よりも強い脈動である)と比較して多量の吸気を吸気行程で気筒内に取り込むべくなされる制御等を含む趣旨である。   More specifically, the open / close control is, for example, that the intake control valve is opened after an appropriate time elapse (may be defined as an angle concept by a crank angle or the like) after the intake valve is opened (that is, the intake control). Combustion chamber of each cylinder that generates a positive pressure wave by opening the valve in a state where the downstream side of the valve is negative pressure and the upstream side of the intake control valve is at or above atmospheric pressure, etc. When a negative pressure wave is reflected in the vicinity of the entrance and this negative pressure wave is reflected at the open end of the tank again at the open end, so-called secondary positive pressure wave is used, for example, when natural intake is performed (a suitable one) As a form, the intake air can be basically taken into the cylinder as a pulsation wave regardless of the presence or absence of the intake control valve, but the pulsation caused by the opening / closing control applied to the intake control valve is a suitable form. The pulsation of Also meant to comprise control, etc. to be made to incorporate a strong pulsation in a) compared to the cylinder in the intake stroke a large amount of intake air.

尚、単数であれ複数であれ、吸気制御弁は、吸気の脈動を利用した慣性過給を実現させることを主たる目的としており(但し、例えばこの種の脈動の生成とは別に、例えばスロットルバルブ等の吸気絞り弁の開閉操作等により好適に行われ得る吸入空気の調量(吸気絞り)を実践上問題無い程度に実践し得る場合には、スロットルバルブ等の吸気絞り弁の作用を本発明に係る吸気制御弁にて代替させてもよい(或いは逆に、吸気絞り弁が、本発明に係る吸気制御弁として、その機能を代替してもよい))、好適な一形態として、その開閉により少なくとも実践上十分な吸気の脈動を生じさせ得る程度に各気筒の吸気弁に近接した位置に設置されてもよい。   It should be noted that the intake control valve, whether singular or plural, is mainly intended to realize inertial supercharging using the pulsation of intake air (however, apart from the generation of this type of pulsation, for example, a throttle valve, etc. When the intake air adjustment (intake throttle) that can be suitably performed by opening and closing the intake throttle valve can be practiced to such a degree that there is no practical problem, the action of the intake throttle valve such as the throttle valve is applied to the present invention. The intake control valve may be substituted (or, conversely, the intake throttle valve may be substituted for the function as the intake control valve according to the present invention). It may be installed at a position close to the intake valve of each cylinder so that at least the pulsation of intake sufficient for practical use can be generated.

本発明に係る内燃機関の吸気制御装置は、例えば上述した開口部と吸気通路とを繋ぐ管路(無論、そのような管路が存在せずとも成立し得る)に設けられ、開弁時にタンクと吸気通路とを連通させると共に閉弁時にタンクと吸気通路との連通を遮断する、その開閉状態を二値的、段階的又は連続的に可変に制御可能な開閉弁を備える。   An intake control device for an internal combustion engine according to the present invention is provided, for example, in a pipe line connecting the above-described opening and an intake passage (of course, it can be established even if such a pipe does not exist), and a tank is opened when the valve is opened. And an open / close valve that controls the open / close state of the tank and the intake passage in a binary, stepwise, or continuous manner.

ここで、元々の吸気の脈動が、実質的にこの種の慣性過給の有意性を否定し得る程度に(即ち、少なくとも実践的にみてこの種の慣性過給が吸気の充填量の増加(又は充填効率の上昇)に寄与しない旨の判断を下し得る程度に)大きくなり得る高回転領域では、或いは、吸気制御弁を駆動するアクチュエータ等の動作速度等に起因して生じる動作限界を超えた高回転領域(即ち、複数の気筒で吸気制御弁が共有且つ共用される場合等においては、吸気行程内で吸気制御弁の開閉を完結させる必要があるため、吸気行程に要する時間が短くなる高回転領域では、吸気制御弁を駆動するアクチュエータ等の動作速度等に起因して、自ずと動作限界が生じ得る)では、慣性過給の必要が生じなくなる(或いは、その実行が困難となる)。   Here, to the extent that the pulsation of the original intake can substantially negate the significance of this type of inertial supercharging (i.e., at least practically, this type of inertial supercharging increases the intake charge ( (Or an increase in the charging efficiency) that can be judged to not contribute to the high rotation range, which may be large, or exceeding the operating limit caused by the operating speed of the actuator that drives the intake control valve, etc. When the intake control valve is shared and shared by a plurality of cylinders, it is necessary to complete the opening and closing of the intake control valve within the intake stroke, so the time required for the intake stroke is shortened. In the high rotation region, the operation limit may naturally occur due to the operation speed or the like of the actuator or the like that drives the intake control valve), and the necessity of inertia supercharging does not occur (or its execution becomes difficult).

ここで特に、このように慣性過給の必要性が低下した場合等を含む各種の条件下では、本発明に係るタンクが、吸気の流れを阻害する吸気抵抗となって、吸気の充填量(或いは、充填効率)を低下させる要因となる場合がある。   Here, in particular, under various conditions including the case where the necessity of inertia supercharging is reduced in this way, the tank according to the present invention becomes an intake resistance that hinders the flow of intake air, and the intake charge amount ( Or it may become a factor which reduces filling efficiency.

そこで、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置によれば、その動作時には、例えばECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成され得る制御手段により、例えば内燃機関の機関回転速度若しくは要求負荷又はそれらに対応する各種の指標値等を含み得る概念としての車両の運転条件に基づいて、開閉弁の開閉状態が制御される。   Therefore, according to the intake air control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, during its operation, it is configured as various processing units such as an ECU (Electronic Control Unit), various controllers or various computer systems such as a microcomputer device, or the like. The open / close state of the open / close valve is controlled by the obtained control means based on the vehicle operating conditions as a concept that may include, for example, the engine rotational speed or required load of the internal combustion engine or various index values corresponding to them.

この際、開閉弁の開弁時には、タンクは上述した位相反転手段として機能し得、開閉制御の実行時における吸気脈動の生成に寄与すると共に、開閉弁の閉弁時には、タンクは吸気通路と切り離されるため、その効果の大小は別として吸気通路における吸気抵抗は幾らかなり低下して、気筒内部への吸気の充填が少なくとも相対的に促進される。   At this time, when the on-off valve is opened, the tank can function as the above-described phase inverting means, contributing to the generation of intake pulsation when the on-off control is executed, and when the on-off valve is closed, the tank is disconnected from the intake passage. Therefore, apart from the magnitude of the effect, the intake resistance in the intake passage is somewhat lowered, and the charging of the intake air into the cylinder is at least relatively accelerated.

即ち、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置によれば、制御手段により開閉弁の開閉状態が制御されることによって、慣性過給による吸気の充填量の増大(或いは、充填効率の向上)を図り得ると共に、タンクの吸気抵抗に起因する、高回転領域における吸気の充填量の減少(充填効率の低下)を防止することが可能となり、低回転領域から高回転領域まで十分な吸気充填量を担保することが可能となるである。   That is, according to the intake control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the control means controls the open / close state of the open / close valve, thereby increasing the intake charge amount (or improving the charge efficiency) due to inertia supercharging. In addition, it is possible to prevent a decrease in the filling amount of the intake air in the high rotation region (decrease in charging efficiency) due to the intake resistance of the tank, and a sufficient intake air filling amount from the low rotation region to the high rotation region can be achieved. It is possible to secure it.

尚、制御手段に係る開閉弁の制御態様は、少なくともこの種の制御がなされない場合と比較して幾らかなり広範囲な条件で吸気の充填量の増大(充填効率の向上)を図り得る限りにおいて何ら限定されるものではなく、開閉弁が必ずしも全開及び全閉の二値状態を採る必要も無い。例えば、予め実験的に、経験的に若しくは理論的に、或いは慣性過給の効果、タンクが吸気脈動の生成に与える効果、及びタンクが吸気抵抗に与える影響の相互作用等を考慮してなされるシミュレーション等に基づいて、低回転領域から高回転領域(この場合、「高低」とは定性的な概念を指す)まで可及的に広い範囲で吸気の充填量の増大(充填効率の向上)を図り得る制御態様に設定されていてもよい。   Note that the control mode of the on-off valve related to the control means is not limited as long as the intake amount can be increased (improvement of charging efficiency) under a considerably wider range of conditions than at least when this type of control is not performed. It is not limited, and it is not always necessary for the on-off valve to take a binary state of fully open and fully closed. For example, in advance, experimentally, empirically or theoretically, considering the effect of inertia supercharging, the effect of the tank on the generation of intake pulsation, the interaction of the effect of the tank on the intake resistance, etc. Based on simulation, etc., increase the intake charge amount (improvement of filling efficiency) in the widest possible range from the low rotation range to the high rotation range (in this case, “high and low” refers to the qualitative concept) It may be set to a control mode that can be achieved.

本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記車両が、前記内燃機関が所定の低回転領域にある状態から加速する場合に、(i)前記開閉弁を開弁させ且つ前記開閉制御の実行を許可する第1制御モード、(ii)前記開閉弁を開弁させ且つ前記開閉制御の実行を禁止する第2制御モード及び(iii)前記開閉弁を閉弁させ且つ前記開閉制御の実行を禁止する第3制御モードの順で順次一の制御モードを選択的に実行する。   In one aspect of the intake control device for an internal combustion engine according to the present invention, the control means is configured to (i) turn on the on-off valve when the vehicle accelerates from a state in which the internal combustion engine is in a predetermined low rotation region. A first control mode for opening the valve and allowing the execution of the opening / closing control; (ii) a second control mode for opening the opening / closing valve and prohibiting the execution of the opening / closing control; and (iii) closing the opening / closing valve. One control mode is selectively executed sequentially in the order of the third control mode that prohibits the execution of the opening / closing control.

この態様によれば、低回転領域(車速が低速領域にあることを含む)からの加速時において、第1、第2及び第3制御モードの順に一の制御モードが選択的に実行される(尚、「制御モードを実行する」とは、好適な一形態として、一の制御モードにより規定される要件を満たす範囲で開閉弁及び吸気制御弁が駆動制御されることを意味する)ため、車両の運転条件の変化に対し、吸気充填量(即ち、一義的に出力トルク)の不連続な変化が抑制され、低回転領域から高回転領域まで十分な吸気充填量を担保しつつ、少なくとも体感的な動力性能の低下やドライバビリティの悪化を抑制することが可能となる。   According to this aspect, at the time of acceleration from the low rotation region (including that the vehicle speed is in the low speed region), one control mode is selectively executed in the order of the first, second, and third control modes ( Note that “execution of the control mode” means that the on-off valve and the intake control valve are driven and controlled within a range satisfying the requirements stipulated by the one control mode) as a preferred form) The discontinuous change in the intake charge amount (i.e., the output torque) is suppressed in response to the change in the operating conditions, and at least sensational while ensuring a sufficient intake charge amount from the low rotation range to the high rotation range As a result, it is possible to suppress a decrease in power performance and a deterioration in drivability.

尚、この態様は、その要諦の少なくとも一部が、過渡的な条件(実質的にみて順次選択的に一の制御モードを実行する意味が生じない、或いはそのような時間的余裕がない等の条件)を除けば、第3の制御モードに先んじて第2の制御モードが、第2の制御モードに先んじて第1の制御モードが、夫々幾らかなり実行される点にあり、その点に鑑みれば、この態様における「所定の低回転領域」とは、必ずしも厳密に機関回転速度や車速により規定されずともよい。また、同様に、この種の加速時に必ずこれら三種類の制御モードが実行される必要も無い。   In this aspect, at least a part of the essential point is that a transient condition (substantially, it does not make sense to execute one control mode selectively in a sequential manner, or there is no such time margin, etc. (Condition)), the second control mode is executed prior to the third control mode, and the first control mode is executed somewhat prior to the second control mode. For example, the “predetermined low rotation region” in this aspect does not necessarily have to be strictly defined by the engine rotation speed or the vehicle speed. Similarly, it is not always necessary to execute these three types of control modes during this type of acceleration.

一の制御モードが選択的に実行される本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記機関回転速度が夫々第1基準値未満となる第1回転領域、該第1基準値以上の値として規定される第2基準値未満となる第2回転領域及び該第2基準値以上となる第3回転領域に属する場合に、夫々前記第1制御モード、第2制御モード及び第3制御モードを選択する。   In one aspect of the intake control device for an internal combustion engine according to the present invention in which one control mode is selectively executed, the control means includes a first rotation region in which the engine rotation speed is less than a first reference value, In the case of belonging to a second rotation region that is less than a second reference value defined as a value that is greater than or equal to the first reference value and a third rotation region that is greater than or equal to the second reference value, the first control mode and second The control mode and the third control mode are selected.

この態様によれば、第1、第2及び第3制御モードの実行条件が、本発明に係る「車両の運転条件」の一として機関回転速度に基づいて規定され、第1、第2及び第3制御モードが夫々第1、第2及び第3回転領域において実行される。吸気制御弁の開閉制御と無関係に生じる吸気の脈動の度合い、タンクに起因する吸気抵抗、慣性過給の理論的、実質的若しくは現実的な効果、又は物理的、機械的、機構的、電気的若しくは電磁気的な理由に起因する慣性過給の実行可否等、開閉弁及び吸気制御弁の駆動条件は、機関回転速度と高い相関があり、このように機関回転速度に基づいてこれら各種制御モードの実行条件が規定される場合には、簡便に且つ効果的に吸気充填量(充填効率)の最適化を図り得て有益である。   According to this aspect, the execution conditions of the first, second and third control modes are defined based on the engine speed as one of the “vehicle driving conditions” according to the present invention, and the first, second and second control modes are defined. Three control modes are executed in the first, second and third rotation regions, respectively. The degree of intake pulsation that occurs independently of the opening / closing control of the intake control valve, the intake resistance due to the tank, the theoretical, substantial or practical effect of inertial supercharging, or the physical, mechanical, mechanical, electrical Alternatively, the driving conditions of the on-off valve and the intake control valve, such as whether or not to perform inertia supercharging due to electromagnetic reasons, have a high correlation with the engine speed, and thus the various control modes are based on the engine speed. When the execution condition is defined, it is beneficial to optimize the intake charge amount (filling efficiency) simply and effectively.

尚、本発明において「以上」及び「未満」とは、基準値の設定如何により夫々容易に「より大きい」及び「以下」と置換し得る概念であり、当該基準値を含むか否かは、発明の本質と無関係である。   In the present invention, `` more than '' and `` less than '' are concepts that can be easily replaced with `` greater than '' and `` less than '', respectively, depending on the setting of the reference value. It is unrelated to the essence of the invention.

一の制御モードが選択的に実行される本発明にかかる内燃機関の他の態様では、前記制御手段は、前記第2制御モードが選択された場合に、前記第2制御モードを所定時間継続して実行する。   In another aspect of the internal combustion engine according to the present invention in which one control mode is selectively executed, the control means continues the second control mode for a predetermined time when the second control mode is selected. And execute.

第2制御モードは、慣性過給を非実行としつつタンクによる吸気の脈動生成を積極的に行わしめる制御モードであって、第1制御モード(慣性過給を実行するモード)と第3制御モード(慣性過給を非実行とし且つタンクと吸気通路が連通することによる吸気抵抗の増大も防止するモード)との中間的な意味合いを有する制御モードである。言い換えれば、第1制御モードから最終的に第3制御モードへ制御モードが遷移する場合に、吸気充填量の急変を緩和する役割を担う制御モードである。   The second control mode is a control mode in which the intake air pulsation is actively generated by the tank while the inertia supercharging is not executed, and the first control mode (the mode in which inertia supercharging is executed) and the third control mode. This is a control mode having an intermediate meaning with (a mode in which inertia supercharging is not performed and an increase in intake resistance due to communication between the tank and the intake passage is prevented). In other words, the control mode plays a role of alleviating a sudden change in the intake charge amount when the control mode finally transitions from the first control mode to the third control mode.

一方、この種の制御モードの切り替えが、単に機関回転速度のみで規定された場合には、第2制御モードが実質的に有意な期間実行されない可能性があり、吸気充填量に比較的急激な変化が生じる可能性が必ずしも排除されない。その点、このように、所定時間第2制御モードが実行される場合、言い換えれば第1制御モードと第3制御モードとの間に時系列的に第2の制御モードが介在する場合には、吸気充填量の急激な或いは大きな変化が生じ難くなり、好適である。   On the other hand, if this type of control mode switching is defined solely by the engine speed, the second control mode may not be executed for a substantially significant period, and the intake charge amount is relatively abrupt. The possibility of changes is not necessarily excluded. In that respect, when the second control mode is executed for a predetermined time in this way, in other words, when the second control mode is interposed in time series between the first control mode and the third control mode, This is preferable because a sudden or large change in the intake charge amount hardly occurs.

本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の他の態様では、前記タンクは、前記吸気通路に沿った方向に複数の前記開口部を有し、前記開閉弁は、該複数の開口部の各々に対応して備わっており、前記制御手段は、前記開閉弁を開弁させる場合には、前記内燃機関の機関回転速度の上昇に伴って、前記複数の開閉弁のうち上流側に位置する一の前記開閉弁から順に開弁させる。   In another aspect of the intake control device for an internal combustion engine according to the present invention, the tank has a plurality of openings in a direction along the intake passage, and the on-off valve is provided in each of the openings. When the opening / closing valve is opened, the control means is provided with one of the plurality of opening / closing valves located upstream from the increase in the engine speed of the internal combustion engine. The valves are opened sequentially from the on-off valve.

この態様によれば、タンクは吸気通路に沿った方向に複数の開口部を有し、開閉弁が、この複数の開口部の各々に対応して備わっているため、例えば一の開閉弁がタンクと吸気通路とを連通させるべく開弁した場合には、開口部から吸気制御弁(或いは、各気筒の吸気弁でもよい)までの距離が変化することとなる。   According to this aspect, since the tank has a plurality of openings in the direction along the intake passage, and the on-off valves are provided corresponding to the respective openings, for example, one on-off valve is provided in the tank. When the valve is opened to allow the intake passage to communicate with the intake passage, the distance from the opening to the intake control valve (or the intake valve of each cylinder) changes.

一方、この距離は、少なくとも吸気通路(或いは、それに加え、開口部と吸気通路とを繋ぐものとして好適に備わる管路)の管径が不変である場合には、吸気脈動の正圧波の伝播状態(伝播速度や吸気制御弁又は吸気弁到達時点の位相等)と高い相関を有しており、定性的にみれば、より下流側(即ち、気筒側であり、当該距離が短い旨に相当する)の開口部が、より高回転側で慣性過給を生じさせ易い傾向を有する。無論、吸気制御弁における開閉タイミングの制御(即ち、本発明に係る所定の開閉制御)の態様により、慣性過給による吸気充填量増大に係る効果をある程度の機関回転速度の範囲で最適化することは可能であり、また、同様に、吸気制御弁から気筒までの距離の偏差を補償することも可能であるが、いずれにせよ、より下流側の開口部でタンクと吸気通路が連通する方が、高回転側の慣性過給に際し有利である点は変らない。   On the other hand, this distance is the propagation state of the positive pressure wave of the intake pulsation when at least the diameter of the intake passage (or in addition to that, a conduit suitably connected to the opening and the intake passage) is unchanged. (Propagation speed, intake control valve or intake valve arrival phase, etc.) are highly correlated, and qualitatively, this is equivalent to the fact that the distance is shorter on the downstream side (that is, on the cylinder side). ) Opening tends to cause inertial supercharging on the higher rotation side. Of course, by optimizing the opening / closing timing of the intake control valve (ie, the predetermined opening / closing control according to the present invention), the effect of increasing the intake charge amount due to inertia supercharging is optimized within a certain range of engine speed. Similarly, it is also possible to compensate for the deviation in the distance from the intake control valve to the cylinder, but in any case, it is better that the tank and the intake passage communicate with each other at the opening on the downstream side. The advantage that is advantageous in the case of inertia supercharging on the high rotation side remains unchanged.

この態様によれば、機関回転速度の上昇に伴い、複数の開閉弁のうち上流側の開閉弁から順次開弁する(好適には、常に一の開閉弁が開弁する)ように開閉弁が制御されるため、例えば慣性過給を実行する旨が規定された範囲(例えば、上述した第1回転領域)において、より効率的に且つ効果的に慣性過給に係る利益を享受することが可能となる。   According to this aspect, as the engine speed increases, the open / close valve is opened sequentially from the upstream open / close valve among the multiple open / close valves (preferably, one open / close valve is always open). Because it is controlled, for example, it is possible to enjoy the benefits of inertial supercharging more efficiently and effectively in a range in which it is prescribed that inertial supercharging is executed (for example, the first rotation region described above). It becomes.

本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の他の態様では、前記開閉弁が開弁するように制御される期間において前記開閉制御が行われた場合における前記吸気に係る吸気圧に基づいて、前記開弁するように制御された開閉弁の閉故障の有無を判別する判別手段を更に具備する。   In another aspect of the intake control device for an internal combustion engine according to the present invention, based on an intake pressure related to the intake when the open / close control is performed in a period in which the open / close valve is controlled to open, It further comprises a discriminating means for discriminating whether or not the on-off valve controlled to be opened is closed.

この態様によれば、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成され得る判別手段により、開弁が指示された開閉弁の閉故障(即ち、閉固着等を好適に含む、有意な開弁量を伴って開弁しない旨の故障)の有無が判別される。   According to this aspect, for example, a closing failure (that is, a closed sticking or the like) of the on-off valve instructed to open by the determining means that can be configured as various processing units such as an ECU, various controllers or various computer systems such as a microcomputer device, etc. The presence / absence of a failure that is preferably not included with a significant valve opening amount is determined.

ここで、タンクによる負圧波の位相反転が慣性過給において重きをなす点に鑑みれば、吸気制御弁に対し開閉制御がなされるに際して開弁する旨が指示される開閉弁が正常である場合、当該開閉弁が開弁している場合(即ち、端的に言えば慣性過給作用が生じる場合)と閉弁している場合(同じく慣性過給作用が生じない場合)とで、吸気圧には有意な偏差が生じ易い。一方で、当該開閉弁が閉故障を生じている場合、開弁時(即ち、開弁が指示された場合であり、閉弁したままである)における吸気圧と閉弁時における吸気圧との間に実質的な偏差は生じ難い。従って、吸気圧に基づいて開閉弁の閉故障の有無を好適に判別することが可能となるのである。   Here, in view of the fact that the phase inversion of the negative pressure wave by the tank is important in inertia supercharging, when the on-off valve that is instructed to open when the on-off control is performed on the intake control valve is normal, The intake pressure varies depending on whether the on-off valve is open (ie, the inertia supercharging action occurs in short) or the valve is closed (similarly, the inertia supercharging action does not occur). Significant deviation is likely to occur. On the other hand, when the on-off valve has a closed failure, the intake pressure at the time of valve opening (that is, when the valve is instructed to open and remains closed) and the intake pressure at the time of valve closing are Substantial deviations are unlikely to occur between them. Therefore, it is possible to appropriately determine whether or not the on-off valve is closed due to the intake pressure.

尚、吸気圧とは、吸気の圧力であり、例えば吸気通路上、何処の部位の圧力であってもよいが、連通管や吸気マニホールド(以下、適宜「インマニ」と称する)等、気筒により近い側の吸気通路における吸気圧は、その脈動のピーク数が相対的に少ないため、誤検出が生じ難い点において、この種の判別に供されて好適である。尚、「吸気圧に基づいて」とは、吸気圧そのものを判別に際しての指標値として利用することのみを表すものでなく、吸気圧と相関する各種の指標値をこの種の判別に供することにより間接的にこの種の判別に役立てることを含む趣旨である。   The intake pressure is the pressure of the intake air, and may be, for example, the pressure at any part of the intake passage, but is closer to the cylinder such as a communication pipe or an intake manifold (hereinafter referred to as “in manifold” as appropriate). The intake pressure in the intake passage on the side is suitable for this type of determination because it has a relatively small number of pulsation peaks and is unlikely to be erroneously detected. Note that “based on the intake pressure” does not only indicate that the intake pressure itself is used as an index value for determination, but by using various index values correlated with the intake pressure for this type of determination. It is intended to include indirectly using this kind of discrimination.

判別手段を備える本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の一の態様では、前記タンクは、前記吸気通路に沿った方向に複数の前記開口部を有し、前記開閉弁は、該複数の開口部の各々に対応して備わっており、前記制御手段は、前記開弁するように制御された開閉弁について前記閉故障が有る旨が判別された場合に、該閉故障が有る旨が判別された開閉弁に代えて、該閉故障が有る旨が判別された開閉弁を除く他の前記開閉弁の開閉状態を制御する。   In one aspect of the intake control device for an internal combustion engine according to the present invention, the tank has a plurality of openings in a direction along the intake passage, and the on-off valve has the openings. The control means determines that there is a closed fault when it is determined that there is the closed fault with respect to the on-off valve that is controlled to open. Instead of the open / close valve, the open / close state of the other open / close valves other than the open / close valve determined to have the closed failure is controlled.

この態様によれば、全ての開閉弁で閉故障が生じていない限り、一の開閉弁を開弁して慣性過給を実行することが可能となるため、慣性過給が実行不能となることによる、好適には低回転領域での吸気充填量の低下が抑制され、低回転領域での動力性能の低下を抑制することが可能となる。   According to this aspect, unless one of the on-off valves has a closed failure, it is possible to open one on-off valve and execute inertia supercharging. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the intake charge amount in the low rotation region, and it is possible to suppress a decrease in power performance in the low rotation region.

尚、この態様では、前記他の開閉弁の開閉状態が制御される場合に、前記開閉制御に係る前記吸気制御弁の開閉時期を補正する補正手段を更に具備してもよい。   In this aspect, when the open / close state of the other open / close valve is controlled, a correction means for correcting the open / close timing of the intake control valve related to the open / close control may be further provided.

既に述べたように、一の開閉弁を、閉故障を生じた開閉弁に代替する場合、開口部から吸気制御弁或いは対象となる気筒の吸気弁までの距離が相違するため、吸気制御弁の開閉時期を不変とすると、正圧のピークが、燃焼室に相当する位置から乖離し、慣性過給の効果が低下しかねない。この態様によれば、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成され得る補正手段により、吸気制御弁の開閉時期が補正されるため、正常な開閉弁を、閉故障を生じた開閉弁に代替させた場合に、慣性過給に係る吸気充填量の向上に係る効果の低下を防ぐことが可能となる。   As described above, when one on-off valve is replaced with an on-off valve that has caused a closed failure, the distance from the opening to the intake control valve or the intake valve of the target cylinder is different. If the opening / closing timing is not changed, the positive pressure peak deviates from the position corresponding to the combustion chamber, and the effect of inertia supercharging may be reduced. According to this aspect, the opening / closing timing of the intake control valve is corrected by correction means that can be configured as various processing units such as an ECU, various controllers or various computer systems such as a microcomputer device, etc. When the on-off valve that has caused the closing failure is replaced, it is possible to prevent a decrease in the effect related to the improvement of the intake charge amount related to the inertia supercharging.

判別手段を備える本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の他の態様では、前記開弁するように制御された開閉弁について前記閉故障が有る旨が判別された場合に、前記開閉制御の実行を制限する制限手段を更に具備する。   In another aspect of the intake control device for an internal combustion engine according to the present invention, comprising the determination means, the execution of the opening / closing control is performed when it is determined that the closing failure is detected for the opening / closing valve controlled to open. There is further provided a limiting means for limiting.

この態様によれば、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成され得る制限手段により、開閉弁が閉故障を生じている旨が判別された場合に、吸気制御弁に対する開閉制御の実行が制限されるため、開閉弁の閉故障により実際には慣性過給が有意に作用していないにもかかわらず燃料の増量が図られること等による燃費及びエミッションの悪化が防止され、好適である。尚、「制限する」とは、好適な一態様として、禁止することを含みつつ、この種の制限がなされない場合と比較して幾らかなり実行が阻害されることを包括する概念である。   According to this aspect, for example, when it is determined that a closing failure has occurred in the on-off valve by a restriction unit that can be configured as various processing units such as an ECU, various controllers or various computer systems such as a microcomputer device, Since the execution of open / close control for the control valve is limited, the fuel consumption and emissions deteriorate due to the increase in fuel, etc., despite the fact that inertia supercharging does not actually act significantly due to the closing failure of the open / close valve Is prevented and suitable. Note that “restrict” is a concept that includes prohibition as a preferable aspect, and that execution is considerably hindered compared to a case where this kind of restriction is not made.

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。   Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.

<発明の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
<第1実施形態>
<実施形態の構成>
始めに、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るエンジンシステム10の構成について一部その動作を交えて説明する。ここに、図1は、エンジンシステム10の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
<Embodiment of the Invention>
Various preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Embodiment>
<Configuration of Embodiment>
First, the configuration of the engine system 10 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of the engine system 10.

図1において、エンジンシステム10は、図示せぬ車両に搭載され、ECU100及びエンジン200を備える。   In FIG. 1, an engine system 10 is mounted on a vehicle (not shown) and includes an ECU 100 and an engine 200.

ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備え、エンジン200の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「制御手段」、「判別手段」及び「制限手段」の一例である。ECU100は、ROMに格納された制御プログラムに従って、後述する弁駆動制御及び故障対応制御を実行することが可能に構成されている。   The ECU 100 is an electronic control unit that includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and is configured to be able to control the entire operation of the engine 200. Is an example of “control means”, “discrimination means”, and “limitation means”. The ECU 100 is configured to be able to execute later-described valve drive control and failure response control in accordance with a control program stored in the ROM.

エンジン200は、軽油を燃料とする、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列4気筒ディーゼルエンジンである。エンジン200の概略について説明すると、エンジン200は、シリンダブロック201に4本の気筒202が並列して配置された構成を有している。そして、各気筒内における圧縮行程において、当該圧縮行程或いは吸気行程に気筒内に直接噴射される燃料と吸入空気との混合気が圧縮され、自発的に着火した際に生じる力が、夫々不図示のピストン及びコネクティングロッドを介してクランクシャフト(不図示)の回転運動に変換される構成となっている。このクランクシャフトの回転は、エンジンシステム10を搭載する車両の駆動輪に伝達され、当該車両の走行が可能となる。以下に、エンジン200の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。尚、個々の気筒202の構成は相互に等しいため、ここでは一の気筒202についてのみ説明することとする。   The engine 200 is an in-line four-cylinder diesel engine that is an example of an “internal combustion engine” according to the present invention that uses light oil as fuel. The outline of the engine 200 will be described. The engine 200 has a configuration in which four cylinders 202 are arranged in parallel in a cylinder block 201. In the compression stroke in each cylinder, the force generated when the mixture of the fuel and the intake air directly injected into the cylinder in the compression stroke or the intake stroke is compressed and spontaneously ignited is not shown. This is converted into rotational movement of a crankshaft (not shown) via a piston and a connecting rod. The rotation of the crankshaft is transmitted to drive wheels of a vehicle on which the engine system 10 is mounted, and the vehicle can travel. Below, the principal part structure of the engine 200 is demonstrated with a part of the operation | movement. Since the configurations of the individual cylinders 202 are equal to each other, only one cylinder 202 will be described here.

図1において、外界から導かれる空気たる吸入空気は、本発明に係る「吸気通路」の一例たる吸気管204に導かれる構成となっている。この吸気管204には、吸気管204に導かれる吸入空気の量を調節可能なディーゼルスロットルバルブ205が配設されている。このディーゼルスロットルバルブ205は、ECU100と電気的に接続され且つECU100により上位に制御されるスロットルバルブモータ(不図示)から供給される駆動力により回転可能に構成された回転弁であり、ディーゼルスロットルバルブ205を境にした吸気管204の上流部分と下流部分とをほぼ遮断する全閉位置から、ほぼ全面的に連通させる全開位置まで、その回転位置が連続的に制御される構成となっている。このように、エンジン200では、ディーゼルスロットルバルブ205及びスロットルバルブモータにより、一種の電子制御式スロットル装置が構成されている。   In FIG. 1, intake air that is air guided from the outside is guided to an intake pipe 204 that is an example of an “intake passage” according to the present invention. The intake pipe 204 is provided with a diesel throttle valve 205 capable of adjusting the amount of intake air guided to the intake pipe 204. The diesel throttle valve 205 is a rotary valve that is configured to be rotatable by a driving force supplied from a throttle valve motor (not shown) that is electrically connected to the ECU 100 and controlled by the ECU 100 in a higher level. The rotation position is continuously controlled from the fully closed position where the upstream portion and the downstream portion of the intake pipe 204 at the boundary of 205 are substantially blocked to the fully open position where the intake portion 204 communicates almost entirely. Thus, in the engine 200, a kind of electronically controlled throttle device is configured by the diesel throttle valve 205 and the throttle valve motor.

尚、エンジン200は、ディーゼルエンジンであり、その出力は、ガソリン等を燃料とするエンジンにおける空燃比制御(吸気量を基準とした燃料噴射制御)と異なり、噴射量の増減制御を介してコントロールされる。従って、ディーゼルスロットルバルブ205を介して吸入される吸入空気の量には、少なくともその上限側に実質的な制限はなく、ディーゼルスロットルバルブ205は、エンジン200の動作期間の大部分の領域において、基本的に全開位置に制御される。   Engine 200 is a diesel engine, and its output is controlled through injection amount increase / decrease control, unlike air-fuel ratio control (fuel injection control based on intake air amount) in an engine using gasoline or the like as fuel. The Therefore, the amount of intake air sucked through the diesel throttle valve 205 is not substantially limited at least on the upper limit side, and the diesel throttle valve 205 is basically used in most regions of the engine 200 operation period. Therefore, it is controlled to the fully open position.

吸気管204は、ディーゼルスロットルバルブ205の下流側において連通管206に接続され、その内部において連通管206と連通する構成となっている。連通管206は、各気筒202の吸気ポート(不図示)の各々に連通しており、吸気管204に導かれた吸入空気は、連通管206を介して、各気筒に対応する吸気ポートに導かれる構成となっている。吸気ポートは、一の気筒202について夫々二個ずつ備わっており、夫々が気筒202内部に連通可能に構成されている。尚、吸気管204及び連通管206により、本発明に係る「吸気通路」の一例が構成されている。   The intake pipe 204 is connected to the communication pipe 206 on the downstream side of the diesel throttle valve 205 and is configured to communicate with the communication pipe 206 therein. The communication pipe 206 communicates with each intake port (not shown) of each cylinder 202, and the intake air guided to the intake pipe 204 is guided to the intake port corresponding to each cylinder via the communication pipe 206. It is configured to be written. Two intake ports are provided for each cylinder 202, and each intake port is configured to communicate with the inside of the cylinder 202. The intake pipe 204 and the communication pipe 206 constitute an example of the “intake passage” according to the present invention.

吸気ポートと気筒202内部との連通状態は、各吸気ポートに設けられた吸気バルブ207により制御される。吸気バルブ207は、クランクシャフトに連動して回転する吸気カムシャフト208に固定された、吸気カムシャフト208の伸長方向と垂直な断面が楕円形状をなす吸気カム209のカムプロフィール(端的に言えば、形状)に応じてその開閉特性が規定されており、開弁時に吸気ポートと気筒202内部とを連通させることが可能に構成されている。このように、エンジン200では、連通管206が、個々の気筒202(より具体的には吸気ポート)に対応する部分の上流側において集約され、所謂一弁式のインマニレス吸気系が実現されている。   The communication state between the intake port and the cylinder 202 is controlled by an intake valve 207 provided at each intake port. The intake valve 207 is fixed to the intake camshaft 208 that rotates in conjunction with the crankshaft. The cam profile of the intake cam 209 that has an elliptical cross section perpendicular to the extending direction of the intake camshaft 208 (in short, The opening / closing characteristics are defined according to the shape), and the intake port and the inside of the cylinder 202 can communicate with each other when the valve is opened. As described above, in the engine 200, the communication pipe 206 is concentrated on the upstream side of the portion corresponding to each cylinder 202 (more specifically, the intake port), so that a so-called single valve type intake manifoldless intake system is realized. Yes.

気筒202の内部には、筒内噴射型のインジェクタ203の一部としての燃料噴射弁が露出しており、高温高圧の気筒内部に燃料たる軽油を直接噴射することが可能に構成されている。ここで、燃料は、不図示の燃料タンクに貯留されている。この燃料タンクに貯留される燃料は、不図示のフィードポンプの作用により燃料タンクから汲み出され、不図示の低圧配管を介して不図示の高圧ポンプに圧送される構成となっている。この高圧ポンプは、コモンレール203Aに対し、燃料を供給することが可能に構成されている。尚、高圧ポンプは、公知の各種態様を採り得、ここでは、その詳細については省略することとする。   A fuel injection valve as a part of the in-cylinder injector 203 is exposed inside the cylinder 202, and is configured so that light oil as fuel can be directly injected into the high-temperature and high-pressure cylinder. Here, the fuel is stored in a fuel tank (not shown). The fuel stored in the fuel tank is pumped out of the fuel tank by the action of a feed pump (not shown) and is pumped to a high pressure pump (not shown) through a low pressure pipe (not shown). This high pressure pump is configured to be able to supply fuel to the common rail 203A. The high-pressure pump can take various known modes, and the details thereof will be omitted here.

コモンレール203Aは、ECU100と電気的に接続され、上流側(即ち、高圧ポンプ側)から供給される高圧燃料をECU100により設定される目標レール圧まで蓄積することが可能に構成された、高圧貯留手段である。尚、コモンレール203Aには、レール圧を検出することが可能なレール圧センサ及びレール圧が上限値を超えないように蓄積される燃料量を制限するプレッシャリミッタ等が配設されるが、ここではその図示を省略することとする。インジェクタ203は、気筒202各々について搭載されており、夫々が高圧デリバリ203Bを介してコモンレール203Aに接続されている。   The common rail 203A is electrically connected to the ECU 100, and is configured to store high pressure fuel supplied from the upstream side (that is, the high pressure pump side) up to a target rail pressure set by the ECU 100. It is. The common rail 203A is provided with a rail pressure sensor capable of detecting the rail pressure and a pressure limiter for limiting the amount of fuel accumulated so that the rail pressure does not exceed the upper limit value. The illustration is omitted. The injector 203 is mounted for each cylinder 202, and each is connected to the common rail 203A via the high-pressure delivery 203B.

ここで、インジェクタ203の構成について補足すると、インジェクタ203は、ECU100から供給される指令に基づいて作動する電磁弁と、この電磁弁への通電時に燃料を噴射するノズル(いずれも不図示)とを備える。当該電磁弁は、コモンレール203Aの高圧燃料が印加される圧力室と、当該圧力室に接続された低圧側の低圧通路との間の連通状態を制御することが可能に構成されており、通電時に当該加圧室と低圧通路とを連通させると共に、通電停止時に当該加圧室と低圧通路とを相互に遮断する。   Here, to supplement the configuration of the injector 203, the injector 203 includes an electromagnetic valve that operates based on a command supplied from the ECU 100, and a nozzle (both not shown) that injects fuel when the electromagnetic valve is energized. Prepare. The solenoid valve is configured to be able to control the communication state between the pressure chamber to which the high pressure fuel of the common rail 203A is applied and the low pressure side low pressure passage connected to the pressure chamber. The pressurizing chamber and the low pressure passage are communicated with each other, and the pressurizing chamber and the low pressure passage are shut off from each other when energization is stopped.

一方、ノズルは、噴孔を開閉するニードルを内蔵し、圧力室の燃料圧力がニードルを閉弁方向(噴孔を閉じる方向)に付勢している。従って、電磁弁への通電により加圧室と低圧通路とが連通し、圧力室の燃料圧力が低下すると、ニードルがノズル内を上昇して開弁する(噴孔を開く)ことにより、コモンレール203Aより供給された高圧燃料を噴孔より噴射することが可能に構成される。また、電磁弁への通電停止により加圧室と低圧通路とが相互に遮断されて圧力室の燃料圧力が上昇すると、ニードルがノズル内を下降して閉弁することにより、噴射が終了する構成となっている。尚、このような構成は一例であり、例えば、燃料噴射プロセスそのものが電子制御化(即ち、圧力を媒体とすることなく燃料を噴射する)されていてもよい。   On the other hand, the nozzle has a built-in needle for opening and closing the nozzle hole, and the fuel pressure in the pressure chamber urges the needle in the valve closing direction (direction in which the nozzle hole is closed). Accordingly, when the solenoid chamber is energized, the pressurizing chamber communicates with the low-pressure passage, and when the fuel pressure in the pressure chamber decreases, the needle rises in the nozzle and opens (opens the nozzle hole), thereby causing the common rail 203A. The high-pressure fuel supplied more can be injected from the injection hole. In addition, when the energization of the solenoid valve is stopped, the pressurization chamber and the low pressure passage are cut off from each other and the fuel pressure in the pressure chamber rises, and the needle is lowered in the nozzle to close the valve, thereby terminating the injection. It has become. In addition, such a structure is an example, for example, the fuel injection process itself may be electronically controlled (that is, fuel is injected without using pressure as a medium).

ここで、インジェクタ203によれば、燃料の噴射量を精細に制御することが可能であり、エンジン200では、個々のシリンダ202において、インジェクタ203を介し、目標噴射量に相当する燃料が、燃料と吸気との予混合を促進するための(無論、燃焼室内の急激な温度上昇を防止する目的もある)一又は複数回のパイロット噴射と、目標噴射量とパイロット噴射量との差分に相当するメイン噴射とに分割して噴射される構成となっている。   Here, according to the injector 203, it is possible to precisely control the fuel injection amount. In the engine 200, the fuel corresponding to the target injection amount is supplied to the fuel in each cylinder 202 via the injector 203. Mainly equivalent to the difference between one or more pilot injections to promote premixing with intake air (of course, also to prevent rapid temperature rise in the combustion chamber) and the target injection amount and pilot injection amount It becomes the structure divided | segmented into injection and injecting.

尚、高圧ポンプ、コモンレール203A、高圧デリバリ203B、及びインジェクタ203は、一体のコモンレールシステムとして構成されていてもよい。また、高温高圧の気筒内部に燃料を噴射するための態様は、ここに例示するものに限定されず、公知の各種態様を採ってよい。   Note that the high-pressure pump, the common rail 203A, the high-pressure delivery 203B, and the injector 203 may be configured as an integrated common rail system. Further, the mode for injecting fuel into the high-temperature and high-pressure cylinder is not limited to those exemplified here, and various known modes may be adopted.

いずれにせよ気筒202内部で形成される混合気は、圧縮行程において自着火して燃焼し、燃焼済みガスとして、或いは一部未燃の混合気として、吸気バルブ207の開閉に連動して開閉する排気バルブ210の開弁時に、不図示の排気ポートを介して排気として排気マニホールド213に導かれる構成となっている。排気バルブ210は、クランクシャフトに連動して回転する排気カムシャフト211に固定された、排気カムシャフト211の伸長方向と垂直な断面が楕円形状をなす排気カム212のカムプロフィール(端的に言えば、形状)に応じてその開閉特性が規定されており、開弁時に排気ポートと気筒202内部とを連通させることが可能に構成されている。排気マニホールド213に集約された排気は、排気マニホールド213に連通する排気管214に供給される。   In any case, the air-fuel mixture formed in the cylinder 202 is self-ignited and burned in the compression stroke, and is opened and closed in conjunction with opening and closing of the intake valve 207 as a burned gas or a partially unburned air-fuel mixture. When the exhaust valve 210 is opened, exhaust gas is guided to the exhaust manifold 213 through an exhaust port (not shown). The exhaust valve 210 is fixed to the exhaust camshaft 211 that rotates in conjunction with the crankshaft, and the cam profile of the exhaust cam 212 having an elliptical cross section perpendicular to the extending direction of the exhaust camshaft 211 (in short, The opening / closing characteristics are defined according to the shape), and the exhaust port and the cylinder 202 can be communicated with each other when the valve is opened. The exhaust gas collected in the exhaust manifold 213 is supplied to the exhaust pipe 214 communicating with the exhaust manifold 213.

排気管214には、タービンハウジング215に収容される形でタービン216が設置されている。タービン216は、排気管214に導かれた排気の圧力(即ち、排気圧)により所定の回転軸を中心として回転可能に構成された、セラミック製の回転翼車である。このタービン216の回転軸は、コンプレッサハウジング217に収容される形で吸気管204に設置されたコンプレッサ218と共有されており、タービン216が排気圧により回転すると、コンプレッサ218も当該回転軸を中心として回転する構成となっている。   A turbine 216 is installed in the exhaust pipe 214 so as to be accommodated in the turbine housing 215. The turbine 216 is a ceramic impeller configured to be rotatable about a predetermined rotation axis by the pressure of exhaust gas (that is, exhaust pressure) guided to the exhaust pipe 214. The rotating shaft of the turbine 216 is shared with the compressor 218 installed in the intake pipe 204 so as to be accommodated in the compressor housing 217. When the turbine 216 is rotated by exhaust pressure, the compressor 218 is also centered on the rotating shaft. It is configured to rotate.

コンプレッサ218は、エアクリーナ219を介して外界から吸気管204に吸入される吸入空気を、その回転に伴う圧力により下流側へ圧送供給することが可能に構成されており、このコンプレッサ218による吸入空気の圧送効果により、所謂過給が実現される構成となっている。即ち、エンジン200では、タービン216とコンプレッサ218とにより、一種のターボチャージャが構成されている。尚、これ以降の説明において、タービン216及びコンプレッサ218を含む包括概念として、適宜「ターボチャージャ」なる言葉を使用することとする。   The compressor 218 is configured to be able to pump and supply intake air sucked into the intake pipe 204 from the outside via the air cleaner 219 to the downstream side by the pressure accompanying its rotation. A so-called supercharging is realized by the pumping effect. That is, in the engine 200, the turbine 216 and the compressor 218 constitute a kind of turbocharger. In the following description, the term “turbocharger” will be used as appropriate as a comprehensive concept including the turbine 216 and the compressor 218.

吸入空気を浄化可能に構成されたエアクリーナ219とコンプレッサ218との間には、吸入空気の質量流量を検出可能なホットワイヤ式のエアフローメータ220が設置されている。エアフローメータ220は、ECU100と電気的に接続されており、検出された吸入空気量Gaは、ECU100により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。尚、本実施形態において、検出された吸入空気量Gaは、気筒202に吸入される吸気の量(即ち、吸気量)と一義的な関係を有しており、エンジン200の実負荷を規定する指標値として扱われる。   A hot wire type air flow meter 220 capable of detecting the mass flow rate of the intake air is installed between the air cleaner 219 configured to purify the intake air and the compressor 218. The air flow meter 220 is electrically connected to the ECU 100, and the detected intake air amount Ga is grasped by the ECU 100 at a constant or indefinite period. In the present embodiment, the detected intake air amount Ga has a unique relationship with the amount of intake air sucked into the cylinder 202 (that is, the intake air amount), and defines the actual load of the engine 200. Treated as an index value.

吸気管204において、コンプレッサ218の下流側、且つディーゼルスロットルバルブ205の上流側には、インタークーラ221が設置されている。インタークーラ221は、その内部に熱交換壁を有しており、過給された吸入空気が(コンプレッサ218が実質的にみて有意に作用しない低回転領域においても同様である)通過する際に、係る熱交換壁を介した熱交換により吸入空気を冷却することが可能に構成されている。エンジン200は、このインタークーラ221による冷却によって吸入空気の密度を増大させることが可能となるため、コンプレッサ218を介した過給がより効率的になされ得る構成となっている。   In the intake pipe 204, an intercooler 221 is installed on the downstream side of the compressor 218 and the upstream side of the diesel throttle valve 205. The intercooler 221 has a heat exchange wall inside thereof, and when the supercharged intake air passes (similarly in the low rotation region where the compressor 218 does not act substantially), The intake air can be cooled by heat exchange via the heat exchange wall. The engine 200 can increase the density of the intake air by the cooling by the intercooler 221, so that the supercharging via the compressor 218 can be performed more efficiently.

ここで、吸気管204における、ディーゼルスロットルバルブ205の下流側では、吸気管204との連通が維持された状態で、吸気管204と同径の分岐管222が分岐している。この分岐管222は更に、その内部が連通孔(即ち、本発明に係る「開口部」の一例である)を介して分岐管222と連通してなるサージタンク223へ接続されている。即ち、サージタンク223は、連通孔及び分岐管222を介して吸気管204と連通する構成となっている。   Here, on the downstream side of the diesel throttle valve 205 in the intake pipe 204, a branch pipe 222 having the same diameter as that of the intake pipe 204 is branched in a state where the communication with the intake pipe 204 is maintained. The inside of the branch pipe 222 is further connected to a surge tank 223 that communicates with the branch pipe 222 through a communication hole (that is, an example of the “opening” according to the present invention). That is, the surge tank 223 is configured to communicate with the intake pipe 204 through the communication hole and the branch pipe 222.

サージタンク223は、上述したターボチャージャの過給作用を適宜受けつつ供給される吸入空気の不規則な脈動を抑制し、且つ下流側(即ち、気筒202側)に安定して吸入空気を供給すると共に、後述するインパルスチャージの実行時において、負圧波の位相を反転させることが可能に構成された貯留手段である。但し、吸入空気は基本的に大なり小なり脈動しつつ気筒202側へ供給されるため、サージタンク223を通過する吸入空気もまた、一種の脈動波である。   The surge tank 223 suppresses irregular pulsation of the intake air supplied while appropriately receiving the above-described turbocharger supercharging action, and stably supplies the intake air to the downstream side (that is, the cylinder 202 side). In addition, the storage means is configured to be able to invert the phase of the negative pressure wave at the time of execution of impulse charge described later. However, since the intake air is basically supplied to the cylinder 202 while pulsating to a greater or lesser extent, the intake air passing through the surge tank 223 is also a kind of pulsating wave.

一方、分岐管222には、サージタンク223と吸気管204との連通状態を制御可能なサージタンク弁224が設置されている。サージタンク弁224は、アクチュエータ225から供給される駆動力に応じてその開閉状態が制御される、本発明に係る「開閉弁」の一例である。このアクチュエータ225は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100によりその駆動状態が制御される構成となっている。即ち、サージタンク弁224の開閉状態は、ECU100により制御される構成となっている。   On the other hand, the branch pipe 222 is provided with a surge tank valve 224 capable of controlling the communication state between the surge tank 223 and the intake pipe 204. The surge tank valve 224 is an example of an “open / close valve” according to the present invention, whose open / close state is controlled in accordance with the driving force supplied from the actuator 225. The actuator 225 is electrically connected to the ECU 100, and the driving state is controlled by the ECU 100. That is, the open / close state of the surge tank valve 224 is controlled by the ECU 100.

尚、サージタンク弁224は、その開閉状態を規定する開度が連続的に可変に構成されているが、ここでは、説明の簡略化のため、当該開度が、分岐管222を介した吸気管204とサージタンク223との連通を遮断する全閉開度と、分岐管222を介して吸気管204とサージタンク223とを最大限に連通させる全開開度との間で二値的に切り替わるものとする。   The surge tank valve 224 is configured such that the opening degree that defines its open / close state is continuously variable, but here, for the sake of simplicity of explanation, the opening degree is determined by the intake air via the branch pipe 222. Switching is made in a binary manner between a fully closed opening that blocks communication between the pipe 204 and the surge tank 223 and a fully opened opening that allows the intake pipe 204 and the surge tank 223 to communicate with each other via the branch pipe 222. Shall.

吸気管204における、分岐管222との分岐位置と連通管206との接続位置との区間には、単一のインパルス弁226が設けられている。インパルス弁226は、弁体の位置により規定される開度が、吸気管204と連通管206との連通を遮断する全閉開度と、吸気管204と連通管206とをほぼ全面的に連通させる全開開度との間で連続的に変化するように構成された、本発明に係る「吸気制御弁」の一例たる電磁制御弁である。インパルス弁226は、アクチュエータ227から供給される駆動力によりその開度が制御される構成となっている。このアクチュエータ227は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100によりその駆動状態が制御される構成となっている。即ち、インパルス弁226の開度は、ECU100により制御される構成となっている。   A single impulse valve 226 is provided in a section of the intake pipe 204 between the branch position with the branch pipe 222 and the connection position with the communication pipe 206. The impulse valve 226 has an opening degree defined by the position of the valve body, a fully-closed opening degree that blocks communication between the intake pipe 204 and the communication pipe 206, and almost complete communication between the intake pipe 204 and the communication pipe 206. It is an electromagnetic control valve as an example of the “intake control valve” according to the present invention, which is configured to continuously change between the fully opened opening. The impulse valve 226 is configured such that its opening degree is controlled by the driving force supplied from the actuator 227. The actuator 227 is electrically connected to the ECU 100, and the driving state of the actuator 227 is controlled by the ECU 100. That is, the opening degree of the impulse valve 226 is controlled by the ECU 100.

排気管214には、DPF(Diesel Particulate Filter)228が設置されている。DPF228は、エンジン200から排出されるPM(Particulate Matter:粒子状物質)を捕集可能且つ浄化可能に構成されている。また、気筒202を収容するシリンダブロック201には、水温センサ229が配設されている。シリンダブロック201内部には、気筒202を冷却するための冷却水(例えば、LLC)の流路たるウォータジャケットが張り巡らされており、当該ウォータジャケット内部において、冷却水が不図示の循環系の作用により循環供給されている。水温センサ229は、このウォータジャケット内部にその検出端子の一部を露出させており、冷却水の温度を検出することが可能に構成されている。水温センサ229は、ECU100と電気的に接続されており、検出された冷却水温は、ECU100により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。更に、連通管206には、連通管206内部の圧力たるインマニ圧Pimを検出可能なインマニ圧センサ230が配設されている。インマニ圧センサ230は、ECU100と電気的に接続されており、検出されたインマニ圧Pimは、ECU100により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。   A DPF (Diesel Particulate Filter) 228 is installed in the exhaust pipe 214. The DPF 228 is configured to collect and purify PM (Particulate Matter) discharged from the engine 200. A water temperature sensor 229 is disposed in the cylinder block 201 that houses the cylinder 202. Inside the cylinder block 201, a water jacket serving as a flow path of cooling water (for example, LLC) for cooling the cylinder 202 is stretched, and the cooling water acts on a circulation system (not shown) inside the water jacket. Is circulated by The water temperature sensor 229 has a part of its detection terminal exposed inside the water jacket, and is configured to detect the temperature of the cooling water. The water temperature sensor 229 is electrically connected to the ECU 100, and the detected cooling water temperature is grasped by the ECU 100 at a constant or indefinite period. Further, the communication pipe 206 is provided with an intake manifold pressure sensor 230 that can detect the intake manifold pressure Pim that is the pressure inside the communication pipe 206. The intake manifold pressure sensor 230 is electrically connected to the ECU 100, and the detected intake manifold pressure Pim is grasped by the ECU 100 at a constant or indefinite period.

尚、本実施形態に係るエンジンシステム10では、本発明に係る「内燃機関」の一例として、ディーゼルエンジンたるエンジン200が採用されているが、本発明に係る内燃機関とはディーゼルエンジンのみを指すものではなく、無論ガソリンエンジンや、アルコール混合燃料を使用するエンジン等であってもよい。また、説明の煩雑化を防ぐ目的から、本実施形態に係るエンジン200には、EGR装置等の排気再循環装置が装着されないが、無論好適な一形態としてエンジン200に排気再循環装置が装着されていてもよい。ここで、排気再循環装置が装着されない構成に鑑みれば、本実施形態におけるエンジン200において、各気筒202に吸気ポートを介して吸入される吸気は、吸気管204を介して導かれる吸入空気のみにより構成される。   In the engine system 10 according to the present embodiment, the engine 200 as a diesel engine is employed as an example of the “internal combustion engine” according to the present invention. However, the internal combustion engine according to the present invention refers only to a diesel engine. Of course, a gasoline engine, an engine using alcohol mixed fuel, or the like may be used. Further, for the purpose of preventing the explanation from being complicated, the engine 200 according to the present embodiment is not equipped with an exhaust gas recirculation device such as an EGR device. However, as a preferred embodiment, the engine 200 is equipped with an exhaust gas recirculation device. It may be. Here, in view of the configuration in which the exhaust gas recirculation device is not mounted, in the engine 200 in the present embodiment, the intake air that is sucked into each cylinder 202 via the intake port is only by the intake air that is guided via the intake pipe 204. Composed.

このように、本実施形態に係るエンジン200は、インパルス弁226の下流側において連通管206が各気筒に対し分岐する、所謂一弁式のインマニレス吸気系を有している。但し、インパルス弁226は、このように各気筒202に共有され且つ共用される構成を採らずともよく、連通管206における各気筒に対応する部位に、気筒202毎に複数備わっていてもよい。   As described above, the engine 200 according to the present embodiment has a so-called one-valve in-maniless intake system in which the communication pipe 206 branches to each cylinder on the downstream side of the impulse valve 226. However, the impulse valve 226 may not be configured to be shared and shared by the respective cylinders 202 as described above, and a plurality of impulse valves 226 may be provided for each cylinder 202 in a portion corresponding to each cylinder in the communication pipe 206.

エンジン200の要求負荷は、不図示のアクセルペダルの操作量(即ち、ドライバによる操作量)たるアクセル開度Taに応じて決定される。アクセル開度Taは、アクセル開度センサ11により検出され、アクセル開度センサ11と電気的に接続されたECU100により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。総体的には、アクセル開度が小さい程要求負荷は小さく、アクセル開度が大きい程要求負荷は大きくなる。要求負荷の大小とは、要求出力の大小と相関するから、エンジンシステム10において、エンジン要求出力は、アクセル開度Taに応じて変化する。   The required load of the engine 200 is determined according to an accelerator opening degree Ta which is an operation amount (that is, an operation amount by a driver) of an unillustrated accelerator pedal. The accelerator opening degree Ta is detected by the accelerator opening degree sensor 11 and is grasped at a constant or indefinite period by the ECU 100 electrically connected to the accelerator opening degree sensor 11. In general, the smaller the accelerator opening, the smaller the required load, and the larger the accelerator opening, the larger the required load. Since the magnitude of the required load correlates with the magnitude of the required output, in the engine system 10, the engine required output changes according to the accelerator opening degree Ta.

<実施形態の動作>
<インパルスチャージの概要>
エンジンシステム10では、ECU100が、インパルス弁226に対し所定の開閉制御を実行することにより、インパルスチャージが実行される。ここで、インパルスチャージとは、インパルス弁226の開閉により生じる吸気の脈動を利用した慣性過給を指す。より具体的に説明すると、インパルス弁226が閉弁した状態で一の気筒202が吸気行程を迎えると、当該気筒202の吸気バルブ207が開弁され、当該気筒202のピストンが下降し始める。この際、インパルス弁226が閉弁しているため、連通管206の管内圧は負圧となり、大気圧又は過給により大気圧以上に維持される吸気管204の管内圧との圧力差が拡大する。
<Operation of Embodiment>
<Overview of impulse charge>
In the engine system 10, the impulse charge is executed when the ECU 100 executes predetermined opening / closing control on the impulse valve 226. Here, the impulse charge refers to inertial supercharging utilizing intake air pulsation caused by opening and closing of the impulse valve 226. More specifically, when one cylinder 202 reaches the intake stroke with the impulse valve 226 closed, the intake valve 207 of the cylinder 202 is opened, and the piston of the cylinder 202 starts to descend. At this time, since the impulse valve 226 is closed, the internal pressure of the communication pipe 206 becomes negative, and the pressure difference from the internal pressure of the intake pipe 204 maintained at atmospheric pressure or higher due to supercharging is increased. To do.

このような状態においてインパルス弁226を開弁する(即ち、吸気バルブ207の開弁タイミング以降の開弁期間において開弁する)と、吸気管204と該当する気筒202(即ち、その時点で吸気行程にある気筒)の内部とが連通し、インパルス弁226を介して吸入空気が吸気として一気に気筒202内部の燃焼室に流入することとなる。   In this state, when the impulse valve 226 is opened (that is, opened during a valve opening period after the opening timing of the intake valve 207), the intake pipe 204 and the corresponding cylinder 202 (that is, the intake stroke at that time). And the intake air flows into the combustion chamber inside the cylinder 202 at once as an intake air via the impulse valve 226.

一方、燃焼室との連通部位において連通管206は所謂開放端となっており、燃焼室への吸入空気の流入に惹起された正圧波は、燃焼室で反射することによって、位相が反転した負圧波となる。この負圧波は、連通管206、インパルス弁226及び分岐管222を順次介してサージタンク205に到達し、開放端となる連通孔において開放端反射して位相が反転した正圧波として再び燃焼室に到達する。この正圧波のピークが燃焼室に(或いは吸気バルブ207に)到達した時点で(必ずしも、当該時点のみに限定されるものではなく、吸気の充填効率を幾らかなり向上させ得る限りにおいて当該時点を含む一定又は不定の期間であってよい)吸気バルブ207を閉弁することにより、或いは、吸気バルブ207が閉弁するタイミングで、この正圧波が燃焼室に到達するようにインパルス弁226の開弁時期を制御することにより(本実施形態はこちらが採用される)燃焼室内の圧力は上昇し、吸気の充填効率が向上する。インパルス弁226を利用したインパルスチャージはこのように実行される。   On the other hand, the communication pipe 206 is a so-called open end at the communication part with the combustion chamber, and the positive pressure wave caused by the inflow of the intake air into the combustion chamber is reflected by the combustion chamber, so that the phase is inverted. It becomes a pressure wave. The negative pressure wave reaches the surge tank 205 sequentially through the communication pipe 206, the impulse valve 226, and the branch pipe 222, and is reflected back to the combustion chamber as a positive pressure wave whose phase is inverted by the open end reflection at the open end communication hole. To reach. When the peak of the positive pressure wave reaches the combustion chamber (or to the intake valve 207) (not necessarily limited to that point in time, but includes that point as long as the charging efficiency of the intake can be improved to some extent) The valve opening timing of the impulse valve 226 may be such that the positive pressure wave reaches the combustion chamber by closing the intake valve 207 or at the timing when the intake valve 207 is closed. By controlling this (this embodiment is adopted here), the pressure in the combustion chamber rises, and the intake charging efficiency is improved. Impulse charging using the impulse valve 226 is executed in this way.

<弁駆動制御の詳細>
エンジン200にはサージタンク弁224が設けられており、サージタンク223と吸気管204との連通が適宜遮断可能に構成されている。エンジンシステム10において、このサージタンク弁224の開閉は、ECU100により実行される弁駆動制御によりインパルス弁226の開閉と相互に協調して制御される構成となっている。ここで、図2を参照し、弁駆動制御の詳細について説明する。ここに、図2は、弁駆動制御のフローチャートである。
<Details of valve drive control>
The engine 200 is provided with a surge tank valve 224, and the communication between the surge tank 223 and the intake pipe 204 can be appropriately cut off. In the engine system 10, the opening / closing of the surge tank valve 224 is controlled in cooperation with the opening / closing of the impulse valve 226 by valve drive control executed by the ECU 100. Here, the details of the valve drive control will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart of the valve drive control.

図2において、ECU100は、車両の運転条件を取得する(ステップS101)。尚、本実施形態では、係る運転条件として機関回転速度Ne及びアクセル開度Taが取得される。機関回転速度Ne及びアクセル開度Taが取得されると、続いて取得されたアクセル開度Taが基準値Tathよりも大きいか否かが判別される(ステップS102)。   In FIG. 2, the ECU 100 acquires the driving conditions of the vehicle (step S101). In the present embodiment, the engine speed Ne and the accelerator opening degree Ta are acquired as the operating conditions. When the engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Ta are acquired, it is subsequently determined whether or not the acquired accelerator opening degree Ta is larger than a reference value Tath (step S102).

ここで、アクセル開度Taは、エンジン200の要求負荷に対応する指標値であり、基準値Tathとは即ち、要求負荷の点から慣性過給が必要である旨の判断を下し得る値である。別言すれば、基準値Tath以下の低負荷領域においては、元より吸気の充填量を増大させる必要がないため、インパルスチャージの実行が必要とされないのである。   Here, the accelerator opening degree Ta is an index value corresponding to the required load of the engine 200, and the reference value Tath is a value that can make a determination that inertia supercharging is necessary from the viewpoint of the required load. is there. In other words, in the low load region below the reference value Tath, it is not necessary to increase the intake charge amount from the beginning, and therefore it is not necessary to execute the impulse charge.

アクセル開度Taが基準値Tath以下である場合(ステップS102:NO)、ECU100は、インパルスチャージの実行可否を規定する実行フラグFg_ipを、インパルスチャージを実行しない旨を表すオフ状態に設定し(ステップS109)、またサージタンク弁224の開閉状態を規定する開閉フラグFg_sgを、サージタンク弁224を閉弁する旨を表すオフ状態に設定する(ステップS110)。各フラグの設定以降の制御については後述する。   When the accelerator opening degree Ta is equal to or less than the reference value Tath (step S102: NO), the ECU 100 sets an execution flag Fg_ip that specifies whether or not to execute impulse charge to an off state indicating that impulse charge is not performed (step S102). In addition, the open / close flag Fg_sg that defines the open / close state of the surge tank valve 224 is set to an off state indicating that the surge tank valve 224 is closed (step S110). Control after the setting of each flag will be described later.

ステップS102に係る判別処理において、アクセル開度Taが基準値Tath以下である旨が判別された場合(ステップS102:YES)、ECU100は、機関回転速度Neが第1基準値Ne1(例えば、2000rpm前後の値)未満であるか否かを判別する(ステップS103)。第1基準値Ne1は、インパルスチャージの実行可否を規定する機関回転速度の値であり、本発明に係る「第1基準値」の一例である。   When it is determined in the determination process according to step S102 that the accelerator opening degree Ta is equal to or less than the reference value Tath (step S102: YES), the ECU 100 determines that the engine speed Ne is the first reference value Ne1 (for example, around 2000 rpm). It is determined whether it is less than (step S103). The first reference value Ne1 is a value of the engine speed that regulates whether or not the impulse charge can be performed, and is an example of the “first reference value” according to the present invention.

機関回転速度Neが第1基準値Ne1未満である場合(ステップS103:YES)、ECU100は、実行フラグFg_ipを、インパルスチャージを実行する旨を表すオン状態に設定し(ステップS104)、また開閉フラグFg_sgを、サージタンク弁224を開弁させる旨を表すオン状態に設定する(ステップS105)。   When the engine speed Ne is less than the first reference value Ne1 (step S103: YES), the ECU 100 sets the execution flag Fg_ip to an on state indicating that the impulse charge is executed (step S104), and the open / close flag. Fg_sg is set to an on state indicating that the surge tank valve 224 is opened (step S105).

一方、機関回転速度Neが第1基準値Ne1以上である場合(ステップS103:NO)、ECU100は更に、機関回転速度Neが第2基準値Ne2(Ne2>Ne1)未満であるか否かを判別する(ステップS106)。ここで、第2基準値Ne2は、サージタンク弁224の開弁可否を規定する機関回転速度の値であり、本発明に係る「第2基準値」の一例である。尚、第2基準値Ne2の値は、サージタンク弁224の開閉に伴う吸気充填量の変化が少なくとも実践上看過し得る程度に小さくなる値に設定されている。   On the other hand, when the engine speed Ne is equal to or higher than the first reference value Ne1 (step S103: NO), the ECU 100 further determines whether or not the engine speed Ne is less than the second reference value Ne2 (Ne2> Ne1). (Step S106). Here, the second reference value Ne2 is a value of the engine speed that defines whether or not the surge tank valve 224 is open, and is an example of the “second reference value” according to the present invention. Note that the value of the second reference value Ne2 is set to a value that is small enough that at least the change in the intake air amount accompanying the opening and closing of the surge tank valve 224 can be overlooked in practice.

機関回転速度Neが第2基準値Ne2未満である場合(ステップS106:YES)、ECU100は、実行フラグFg_ipをオフ状態に設定し(ステップS107)、また開閉フラグFg_sgをオン状態に設定する(ステップS108)。機関回転速度Neが第2基準値Ne2以上である場合(ステップS106:NO)、ECU100は、先に説明したステップS109及びステップS110に係る処理を実行する。   When the engine speed Ne is less than the second reference value Ne2 (step S106: YES), the ECU 100 sets the execution flag Fg_ip to an off state (step S107), and sets the open / close flag Fg_sg to an on state (step S106). S108). When the engine speed Ne is equal to or higher than the second reference value Ne2 (step S106: NO), the ECU 100 executes the processes related to step S109 and step S110 described above.

ステップS104及びS105、ステップS107及びS108、或いはステップS109及びS110に係る処理が実行されると、ECU100は処理をステップS111に移行し、実行フラグFg_ipに従ったインパルス弁制御を実行する(ステップS111)と共に、開閉フラグFg_sgに従ったサージタンク弁制御を実行する(ステップS112)。両制御が実行されると、処理はステップS101に戻され、一連の処理が繰り返される。   When the processes according to steps S104 and S105, steps S107 and S108, or steps S109 and S110 are executed, the ECU 100 shifts the process to step S111 and executes the impulse valve control according to the execution flag Fg_ip (step S111). At the same time, the surge tank valve control according to the open / close flag Fg_sg is executed (step S112). When both controls are executed, the process returns to step S101, and a series of processes is repeated.

ステップS104及びS105に係る処理を経てステップS111及びステップS112に係る処理が実行される場合、即ち実行フラグFg_ipがオン状態且つ開閉フラグFg_sgがオン状態である場合、ECU100は、サージタンク弁224を速やかに開弁し、インパルス弁226を上述したインパルスチャージを実現するための開閉タイミングで開閉制御する。即ち、本発明に係る「所定の開閉制御」の一例を実行する。即ち、この場合になされる各弁の制御態様は、本発明に係る「第1制御モード」の一例である(尚、本発明に係る「第1制御モード」の概念には、吸気制御弁に対する開閉制御の実行は必ずしも含まれない)。尚、これ以降、この制御態様を適宜「第1制御モード」と称することとする。   When the processing according to steps S111 and S112 is executed through the processing according to steps S104 and S105, that is, when the execution flag Fg_ip is in the on state and the open / close flag Fg_sg is in the on state, the ECU 100 promptly turns on the surge tank valve 224. The impulse valve 226 is opened / closed at the opening / closing timing for realizing the impulse charge described above. That is, an example of “predetermined opening / closing control” according to the present invention is executed. That is, the control mode of each valve performed in this case is an example of the “first control mode” according to the present invention (in addition, the concept of the “first control mode” according to the present invention relates to the intake control valve). Execution of opening / closing control is not necessarily included). Hereinafter, this control mode is referred to as “first control mode” as appropriate.

ステップS107及びS108に係る処理を経てステップS111及びステップS112に係る処理が実行される場合、即ち実行フラグFg_ipがオフ状態且つ開閉フラグFg_sgがオン状態である場合、ECU100は、サージタンク弁224の開弁状態を維持したまま、インパルス弁226の開閉制御を停止し、インパルス弁226を開弁状態に固定する。即ち、この場合になされる各弁の制御態様は、本発明に係る「第2制御モード」の一例である(尚、本発明に係る「第2制御モード」の概念には、吸気制御弁に対する開閉制御の停止は必ずしも含まれない)。尚、これ以降、この制御態様を適宜「第2制御モード」と称することとする。   When the processing according to steps S111 and S112 is executed through the processing according to steps S107 and S108, that is, when the execution flag Fg_ip is in the off state and the open / close flag Fg_sg is in the on state, the ECU 100 opens the surge tank valve 224. While maintaining the valve state, the opening / closing control of the impulse valve 226 is stopped, and the impulse valve 226 is fixed to the open state. That is, the control mode of each valve performed in this case is an example of the “second control mode” according to the present invention (in addition, the concept of the “second control mode” according to the present invention relates to the intake control valve). The stop of the open / close control is not necessarily included). Hereinafter, this control mode is appropriately referred to as a “second control mode”.

ステップS109及びS110に係る処理を経てステップS111及びS112に係る処理が実行される場合、即ち実行フラグFg_ipがオフ状態且つ開閉フラグFg_sgがオフ状態である場合、ECU100は、インパルス弁226を開弁状態に維持したまま、速やかにサージタンク弁224を閉弁する。即ち、この場合になされる各弁の制御態様は、本発明に係る「第3制御モード」の一例である(尚、本発明に係る「第3制御モード」の概念には、吸気制御弁に対する開閉制御の停止は必ずしも含まれない)。尚、これ以降、この制御態様を適宜「第3制御モード」と称することとする。   When the processing according to steps S111 and S112 is executed through the processing according to steps S109 and S110, that is, when the execution flag Fg_ip is in the off state and the open / close flag Fg_sg is in the off state, the ECU 100 opens the impulse valve 226. The surge tank valve 224 is quickly closed while maintaining the above. That is, the control mode of each valve performed in this case is an example of the “third control mode” according to the present invention (in addition, the concept of the “third control mode” according to the present invention relates to the intake control valve). The stop of the open / close control is not necessarily included). Hereinafter, this control mode will be referred to as a “third control mode” as appropriate.

ここで、図3を参照し、上述した各制御モードとエンジン200の運転条件との関係について説明する。ここに、図3は、エンジン200の運転条件に対応付けられた各制御モードの模式図である。   Here, with reference to FIG. 3, the relationship between each control mode mentioned above and the driving | running condition of the engine 200 is demonstrated. FIG. 3 is a schematic diagram of each control mode associated with the operating conditions of the engine 200.

図3において、縦軸及び横軸には夫々エンジン200のトルクTr及び機関回転速度Neが表されており、エンジン200の最大トルク曲線が図示PRF_Trとして表されている。尚、図3において、エンジン200の採り得る機関回転速度の範囲を、最低回転速度NeL(NeL<Ne1であり、自立回転可能な最低回転速度である)以上、且つ最高回転速度NeH(NeH>Ne2であり、所謂レブリミットである)以下であるとし、上述したアクセル開度の基準値Tathに対応するトルクが、図示Tr1であるとする。   In FIG. 3, the vertical axis and the horizontal axis represent the torque Tr of the engine 200 and the engine rotational speed Ne, respectively, and the maximum torque curve of the engine 200 is represented as PRF_Tr in the drawing. In FIG. 3, the range of the engine speed that the engine 200 can take is equal to or higher than the minimum rotation speed NeL (NeL <Nel, which is the minimum rotation speed at which self-rotation is possible) and the maximum rotation speed NeH (NeH> Ne2). It is assumed that the torque corresponding to the reference value Tath of the accelerator opening is Tr1 in the figure.

この場合、上述した第1制御モードは、トルクTrがTr1以上、且つ機関回転速度NeがNeL以上Ne1未満となる第1領域(即ち、本発明に係る「第1回転領域」の一例であり、図示ハッチング領域である)において実行され、第2制御モードは、トルクTrがTr1以上、且つ機関回転速度NeがNe1以上Ne2未満となる第2領域(即ち、本発明に係る「第2回転領域」の一例であり、図示白抜き領域である)において実行され、第3制御モードは、トルクTrがTr1未満となる領域及び機関回転速度NeがNe2以上NeH以下となる領域を含む第3領域(即ち、本発明に係る「第3回転領域」の一例であり、図示斜線領域)において実行される。   In this case, the first control mode described above is an example of a first region in which the torque Tr is Tr1 or more and the engine rotation speed Ne is NeL or more and less than Ne1 (that is, the “first rotation region” according to the present invention, The second control mode is executed in the hatched region shown in the figure, and the second control mode is a second region where the torque Tr is Tr1 or more and the engine rotational speed Ne is Ne1 or more and less than Ne2 (ie, the “second rotation region” according to the present invention). The third control mode is executed in the third region including the region where the torque Tr is less than Tr1 and the region where the engine rotational speed Ne is Ne2 or more and NeH or less (that is, the white region shown in the drawing). This is an example of the “third rotation area” according to the present invention, and is executed in the hatched area shown in the figure.

ここで、図3から明らかなように、トルクTrがTr1未満となる低負荷領域を除けば、第1領域からの加速時(即ち、総体的傾向の好適な一形態として、エンジン200の動作点が図中左側から右側へ移動していく状況である)において(即ち、第1領域とは、本発明に係る「第1回転領域」の一例であると同時に本発明に係る「低回転領域」の一例である)、第1制御モード→第2制御モード→第3制御モードの順で一の制御モードが順次選択的に実行されることとなる。   Here, as is apparent from FIG. 3, except for the low load region where the torque Tr is less than Tr1, the operating point of the engine 200 is a preferred form of acceleration from the first region (that is, the overall tendency). (That is, a situation where the first region moves from the left side to the right side in the figure) (that is, the first region is an example of the “first rotation region” according to the present invention and at the same time the “low rotation region” according to the present invention). The first control mode is selectively executed sequentially in the order of the first control mode → the second control mode → the third control mode.

ここで特に、第1制御モードによれば、上述したインパルスチャージにより、吸気充填量の増大効果が得られ、第2制御モードによれば、インパルスチャージは非実行としつつもサージタンク223による脈動生成効果により吸気充填量の増大効果が得られ、第3制御モードによれば、サージタンク223が吸気抵抗として作用することが防止され、元より十分に大きい吸気の脈動により吸気充填量を相対的に増大させる旨の効果が得られる。従って、本実施形態に係る弁駆動制御によれば、低回転領域から高回転領域にかけて、少なくとも実践上何らかの問題を顕在化させる程度の吸気充填量の変化を生じさせることなく、実践上十分な吸気充填量の増大効果を得ることが可能となるのである。   Here, in particular, according to the first control mode, an effect of increasing the intake charge amount is obtained by the impulse charge described above, and according to the second control mode, the pulsation generation by the surge tank 223 is performed while the impulse charge is not executed. As a result, the effect of increasing the intake charge amount is obtained. According to the third control mode, the surge tank 223 is prevented from acting as an intake resistance, and the intake charge amount is relatively reduced by the intake air pulsation sufficiently larger than the original. The effect of increasing is obtained. Therefore, according to the valve drive control according to the present embodiment, the intake air amount that is sufficient for practical use is generated from the low rotation region to the high rotation region without causing a change in the intake charge amount that causes at least some practical problem. It is possible to obtain the effect of increasing the filling amount.

<故障対応制御の詳細>
エンジン200は、吸気通路204とサージタンク223との連通状態を制御するサージタンク弁224を備えるが、このサージタンク弁224が閉故障を生じた場合、例えば上述した第1領域においてインパルスチャージを実行しようとしても、サージタンク223による負圧波の位相反転作用が得られないため、十分な効果が得られない。一方で、このような閉故障の発生が検出されぬまま上述したインパルス弁226の開閉制御がなされると、場合によっては、吸気充填量が増大せぬまま燃料噴射量のみが増量され、燃費及びエミッションの悪化を招きかねない。そこで、ECU100は、故障対応制御を実行することにより、サージタンク弁224の閉故障に対応している。ここで、図4を参照し、故障対応制御の詳細について説明する。ここに、図4は、故障対応制御のフローチャートである。
<Details of failure response control>
The engine 200 includes a surge tank valve 224 that controls the communication state between the intake passage 204 and the surge tank 223. When the surge tank valve 224 has a closed failure, for example, the impulse charge is performed in the first region described above. Even if trying to do so, the effect of phase inversion of the negative pressure wave by the surge tank 223 cannot be obtained, so that a sufficient effect cannot be obtained. On the other hand, if the above-described opening / closing control of the impulse valve 226 is performed without detecting the occurrence of such a closed failure, in some cases, only the fuel injection amount is increased without increasing the intake charge amount. Emissions can be worsened. Therefore, the ECU 100 responds to the closed failure of the surge tank valve 224 by executing failure response control. Here, the details of the failure handling control will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart of the failure handling control.

図4において、ECU100は、故障検出処理を実行する(ステップS300)。ここで、図5を参照し、故障検出処理の詳細について説明する。ここに、図5は、故障検出処理のフローチャートである。   In FIG. 4, the ECU 100 executes a failure detection process (step S300). Here, the details of the failure detection process will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart of the failure detection process.

図5において、ECU100は、インパルスチャージ領域であるか否かを判別する(ステップS301)。ここで、本実施形態に係るインパルスチャージ領域とは、上述した第1領域を指し、要求負荷及び機関回転速度により規定される領域である。   In FIG. 5, the ECU 100 determines whether or not it is an impulse charge region (step S301). Here, the impulse charge region according to the present embodiment refers to the above-described first region, which is a region defined by the required load and the engine speed.

尚、インパルスチャージ領域を規定する機関回転速度(即ち、ここではNe1)は、インパルスチャージを少なくとも実践上破綻しない(好適には、全気筒に対し実行できる)程度の余裕をもって実行可能な機関回転速度の領域を規定する値であってよく、インパルス弁226の設置態様により変化し得る性質のものである。より具体的には、本実施形態に係るエンジン200には、所謂一弁式のインマニレス吸気系が採用されており、4本の気筒202の全てにおけるインパルスチャージが単一のインパルス弁226により賄われる構成となっている。そのため、少なくともエンジン200では、インパルス弁226は、次気筒の吸気行程に備えるため、一の気筒202の吸気行程中に閉弁する構成となっている。従って、気筒各々にインパルス弁が備わる場合には、本実施形態よりも高回転側の値を採ってもよい。   The engine speed that defines the impulse charge region (that is, Ne1 here) is an engine speed that can be executed with a margin of at least an impulsive charge failure (preferably, it can be executed for all cylinders). It may be a value that defines the range of the above, and has a property that can change depending on the installation mode of the impulse valve 226. More specifically, the engine 200 according to the present embodiment employs a so-called single valve type intake manifold intake system, and the impulse charge in all the four cylinders 202 is covered by the single impulse valve 226. It is the composition that is called. Therefore, at least in engine 200, impulse valve 226 is configured to close during the intake stroke of one cylinder 202 in order to prepare for the intake stroke of the next cylinder. Therefore, when each of the cylinders is provided with an impulse valve, a value on the higher rotation side than this embodiment may be taken.

インパルスチャージ領域でない場合(ステップS301:NO)、ECU100は、処理を一時的に待機状態に制御すると共に、インパルスチャージ領域である場合(ステップS301:YES)、実行フラグFg_ipをオン状態に設定し(ステップS302)、且つ開閉フラグFg_sgをオン状態に設定する(ステップS303)。   If it is not the impulse charge region (step S301: NO), the ECU 100 temporarily controls the process to be in a standby state, and if it is the impulse charge region (step S301: YES), sets the execution flag Fg_ip to an on state ( In step S302), an open / close flag Fg_sg is set to an on state (step S303).

各フラグの設定が終了すると、ECU100は、平均インマニ圧算出処理を実行する(ステップS400)。ここで、図6を参照し、平均インマニ圧算出処理の詳細について説明する。ここに、図6は、平均インマニ圧算出処理のフローチャートである。   When the setting of each flag is completed, the ECU 100 executes an average intake manifold pressure calculation process (step S400). Here, the details of the average intake manifold pressure calculation process will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart of the average intake manifold pressure calculation process.

図6において、ECU100は、既に設定されているフラグに従ってインパルス弁制御を実行し(ステップS401)、同様にサージタンク弁制御を実行する(ステップS402)。即ち、これらの処理は、先に述べた第1制御モードを実行することに相当する。   In FIG. 6, the ECU 100 executes the impulse valve control according to the already set flag (step S401), and similarly executes the surge tank valve control (step S402). That is, these processes correspond to executing the first control mode described above.

一方、第1制御モードを実行して、インパルスチャージを開始すると、ECU100は、カウンタiをクリアし(ステップS403)、カウンタiを「1」インクリメントする(ステップS404)。このカウンタiは、インマニ圧Pimのサンプル数を表すカウンタである。カウンタiのインクリメントが終了すると、ECU100は、i番目のサンプルとしてのインマニ圧Pim_iを取得する(ステップS405)。尚、インマニ圧Pimは、連通管206の圧力であり、インマニ圧センサ230から取得され、RAM或いはフラッシュメモリ等書き換え可能な記憶手段に暫定的に書き込まれる。   On the other hand, when the first control mode is executed and the impulse charge is started, the ECU 100 clears the counter i (step S403) and increments the counter i by “1” (step S404). The counter i is a counter representing the number of samples of the intake manifold pressure Pim. When the increment of the counter i is completed, the ECU 100 acquires the intake manifold pressure Pim_i as the i-th sample (step S405). The intake manifold pressure Pim is the pressure of the communication pipe 206, is acquired from the intake manifold pressure sensor 230, and is temporarily written in a rewritable storage means such as a RAM or a flash memory.

第i番目のサンプル値としてのインマニ圧Pim_iを取得すると、ECU100は、カウンタiをクリアしてからの経過時間(尚、基準時刻はこれに限定されない)Tが所定の閾値Tthを超えたか否かを判別する(ステップS406)。尚、閾値Tthの値は、後段の処理において得られる平均インマニ圧Pimaveの信頼性が少なくとも実践上何らの不具合も生じさせない程度に担保される値として設定されている。   When the intake manifold pressure Pim_i as the i-th sample value is acquired, the ECU 100 determines whether or not an elapsed time T (the reference time is not limited thereto) after the counter i is cleared exceeds a predetermined threshold Tth. Is determined (step S406). Note that the value of the threshold value Tth is set to a value that ensures the reliability of the average intake manifold pressure Pimave obtained in the subsequent processing so as not to cause any trouble in practice.

経過時間Tが閾値Tthに満たない場合(ステップS406:NO)、ECU100は、処理をステップS404に戻し、カウンタiをインクリメントして一連の処理を繰り返す。このような処理過程を経て経過時間Tが閾値Tthを越えた場合(ステップS406:YES)、ECU100は、下記(1)式に従って平均インマニ圧Pimaveを算出する(ステップS407)。平均インマニ圧Pimaveが算出されると、平均インマニ圧算出処理は終了する。尚、ここで得られた平均インマニ圧Pimaveは、インパルスチャージ実行時の平均インマニ圧Pim_onとして扱われる。   When the elapsed time T is less than the threshold value Tth (step S406: NO), the ECU 100 returns the process to step S404, increments the counter i, and repeats a series of processes. When the elapsed time T exceeds the threshold value Tth through such a process (step S406: YES), the ECU 100 calculates an average intake manifold pressure Pimave according to the following equation (1) (step S407). When the average intake manifold pressure Pimave is calculated, the average intake manifold pressure calculation process ends. Note that the average intake manifold pressure Pimave obtained here is handled as the average intake manifold pressure Pim_on at the time of impulse charge execution.

Pimave=ΣPim_i/i・・・(1)
図5に戻り、インパルスチャージ実行時の平均インマニ圧算出処理が終了すると、続いて、実行フラグFg_ipがオフ状態に設定され(ステップS304)、開閉フラグFg_sgがオン状態に設定される(ステップS305)。各フラグの設定が終了すると、ECU100は、再び既に述べた平均インマニ圧算出処理を実行する(ステップS400)。尚、ここで得られた平均インマニ圧Pimaveは、インパルスチャージ領域におけるインパルスチャージ非実行時の平均インマニ圧Pim_offとして扱われる。
Pimave = ΣPim_i / i (1)
Returning to FIG. 5, when the average intake manifold pressure calculation process at the time of executing the impulse charge is completed, the execution flag Fg_ip is set to the off state (step S304), and the open / close flag Fg_sg is set to the on state (step S305). . When the setting of each flag is completed, the ECU 100 executes the above-described average intake manifold pressure calculation process again (step S400). The average intake manifold pressure Pimave obtained here is handled as the average intake manifold pressure Pim_off when the impulse charge is not executed in the impulse charge region.

インパルスチャージ非実行時の平均インマニ圧算出処理が終了すると、ECU100は、下記(2)式に従ってインマニ圧偏差ΔPimを算出する(ステップS306)。インマニ圧偏差ΔPimが算出されると、故障検出処理は終了する。   When the average intake manifold pressure calculation process when the impulse charge is not executed is completed, the ECU 100 calculates the intake manifold pressure deviation ΔPim according to the following equation (2) (step S306). When the intake manifold pressure deviation ΔPim is calculated, the failure detection process ends.

ΔPim=Pim_on−Pim_off・・・(2)
図4に戻り、ECU100は、故障検出処理で得られたインマニ圧偏差ΔPimが、予め設定された基準値ΔPimth未満であるか否かを判別する(ステップS201)。ここで、図7を参照し、インマニ圧偏差ΔPimに基づいた故障判断の原理について説明する。ここに、図7は、インマニ圧Pimの一時間特性を表す模式図である。
ΔPim = Pim_on−Pim_off (2)
Returning to FIG. 4, the ECU 100 determines whether or not the intake manifold pressure deviation ΔPim obtained in the failure detection process is less than a preset reference value ΔPimth (step S201). Here, the principle of failure determination based on the intake manifold pressure deviation ΔPim will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic diagram showing a one-time characteristic of the intake manifold pressure Pim.

図7において、縦軸はインマニ圧Pimであり、横軸には時間が表されている。ここで、サージタンク弁224が正常である場合のインパルスチャージの実行時におけるインマニ圧Pimの特性は、図示Prf_ON(実線参照)として表され、同様にインパルスチャージ非実行時におけるインマニ圧Pimの特性は、図示Prf_OFF(破線参照)として表される。図示するように、サージタンク弁224が正常である場合、平均インマニ圧Pimaveは、インパルスチャージ実行時にはPimave1となり、インパルスチャージ非実行時にはPimave2(Pimave2<Pimave1)となり、上述したインマニ圧偏差ΔPimは相応の値(例えば、10kPa程度)となる。   In FIG. 7, the vertical axis represents the intake manifold pressure Pim, and the horizontal axis represents time. Here, the characteristic of the intake manifold pressure Pim when the impulse charge is executed when the surge tank valve 224 is normal is expressed as Prf_ON (see the solid line) in the figure, and similarly, the characteristic of the intake manifold pressure Pim when the impulse charge is not executed is , Represented as Prf_OFF (see broken line). As shown in the figure, when the surge tank valve 224 is normal, the average intake manifold pressure Pimave is Pimave1 when the impulse charge is executed, and Pimave2 (Pimave2 <Pimave1) when the impulse charge is not executed. Value (for example, about 10 kPa).

一方で、サージタンク弁224が閉故障を生じている場合、インパルスチャージを実行すべくインパルス弁226に対し上述した所定の開閉制御を施したところで、サージタンク223と吸気管204との連通が遮断されているため慣性過給作用が生じない。その結果、インパルスチャージの実行時及び非実行時相互間における平均インマニ圧Pimaveには、偏差が生じないか、或いは生じたところで少なくともサージタンク弁224が正常に開閉する場合と較べて小さい値となる。このため、インマニ圧Pimに基づいて、サージタンク弁224の閉故障を高精度に検出することが可能となるのである。   On the other hand, when the surge tank valve 224 has a closed failure, the communication between the surge tank 223 and the intake pipe 204 is cut off when the above-described predetermined opening / closing control is performed on the impulse valve 226 to execute the impulse charge. Inertia supercharging action does not occur. As a result, there is no deviation in the average intake manifold pressure Pimave between when the impulse charge is performed and when it is not performed, or at least a value smaller than when the surge tank valve 224 normally opens and closes when it occurs. . For this reason, it becomes possible to detect the closing failure of the surge tank valve 224 with high accuracy based on the intake manifold pressure Pim.

図4に戻り、インマニ圧偏差ΔPimが基準値ΔPimth以上である場合(ステップS201:NO)、ECU100は、サージタンク弁224が閉故障を生じていないものとして、故障対応制御を終了する。一方、インマニ圧偏差ΔPimが基準値ΔPimth未満である場合(ステップS201:YES)、ECU100は、サージタンク弁224が閉故障を生じているか否かを表すフェイルフラグFg_failを、当該閉故障を生じている旨を表すオン状態に設定し(ステップS202)、且つインパルスチャージの実行が禁止されるか否かを表す禁止フラグFg_stpを、インパルスチャージの実行が禁止される旨を表すオン状態に制御する(ステップS203)。   Returning to FIG. 4, when the intake manifold pressure deviation ΔPim is equal to or greater than the reference value ΔPimth (step S201: NO), the ECU 100 ends the failure response control assuming that the surge tank valve 224 does not have a closed failure. On the other hand, when the intake manifold pressure deviation ΔPim is less than the reference value ΔPimth (step S201: YES), the ECU 100 sets a fail flag Fg_fail indicating whether or not the surge tank valve 224 has a closed failure, and causes the closed failure to occur. (Step S202) and the prohibition flag Fg_stp indicating whether or not the execution of the impulse charge is prohibited is controlled to the on state indicating that the execution of the impulse charge is prohibited (step S202). Step S203).

フェイルフラグFg_fail及び禁止フラグFg_stpの設定が終了すると、ECU100は、これらフラグの情報を所定の記憶手段(例えば、RAM又はフラッシュメモリ等)に書き込み(ステップS204)、故障対応制御を終了する。このように、サージタンク弁224に閉故障が生じている場合、禁止フラグFg_stpがオン状態に設定されるため、それ以降、インパルスチャージの実行要件が満たされたとして、インパルスチャージは実行されない。このため、燃料の不要な増量が生じることは無く、燃費に代表される経済性能及びエミッションに代表される環境性能の悪化が防止される。尚、サージタンク弁224の閉故障に関する情報及びインパルスチャージの実行が禁止される旨の情報は、例えば車両に備わるOBD(On Board Diagnosis)に供されてもよい。   When the setting of the fail flag Fg_fail and the prohibition flag Fg_stp is completed, the ECU 100 writes the information of these flags in a predetermined storage unit (for example, RAM or flash memory) (step S204), and ends the failure handling control. As described above, when the closed failure has occurred in the surge tank valve 224, the prohibition flag Fg_stp is set to the on state. Therefore, the impulse charge is not executed thereafter, assuming that the execution requirement for the impulse charge is satisfied. For this reason, an unnecessary increase in fuel does not occur, and deterioration of economic performance represented by fuel consumption and environmental performance represented by emissions is prevented. In addition, the information regarding the closing failure of the surge tank valve 224 and the information indicating that the execution of the impulse charge is prohibited may be provided to, for example, an OBD (On Board Diagnosis) provided in the vehicle.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

<実施形態の構成>
初めに、図8を参照し、本発明の第2実施形態に係るエンジンシステム20の構成について説明する。ここに、図8は、エンジンシステム20の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において図1と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
<Configuration of Embodiment>
First, the configuration of the engine system 20 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of the engine system 20. In addition, in the same figure, the same code | symbol is attached | subjected to the location which overlaps with FIG. 1, and the description shall be abbreviate | omitted suitably.

図8において、エンジンシステム20は、エンジン200の代わりにエンジン300を備える点において、第1実施形態に係るエンジンシステム10と相違している。エンジン300は、分岐管222、サージタンク弁224及びアクチュエータ225の代わりに、第1分岐管301、第1サージタンク弁302、第1アクチュエータ303、第2分岐管304、第2サージタンク弁305及び第2アクチュエータ306を備える点において、エンジン200と相違する構成となっている。   In FIG. 8, the engine system 20 is different from the engine system 10 according to the first embodiment in that an engine 300 is provided instead of the engine 200. The engine 300 includes a first branch pipe 301, a first surge tank valve 302, a first actuator 303, a second branch pipe 304, a second surge tank valve 305, and a branch pipe 222 instead of the surge tank valve 224 and the actuator 225. The second actuator 306 is different from the engine 200 in that the second actuator 306 is provided.

図8において、第1分岐管301は、吸気管204における、ディーゼルスロットルバルブ205の下流側から、吸気管204との連通が維持された状態でサージタンク223へ分岐する、吸気管204と同径の管状部材である。   In FIG. 8, the first branch pipe 301 has the same diameter as the intake pipe 204 that branches from the downstream side of the diesel throttle valve 205 in the intake pipe 204 to the surge tank 223 while maintaining communication with the intake pipe 204. This is a tubular member.

第1サージタンク弁302は、第1分岐管301に設けられた、サージタンク223と吸気管204との連通状態を制御可能な、第1実施形態に係るサージタンク弁224と同様の弁装置である。第1サージタンク弁302は、第1アクチュエータ303から供給される駆動力に応じてその開閉状態が制御される、本発明に係る「開閉弁」の他の一例である。この第1アクチュエータ303は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100によりその駆動状態が制御される構成となっている。即ち、第1サージタンク弁302の開閉状態は、ECU100により制御される構成となっている。   The first surge tank valve 302 is a valve device similar to the surge tank valve 224 according to the first embodiment, which is provided in the first branch pipe 301 and can control the communication state between the surge tank 223 and the intake pipe 204. is there. The first surge tank valve 302 is another example of the “open / close valve” according to the present invention, the open / close state of which is controlled according to the driving force supplied from the first actuator 303. The first actuator 303 is electrically connected to the ECU 100, and the driving state of the first actuator 303 is controlled by the ECU 100. That is, the open / close state of the first surge tank valve 302 is controlled by the ECU 100.

同様に、第2分岐管304は、吸気管204における、第1分岐管301の分岐位置下流側から、吸気管204との連通が維持された状態でサージタンク223へ分岐する、吸気管204と同径の管状部材である。   Similarly, the second branch pipe 304 is branched from the branch position downstream of the first branch pipe 301 in the intake pipe 204 to the surge tank 223 while maintaining communication with the intake pipe 204. It is a tubular member having the same diameter.

第2サージタンク弁305は、第2分岐管304に設けられた、サージタンク223と吸気管204との連通状態を制御可能な、第1サージタンク弁302と同様の弁装置である。第2サージタンク弁305は、第2アクチュエータ306から供給される駆動力に応じてその開閉状態が制御される、本発明に係る「開閉弁」の他の一例である。この第2アクチュエータ306は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100によりその駆動状態が制御される構成となっている。即ち、第2サージタンク弁305の開閉状態は、ECU100により制御される構成となっている。   The second surge tank valve 305 is a valve device similar to the first surge tank valve 302 provided in the second branch pipe 304 and capable of controlling the communication state between the surge tank 223 and the intake pipe 204. The second surge tank valve 305 is another example of the “open / close valve” according to the present invention, whose open / close state is controlled according to the driving force supplied from the second actuator 306. The second actuator 306 is electrically connected to the ECU 100, and the driving state of the second actuator 306 is controlled by the ECU 100. That is, the open / close state of the second surge tank valve 305 is controlled by the ECU 100.

図8において、第1及び第2分岐管は、吸気管204に沿った方向に並列して配置されている。従って、サージタンク223においてこれら各分岐管と連通する二つの連通孔(即ち、本発明に係る「複数の開口部」の一例である)もまた、吸気管204に沿った方向に並列配置されている。このため、各連通孔とインパルス弁226との距離は異なり、第1分岐管301を介してサージタン223に連通する経路の長さ(以下、「L1」とする)の方が、第2分岐管304を介してサージタンク223に連通する経路の長さ(以下、「L2」とする)よりも長くなっている。   In FIG. 8, the first and second branch pipes are arranged in parallel in the direction along the intake pipe 204. Accordingly, two communication holes (that is an example of “a plurality of openings” according to the present invention) communicating with each of the branch pipes in the surge tank 223 are also arranged in parallel in the direction along the intake pipe 204. Yes. For this reason, the distance between each communication hole and the impulse valve 226 is different, and the length of the path communicating with the surge tank 223 via the first branch pipe 301 (hereinafter referred to as “L1”) is the second branch pipe. It is longer than the length of the path communicating with the surge tank 223 via 304 (hereinafter referred to as “L2”).

<実施形態の動作>
次に、図9を参照し、本実施形態の動作として、第1サージタンク弁302、第2サージタンク弁305及びインパルス弁226の動作状態を制御する弁駆動制御の詳細について説明する。ここに、図9は、弁駆動制御のフローチャートである。尚、同図において、図2と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
<Operation of Embodiment>
Next, with reference to FIG. 9, the details of the valve drive control for controlling the operation states of the first surge tank valve 302, the second surge tank valve 305, and the impulse valve 226 will be described as operations of the present embodiment. FIG. 9 is a flowchart of the valve drive control. In the figure, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG. 2, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図9において、アクセル開度Taが基準値Tathより大きい場合(ステップS102:YES)、ECU100は、機関回転速度Neが第0基準値Ne0(Ne0<Ne1)であるか否かを判別する(ステップS501)。ここで、第0基準値Ne0は、第1サージタンク弁302及び第2サージタンク弁305のうち開弁すべきサージタンク弁を決定するための値である。   In FIG. 9, when the accelerator opening degree Ta is larger than the reference value Tath (step S102: YES), the ECU 100 determines whether or not the engine speed Ne is the 0th reference value Ne0 (Ne0 <Ne1) (step S102). S501). Here, the 0th reference value Ne0 is a value for determining a surge tank valve to be opened among the first surge tank valve 302 and the second surge tank valve 305.

機関回転速度Neが第0基準値Ne0未満である場合(ステップS501:YES)、ECU100は、実行フラグFg_ipをオン状態に設定し(ステップS502)、第1サージタンク弁302の開閉状態を規定する開閉フラグFg_sg1を、第1サージタンク弁302を開弁させる旨を表すオン状態に設定し(ステップS503)、更に第2サージタンク弁305の開閉状態を規定する開閉フラグFg_sg2を、第2サージタンク弁305を閉弁させる旨を表すオフ状態に制御する(ステップS504)。   When the engine speed Ne is less than the 0th reference value Ne0 (step S501: YES), the ECU 100 sets the execution flag Fg_ip to an on state (step S502) and defines the open / close state of the first surge tank valve 302. The open / close flag Fg_sg1 is set to an on state indicating that the first surge tank valve 302 is to be opened (step S503), and an open / close flag Fg_sg2 that defines the open / close state of the second surge tank valve 305 is set to the second surge tank. The valve 305 is controlled to be in an off state indicating that the valve 305 is closed (step S504).

一方、機関回転速度Neが第0基準値Ne0以上である場合(ステップS501:NO)、ECU100は、第1実施形態と同様に、機関回転速度Neが第1基準値Ne1未満であるか否かを判別する(ステップS103)。機関回転速度Neが第1基準値未満である場合(ステップS103:YES)、ECU100は、実行フラグFg_ipをオン状態に設定した後(ステップS104)、開閉フラグFg_sg1をオフ状態に設定し(ステップS505)、且つ開閉フラグFg_sg2をオン状態に制御する(ステップS506)。   On the other hand, when the engine speed Ne is equal to or greater than the 0th reference value Ne0 (step S501: NO), the ECU 100 determines whether the engine speed Ne is less than the first reference value Ne1 as in the first embodiment. Is determined (step S103). When the engine speed Ne is less than the first reference value (step S103: YES), the ECU 100 sets the execution flag Fg_ip to the on state (step S104), and then sets the open / close flag Fg_sg1 to the off state (step S505). ) And the open / close flag Fg_sg2 is controlled to be on (step S506).

一方、機関回転速度Neが第1基準値Ne1以上である場合(ステップS103:NO)、ECU100は、第1実施形態と同様に、機関回転速度Neが第2基準値Ne2未満であるか否かを判別する(ステップS106)。機関回転速度Neが第2基準値未満である場合(ステップS106:YES)、ECU100は、実行フラグFg_ipをオフ状態に設定した後(ステップS107)、開閉フラグFg_sg1をオフ状態に設定し(ステップS507)、且つ開閉フラグFg_sg2をオフ状態に設定する(ステップS508)。   On the other hand, when the engine rotational speed Ne is equal to or higher than the first reference value Ne1 (step S103: NO), the ECU 100 determines whether the engine rotational speed Ne is less than the second reference value Ne2 as in the first embodiment. Is determined (step S106). When the engine speed Ne is less than the second reference value (step S106: YES), the ECU 100 sets the execution flag Fg_ip to the off state (step S107), and then sets the open / close flag Fg_sg1 to the off state (step S507). ) And the open / close flag Fg_sg2 is set to an off state (step S508).

他方、機関回転速度Neが第2基準値以上である場合(ステップS106:NO)、ECU100は、第1実施形態と同様に、実行フラグFg_ipをオフ状態に設定した後(ステップS109)、開閉フラグFg_sg1をオフ状態に設定し(ステップS509)、且つ開閉フラグFg_sg2をオフ状態に設定する(ステップS510)。   On the other hand, when the engine rotational speed Ne is equal to or higher than the second reference value (step S106: NO), the ECU 100 sets the execution flag Fg_ip to the off state (step S109) after the execution flag Fg_ip is set as in the first embodiment. Fg_sg1 is set to the off state (step S509), and the open / close flag Fg_sg2 is set to the off state (step S510).

ステップS502乃至S504、ステップS104乃至S506、ステップS107乃至S508、又はステップS109乃至S510に係る処理により各フラグが設定されると、ECU100は、設定されたフラグに従ってインパルス弁を制御すると共に(ステップS111)、第1サージタンク弁302を制御し(ステップS511)、且つ第2サージタンク弁305を制御する(ステップS512)。ステップS512に係る処理が終了すると、処理はステップS101に戻され、一連の処理が繰り返される。   When each flag is set by the processing according to steps S502 to S504, steps S104 to S506, steps S107 to S508, or steps S109 to S510, the ECU 100 controls the impulse valve according to the set flag (step S111). The first surge tank valve 302 is controlled (step S511), and the second surge tank valve 305 is controlled (step S512). When the process related to step S512 ends, the process returns to step S101, and a series of processes is repeated.

ここで、ステップS107乃至S508に係る処理を経てステップS111乃至ステップS512に係る処理が実行される場合、エンジン300の状態としては、サージタンク223と吸気管204との連通が保たれた状態でインパルスチャージが停止している状態であり、先に述べた第2制御モードが実行された状態となる。また、ステップS109乃至S510に係る処理を経てステップS111乃至ステップS512に係る処理が実行される場合、エンジン300の状態としては、サージタンク223と吸気管204との連通が遮断され、且つインパルスチャージも停止しており、先に述べた第3制御モードが実行された状態と等価となる。   Here, when the processing according to steps S111 to S512 is executed through the processing according to steps S107 to S508, the state of the engine 300 is an impulse with the communication between the surge tank 223 and the intake pipe 204 maintained. In this state, charging is stopped, and the second control mode described above is executed. Further, when the processes according to steps S111 to S512 are executed through the processes according to steps S109 to S510, the engine 300 is in a state where the communication between the surge tank 223 and the intake pipe 204 is cut off and the impulse charge is also performed. This is equivalent to the state in which the third control mode described above is executed.

一方、ステップS502乃至S504及びステップS104乃至S506に係る処理を経てステップS111乃至ステップS512に係る処理が実行される場合、エンジン300の状態としては、いずれにせよインパルスチャージが実行される状態であり、先に述べた第1制御モードが実行された状態と等価となる。   On the other hand, when the processes according to steps S111 to S512 are executed through the processes according to steps S502 to S504 and steps S104 to S506, the engine 300 is in a state where impulse charge is executed anyway. This is equivalent to the state in which the first control mode described above is executed.

ここで、図10を参照し、上述した各制御モードとエンジン300の運転条件との関係について説明する。ここに、図10は、エンジン300の運転条件に対応付けられた各制御モードの模式図である。尚、図10において、図3と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。   Here, with reference to FIG. 10, the relationship between each control mode mentioned above and the operating condition of the engine 300 is demonstrated. FIG. 10 is a schematic diagram of each control mode associated with the operating conditions of the engine 300. In FIG. 10, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG. 3, and the description thereof is omitted as appropriate.

図10において、上述した第1制御モードは、トルクTrがTr1以上、且つ機関回転速度NeがNeL以上Ne0未満となる第4領域(即ち、本発明に係る「第1回転領域」の他の一例であり、図示着色領域である)及びトルクTrがTr1以上、且つ機関回転速度NeがNe0以上Ne1未満となる第5領域(即ち、本発明に係る「第1回転領域」の更に他の一例であり、図示ハッチング領域である)において実行される。この際、第4領域及び第5領域を合わせたものが、第1実施形態に係る第1領域と等価となる。   In FIG. 10, the first control mode described above is a fourth region in which the torque Tr is Tr1 or more and the engine speed Ne is NeL or more and less than Ne0 (that is, another example of the “first rotation region” according to the present invention). And a fifth region in which the torque Tr is Tr1 or more and the engine rotational speed Ne is Ne0 or more and less than Ne1 (that is, another example of the “first rotation region” according to the present invention). Yes, in the illustrated hatching area). At this time, a combination of the fourth region and the fifth region is equivalent to the first region according to the first embodiment.

ここで特に、第4領域と第5領域とでは、インパルスチャージがなされるに際しての、インパルス弁226からサージタンク223の連通孔に至る管路の長さが異なっており、より低回転側の第4領域では第1分岐管301が利用されることにより当該長さがL1に、より高回転側の第5領域では第2分岐管304が利用されることにより当該長さがL2(先に述べたようにL2<L1である)に夫々設定される。   Here, in particular, the length of the conduit from the impulse valve 226 to the communication hole of the surge tank 223 is different between the fourth region and the fifth region when the impulse charge is performed. In the fourth region, the length is set to L1 by using the first branch pipe 301, and in the fifth region on the higher rotation side, the length is set to L2 by using the second branch pipe 304 (described above). (L2 <L1).

既に述べたように、サージタンク223は、負圧波の位相を反転し正圧波として反射する手段であって、この管路の長さが短い程、この正圧波は時間的に早く燃焼室に到達することになる。即ち、インパルス弁226の開弁時期が固定されていれば、脈動の生成に供される一の管路の物理構成(端的には、ここで述べた長さ)に応じて、インパルスチャージの効果が最も効率的に現れる機関回転速度は一義的に規定される。従って、本実施形態に係るエンジン300では、インパルスチャージの効果を最大限に活用し得る機関回転速度の値が二つ存在することとなり(尚、上述した第0基準値Ne0とは、理想的にはこの二つの値の間で設定される、言い換えれば、第4領域及び第5領域に夫々一のピーク(インパルスチャージの効果のピーク)が現れるように設定される)、第1分岐管301を含む管路は比較的低回転領域用の管路として、第2分岐管304を含む管路は比較的高回転領域用の管路として利用される。   As already described, the surge tank 223 is a means for reversing the phase of the negative pressure wave and reflecting it as a positive pressure wave. The shorter the length of the pipe, the faster the positive pressure wave reaches the combustion chamber in time. Will do. In other words, if the valve opening timing of the impulse valve 226 is fixed, the effect of the impulse charge depends on the physical configuration (in short, the length described here) of one pipe that is used to generate pulsation. Is the engine speed that is most efficiently defined. Therefore, in the engine 300 according to the present embodiment, there are two values of the engine speed at which the effect of the impulse charge can be utilized to the maximum (note that the above-described zeroth reference value Ne0 is ideal) Is set between these two values, in other words, one peak (the peak of the effect of impulse charge) appears in each of the fourth region and the fifth region). The pipe including the second branch pipe 304 is used as a pipe for a relatively high rotation area, and the pipe including the second branch pipe 304 is used as a pipe for a relatively high rotation area.

本実施形態では、このように選択すべき管路が予め複数(本実施形態では二種類)設定されることによって、インパルスチャージによる吸気充填量増大に係る実践上の利益をより好適に享受することが可能となり、吸気充填量の変化を抑制しつつ、より吸気充填量の増大を図ることが可能となるのである。   In the present embodiment, a plurality of pipelines to be selected in advance (two types in the present embodiment) are set in advance, so that the practical benefits related to the increase in the intake charge amount due to the impulse charge can be more suitably enjoyed. This makes it possible to further increase the intake charge amount while suppressing the change in the intake charge amount.

尚、本実施形態では、サージタンク223の連通孔は、吸気管204に沿って二個形成されているが、少なくとも連通孔の個数及び設置態様等が、例えばサージタンクの肥大化に係る搭載性の低下や制御上の負荷増大等、他の不具合を実践上顕在化させない限りにおいて、望ましくは実践上有意な利益の差として享受され得る範囲で連通孔の個数及び設置態様は自由に規定されてよい。   In the present embodiment, the two communication holes of the surge tank 223 are formed along the intake pipe 204. However, at least the number of the communication holes, the installation mode, and the like are, for example, mountability related to enlargement of the surge tank. The number of communication holes and the installation mode are freely defined as long as they can be enjoyed as a practically significant difference in profits unless other problems such as lowering of the load and increase of the control load are actualized. Good.

尚、上述の各実施形態における制御モードの切り替えに際しては、機関回転速度の基準値が利用される。この際、各基準値にはヒステリシス特性を付与するための補正処理が適宜施されてもよい。即ち、例えばこの補正処理に係る補正値がΔNeなる値であるとすると、例えば、機関回転速度の上昇に伴って機関回転速度Neが第1基準値Ne1を超え、第2制御モードが実行された場合、機関回転速度の低下に伴って再び第1制御モードが実行に供される時点は、機関回転速度Neが第1基準値Ne1を下回った時点でなく、Ne1−ΔNeを下回った時点であってもよい。このようにヒステリシス特性が付与されることにより制御上のハンチングが防止される。   Note that the reference value of the engine speed is used when switching the control mode in each of the above-described embodiments. At this time, each reference value may be appropriately subjected to correction processing for imparting hysteresis characteristics. That is, for example, assuming that the correction value related to this correction processing is a value of ΔNe, for example, as the engine rotation speed increases, the engine rotation speed Ne exceeds the first reference value Ne1, and the second control mode is executed. In this case, the time point at which the first control mode is executed again with the decrease in the engine speed is not the time when the engine speed Ne falls below the first reference value Ne1, but the time when the engine speed Ne falls below Ne1-ΔNe. May be. Thus, by providing the hysteresis characteristic, hunting in control is prevented.

ところで、本実施形態においても、第1実施形態と同様に各サージタンク弁の閉故障に対応する必要があるため、故障対応制御が実行される。ここで、図11を参照し、本実施形態に係る故障対応制御の詳細について説明する。ここに、図11は、故障対応制御のフローチャートである。尚、同図において、図4と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。   By the way, also in this embodiment, since it is necessary to cope with the closing failure of each surge tank valve as in the first embodiment, the failure handling control is executed. Here, details of the failure handling control according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart of the failure handling control. In the figure, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG. 4, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図11において、既に述べた故障検出処理が第1サージタンク弁302について実行される。即ち、機関回転速度Neが第0基準値Ne0未満の第4領域に存在する場合に故障検出処理が実行される。第1サージタンク弁302について故障検出処理が終了すると、第1サージタンク弁302について算出されたインマニ圧偏差を表すインマニ圧偏差ΔPim1が、基準値ΔPim1th(尚、第1実施形態に係る基準値ΔPimthと同じ値であってもよい)未満であるか否かが判別される(ステップS601)。   In FIG. 11, the above-described failure detection process is executed for the first surge tank valve 302. That is, the failure detection process is executed when the engine speed Ne exists in the fourth region below the 0th reference value Ne0. When the failure detection process for the first surge tank valve 302 ends, the intake manifold pressure deviation ΔPim1 representing the intake manifold pressure deviation calculated for the first surge tank valve 302 is a reference value ΔPim1th (the reference value ΔPimth according to the first embodiment). It may be determined whether it is less than (which may be the same value) (step S601).

インマニ圧偏差ΔPim1が基準値ΔPim1th未満である場合(ステップS601:YES)、ECU100は、第1サージタンク弁302における閉故障の有無を規定するフェイルフラグFg_fail1を、第1サージタンク弁302が閉故障を生じている旨を表すオン状態に設定し(ステップS602)、第2サージタンク弁305について同様に故障検出処理を実行する。尚、インマニ圧偏差ΔPim1が基準値ΔPim1th以上である場合には(ステップS601:NO)、フェイル開閉フラグFg_sg1はオフ状態に維持されたまま、第2サージタンク弁305についての故障検出処理が実行される。   When the intake manifold pressure difference ΔPim1 is less than the reference value ΔPim1th (step S601: YES), the ECU 100 sets a fail flag Fg_fail1 that specifies whether or not the first surge tank valve 302 is closed, and the first surge tank valve 302 is closed. (Step S602), and the failure detection process is similarly executed for the second surge tank valve 305. When the intake manifold pressure deviation ΔPim1 is greater than or equal to the reference value ΔPim1th (step S601: NO), the failure detection process for the second surge tank valve 305 is performed while the fail opening / closing flag Fg_sg1 is maintained in the off state. The

第2サージタンク弁305について故障検出処理が実行されると、第2サージタンク弁305について算出されたインマニ圧偏差を表すインマニ圧偏差ΔPim2が、基準値ΔPim2th(尚、上述したΔPim1th又は第1実施形態に係るΔPimthと同じ値であってもよい)未満であるか否かが判別される(ステップS603)。   When the failure detection process is executed for the second surge tank valve 305, the intake manifold pressure deviation ΔPim2 representing the intake manifold pressure deviation calculated for the second surge tank valve 305 is set to the reference value ΔPim2th (the above-described ΔPim1th or the first implementation). It is determined whether or not it is less than ΔPimth according to the form (step S603).

インマニ圧偏差ΔPim2が基準値ΔPim2th未満である場合(ステップS603:YES)、ECU100は、第2サージタンク弁305における閉故障の有無を規定するフェイルフラグFg_fail2を、第2サージタンク弁305が閉故障を生じている旨を表すオン状態に設定し(ステップS604)、代替処理を実行する(ステップS700)。尚インマニ圧偏差ΔPim2が基準値ΔPim2th以上である場合には(ステップS603:NO)、フェイル開閉フラグFg_sg2はオフ状態に維持されたまま、代替処理が実行される。尚、代替処理が実行されると、故障対応制御は終了する。   When the intake manifold pressure difference ΔPim2 is less than the reference value ΔPim2th (step S603: YES), the ECU 100 sets a fail flag Fg_fail2 that defines whether or not the second surge tank valve 305 is closed, and the second surge tank valve 305 is closed. Is set to an on state indicating that the error has occurred (step S604), and an alternative process is executed (step S700). If the intake manifold pressure deviation ΔPim2 is greater than or equal to the reference value ΔPim2th (step S603: NO), the substitute process is executed while the fail opening / closing flag Fg_sg2 is maintained in the OFF state. Note that when the alternative process is executed, the failure handling control is terminated.

ここで、図12を参照し、代替処理の詳細について説明する。ここに、図12は、代替処理のフローチャートである。尚、同図において、図4と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。   Here, the details of the substitution process will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart of the alternative process. In the figure, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG. 4, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図12において、ECU100は、フェイル開閉フラグFg_sg1及びフェイル開閉フラグFg_sg2の設定状態を参照し、両サージタンク弁が閉故障を生じているか否かを判別する(ステップS701)。両サージタンク弁が閉故障を生じている場合(ステップS701:YES)、ECU100は、禁止フラグFg_stpをオン状態に設定し(ステップS203)、これらフラグの情報を所定の記憶手段(例えば、RAM又はフラッシュメモリ等)に書き込み(ステップS204)、代替処理を終了する。   In FIG. 12, the ECU 100 refers to the setting states of the fail opening / closing flag Fg_sg1 and the fail opening / closing flag Fg_sg2, and determines whether or not both surge tank valves have a closed failure (step S701). If both surge tank valves have a closed failure (step S701: YES), the ECU 100 sets the prohibition flag Fg_stp to the on state (step S203), and stores information on these flags in a predetermined storage unit (for example, RAM or The data is written in the flash memory or the like (step S204), and the substitution process is terminated.

一方、少なくとも一方のサージタンク弁が正常に動作する(尚、フェイルフラグの性質に鑑みれば、この場合の「正常に動作する」とは、即ち少なくとも開弁指示に応じて開弁することを指す)場合(ステップS701:NO)、ECU100は、第1サージタンク弁302が閉故障を生じているか否かを判別する(ステップS702)。第1サージタンク弁302のみが閉故障を生じている場合(ステップS702:YES)、ECU100は、第2サージタンク弁305を第1サージタンク弁302に代替させるか否かを規定する代替フラグFg_sg12を、第2サージタンク弁305を第1サージタンク弁302に代替させる旨を表すオン状態に設定し(ステップS703)、処理をステップS204に移行させる。   On the other hand, at least one of the surge tank valves operates normally (in view of the nature of the fail flag, “normally operates” in this case means that the valve is opened at least in response to a valve opening instruction. ) (Step S701: NO), the ECU 100 determines whether or not the first surge tank valve 302 has a closed failure (step S702). When only the first surge tank valve 302 has a closed failure (step S702: YES), the ECU 100 determines whether or not to substitute the first surge tank valve 302 for the second surge tank valve 305. The substitution flag Fg_sg12 Is set to an on state indicating that the second surge tank valve 305 is replaced with the first surge tank valve 302 (step S703), and the process proceeds to step S204.

また、第1サージタンク弁302が正常である場合(ステップS702:NO)、ECU100は、第2サージタンク弁305が閉故障を生じているか否かを判別する(ステップS704)。第2サージタンク弁305のみが閉故障を生じている場合(ステップS704:YES)、ECU100は、第1サージタンク弁302を第2サージタンク弁305に代替させるか否かを規定する代替フラグFg_sg21を、第1サージタンク弁302を第2サージタンク弁305に代替させる旨を表すオン状態に設定し(ステップS705)、処理をステップS204に移行させる。また、両サージタンク弁が正常に動作する場合(ステップS704:NO)、ECU100は、いずれの代替フラグもオフ状態に維持し(即ち、代替フラグはデフォルトでオフ状態である)、処理をステップS204に移行させる。   When the first surge tank valve 302 is normal (step S702: NO), the ECU 100 determines whether or not the second surge tank valve 305 has a closed failure (step S704). When only the second surge tank valve 305 has a closed failure (step S704: YES), the ECU 100 determines whether or not to substitute the first surge tank valve 302 for the second surge tank valve 305. Is set to an on state indicating that the first surge tank valve 302 is replaced with the second surge tank valve 305 (step S705), and the process proceeds to step S204. If both surge tank valves operate normally (step S704: NO), the ECU 100 maintains all the substitution flags in the off state (that is, the substitution flag is off by default), and the process proceeds to step S204. To migrate.

代替処理が実行された結果、図9に例示した弁駆動制御において、開閉フラグFg_sg1がオン状態に設定され且つ代替フラグFg_sg12がオン状態に設定されている場合には、ステップS511に係る処理において第1サージタンク弁302は閉弁状態に維持され、ステップS512に係る処理において第1サージタンク弁302に代えて第2サージタンク弁305が開弁状態に制御される。また、開閉フラグFg_sg2がオン状態に設定され且つ代替フラグFg_sg21がオン状態に設定されている場合には、ステップS512に係る処理において第2サージタンク弁305は閉弁状態に維持され、ステップS511に係る処理において第2サージタンク弁305に代えて第1サージタンク弁302が開弁状態に制御される。即ち、第4領域において第2分岐管304を利用したインパルスチャージが実行され、第5領域において第1分岐管301を利用したインパルスチャージが実行される。   As a result of the execution of the substitute process, in the valve drive control illustrated in FIG. 9, when the open / close flag Fg_sg1 is set to the on state and the substitute flag Fg_sg12 is set to the on state, the process according to step S511 is performed. The first surge tank valve 302 is maintained in a closed state, and the second surge tank valve 305 is controlled to be opened instead of the first surge tank valve 302 in the process according to step S512. When the open / close flag Fg_sg2 is set to the on state and the substitute flag Fg_sg21 is set to the on state, the second surge tank valve 305 is maintained in the closed state in the process according to step S512, and the process proceeds to step S511. In such processing, the first surge tank valve 302 is controlled to be in an open state instead of the second surge tank valve 305. That is, impulse charge using the second branch tube 304 is executed in the fourth region, and impulse charge using the first branch tube 301 is executed in the fifth region.

この際、既に説明したように、第1分岐管301は比較的低回転領域用であり、第2分岐管304は比較的高回転領域用であるから、各々本来開弁すべきサージタンク弁を開弁してインパルスチャージが行われる場合と較べて吸気充填量の増大効果が低下し易い。そこで、ECU100は、この種の代替を行う場合に、インパルス弁226の開弁時期を補正する。   At this time, as already described, the first branch pipe 301 is for a relatively low rotation area and the second branch pipe 304 is for a relatively high rotation area. Compared to the case where the valve is opened and impulse charge is performed, the effect of increasing the intake charge amount is likely to be reduced. Therefore, the ECU 100 corrects the valve opening timing of the impulse valve 226 when performing this type of substitution.

より具体的な一例としては、例えば比較的高回転な領域である第5領域におけるインパルスチャージを比較的低回転領域用の第1分岐管301を使用して行う場合、既に述べたインパルス弁226に対する開閉制御の制約の範囲内でインパルス弁226の開弁タイミングを進角し、正圧波のピークを吸気バルブ207の閉弁タイミングに可及的に同期させる。或いは、例えば比較的低回転な領域である第4領域におけるインパルスチャージを比較的高回転領域用の第2分岐管304を使用して行う場合、既に述べたインパルス弁226に対する開閉制御の制約の範囲内でインパルス弁226の開弁タイミングを遅角し、同様に正圧波のピークを吸気バルブ207の閉弁タイミングに可及的に同期させる。即ち、この場合、ECU100は、本発明に係る「補正手段」の一例としても機能する。尚、補正の態様は、補正により吸気充填量の向上を見込み得る限りにおいて如何様にも限定されない。   As a more specific example, for example, when impulse charge in the fifth region, which is a relatively high rotation region, is performed using the first branch pipe 301 for the relatively low rotation region, the impulse valve 226 described above is used. The opening timing of the impulse valve 226 is advanced within the limits of the opening / closing control, and the peak of the positive pressure wave is synchronized with the closing timing of the intake valve 207 as much as possible. Alternatively, for example, when the impulse charge in the fourth region, which is a relatively low rotation region, is performed using the second branch pipe 304 for the relatively high rotation region, the range of the restriction on the opening / closing control for the impulse valve 226 already described. The valve opening timing of the impulse valve 226 is retarded, and the peak of the positive pressure wave is similarly synchronized with the valve closing timing of the intake valve 207 as much as possible. That is, in this case, the ECU 100 also functions as an example of the “correction unit” according to the present invention. The correction mode is not limited in any way as long as the correction can be expected to improve the intake charge amount.

このように、本実施形態によれば、いずれか一方のサージタンク弁が正常に動作する場合には、機関回転速度Neが第1基準値Ne1未満の領域においてインパルスチャージの実行が禁止されることはなく、燃費及びエミッションの悪化を防止しつつ、吸気充填量増大に係る実践上の利益を可及的に享受することが可能となる。   Thus, according to the present embodiment, when either one of the surge tank valves operates normally, the execution of the impulse charge is prohibited in the region where the engine speed Ne is less than the first reference value Ne1. However, it is possible to enjoy as much as possible the practical benefits related to the increase in the intake charge amount while preventing deterioration of fuel consumption and emissions.

尚、本発明の各実施形態において、サージタンク223は、吸気管204と並列配置されており、連通孔及び各種分岐管を介して連通する構成となっている。従って、吸気通路204内を吸気が進行するに際して当該各分岐管の入り口部分を通過した際に、吸気は所定の共振周波数で共振する。   In each embodiment of the present invention, the surge tank 223 is arranged in parallel with the intake pipe 204 and is configured to communicate with each other via a communication hole and various branch pipes. Therefore, when the intake air travels through the intake passage 204 and passes through the entrance portion of each branch pipe, the intake air resonates at a predetermined resonance frequency.

この共振周波数は、分岐管の断面積、長さ及びサージタンク223の容積に応じて可変であるから、例えば車両に対する搭載性を阻害しない範囲で、例えばサージタンク223の容積を、例えば吸気音の音圧レベルが相対的に大きくなる周波数に対し共振するように設定すること等によって所謂レゾネータとして機能させ、特定周波数を有する吸気音を低減することも可能である。   This resonance frequency is variable according to the cross-sectional area of the branch pipe, the length, and the volume of the surge tank 223. It is possible to function as a so-called resonator by setting so as to resonate with respect to a frequency at which the sound pressure level becomes relatively large, and to reduce intake sound having a specific frequency.

また、本発明に係る吸気制御装置によれば、タンクの設置位置に関する制約は、タンクが吸気通路に直列に配置される場合と較べて明らかに少なく、タンクの設置位置を、より慣性過給の効果を引き出せる位置に設定することが可能となり、慣性過給による吸気充填量の増大(或いは、吸気充填効率の上昇)に係るより高い利益が提供される。   In addition, according to the intake control device of the present invention, the restriction on the installation position of the tank is obviously less than that in the case where the tank is arranged in series in the intake passage, and the installation position of the tank is more It is possible to set the position where the effect can be drawn out, and a higher profit related to the increase in the intake charge amount (or the increase in the intake charge efficiency) due to the inertia supercharging is provided.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の吸気制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be changed as appropriate without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. The control device is also included in the technical scope of the present invention.

本発明の第1実施形態に係るエンジンシステムの構成を概念的に表してなる概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram conceptually showing a configuration of an engine system according to a first embodiment of the present invention. 図1のエンジンシステムにおいてECUにより実行される弁駆動制御のフローチャートである。It is a flowchart of the valve drive control performed by ECU in the engine system of FIG. エンジンの運転条件に対応付けられた各制御モードの模式図である。It is a schematic diagram of each control mode matched with the operating condition of the engine. 図1のエンジンシステムにおいてECUにより実行される故障対応制御のフローチャートである。2 is a flowchart of failure response control executed by an ECU in the engine system of FIG. 1. 図4の故障対応制御において実行される故障検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of the failure detection process performed in the failure handling control of FIG. 図5の故障検出処理において実行される平均インマニ圧算出処理のフローチャートである。It is a flowchart of the average intake manifold pressure calculation process performed in the failure detection process of FIG. インマニ圧の一時間特性を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the one hour characteristic of intake manifold pressure. 本発明の第2実施形態に係るエンジンシステムの構成を概念的に表してなる概略構成図である。It is a schematic block diagram which represents notionally the structure of the engine system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態に係る弁駆動制御のフローチャートである。It is a flowchart of valve drive control concerning a 2nd embodiment. エンジンの運転条件に対応付けられた各制御モードの模式図である。It is a schematic diagram of each control mode matched with the operating condition of the engine. 本発明の第2実施形態に係る故障対応制御のフローチャートである。It is a flowchart of the failure response control which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図11の故障対応制御において実行される代替処理のフローチャートである。It is a flowchart of the alternative process performed in the failure handling control of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…エンジンシステム、100…ECU、200…エンジン、202…気筒、204…吸気管、205…ディーゼルスロットルバルブ、206…連通管、207…吸気バルブ、216…タービン、218…コンプレッサ、221…インタークーラ、222…分岐管、223…サージタンク、224…サージタンク弁、225…アクチュエータ、226…インパルス弁、227…アクチュエータ、230…インマニ圧センサ、300…エンジン、301…第1分岐管、302…第1サージタンク弁、303…第1アクチュエータ、304…第2分岐管、305…第2サージタンク弁、306…第2アクチュエータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine system, 100 ... ECU, 200 ... Engine, 202 ... Cylinder, 204 ... Intake pipe, 205 ... Diesel throttle valve, 206 ... Communication pipe, 207 ... Intake valve, 216 ... Turbine, 218 ... Compressor, 221 ... Intercooler , 222 ... branch pipe, 223 ... surge tank, 224 ... surge tank valve, 225 ... actuator, 226 ... impulse valve, 227 ... actuator, 230 ... intake manifold pressure sensor, 300 ... engine, 301 ... first branch pipe, 302 ... first DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 surge tank valve, 303 ... 1st actuator, 304 ... 2nd branch pipe, 305 ... 2nd surge tank valve, 306 ... 2nd actuator.

Claims (9)

車両に搭載され、気筒内部に連通する吸気通路と、前記吸気通路に設置され、所定の開閉制御に従って開閉状態が制御されることにより吸気の脈動を利用した慣性過給を実現可能な吸気制御弁と、少なくとも一つの開口部を有し、前記吸気制御弁の上流側において該開口部を介して前記吸気通路と連通可能に並列配置されるタンクとを備えた内燃機関の吸気制御装置であって、
開弁時に前記タンクと前記吸気通路とを連通させると共に閉弁時に前記タンクと前記吸気通路との連通を遮断する開閉弁と、
前記車両の運転条件に基づいて前記開閉弁の開閉状態を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
An intake passage that is mounted in a vehicle and communicates with the inside of the cylinder, and an intake control valve that is installed in the intake passage and that can achieve inertia supercharging using intake pulsation by controlling the open / close state according to predetermined open / close control And an intake control device for an internal combustion engine comprising at least one opening and a tank arranged in parallel so as to communicate with the intake passage through the opening on the upstream side of the intake control valve. ,
An on-off valve that connects the tank and the intake passage when the valve is opened and shuts off the communication between the tank and the intake passage when the valve is closed;
An intake control device for an internal combustion engine, comprising: control means for controlling an open / close state of the on-off valve based on an operating condition of the vehicle.
前記制御手段は、前記車両が、前記内燃機関が所定の低回転領域にある状態から加速する場合に、(i)前記開閉弁を開弁させ且つ前記開閉制御の実行を許可する第1制御モード、(ii)前記開閉弁を開弁させ且つ前記開閉制御の実行を禁止する第2制御モード及び(iii)前記開閉弁を閉弁させ且つ前記開閉制御の実行を禁止する第3制御モードの順で順次一の制御モードを選択的に実行する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気制御装置。
When the vehicle accelerates from a state where the internal combustion engine is in a predetermined low rotation region, the control means (i) opens the on-off valve and permits execution of the on-off control. (Ii) a second control mode in which the on-off valve is opened and the execution of the on-off control is prohibited; and (iii) a third control mode in which the on-off valve is closed and the execution of the on-off control is prohibited. The intake control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein one control mode is selectively executed in order.
前記制御手段は、前記機関回転速度が夫々第1基準値未満となる第1回転領域、該第1基準値以上の値として規定される第2基準値未満となる第2回転領域及び該第2基準値以上となる第3回転領域に属する場合に、夫々前記第1制御モード、第2制御モード及び第3制御モードを選択する
ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の吸気制御装置。
The control means includes a first rotation region in which the engine speed is less than a first reference value, a second rotation region in which the engine rotation speed is less than a second reference value defined as a value greater than or equal to the first reference value, and the second 3. The intake control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the first control mode, the second control mode, and the third control mode are selected when belonging to a third rotation region that is equal to or greater than a reference value. .
前記制御手段は、前記第2制御モードが選択された場合に、前記第2制御モードを所定時間継続して実行する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の内燃機関の吸気制御装置。
The intake control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein the control means continuously executes the second control mode for a predetermined time when the second control mode is selected.
前記タンクは、前記吸気通路に沿った方向に複数の前記開口部を有し、
前記開閉弁は、該複数の開口部の各々に対応して備わっており、
前記制御手段は、前記開閉弁を開弁させる場合には、前記内燃機関の機関回転速度の上昇に伴って、前記複数の開閉弁のうち上流側に位置する一の前記開閉弁から順に開弁させる
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気制御装置。
The tank has a plurality of the openings in a direction along the intake passage,
The on-off valve is provided corresponding to each of the plurality of openings,
When the opening / closing valve is opened, the control means sequentially opens from the opening / closing valve located upstream of the plurality of opening / closing valves as the engine speed of the internal combustion engine increases. The intake control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記開閉弁が開弁するように制御される期間において前記開閉制御が行われた場合における前記吸気に係る吸気圧に基づいて、前記開弁するように制御された開閉弁の閉故障の有無を判別する判別手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気制御装置。
Based on the intake pressure related to the intake air when the opening / closing control is performed during the period in which the opening / closing valve is controlled to open, the presence / absence of a closing failure of the opening / closing valve controlled to open is determined. The intake control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, further comprising discrimination means for discriminating.
前記タンクは、前記吸気通路に沿った方向に複数の前記開口部を有し、
前記開閉弁は、該複数の開口部の各々に対応して備わっており、
前記制御手段は、前記開弁するように制御された開閉弁について前記閉故障が有る旨が判別された場合に、該閉故障が有る旨が判別された開閉弁に代えて、該閉故障が有る旨が判別された開閉弁を除く他の前記開閉弁の開閉状態を制御する
ことを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の吸気制御装置。
The tank has a plurality of the openings in a direction along the intake passage,
The on-off valve is provided corresponding to each of the plurality of openings,
When it is determined that the open / close valve that has been controlled to open has a closed failure, the control means replaces the open / close valve that has been determined to have the closed failure with the closed failure. The intake control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the open / close state of the other open / close valves excluding the open / close valve determined to be present is controlled.
前記他の開閉弁の開閉状態が制御される場合に、前記開閉制御に係る前記吸気制御弁の開閉時期を補正する補正手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項7に記載の内燃機関の吸気制御装置。
8. The internal combustion engine according to claim 7, further comprising a correcting unit that corrects an opening / closing timing of the intake control valve related to the opening / closing control when an opening / closing state of the other opening / closing valve is controlled. Intake control device.
前記開弁するように制御された開閉弁について前記閉故障が有る旨が判別された場合に、前記開閉制御の実行を制限する制限手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項6から8のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気制御装置。
9. The apparatus according to claim 6, further comprising a restricting unit that restricts execution of the opening / closing control when it is determined that the opening / closing valve is controlled to open. The intake control device for an internal combustion engine according to any one of the preceding claims.
JP2007333144A 2007-12-25 2007-12-25 Intake control device of internal combustion engine Pending JP2009156104A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007333144A JP2009156104A (en) 2007-12-25 2007-12-25 Intake control device of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007333144A JP2009156104A (en) 2007-12-25 2007-12-25 Intake control device of internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009156104A true JP2009156104A (en) 2009-07-16

Family

ID=40960382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007333144A Pending JP2009156104A (en) 2007-12-25 2007-12-25 Intake control device of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009156104A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2213860B1 (en) Vehicle control device
KR20050085945A (en) Method of controlling premix copression self-igniting internal combustion engine
EP2888464B1 (en) Control device and control method for internal combustion engine
RU2641194C2 (en) Method of operation of engine with cooled recovery system of exhaust gases
EP3015685B1 (en) Engine control device
JP2009103096A (en) Control device of internal combustion engine
JP6109628B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4196343B2 (en) Internal combustion engine and method for operating the same
JP2009299506A (en) Intake air control device for internal combustion engine
JP4529835B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2016217286A (en) Control device of engine system
JP5163515B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5925099B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2009156104A (en) Intake control device of internal combustion engine
JP4957542B2 (en) Intake control device for internal combustion engine
JP2010127185A (en) Startup control device for vehicle
JP2009299501A (en) Intake air control device for internal combustion engine
JP5786468B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2009191697A (en) Intake control device of internal combustion engine
JP2009191696A (en) Intake control device of internal combustion engine
JP2009156123A (en) Intake control device for internal combustion engine
JP4930323B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2009191698A (en) Intake system of internal combustion engine
JP2021042720A (en) Controller of internal combustion engine
JP2012140867A (en) Control device of internal combustion engine with supercharger