JP2009162068A - Intake controller for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the filling efficiency of intake in each of a plurality of cylinders in a one-valve type intake system. <P>SOLUTION: In an engine system 10 provided with an engine 200 provided with an impulse valve 224 on an intake pipe 204 and provided with an operation angle variable type VVT 226 for variably controlling an operation angle and a phase angle of the intake valve 207, and ECU 100 performs valve drive control. In the control, when an operation condition of the engine 200 corresponds to an impulse charge area, the ECU 100 drives the impulse valve 224 so as to open and close it, executes impulse charging utilizing the pulsation of the intake, controls the operation angle variable type VVT 226, and thereby, the opening/closing timing of the intake valve 207 is changed from reference timing to the opening/closing timing for the impulse charging. At this time, valve-closing timing is spark-advanced to a neighborhood to the intake BDC, valve-opening timing is spark-delayed to a neighborhood to the intake TDC, and thereby, an intake overlap amount between mutual cylinders is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、吸気制御弁の開閉制御による慣性過給が可能に構成された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 configured to be capable of inertia supercharging by opening / closing control of an intake control valve.

この種の技術分野において、吸気弁のバルブタイミングを可変制御する装置を備え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、吸気弁及び吸気制御弁が共に開弁している有効吸気期間を、吸気制御弁と可変バルブタイミング機構との協調制御によって内燃機関の運転状態に応じて制御することにより、理想的な吸気特性を得ることが可能であるとされている。   In this type of technical field, a device having a device for variably controlling the valve timing of the intake valve 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 effective intake period in which both the intake valve and the intake control valve are open is set as an intake control valve. It is said that an ideal intake characteristic can be obtained by controlling according to the operating state of the internal combustion engine by cooperative control with the variable valve timing mechanism.

尚、この種の技術分野と異なる技術分野においては、低中回転高負荷領域で吸気弁を低リフト・小作用角で作動させて吸気充填効率を高めようとするもの提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In a technical field different from this type of technical field, it has been proposed to increase the intake charging efficiency by operating the intake valve with a low lift and small working angle in a low, medium and high load region (for example, Patent Document 2).

また、この種の技術分野と異なる技術分野においては、各気筒の直上流に気筒毎に吸気通路を開閉する吸気制御弁を配設し、制御弁駆動手段により開閉駆動することによって、吸気弁の開弁期間を制御することなく可変バルブタイミング装置と同様の機能を実現するものも提案されている(例えば、特許文献3参照)。   Further, in a technical field different from this type of technical field, an intake control valve that opens and closes an intake passage for each cylinder is arranged immediately upstream of each cylinder, and the intake valve is opened and closed by a control valve driving means. A device that realizes the same function as the variable valve timing device without controlling the valve opening period has been proposed (see, for example, Patent Document 3).

特開2006−46293号公報JP 2006-46293 A 特開平5−306637号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-306637 特開平11−13493号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-13493

複数の気筒で吸気制御弁を共有し且つ共用する所謂一弁式の吸気系では、吸気制御弁下流の連通管容積が比較的大きいため、吸気行程終期において吸気が吸気弁を介して排出される所謂吸気の吹き返しによって、吸気の充填効率が低下し易い。一方、この種の一弁式の吸気系では、吸気行程と他の行程とを跨いで吸気制御弁を開弁した場合に他の気筒の吸気行程に影響が及び得るため、従来技術に示される如き制御を適用することは実質的に困難である。即ち、従来の技術には、複数の気筒各々において吸気の充填効率が低下し易い旨の技術的な問題点がある。   In a so-called single valve type intake system in which a plurality of cylinders share and share an intake control valve, the communication pipe volume downstream of the intake control valve is relatively large, so that intake air is discharged through the intake valve at the end of the intake stroke. The so-called intake air blowback tends to reduce the intake air charging efficiency. On the other hand, in this type of one-valve type intake system, when the intake control valve is opened across the intake stroke and other strokes, the intake stroke of other cylinders can be affected, which is shown in the prior art. It is practically difficult to apply such control. That is, the conventional technique has a technical problem that the charging efficiency of the intake air is likely to decrease in each of the plurality of cylinders.

本発明は、上述した問題点に鑑みてなれたものであり、一弁式の吸気系において、複数の気筒各々における吸気の充填効率を向上させ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 it is an object of the present invention to provide an intake control device for an internal combustion engine that can improve the charging efficiency of intake air in each of a plurality of cylinders in a single valve type intake system. And

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、車両に備わり、複数の気筒、該複数の気筒相互間で共有される吸気通路、該吸気通路に設置され開閉状態に応じて吸気の脈動を生成可能な吸気制御弁、及び前記複数の気筒の各々における吸気弁の開閉時期を変化させることが可能な可変動弁手段を備えた内燃機関の吸気制御装置であって、前記車両の運転条件に応じて前記吸気の脈動による慣性過給が行われるように前記吸気制御弁を制御する第1の制御手段と、前記慣性過給が行われる場合に、前記各々相互間における前記吸気弁の開弁期間のオーバラップ量が、前記慣性過給がなされない場合の該オーバラップ量と比較して小さくなるように、前記可変動弁手段を制御する第2の制御手段とを具備することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an intake control device for an internal combustion engine according to the present invention is provided in a vehicle, and is installed in a plurality of cylinders, an intake passage shared among the plurality of cylinders, and in an open / closed state. An intake control valve for an internal combustion engine, comprising: an intake control valve capable of generating intake pulsation in response, and variable valve operating means capable of changing the opening and closing timing of the intake valve in each of the plurality of cylinders; A first control means for controlling the intake control valve so as to perform inertia supercharging due to the pulsation of the intake air according to driving conditions of the vehicle; and A second control means for controlling the variable valve means so that an overlap amount during a valve opening period of the intake valve is smaller than an overlap amount when the inertia supercharging is not performed; Features To.

本発明に係る「内燃機関」とは、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 a plurality of cylinders, and various fuels such as gasoline, light oil, various alcohols, or a mixed fuel of various alcohols and gasoline, or the like in each of the cylinders, or The force generated when an air-fuel mixture containing various fuels explodes or burns can be taken out 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 that encompasses various institutions. 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)、サージタンク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 surge tank, 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.

本発明に係る内燃機関では、この吸気通路が複数の気筒で共有される。ここで、吸気通路を共有する複数の気筒とは、本発明に係る内燃機関に備わる気筒の全てでなくともよく、概念上は、内燃機関に備わる複数の気筒のうち少なくとも複数の気筒を指す。例えば、本発明に係る内燃機関の気筒配列が、所謂V型と称される態様を有する場合には、所定の挟角で対向する二つの気筒群(バンクとも称される)に属する複数の気筒が、本発明に係る「複数の気筒」に相当してもよいし、気筒配列が所謂直列型と称される態様を有する場合には、その全気筒(無論、概念上は、一部の気筒であってもよい)が本発明に係る「複数の気筒」に相当してもよい趣旨である。   In the internal combustion engine according to the present invention, the intake passage is shared by a plurality of cylinders. Here, the plurality of cylinders sharing the intake passage may not be all of the cylinders provided in the internal combustion engine according to the present invention, and conceptually indicates at least a plurality of cylinders among the plurality of cylinders provided in the internal combustion engine. For example, when the cylinder arrangement of the internal combustion engine according to the present invention has a so-called V type, a plurality of cylinders belonging to two cylinder groups (also referred to as banks) facing each other at a predetermined included angle May correspond to “a plurality of cylinders” according to the present invention, and when the cylinder arrangement has a so-called in-line type, all cylinders (of course, conceptually, some cylinders) May be equivalent to "a plurality of cylinders" according to the present invention.

本発明に係る内燃機関は、吸気通路に、開閉状態に応じて吸気の脈動を生成可能な吸気制御弁を備えており、吸気系が所謂一弁式の吸気系として構成される。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。尚、一弁式とは、好適な一形態として吸気通路に一の吸気制御弁を備える構成を指すが、概念上は、実質的に単一の弁体として機能し得る限りにおいて、その個数は何ら限定されない。   An internal combustion engine according to the present invention is provided with an intake control valve capable of generating intake air pulsation in accordance with an open / close state in an intake passage, and the intake system is configured as a so-called one-valve intake system. 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. Incidentally, the single valve type refers to a configuration in which one intake control valve is provided in the intake passage as a preferred form, but conceptually, as long as it can function substantially as a single valve body, the number thereof is It is not limited at all.

一方、本発明に係る内燃機関は、気筒内部と吸気通路との連通状態を規定し得る一の要素としての吸気弁の開閉時期を変化させることが可能な、吸気弁に対し物理的、機械的、機構的、電気的又は磁気的な各種駆動力を付与可能な各種駆動力付与手段を含む概念としての可変動弁手段を備える。尚、この種の可変動弁手段とは、例えば作用角可変機能を有するVVT(Variable Valve Timing)、カムバイワイヤ或いは電磁駆動弁等、各種の態様で具現化されていてよい。   On the other hand, the internal combustion engine according to the present invention is physically and mechanically different from the intake valve that can change the opening and closing timing of the intake valve as one element that can define the communication state between the cylinder interior and the intake passage. And variable valve operating means as a concept including various driving force applying means capable of applying various mechanical, electrical or magnetic driving forces. In addition, this type of variable valve means may be embodied in various modes such as VVT (Variable Valve Timing) having a variable working angle function, a cam-by-wire, or an electromagnetically driven valve.

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第1の制御手段により、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応じて慣性過給(パルス過給又はインパルスチャージ等とも称される)が行われるように吸気制御弁が制御される。   The intake control device for an internal combustion engine according to the present invention can be configured as various processing units such as an ECU (Electronic Control Unit), various controllers, various computer systems such as a microcomputer device, or the like when operating. The inertial supercharging (pulse supercharging or impulse charge, etc.) according to the vehicle operating conditions as a concept that can include, for example, the engine speed or required load of the internal combustion engine or various index values corresponding to them The intake control valve is controlled so that the control is performed.

慣性過給とは、好適な一形態として、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、例えば吸気通路に対し直列又は並列に配置された、例えばサージタンク等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等の形態を採り得る吸気の脈動を利用して、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(即ち、過給する)こと等を指す。   Inertia supercharging is a preferred form of opening the intake control valve after an appropriate time elapse (which may be defined as an angle concept by a crank angle or the like) after the intake valve is opened (ie, intake air intake). Combustion of each cylinder that generates a positive pressure wave by opening the valve in the state where the downstream side of the control valve is negative pressure and the upstream side of the intake control valve is at or above atmospheric pressure. The negative pressure wave is reflected near the entrance of the chamber, and this negative pressure wave is reflected at the open end again, for example, at an opening of a surge tank, for example, arranged in series or in parallel with the intake passage. When natural intake is performed using intake air pulsation that can take the form of a pressure wave or the like (as a preferred form, 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 air control valve is, as a preferred form, taking a larger amount of intake air into the cylinder in the intake stroke as compared to this type of pulsation (that is, To supercharge).

第1の制御手段が吸気制御弁に対して行う制御とは、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。尚、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いてもよい。   The control performed by the first control unit on the intake control valve is, for example, an opening / closing timing, an opening period or an opening degree of the intake control valve (that is, the valve opening degree). This is a concept that includes control of the degree of opening and opening / closing state uniquely, and includes, for example, an intake valve (that is, a valve that controls the communication state between the combustion chamber and the intake passage as a preferred embodiment). This includes the control of synchronizing the valve closing timing and the timing at which the peak of the pulsating wave (positive pressure wave) of the intake reaches the intake valve (not necessarily indicating that they coincide with each other). The intake control valve is mainly intended to realize inertia supercharging using intake pulsation (however, apart from the generation of this type of pulsation, for example, opening / closing operation of an intake throttle valve such as a throttle valve) The intake control valve according to the present invention replaces the action of the intake throttle valve such as a throttle valve when the intake air adjustment (intake throttle), which can be suitably performed by the above, can be practiced to the extent that there is no practical problem. (Or, conversely, the intake throttle valve may replace its function as an intake control valve according to the present invention). You may install in the position close | similar to the intake valve of each cylinder to such an extent that it may produce a pulsation.

一方、この種の慣性過給は、好適な一形態として、例えば機関回転速度が低く(例えば、機関回転速度が、吸気制御弁の動作速度が追従し得る領域としての、或いは吸気が元々有する脈動と吸気制御弁の開閉制御により生成される脈動との間に有意な効果の差が現れ難い領域としての高回転領域を除く領域としての低回転領域に属する場合)、且つ要求負荷が、例えば元々過給を必要としない旨の低負荷領域を除いてなる高負荷領域に属する場合等に行われてもよく、内燃機関の動作領域の一部で行われることが多い。従って、必然的に慣性過給が行われない動作領域も存在し得るが、このような動作領域における吸気弁の開閉時期は、慣性過給の実行時とは異なる場合が多い。   On the other hand, this type of inertia supercharging is a preferred form, for example, when the engine rotational speed is low (for example, the engine rotational speed is a region where the operating speed of the intake control valve can follow, or the pulsation that the intake air originally has) And the pulsation generated by the opening / closing control of the intake control valve), and the required load is originally, for example, that belongs to a low rotation region excluding a high rotation region as a region where a significant difference in effect is difficult to appear) This may be performed when the engine belongs to a high load region excluding a low load region that does not require supercharging, and is often performed in a part of the operation region of the internal combustion engine. Accordingly, there may be an operation region in which inertia supercharging is not necessarily performed, but the opening / closing timing of the intake valve in such an operation region is often different from that at the time of execution of inertia supercharging.

例えば、慣性過給の非実行時においては、好適な一形態として、吸気弁の開弁時期はTDC(Top Death Center:上死点)よりも進角側で設定され、閉弁時期はBDC(Bottom Death Center:下死点)よりも遅角側で設定される。従って吸気制御弁を共有する複数の気筒においては、一の気筒の吸気行程(少なくともここでは、吸気弁が開弁される期間を指す)の終期と他の気筒の吸気行程の初期とが幾らかなり重複し得る。   For example, when inertia supercharging is not performed, as a preferred embodiment, the opening timing of the intake valve is set on the more advanced side than TDC (Top Death Center), and the closing timing is BDC ( Bottom Death Center: Set on the retarded side from the bottom dead center). Therefore, in a plurality of cylinders that share an intake control valve, the end of the intake stroke of at least one cylinder (here, at least the period during which the intake valve is opened) and the initial stage of the intake stroke of the other cylinders are somewhat different. Can overlap.

他方、吸気制御弁を複数の気筒で共有し且つ共用する構成においては、好適な一形態として、吸気制御弁は、他の気筒の吸気行程に影響を与えぬよう、各気筒について吸気行程中に開弁し且つ閉弁するよう制御されることがある。ところが、上述した如き慣性過給の非実行時における吸気弁の開閉時期を、慣性過給の実行時に適用すると、吸気弁の開弁期間が複数の気筒間で重複するオーバラップ期間において、吸気行程終期にある気筒内部から吸気が吹き返し、吸気行程初期にある気筒内部へ流入することにより、前者では吸気の充填効率の低下が、また後者においても、慣性過給に必要な負圧の形成に支障が生じ結局は吸気の充填効率の低下が、少なくとも実践上看過し難い程度に顕在化する可能性がある。   On the other hand, in a configuration in which the intake control valve is shared by and shared by a plurality of cylinders, as a preferred embodiment, the intake control valve is in the intake stroke for each cylinder so as not to affect the intake stroke of the other cylinders. It may be controlled to open and close. However, if the opening / closing timing of the intake valve when the inertia supercharging is not performed as described above is applied when the inertia supercharging is performed, the intake stroke is performed in an overlap period in which the valve opening periods of the intake valves overlap among a plurality of cylinders. The intake air blows back from the inside of the cylinder at the end and flows into the cylinder at the beginning of the intake stroke, so that the efficiency of charging the intake air is reduced in the former, and the negative pressure necessary for inertial supercharging is also hindered in the latter Eventually, a decrease in the charging efficiency of the intake air may manifest at least to the extent that it is difficult to overlook in practice.

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第2の制御手段により、慣性過給が行われる場合に、複数の気筒各々相互間における吸気弁の開弁期間のオーバラップ量(以下、適宜「吸気オーバラップ量」と称する)が、慣性過給がなされない場合の該オーバラップ量と比較して小さくなるように可変動弁手段が制御される。   Therefore, according to the intake control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, during its operation, the inertial force is controlled by the second control means that can be configured as various processing units such as an ECU, various controllers or various computer systems such as a microcomputer device. When supercharging is performed, the overlap amount of the intake valve opening period between each of the plurality of cylinders (hereinafter, referred to as “intake overlap amount” as appropriate) is equal to the overlap amount when inertial supercharging is not performed. The variable valve operating means is controlled so as to be smaller than the lap amount.

ここで特に、全ての気筒について一律に、吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を夫々同量だけ進角又は遅角させたところで(即ち、位相角のみを可変としたところで)当該吸気オーバラップ量には何らの変化も生じないことに鑑みれば、第2の制御手段に係る、吸気オーバラップ量を小さくするための制御とは、端的に言えば吸気弁の作用角(或いはリフト量)を減少又は縮小することに相当する。補足すれば、本発明に係る可変動弁手段とは、即ち、少なくとも吸気弁の作用角を可変とし得る機構、装置及びシステムを包括する概念である。   Here, in particular, for all the cylinders, the intake valve overlap and the valve close timing are respectively advanced or retarded by the same amount (that is, where only the phase angle is variable). In view of the fact that there is no change in the amount, the control for reducing the intake overlap amount according to the second control means is simply the operation angle (or lift amount) of the intake valve. This corresponds to reduction or reduction. If it supplements, the variable valve means which concerns on this invention is the concept which covers the mechanism, apparatus, and system which can make the working angle of an intake valve variable at least.

本発明に係る吸気制御装置によれば、慣性過給の実行時において、このように吸気オーバラップ量が小さくされることにより、吸気行程終期に発生し得る吸気の吹き返しが抑制され、且つ時系列上相前後して吸気行程を迎える複数の気筒各々における吸気の充填効率の低下が抑制される。即ち、この種の制御がなされない場合と較べて、複数の気筒各々における吸気の充填効率を幾らかなり向上させることが可能となるのである。   According to the intake control device of the present invention, when the inertia supercharging is executed, the intake overlap amount is reduced in this way, so that the return of intake air that can occur at the end of the intake stroke is suppressed, and time series A decrease in intake charging efficiency in each of the plurality of cylinders that reach the intake stroke before and after the upper phase is suppressed. In other words, compared to the case where this kind of control is not performed, the intake charging efficiency in each of the plurality of cylinders can be considerably improved.

本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の一の態様では、前記第2の制御手段は、時系列上相前後して吸気行程を迎える一の気筒及び他の気筒について、前記他の気筒における前記吸気弁の開弁時期が、前記一の気筒における前記吸気弁の閉弁時期に同期するように前記可変動弁手段を制御する。   In one aspect of the intake control device for an internal combustion engine according to the present invention, the second control means includes the one cylinder and the other cylinder that reach the intake stroke before and after the time series upper phase in the other cylinder. The variable valve operating means is controlled so that the opening timing of the intake valve is synchronized with the closing timing of the intake valve in the one cylinder.

この態様によれば、時系列上相前後して吸気行程を迎える気筒相互間における吸気オーバラップ量を、ゼロ或いはゼロとみなし得る程度に小さく(即ち、「同期」とは、必ずしも時系列上の一時点において同時になされることのみを表すものではない)することが可能となるため、複数の気筒の各々における吸気の充填効率の低下を可及的に抑制することが可能となり、当該充填効率を可及的に向上せしめることが可能となる。   According to this aspect, the intake overlap amount between the cylinders that reach the intake stroke before and after the time series upper phase is small enough to be regarded as zero or zero (that is, “synchronization” is not necessarily on the time series. It is possible to suppress as much as possible a decrease in the charging efficiency of the intake air in each of the plurality of cylinders as much as possible. It becomes possible to improve as much as possible.

本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の他の態様では、前記第1の制御手段は、前記慣性過給を停止すべき場合に、前記慣性過給が停止するように前記吸気制御弁を制御し、前記第2の制御手段は、前記慣性過給を停止させるべく前記吸気制御弁が制御されるのに先んじて、前記各々における吸気弁の開閉時期が所定の基準時期に復帰するように前記可変動弁手段を制御する。   In another aspect of the intake control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the first control means controls the intake control valve so that the inertia supercharge is stopped when the inertia supercharge is to be stopped. The second control means is arranged so that the opening / closing timings of the intake valves in each of the two control means return to a predetermined reference timing before the intake control valves are controlled to stop the inertia supercharging. Control variable valve operating means.

この態様によれば、第1の制御手段は、例えば、車両の運転条件が慣性過給の実行条件から逸脱した等の事情により、慣性過給を停止すべき場合に、例えば吸気制御弁を所定位置(好適には全開に相当する位置であり、少なくとも吸気を阻害しない位置)に固定する等して、慣性過給を停止させる。   According to this aspect, the first control means sets, for example, the intake control valve when the inertia supercharging is to be stopped due to circumstances such as the vehicle operating condition deviating from the inertia supercharging execution condition. Inertia supercharging is stopped by fixing it at a position (preferably a position corresponding to full opening and at least a position that does not inhibit intake).

一方、このように慣性過給を停止させた場合、内燃機関の動力性能、環境性能又は経済性能等を考慮すると、吸気弁の開閉時期を平常時(即ち、ここでは慣性過給の非実行時を意味する)に適合した態様に切り替える必要が生じ得る。例えば、開弁時期を進角し、或いは更に例えば閉弁時期を遅角させる必要が生じ得る。ところが、可変動弁手段が如何なる物理的、機械的、機構的、電気的又は磁気的構成を有していたところで、可変動弁手段に対し、この種の切り替えの指示を行ってから、実際に吸気弁の開閉時期が制御目標に到達するまでには、程度の差はあれ幾らかなり応答遅延が生じる。この応答遅延は、吸気制御弁と可変動弁手段との物理構成の差等に鑑みれば、吸気制御弁の応答遅延よりも明らかに大きくなり易く、この応答遅延に相当する過渡期間において、慣性過給が停止し且つ吸気弁の開閉時期が最適値からずれることに伴う、例えば動力性能の低下等が顕在化しかねない。   On the other hand, when inertial supercharging is stopped in this way, taking into account the power performance, environmental performance or economic performance of the internal combustion engine, the opening / closing timing of the intake valve is normal (that is, when inertial supercharging is not performed here). It may be necessary to switch to a mode adapted to For example, it may be necessary to advance the valve opening timing or further retard the valve closing timing, for example. However, when the variable valve means has any physical, mechanical, mechanical, electrical, or magnetic configuration, the variable valve means is instructed to perform this type of switching and then actually Until the intake valve opening / closing timing reaches the control target, there is a considerable delay in response to some degree. This response delay tends to be clearly larger than the response delay of the intake control valve in view of the difference in the physical configuration between the intake control valve and the variable valve operating means. In the transient period corresponding to this response delay, For example, a decrease in power performance or the like due to the stoppage of the supply and the opening / closing timing of the intake valve deviating from the optimum value may become apparent.

この態様によれば、第2の制御手段は、慣性過給を停止すべき場合に、第1の制御手段が慣性過給を停止すべく吸気制御弁を制御するのに先んじて、各気筒における吸気弁の開閉時期を所定の基準時期に復帰させる。この際、吸気弁の開閉時期が基準時期に復帰したことをもって第1の制御手段に係る吸気制御弁の制御が実行されてもよいし、単に時系列上第1の制御手段の制御に先んじて第2の制御手段の制御が実行されるだけでもよい。   According to this aspect, when the inertial supercharging is to be stopped, the second control unit is configured so that the first control unit controls the intake control valve so as to stop the inertial supercharging before the inertial supercharging. The opening / closing timing of the intake valve is returned to a predetermined reference timing. At this time, the control of the intake control valve according to the first control means may be executed when the opening / closing timing of the intake valve returns to the reference time, or simply prior to the control of the first control means in time series. Only the control of the second control means may be executed.

尚、「基準時期」とは、上述したように、慣性過給の非実行時に最適化された開閉時期であり、例えば、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、慣性過給の非実行時における内燃機関の動力性能、環境性能及び経済性能がいずれも要求値を満たすように決定されていてもよい。   As described above, the “reference time” is an opening / closing time optimized when inertia supercharging is not performed. For example, the reference time is experimentally, empirically, theoretically, or based on simulation. The power performance, environmental performance, and economic performance of the internal combustion engine during non-execution of inertia supercharging may be determined so as to satisfy the required values.

本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の他の態様では、前記第1の制御手段は、前記慣性過給を実行すべき場合に、前記オーバラップ量を小さくすべく可変動弁手段が制御されるのに先んじて前記慣性過給がなされるように前記吸気制御弁を制御する。   In another aspect of the intake air control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the first control means controls the variable valve means to reduce the overlap amount when the inertia supercharging is to be executed. Prior to the control, the intake control valve is controlled so that the inertia supercharging is performed.

この態様によれば、第1の制御手段は、慣性過給を実行すべき場合に、第2の制御手段が可変動弁手段の制御を介してオーバラップ量の低減を図るのに先んじて慣性過給を実行する。従って、第2の制御手段による可変動弁手段の制御により吸気弁の開閉時期が慣性過給に適した開閉時期に徐々に移行するのに伴って、既に実行状態にある慣性過給における吸気の充填効率を徐々に上昇させることが可能となり、慣性過給開始時における内燃機関の出力低下を抑制することが可能となる。   According to this aspect, when the inertial supercharging is to be executed, the first control unit is configured to perform the inertia before the second control unit attempts to reduce the overlap amount through the control of the variable valve operating unit. Perform supercharging. Accordingly, as the opening / closing timing of the intake valve gradually shifts to the opening / closing timing suitable for inertial supercharging by the control of the variable valve means by the second control unit, It is possible to gradually increase the charging efficiency, and to suppress a decrease in the output of the internal combustion engine at the start of inertia supercharging.

尚、このように可変動弁手段の制御開始に先んじて吸気制御弁の制御を開始するに際しての制御態様は、出力変動を少なくとも幾らかなり抑制可能である限りにおいて自由であってよく、例えば、フラグの状態等により規定される、慣性過給を開始すべきタイミング(即ち、この時点で吸気制御弁の開閉制御は開始される)から所定の遅延時間、吸気弁の制御を遅延させてもよい。   It should be noted that the control mode for starting the control of the intake control valve prior to the start of the control of the variable valve means in this way may be free as long as the output fluctuation can be suppressed at least to some extent. The control of the intake valve may be delayed for a predetermined delay time from the timing at which the inertia supercharging should be started, which is defined by the state of the engine (ie, the opening / closing control of the intake control valve is started at this time).

本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の他の態様では、前記各々における吸気弁の開閉時期を変化させる過程において、前記各々における吸気弁の開閉時期の変化量に応じて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。   In another aspect of the intake control device for an internal combustion engine according to the present invention, in the process of changing the opening / closing timing of the intake valve in each, the opening / closing of the intake control valve according to the amount of change in the opening / closing timing of the intake valve in each A correction unit for correcting the time is further provided.

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、吸気弁の開閉時期の変化量に応じて吸気制御弁の開閉時期が補正されるため、慣性過給の実行時及び非実行時相互間における吸気充填効率の急変が抑制され、車両の快適性能を向上させ得る。尚、「吸気弁の開閉時期を変化させる過程」とは、好適な一形態として、第2の制御手段が、慣性過給の実行時と非実行時との間で吸気弁の開閉時期を変化させる過程を指すが、その他の理由により吸気弁の開閉時期が変化させられる過程を必ずしも排除するものではない。   According to this aspect, for example, the opening / closing timing of the intake control valve can be set according to the amount of change in the opening / closing timing of the intake valve by the 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. Since the correction is made, a sudden change in the intake charging efficiency between the execution and non-execution of inertia supercharging is suppressed, and the comfort performance of the vehicle can be improved. Note that “the process of changing the opening / closing timing of the intake valve” is a preferred embodiment in which the second control means changes the opening / closing timing of the intake valve between when the inertia supercharging is executed and when it is not executed. However, it does not necessarily exclude a process in which the opening / closing timing of the intake valve is changed for other reasons.

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「内燃機関の吸気制御装置」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. 1 is an example of an “intake control device for an internal combustion engine”. The ECU 100 is configured to be able to execute later-described valve drive control in accordance with a control program stored in the ROM.

尚、ECU100は、本発明に係る「第1の制御手段」及び「第2の制御手段」の一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てECU100によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のECU、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ていてもよい。   The ECU 100 is an integrated electronic control unit configured to function as an example of the “first control unit” and the “second control unit” according to the present invention. All are configured to be executed by the ECU 100. However, the physical, mechanical, and electrical configurations of each of the units according to the present invention are not limited to this. For example, each of these units includes a plurality of ECUs, various processing units, various controllers, a microcomputer device, and the like. It may be configured as various computer systems.

エンジン200は、ガソリンを燃料とする、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列4気筒ガソリンエンジンである。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工程において燃料を含む混合気が圧縮され、点火装置203の点火動作により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。但し、各気筒を区別して表す場合には、これら4本の気筒の各々を適宜「第1気筒」、「第2気筒」、「第3気筒」及び「第4気筒」と表現する。   The engine 200 is an in-line four-cylinder gasoline engine that is an example of an “internal combustion engine” according to the present invention that uses gasoline 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. Then, the air-fuel mixture containing the fuel is compressed in the compression process in each cylinder, and the force generated when ignited by the ignition operation of the ignition device 203 is applied to the crankshaft (not shown) via a piston and a connecting rod (not shown), respectively. It is configured to be converted into a rotational motion. 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. However, when the cylinders are distinguished from each other, each of these four cylinders is appropriately expressed as “first cylinder”, “second cylinder”, “third cylinder”, and “fourth cylinder”.

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スロットルバルブ205が配設されている。このスロットルバルブ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、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、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 throttle valve 205 capable of adjusting the amount of intake air guided to the intake pipe 204. The 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 at the upper level. The rotational position is continuously controlled from a fully closed position where the upstream and downstream portions of the intake pipe 204 at the boundary are substantially blocked to a fully open position where the intake pipe 204 communicates almost entirely. As described above, in the engine 200, the throttle valve 205 and the throttle valve motor constitute a kind of electronically controlled throttle device.

吸気管204は、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 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.

吸気ポートには、燃料噴射用の不図示のインジェクタの噴射弁が露出しており、吸気ポートに燃料たるガソリンを噴射可能に構成されている。このインジェクタの駆動系は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100により上位に制御される。即ち、インジェクタは、ECU100によりその動作が制御される構成となっている。インジェクタを介して噴射された燃料は、吸気ポートにおいて吸入空気とある程度混合され、上述した混合気として吸気行程に気筒202内部へ吸入される。即ち、この混合気は、本発明に係る「吸気」の一例である。尚、吸入された混合気は、吸気行程及びそれに引き続く圧縮行程において更に混合が促進され、圧縮TDC付近においてなされる点火装置203の点火制御(尚、ECU100により制御される)により点火及び着火する(即ち、爆発する)構成となっている。   An injection valve of an injector (not shown) for fuel injection is exposed at the intake port, and is configured to be able to inject gasoline as fuel into the intake port. The injector drive system is electrically connected to the ECU 100 and is controlled by the ECU 100 to the upper level. That is, the operation of the injector is controlled by the ECU 100. The fuel injected through the injector is mixed to some extent with the intake air at the intake port, and is sucked into the cylinder 202 in the intake stroke as the above-described mixture. That is, this air-fuel mixture is an example of “intake” according to the present invention. Note that the intake air-fuel mixture is further mixed in the intake stroke and the subsequent compression stroke, and ignited and ignited by ignition control of the ignition device 203 (controlled by the ECU 100) performed in the vicinity of the compression TDC ( That is, it is configured to explode).

本実施形態では、このようにインジェクタは所謂電子制御式のポートインジェクタであり、燃料は吸気ポートに噴射されるが、燃料の噴射形態は何ら限定されるものではなく、例えば、この種のポートインジェクタに代えて又は加えて、高温高圧の気筒202内部に直接燃料を噴射可能な、例えばコモンレールシステムやユニットインジェクタ等からなる筒内直噴システムが採用されてもよい。   In this embodiment, the injector is a so-called electronically controlled port injector, and fuel is injected into the intake port. However, the fuel injection mode is not limited in any way. For example, this type of port injector is used. Instead of or in addition, an in-cylinder direct injection system composed of, for example, a common rail system or a unit injector that can inject fuel directly into the high-temperature and high-pressure cylinder 202 may be employed.

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。   The communication state between the intake port and the cylinder 202 is controlled by an intake valve 207 provided in 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.

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。   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.

燃焼した混合気或いは一部未燃の混合気は、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。   The combusted air-fuel mixture or the partially unburned air-fuel mixture is guided to the exhaust manifold 213 as exhaust gas via an exhaust port (not shown) when the exhaust valve 210 that opens and closes in conjunction with opening and closing of the intake valve 207 is opened. It has become. 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217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 217.

また、排気管214には、三元触媒219が設置されている。三元触媒219は、排気中のHC(炭化水素)、CO(一酸化炭素)及びNOx(窒素酸化物)を同時に或いは連続的に浄化することが可能に構成された触媒コンバータである。更に、気筒202を収容するシリンダブロック201には、水温センサ220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、冷却水としてのLLC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220は、このウォータジャケット内部に検出端子の一部が露出した構成を有しており、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220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。   A three-way catalyst 219 is installed in the exhaust pipe 214. The three-way catalyst 219 is a catalytic converter that can purify HC (hydrocarbon), CO (carbon monoxide), and NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas simultaneously or continuously. Further, a water temperature sensor 220 is disposed in the cylinder block 201 that accommodates the cylinder 202. Inside the cylinder block 201, a water jacket as a cooling water flow path for cooling the cylinder 202 is stretched. Inside the water jacket, LLC as cooling water is circulated and supplied by the action of a circulation system (not shown). ing. The water temperature sensor 220 has a configuration in which a part of the detection terminal is exposed inside the water jacket, and is configured to be able to detect the temperature of the cooling water. The water temperature sensor 220 is electrically connected to the ECU 100, and the detected coolant temperature is grasped by the ECU 100 at a constant or indefinite period.

コンプレッサ218の上流側には、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221が設置されている。エアフローメータ221は、ECU100と電気的に接続されており、検出された吸入空気量は、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 221 capable of detecting the mass flow rate of the intake air is installed on the upstream side of the compressor 218. The air flow meter 221 is electrically connected to the ECU 100, and the detected intake air amount is grasped by the ECU 100 at a constant or indefinite period. In the present embodiment, the detected intake air amount is uniquely related to the amount of intake air (ie, the intake air amount) sucked into the cylinder 202, and is an index that defines the actual load of the engine 200. Treated as a value.

また、吸気管204において、コンプレッサ218の下流側、且つスロットルバルブ205の上流側には、インタークーラ222が設置されている。インタークーラ222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222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 222 is installed on the downstream side of the compressor 218 and the upstream side of the throttle valve 205. The intercooler 222 has a heat exchange wall inside thereof, and when supercharged intake air passes (the same is true even in a 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 222, so that the supercharging via the compressor 218 can be performed more efficiently.

ここで、吸気管204における、スロットルバルブ205の下流側には、サージタンク223が設置されている。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。   Here, a surge tank 223 is installed on the downstream side of the throttle valve 205 in the intake pipe 204. 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.

吸気管204における、サージタンク223の下流側における、連通管206との接続部位近傍には、単一のインパルス弁224が設けられている。インパルス弁224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224は、アクチュエータ225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、インパルス弁224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 224 is provided in the vicinity of the connection portion with the communication pipe 206 on the downstream side of the surge tank 223 in the intake pipe 204. The impulse valve 224 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 224 is configured such that its opening degree is controlled by 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 opening degree of the impulse valve 224 is controlled by the ECU 100.

一方、エンジン200は、作用角可変型VVT226を備える。作用角可変型VVT226は、吸気バルブ207の位相及び作用角を連続的に変化させることが可能に構成された、本発明に係る「可変動弁手段」の一例である。   On the other hand, engine 200 includes variable working angle type VVT 226. The variable working angle type VVT 226 is an example of the “variable valve operating means” according to the present invention configured to be able to continuously change the phase and the working angle of the intake valve 207.

作用角可変型VVT226は、ベーン駆動用の油圧アクチュエータ及び揺動カム駆動用のモータ等、複数の駆動系を含み、当該駆動系がECU100と電気的に接続され且つECU100によりその動作状態を制御されることによって、その動作状態がECU100により上位に制御される構成となっている。作用角可変型VVT226は、油圧アクチュエータを利用した公知のベーン方式の位相可変機能と、モータにより駆動される揺動カムを使用した公知のロストモーション方式の作用角(即ち、バルブリフト量)可変機能とを併有する装置である。   The variable working angle type VVT 226 includes a plurality of drive systems such as a vane drive hydraulic actuator and a swing cam drive motor. The drive system is electrically connected to the ECU 100 and its operation state is controlled by the ECU 100. Thus, the operation state is controlled by the ECU 100 to the upper level. The variable working angle type VVT 226 has a known vane phase variable function using a hydraulic actuator and a known lost motion type working angle (ie, valve lift amount) variable function using a swing cam driven by a motor. It is a device having both.

尚、作用角可変型VVT226の構成は、公知のものであり、また本発明に係る「可変動弁手段」の構成は、これ以外に、例えばカムバイワイヤ装置(即ち、吸気カムをモータ等により駆動する装置)や電磁駆動弁装置(即ち、吸気カムを有さず、ソレノイド等の電磁駆動手段により吸気バルブの開閉を直接制御可能な装置)等の公知の各種態様を採り得るため、ここではその詳細な説明を省略することとする。   The configuration of the variable working angle type VVT 226 is a known one, and the configuration of the “variable valve mechanism” according to the present invention is, for example, a cam-by-wire device (that is, the intake cam is driven by a motor or the like). And other known modes such as an electromagnetically driven valve device (that is, a device that does not have an intake cam and can directly control the opening and closing of the intake valve by electromagnetic drive means such as a solenoid). Detailed description will be omitted.

また、上記吸気バルブ207の説明においては、吸気バルブ207が、吸気カム208のカムプロフィールにより規定される一の開閉特性を有する旨が記述されているが、これは、作用角可変型VVT226の作用と矛盾するものではなく、作用角可変型VVT226の一の動作状態(即ち、ベーン位置及び揺動カムの軸支点位置等)に対して、吸気カム208のカムプロフィールが吸気バルブ207の開閉特性を規定することを意味している。   In the description of the intake valve 207, it is described that the intake valve 207 has one opening / closing characteristic defined by the cam profile of the intake cam 208. This is because the operation of the variable working angle type VVT 226 is described. The cam profile of the intake cam 208 affects the opening / closing characteristics of the intake valve 207 with respect to one operating state of the variable operating angle VVT 226 (that is, the vane position, the pivot point position of the swing cam, etc.). It means to prescribe.

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、ガソリン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ガソリンエンジンのみを指すものではなく、無論ディーゼルエンジンや、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、インジェクタによる噴射燃料を除けば、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 that is a gasoline 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 the gasoline engine. Of course, a diesel engine, an engine using an 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. It may be. Here, in view of the configuration in which the exhaust gas recirculation device is not mounted, in the engine 200 according to the present embodiment, the intake air sucked into each cylinder 202 through the intake port passes through the intake pipe 204 except for the fuel injected by the injector. It is comprised only by the intake air led through.

尚、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 that is an operation amount (that is, an operation amount by a driver) of an accelerator pedal (not shown). 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. Overall, 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、後述する弁駆動制御の実行過程においてインパルス弁224の開閉状態を適宜制御することにより、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224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。
<Operation of Embodiment>
<Overview of impulse charge>
In the engine system 10, the impulse charge is executed by the ECU 100 appropriately controlling the open / close state of the impulse valve 224 in the execution process of the valve drive control described later. Here, the impulse charge refers to inertial supercharging utilizing intake air pulsation caused by opening and closing of the impulse valve 224.

より具体的に説明すると、例えばインパルス弁224が閉弁した状態で一の気筒202の吸気バルブ207が開弁され、当該気筒の吸気行程が開始されると、インパルス弁224が閉弁しているため、当該気筒202のピストンの下降に従って、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。このような状態においてインパルス弁224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224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。   More specifically, for example, when the impulse valve 224 is closed, the intake valve 207 of one cylinder 202 is opened, and when the intake stroke of the cylinder is started, the impulse valve 224 is closed. Therefore, as the piston of the cylinder 202 descends, the pipe pressure of the communication pipe 206 becomes negative, and the pressure difference from the pipe pressure of the intake pipe 204 that is maintained at atmospheric pressure or higher due to atmospheric pressure or supercharging increases. In this state, when the impulse valve 224 is opened (that is, opened during the 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 intake air via the impulse valve 224.

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及びインパルス弁224を順次介してサージタンク223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224の開弁時期を制御することにより、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224を利用したインパルスチャージは、定性的に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 223 sequentially through the communication pipe 206 and the impulse valve 224, and reaches the combustion chamber again as a positive pressure wave whose phase is inverted by reflection at the open end at the open hole. 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 224 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, the pressure in the combustion chamber rises, and the charging efficiency of the intake air is improved. Impulse charging using the impulse valve 224 is qualitatively executed in this way.

<弁駆動制御の詳細>
次に、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>
Next, 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、取得された運転条件がインパルスチャージ領域に該当する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 rotation speed Ne and the accelerator opening degree Ta are acquired, it is determined whether or not the acquired operation condition corresponds to the impulse charge region (step S102).

ここで、図3を参照し、インパルスチャージ領域について説明する。ここに、図3は、インパルスチャージ領域の模式図である。   Here, the impulse charge region will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram of the impulse charge region.

図3において、インパルスチャージ領域は、縦軸及び横軸に夫々アクセル開度Ta及び機関回転速度Neを配してなる二次元座標系において、図示ハッチング領域に相当する領域である。より具体的には、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(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(所謂レブリミットである)以下であるとし、アクセル開度Taが0%(即ち、全閉)から100%(即ち、全開)まで変化するとした場合、インパルスチャージ領域は、NeL≦Ne≦Neth(Neth<NeH)、且つTath≦Ta≦100となる領域であり、定性的に言えば低回転高負荷領域となる。   In FIG. 3, the impulse charge region is a region corresponding to the hatched region shown in the two-dimensional coordinate system in which the accelerator opening degree Ta and the engine rotational speed Ne are arranged on the vertical axis and the horizontal axis, respectively. More specifically, it is assumed that the range of engine rotation speeds that can be taken by the engine 200 is not less than the minimum rotation speed NeL (which is the minimum rotation speed at which self-rotation is possible) and not more than the maximum rotation speed NeH (which is a so-called rev limit). When the accelerator opening degree Ta changes from 0% (that is, fully closed) to 100% (that is, fully opened), the impulse charge region has NeL ≦ Ne ≦ Neth (Neth <NeH) and Tath ≦ Ta ≦ 100. Qualitatively speaking, it is a low rotation and high load region.

尚、最低回転速度NeLは、例えば800rpm程度の値であり、Nethは判断基準値であり概ね2000rpm程度の値である。また、Tathはアクセル開度の基準値であり、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未満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。   The minimum rotation speed NeL is a value of about 800 rpm, for example, and Neth is a judgment reference value, which is a value of about 2000 rpm. Further, Tath is a reference value for the accelerator opening, and is a value that can be used to determine that inertial supercharging is necessary in terms of required load. 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 perform impulse charge.

図2に戻り、取得した運転条件がインパルスチャージ領域に該当しない場合(ステップS102:NO)、ECU100は、処理をステップS101に戻し、一連の処理を繰り返す。即ち、この場合、インパルス弁224はデフォルト位置たる全開位置に固定されると共に、吸気バルブ207の開閉時期は、基準時期(即ち、本発明に係る「所定の基準時期」の一例であり、且つ本発明に係る「慣性過給が行われない場合のオーバラップ量」を規定する開閉時期の一例である)に制御される。   Returning to FIG. 2, when the acquired operating condition does not correspond to the impulse charge region (step S102: NO), the ECU 100 returns the process to step S101 and repeats a series of processes. That is, in this case, the impulse valve 224 is fixed at the fully open position as the default position, and the opening / closing timing of the intake valve 207 is an example of the reference timing (that is, the “predetermined reference timing” according to the present invention). This is an example of the opening / closing timing that defines “the amount of overlap when inertial supercharging is not performed” according to the invention.

ここで、図4を参照し、この基準時期について説明する。ここに、図4は、エンジン200の各気筒における吸気バルブ207及びインパルス弁224の一動作タイミングを表すタイミングチャートである。   Here, the reference time will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a timing chart showing one operation timing of the intake valve 207 and the impulse valve 224 in each cylinder of the engine 200.

図4において、縦軸には、上段から順に第1気筒、第2気筒、第3気筒、第4気筒及びインパルス弁224が表されており、横軸には共通にクランク角(即ち、一種の時間概念である)が表される。尚、図4において、クランク角0°は、便宜上設定されるクランク角の基準値であり、図4では第1気筒の圧縮TDCに設定されている。また、図4を見れば明らかなように、直列4気筒エンジンたるエンジン200では、第1気筒→第3気筒→第4気筒→第2気筒の順で(尚、エンジンの動作行程は繰り返し実行されるので、気筒相互間の前後関係が規定されるのみである)一の行程(例えば、吸気行程)を迎える構成となっている。   In FIG. 4, the vertical axis represents the first cylinder, the second cylinder, the third cylinder, the fourth cylinder, and the impulse valve 224 in order from the upper stage, and the horizontal axis represents a common crank angle (that is, a kind of cylinder). Is a concept of time). In FIG. 4, the crank angle 0 ° is a reference value of the crank angle set for convenience, and in FIG. 4, it is set to the compression TDC of the first cylinder. Further, as apparent from FIG. 4, in the engine 200 which is an in-line four-cylinder engine, the order of the first cylinder → the third cylinder → the fourth cylinder → the second cylinder is performed (the engine operation process is repeatedly executed). Therefore, the configuration is such that only one stroke (for example, the intake stroke) is reached.

ここで、各気筒202における吸気バルブ207の基準時期の開弁側の一部をなす基準開弁時期は、第1気筒について図示白丸m1又は白丸m3に相当する時期であり、第2気筒について図示白丸m5に相当する時期であり、第3気筒について図示白丸m7に相当する時期であり、第4気筒について図示白丸m9に相当する時期である。同様に、基準時期の閉弁側の一部をなす基準閉弁時期は、第1気筒について図示白丸m2に相当する時期であり、第2気筒について図示白丸m4及びm6に相当する時期であり、第3気筒について図示白丸m8に相当する時期であり、第4気筒について図示白丸m10に相当する時期である。尚、これ以降の説明では適宜、この白丸mx(xは自然数)を、クランク角の値として代替することとする。   Here, the reference valve opening timing forming a part of the reference valve opening side of the intake valve 207 in each cylinder 202 is a timing corresponding to the illustrated white circle m1 or the white circle m3 for the first cylinder, and illustrated for the second cylinder. It is a time corresponding to the white circle m5, a time corresponding to the illustrated white circle m7 for the third cylinder, and a time corresponding to the illustrated white circle m9 for the fourth cylinder. Similarly, the reference valve closing timing which forms a part of the valve closing side of the reference timing is a timing corresponding to the illustrated white circle m2 for the first cylinder, and a timing corresponding to the illustrated white circles m4 and m6 for the second cylinder. The third cylinder is a time corresponding to the illustrated white circle m8, and the fourth cylinder is a time corresponding to the illustrated white circle m10. In the following description, the white circle mx (x is a natural number) is appropriately substituted as the crank angle value.

吸気バルブ207の開閉時期が基準時期に制御された状態では、図示ハッチング部分として表されるように、第1気筒の開弁時期と第2気筒の閉弁時期との差分(即ち、「m4−m1」及び「m6−m3」)、第2気筒の開弁時期と第4気筒の閉弁時期との差分(即ち、「m10−m5」)、第3気筒の開弁時期と第1気筒の閉弁時期との差分(即ち、「m2−m7」)、並びに第4気筒の開弁時期と第3気筒の閉弁時期との差分(即ち、「m8−m9」)に夫々相当する吸気オーバラップが発生する。   In a state where the opening / closing timing of the intake valve 207 is controlled to the reference timing, the difference between the opening timing of the first cylinder and the closing timing of the second cylinder (ie, “m4− m1 "and" m6-m3 "), the difference between the opening timing of the second cylinder and the closing timing of the fourth cylinder (ie," m10-m5 "), the opening timing of the third cylinder and the first cylinder Intake over corresponding to the difference between the valve closing timing (ie, “m2−m7”) and the difference between the valve opening timing of the fourth cylinder and the valve closing timing of the third cylinder (ie, “m8−m9”). Wrapping occurs.

一方、インパルス弁224が、吸気行程中期に開弁して吸気BDCで閉弁する場合(図中縦軸最下段に仮想的に例示する(本来、インパルスチャージ領域以外は、インパルス弁224は全開である))、吸気バルブ207の開閉時期を基準時期に設定したままでインパルスチャージを実行すると(基準時期自体が可変であるにせよ、少なくともインパルスチャージの実行前後で開閉時期に何らの補正も加えないと)、各気筒における吸気行程終期において、インパルス弁224が閉弁し、且つ吸気バルブ207が開弁する期間が発生する(即ち、m4−180、m2−360、m8−540、m10−720、及びm6−900に相当する期間)。このため、この期間内にピストンが上昇するのに応じて吸気バルブ207から吸気が吹き返すこととなり、気筒202における吸気の充填効率が低下することになる。本来、インパルス弁224が閉弁していれば、連通管206は閉じた空間となるが、上述した吸気オーバラップに起因して、吸気を連通管206内部に閉じ込めることができなくなるため、この種の吹き返しが実践上看過し得ない程度に発生してしまうのである。加えて、このオーバラップ期間では、吸気行程が時系列上相前後して訪れる二気筒について吸気バルブ207が開弁しているから、元々のインパルスチャージの効果も低下し易い状態にある。   On the other hand, when the impulse valve 224 opens in the middle of the intake stroke and closes with the intake BDC (illustrated in the bottom of the vertical axis in the figure, the impulse valve 224 is fully open except for the impulse charge region. If the impulse charge is executed while the opening / closing timing of the intake valve 207 is set to the reference timing (even if the reference timing itself is variable, no correction is made to the opening / closing timing at least before and after the execution of the impulse charge). And, at the end of the intake stroke in each cylinder, a period occurs in which the impulse valve 224 is closed and the intake valve 207 is opened (ie, m4-180, m2-360, m8-540, m10-720, And a period corresponding to m6-900). For this reason, the intake air blows back from the intake valve 207 as the piston rises during this period, and the intake charging efficiency in the cylinder 202 decreases. Originally, if the impulse valve 224 is closed, the communication pipe 206 becomes a closed space. However, this type of intake air cannot be trapped inside the communication pipe 206 due to the intake overlap described above. It will occur to the extent that it cannot be overlooked in practice. In addition, in this overlap period, the intake valve 207 is opened for the two cylinders whose intake strokes come in before and after the time series upper phase, so that the effect of the original impulse charge is likely to be reduced.

そこで、本実施形態に係るエンジンシステム10では、インパルスチャージ領域において、吸気バルブ207の開閉時期をインパルスチャージ用の開閉時期に設定し、吸気オーバラップ量の変更を伴うインパルスチャージを実行する。ここで、図5を参照し、このインパルスチャージ用の開閉時期について説明する。ここに、図5は、エンジン200の各気筒における吸気バルブ207及びインパルス弁224の他の動作タイミングを表すタイミングチャートである。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。   Therefore, in the engine system 10 according to the present embodiment, in the impulse charge region, the opening / closing timing of the intake valve 207 is set to the opening / closing timing for impulse charging, and the impulse charging accompanied by the change of the intake overlap amount is executed. Here, the opening / closing timing for impulse charge will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a timing chart showing other operation timings of the intake valve 207 and the impulse valve 224 in each cylinder of the engine 200. 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5において、機関回転速度Neが上述したインパルスチャージ領域に該当する一の値を採る場合について、吸気バルブ207の開閉時期とインパルス弁224の開閉時期とが表されている。図5において、図4と比較すれば明らかなように、吸気バルブ207の開弁時期は、基準時期に対し遅角される。本実施形態では、インパルスチャージ用の開閉時期において、吸気バルブ207の開弁時期は、ほぼ吸気TDC付近に固定される。即ち、開弁時期は、基準時期がm1、m3、m5、m7及びm9であるのに対し、夫々m11(m11>m1)、m13(m13>m3)、m15(m15>m5)、m17(m17>m7)及びm19(m19>m9)に変更される。一方、インパルスチャージがなされる場合、吸気バルブ207の閉弁時期は、基準時期に対し進角される。図5では、インパルスチャージ用の開閉時期において、吸気バルブ207の閉弁時期が、吸気BDCである状態が例示される。即ち、図5において、吸気バルブ207の閉弁時期は、基準時期がm2、m4、m6、m8及びm10であるのに対し、夫々m12(m12<m2)、m14(m14<m4)、m16(m16<m6)、m18(m18<m8)及びm20(m20<m10)に変更される。尚、インパルス弁224の開閉タイミングは、図4と同様であるとする。   FIG. 5 shows the opening / closing timing of the intake valve 207 and the opening / closing timing of the impulse valve 224 in the case where the engine speed Ne takes one value corresponding to the impulse charge region described above. In FIG. 5, as apparent from comparison with FIG. 4, the valve opening timing of the intake valve 207 is retarded with respect to the reference timing. In the present embodiment, at the opening / closing timing for impulse charge, the opening timing of the intake valve 207 is substantially fixed near the intake TDC. That is, the valve opening timings are m1, m3, m5, m7 and m9, while m11 (m11> m1), m13 (m13> m3), m15 (m15> m5), m17 (m17), respectively. > M7) and m19 (m19> m9). On the other hand, when impulse charging is performed, the closing timing of the intake valve 207 is advanced with respect to the reference timing. FIG. 5 illustrates a state where the closing timing of the intake valve 207 is the intake BDC at the opening / closing timing for impulse charge. That is, in FIG. 5, the closing timing of the intake valve 207 is m12 (m12 <m2), m14 (m14 <m4), m16 (m4 (m12 <m2), while the reference timings are m2, m4, m6, m8 and m10, respectively. m16 <m6), m18 (m18 <m8) and m20 (m20 <m10). It is assumed that the opening / closing timing of the impulse valve 224 is the same as that in FIG.

このように、本実施形態において、インパルスチャージ実行時の吸気バルブ207の開閉時期は、基準時期に対し、開弁時期が遅角され且つ閉弁時期が進角されたものとなる。即ち、作用角が、基準時期に対応する作用角よりも縮小される。より具体的には、作用角可変型VVT226の位相可変機能により吸気バルブ207の閉弁時期が進角され、この閉弁時期の進角により同様に進角される開弁時期(即ち、位相の変化のみでは、開弁時期が同様に進角して、排気バルブの開弁期間とオーバラップし、内部EGRにより新気の導入が阻害される)を、吸気TDCに設定すべく吸気バルブ207の作用角が変更される。その結果、吸気オーバラップ量は、この種の開閉時期の変更を伴わない場合と比較して減少し(図5の場合、概ねゼロである)、吸気行程終期における吸気の吹き返し及び吸気の他気筒への流入が夫々抑制され、吸気の充填効率を向上させることが可能となるのである。   As described above, in the present embodiment, the opening / closing timing of the intake valve 207 when the impulse charge is performed is the valve opening timing delayed and the valve closing timing advanced with respect to the reference timing. That is, the operating angle is reduced more than the operating angle corresponding to the reference time. More specifically, the valve closing timing of the intake valve 207 is advanced by the phase variable function of the variable operating angle VVT 226, and the valve opening timing (that is, the phase of the valve) that is similarly advanced by the advance of this valve closing timing. In the case of the change alone, the valve opening timing is similarly advanced and overlapped with the valve opening period of the exhaust valve, and the introduction of fresh air is inhibited by the internal EGR). The working angle is changed. As a result, the intake overlap amount is reduced as compared with a case where this kind of opening / closing timing is not changed (in FIG. 5, it is almost zero), and the intake air blowback and the other cylinders of the intake air at the end of the intake stroke. Inflow to the air is suppressed, and it is possible to improve the charging efficiency of the intake air.

本実施形態に係る吸気バルブ207の開閉時期の制御は、総体的には上記の如くなされるが、より詳細に述べれば、吸気バルブ207の開閉時期及びインパルス弁224の開閉時期は、機関回転速度Neに応じて可変に制御される。即ち、図2に戻り、取得した運転条件がインパルスチャージ領域に該当する場合(ステップS102:YES)、ECU100は、インパルス弁224の開弁時期(クランク角)たるインパルス弁開弁時期impopを算出し(ステップS103)、またインパルス弁224の閉弁時期(クランク角)たるインパルス弁閉弁時期impclを算出する(ステップS104)。   The control of the opening / closing timing of the intake valve 207 according to the present embodiment is generally performed as described above. More specifically, the opening / closing timing of the intake valve 207 and the opening / closing timing of the impulse valve 224 are determined by the engine speed. It is variably controlled according to Ne. That is, returning to FIG. 2, when the acquired operating condition corresponds to the impulse charge region (step S102: YES), the ECU 100 calculates the impulse valve opening timing impop which is the valve opening timing (crank angle) of the impulse valve 224. (Step S103) Further, an impulse valve closing timing impcl which is a valve closing timing (crank angle) of the impulse valve 224 is calculated (Step S104).

ここで、図6を参照し、インパルス弁224の開閉時期と機関回転速度Neとの関係について説明する。ここに、図6は、インパルス弁224の開閉時期の特性を例示する模式図である。尚、図6は、第3気筒の吸気行程(即ち、吸気TDCが360°CAである)に対応する図である。   Here, the relationship between the opening / closing timing of the impulse valve 224 and the engine rotational speed Ne will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the characteristics of the opening / closing timing of the impulse valve 224. FIG. 6 is a diagram corresponding to the intake stroke of the third cylinder (that is, the intake TDC is 360 ° CA).

図6において、縦軸及び横軸には夫々クランク角及び機関回転速度Neが表される。ここで、機関回転速度Neに対するインパルス弁224の開弁時期impopの特性を図示PRF_impop(実線参照)として表すと、図示するように、開弁時期impopは、機関回転速度Neの上昇に対し減少側(即ち、進角側)に変化する値として設定される。これは、高回転側程、インパルスチャージに係る吸気の正圧波(脈動波)の到達が遅れるためであり、開弁時期を進角側に補正することによって、インパルスチャージによる吸気の充填効率向上に係る効果の低下が可及的に防止されるのである。   In FIG. 6, the vertical axis and the horizontal axis represent the crank angle and the engine rotational speed Ne, respectively. Here, when the characteristic of the valve opening timing impop of the impulse valve 224 with respect to the engine rotational speed Ne is expressed as illustrated PRF_impop (see solid line), as illustrated, the valve opening timing impop is decreased on the increase side of the engine rotational speed Ne. It is set as a value that changes to the (advance side). This is because the arrival of the positive pressure wave (pulsation wave) of the intake air related to the impulse charge is delayed toward the higher rotation side. By correcting the valve opening timing to the advance side, the intake charge efficiency by the impulse charge is improved. The reduction of the effect is prevented as much as possible.

一方、機関回転速度Neに対するインパルス弁224の閉弁時期impclの特性を図示PRF_impcl(実線参照)として表すと、図示するように、閉弁時期impclは、機関回転速度Neの上昇に対し増加側(即ち、遅角側)に変化する値として設定される。これは、上述した開弁時期と同様に、高回転側程正圧波の到達が遅れるためであり、閉弁時期を遅角側に補正することによって、吸気行程中に正圧波のピークを到達させ、吸気の充填効率向上に係る効果の低下が可及的に防止されるのである。   On the other hand, when the characteristic of the valve closing timing impcl of the impulse valve 224 with respect to the engine rotational speed Ne is expressed as illustrated PRF_impcl (see the solid line), as shown in the figure, the valve closing timing impcl increases with respect to the increase of the engine rotational speed Ne ( That is, it is set as a value that changes to the retard side. This is because, as with the valve opening timing described above, the arrival of the positive pressure wave on the higher rotation side is delayed, so that the peak of the positive pressure wave is reached during the intake stroke by correcting the valve closing timing to the retard side. Thus, a decrease in the effect related to the improvement of the intake charging efficiency is prevented as much as possible.

尚、ECU100は、予めROMに、図6に示すインパルス弁224の開閉特性を数値化してなるマップを保持しており、図2におけるステップS103及びステップS104に係る処理においては、当該マップから一の値が選択的に取得されることにより、インパルス弁224の開弁時期impop及び閉弁時期impclが設定される。尚、本実施形態に係る「算出」とは、このように予め規定された関係に基づいて一の値を選択的に取得する態様を好適に含む概念である。   The ECU 100 holds in advance a map in which the open / close characteristics of the impulse valve 224 shown in FIG. 6 are numerically stored in the ROM. In the processing related to steps S103 and S104 in FIG. By selectively acquiring the values, the valve opening timing impop and the valve closing timing impcl of the impulse valve 224 are set. Note that the “calculation” according to the present embodiment is a concept that suitably includes an aspect in which one value is selectively acquired based on the previously defined relationship.

尚、図6において、吸気バルブ207の開弁時期intop及び閉弁時期intclが、夫々図示PRF_intop(破線参照)及び図示PRF_intcl(破線参照)として表される。図示するように、また既に述べたように、吸気バルブ207の開弁時期intopは、機関回転速度Neに対しほぼ不変であり吸気TDC(ここでは、360°CA)付近で維持される。一方、閉弁時期intclは、機関回転速度Neの上昇に対し増加側(即ち、遅角側)に変化する値として設定される。これは、吸気バルブ207の閉弁時期intclを、上述したインパルス弁224の閉弁時期impclと同期させるためであり、閉弁時期impclが遅角側に推移するのに伴い、インパルスチャージの効果を担保すべく閉弁時期intclもまた遅角側に補正されるのである。   In FIG. 6, the valve opening timing intop and the valve closing timing intcl of the intake valve 207 are represented as illustrated PRF_intop (see broken line) and illustrated PRF_intcl (see broken line), respectively. As shown in the drawing and as already described, the opening timing intotop of the intake valve 207 is substantially unchanged with respect to the engine rotational speed Ne, and is maintained in the vicinity of the intake TDC (here, 360 ° CA). On the other hand, the valve closing timing intcl is set as a value that changes to the increasing side (that is, the retarding side) with respect to the increase in the engine speed Ne. This is to synchronize the closing timing intcl of the intake valve 207 with the closing timing impcl of the impulse valve 224 described above, and as the closing timing impcl shifts to the retard side, the effect of the impulse charge is reduced. The valve closing timing intcl is also corrected to the retard side to ensure it.

図2に戻り、インパルス弁224の開弁時期impop及び閉弁時期impclが設定されると、ECU100は、吸気カム207の進角量たる吸気カム進角量Aを算出する(ステップS105)。   Returning to FIG. 2, when the valve opening timing impop and the valve closing timing impcl of the impulse valve 224 are set, the ECU 100 calculates an intake cam advance angle A which is an advance angle of the intake cam 207 (step S105).

ここで、図7を参照し、吸気カム進角量Aと機関回転速度Neとの関係について説明する。ここに、図7は、吸気カム進角量Aの特性を表す模式図である。   Here, the relationship between the intake cam advance angle A and the engine rotational speed Ne will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic diagram showing the characteristics of the intake cam advance amount A.

図7において、縦軸及び横軸に夫々吸気カム進角量A及び機関回転速度Neが表される。尚、吸気カム進角量Aは上方向が遅角側に対応しており、下方向が進角側に対応している。   In FIG. 7, the vertical axis and the horizontal axis represent the intake cam advance amount A and the engine rotational speed Ne, respectively. Note that the intake cam advance amount A corresponds to the retard side in the upward direction, and corresponds to the advance side in the downward direction.

図7において、機関回転速度Neに対する吸気カム進角量Aの特性は、図示PRF_A(実線参照)として表される。ここで、最低回転速度NeLに対応する吸気カム進角量AはA0であり、これは、基準時期に相当する吸気バルブ207の閉弁時期と吸気BDCとの差分に相当する値である。吸気カム進角量A0とは、即ち、吸気バルブ207の閉弁時期intclを、吸気BDCに設定するための進角量である。図示する通り、吸気カム進角量Aは、機関回転速度Neが、インパルスチャージ領域内で上昇するのに応じて遅角側に変化する値として設定される。既に述べたように、これは、機関回転速度Neの上昇に伴い脈動の正圧波のピークの到達が相対的に遅れるためであり、吸気カム進角量Aは、インパルスチャージ領域の上限を規定する基準値Nethにおいて、A1を採る。尚、吸気カム進角量AがA0に対し遅角側に推移し、最終的にA1に設定された状態においても、基準時期に相当する閉弁時期に対し、閉弁時期は進角された状態にある。   In FIG. 7, the characteristic of the intake cam advance amount A with respect to the engine rotational speed Ne is represented as PRF_A (see solid line) in the figure. Here, the intake cam advance amount A corresponding to the minimum rotational speed NeL is A0, which is a value corresponding to the difference between the valve closing timing of the intake valve 207 corresponding to the reference timing and the intake BDC. The intake cam advance amount A0 is an advance amount for setting the closing timing intcl of the intake valve 207 to the intake BDC. As shown in the figure, the intake cam advance amount A is set as a value that changes to the retard side as the engine rotational speed Ne rises within the impulse charge region. As already described, this is because the arrival of the peak of the positive pressure wave of the pulsation is relatively delayed as the engine rotational speed Ne increases, and the intake cam advance amount A defines the upper limit of the impulse charge region. A1 is taken at the reference value Neth. In addition, even when the intake cam advance amount A is shifted to the retard side with respect to A0 and is finally set to A1, the valve closing timing is advanced with respect to the valve closing timing corresponding to the reference timing. Is in a state.

図2に戻り、吸気カム進角量Aが算出されると、ECU100は更に、吸気カム作用角Bを算出する(ステップS106)。ここで、図8を参照し、吸気カム作用角Bと機関回転速度Neとの関係について説明する。ここに、図8は、吸気カム作用角Bの特性を表す模式図である。   Returning to FIG. 2, when the intake cam advance angle amount A is calculated, the ECU 100 further calculates the intake cam working angle B (step S106). Here, the relationship between the intake cam working angle B and the engine rotational speed Ne will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing the characteristics of the intake cam working angle B. FIG.

図8において、縦軸及び横軸に夫々吸気カム作用角B及び機関回転速度Neが表される。尚、吸気カム作用角Bは、上方向が増加側に対応しており、下方向が減少側に対応している。   In FIG. 8, the intake cam working angle B and the engine rotational speed Ne are represented on the vertical axis and the horizontal axis, respectively. Note that the intake cam operating angle B corresponds to the increasing side in the upward direction and corresponds to the decreasing side in the downward direction.

図8において、機関回転速度Neに対する吸気カム作用角Bの特性は、図示PRF_B(実線参照)として表される。ここで、最低回転速度NeLに対応する吸気カム作用角BはB0であり、これは、吸気BDCとして設定される吸気バルブ207の閉弁時期と、ほぼ吸気TDCに設定される、吸気バルブ207の開弁時期との差分に相当し、即ち概ね180°CAに相当する値である。図示する通り、吸気カム作用角Bは、機関回転速度Neが、インパルスチャージ領域内で上昇するのに応じて増加側に変化する値として設定される。既に述べたように、これは、吸気バルブ207の開弁時期intopが略不変であるのに対し、機関回転速度Neの上昇に伴い吸気バルブ207の閉弁時期intclが吸気BDCから遅角されるためであり、吸気カム作用角Bは、インパルスチャージ領域の上限を規定する基準値Nethにおいて、B1を採る。   In FIG. 8, the characteristic of the intake cam working angle B with respect to the engine rotational speed Ne is represented as illustrated PRF_B (see solid line). Here, the intake cam operating angle B corresponding to the minimum rotational speed NeL is B0, which is the closing timing of the intake valve 207 set as the intake BDC and the intake valve 207 of the intake valve 207 set almost at the intake TDC. This corresponds to the difference from the valve opening timing, that is, a value corresponding to approximately 180 ° CA. As shown in the figure, the intake cam working angle B is set as a value that changes to the increasing side as the engine speed Ne rises within the impulse charge region. As already described, this is because the valve opening timing intotop of the intake valve 207 is substantially unchanged, whereas the valve closing timing intcl of the intake valve 207 is retarded from the intake BDC as the engine rotational speed Ne increases. Therefore, the intake cam working angle B takes B1 at the reference value Neth that defines the upper limit of the impulse charge region.

尚、ECU100は、予めROMに、図7及び図8に示す特性を数値化してなるマップを保持しており、図2におけるステップS105及びステップS106に係る処理においては、当該マップから一の値が選択的に取得されることにより、吸気カム進角量A及び吸気カム作用角Bが設定される。   Note that the ECU 100 holds in advance a map in which the characteristics shown in FIGS. 7 and 8 are digitized in the ROM. In the processing related to steps S105 and S106 in FIG. By selectively acquiring, the intake cam advance angle amount A and the intake cam working angle B are set.

インパルス弁224の開閉時期及び吸気カム進角量A及び吸気カム作用角Bが算出されると、ECU100は、これらに基づいて吸気バルブ駆動制御を実行し(ステップS107)且つインパルス弁駆動制御を実行する(ステップS108)。即ち、吸気バルブ207について、開弁時期intopが吸気TDC付近の値に、また閉弁時期intclがその時点の機関回転速度に対応する値となるように、吸気カム進角量A及び吸気カム作用角Bに基づいて作用角可変型VVT226が駆動制御される。一方、インパルス弁224について、開弁時期impop及び閉弁時期impclが夫々その時点の機関回転速度に対応する値となるように、アクチュエータ225が駆動制御される。   When the opening / closing timing of the impulse valve 224, the intake cam advance angle amount A, and the intake cam working angle B are calculated, the ECU 100 executes intake valve drive control based on these (step S107) and executes the impulse valve drive control. (Step S108). That is, for the intake valve 207, the intake cam advance amount A and the intake cam action so that the valve opening timing intop is a value near the intake TDC and the valve closing timing intcl is a value corresponding to the engine rotational speed at that time. Based on the angle B, the operating angle variable type VVT 226 is driven and controlled. On the other hand, for the impulse valve 224, the actuator 225 is driven and controlled so that the valve opening timing impop and the valve closing timing impcl become values corresponding to the engine rotation speed at that time.

ステップS108に係る処理が実行されると、処理はステップS101に戻され、一連の処理が繰り返される。弁駆動制御はこのようにして実行される。その結果、既に図5に一例と示したように、インパルスチャージの実行時において吸気オーバラップ量が減少し、吸気の充填効率の低下が抑制され、吸気の充填効率が相対的に向上するのである。この際、機関回転速度Neに応じて、インパルス弁224及び吸気バルブ207の開閉時期が適宜変更されることにより、インパルスチャージによる吸気の充填効率の向上効果は理論的に、実質的に又は現実的な制約の下で最適化されている。従って、本実施形態によれば、複数の気筒各々における吸気の充填効率を効率的に且つ効果的に向上させることが可能となるのである。
<第2実施形態>
上述した第1実施形態において、インパルスチャージ領域における吸気バルブ207の開弁時期intopは、ほぼ吸気TDCに固定されている。一方で、吸気バルブ207の閉弁時期intclは、機関回転速度Neに応じて吸気BDCから徐々に遅角側に推移する。従って、第1実施形態に係る吸気バルブ207の開閉時期では、基準時期に対して吸気の充填効率向上に係る効果は無論有するものの、特に高回転領域において、吸気バルブオーバラップ量が拡大する傾向を有しており、インパルスチャージによる吸気の充填が幾らかなり阻害される可能性がある。
If the process which concerns on step S108 is performed, a process will be returned to step S101 and a series of processes will be repeated. The valve drive control is executed in this way. As a result, as already shown as an example in FIG. 5, the intake overlap amount is reduced when the impulse charge is executed, the reduction of the intake charge efficiency is suppressed, and the intake charge efficiency is relatively improved. . At this time, the opening / closing timing of the impulse valve 224 and the intake valve 207 is appropriately changed according to the engine rotational speed Ne, so that the effect of improving the charging efficiency of the intake air by the impulse charge is theoretically, substantially or realistically. Optimized under various constraints. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to efficiently and effectively improve intake charging efficiency in each of the plurality of cylinders.
Second Embodiment
In the first embodiment described above, the opening timing intop of the intake valve 207 in the impulse charge region is substantially fixed at the intake TDC. On the other hand, the closing timing intcl of the intake valve 207 gradually shifts from the intake BDC to the retarded angle side according to the engine rotational speed Ne. Therefore, at the opening and closing timing of the intake valve 207 according to the first embodiment, there is of course an effect related to the improvement of the charging efficiency of the intake with respect to the reference timing, but the intake valve overlap amount tends to increase particularly in the high rotation region. And there is a possibility that the filling of the intake air by the impulse charge is somewhat hindered.

そこで、図9を参照し、そのような問題に対処し得る本発明の第2実施形態について説明する。ここに、図9は、エンジン200の各気筒における吸気バルブ207及びインパルス弁224の更に他の動作タイミングを表すタイミングチャートである。尚、同図において、図5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。   A second embodiment of the present invention that can deal with such a problem will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a timing chart showing still another operation timing of the intake valve 207 and the impulse valve 224 in each cylinder of the engine 200. In the figure, the same reference numerals are given to the same parts as those in FIG. 5, and the description thereof is omitted as appropriate.

図9において、機関回転速度Neが上述したインパルスチャージ領域に該当する一の値を採る場合について、吸気バルブ207の開閉時期とインパルス弁224の開閉時期とが表されている。図9において、吸気バルブ207の閉弁時期intcl(図示m22、m24、m26、m28及びm30)は、吸気BDCに対し若干量遅角されている。一方、本実施形態において、一の気筒202における吸気バルブ207の開弁時期intopは、第1実施形態と異なり、時系列上直前に吸気行程を迎えている他の気筒202(即ち、当該一の気筒が第1、第2、第3又は第4気筒であれば、夫々第2、第4、第1及び第3気筒)における、この遅角された閉弁時期に同期するように遅角される。即ち、開弁時期intopは、図示m21、m23、m25、m27及びm29であり、夫々直前に吸気行程を迎えた他気筒の閉弁時期たるm24、m26、m30、m22及びm28と一致する。   In FIG. 9, the opening / closing timing of the intake valve 207 and the opening / closing timing of the impulse valve 224 are shown when the engine rotation speed Ne takes one value corresponding to the impulse charge region described above. In FIG. 9, the valve closing timing intcl (m22, m24, m26, m28 and m30 in the drawing) of the intake valve 207 is slightly retarded with respect to the intake BDC. On the other hand, in the present embodiment, the opening timing intop of the intake valve 207 in one cylinder 202 is different from that in the first embodiment. If the cylinder is the first, second, third, or fourth cylinder, the second, fourth, first, and third cylinders) are retarded to synchronize with the retarded valve closing timing. The That is, the valve opening timings intop are m21, m23, m25, m27, and m29 shown in the drawing, and coincide with m24, m26, m30, m22, and m28, which are the valve closing timings of the other cylinders that have just reached the intake stroke.

このため、本実施形態では、機関回転速度Neの変化に応じて吸気バルブ207の閉弁時期intclが遅角されたとしても、吸気オーバラップ量を理想的には常にゼロに維持することができる。少なくとも開弁時期intopが吸気TDCに固定される場合と較べて明らかに吸気オーバラップ量を減少させることができる。従って、吸気の充填効率をより向上させることができる。   For this reason, in this embodiment, even if the closing timing intcl of the intake valve 207 is retarded in accordance with the change in the engine speed Ne, the intake overlap amount can be ideally always maintained at zero. . The intake overlap amount can be clearly reduced as compared with the case where at least the valve opening timing intop is fixed to the intake TDC. Therefore, the charging efficiency of intake air can be further improved.

一方、インパルスチャージに係る吸気の脈動を生成すべく連通管206に負圧を生じさせるためには、吸気バルブ207は、インパルス弁224の閉弁期間中に開弁しなければならないが、これは別言すれば、インパルス弁224の開弁時期よりも進角側であれば、吸気バルブ207の開弁時期は比較的自由であることを意味する。従って、吸気バルブ207の開弁時期intopは、直前に吸気行程を迎えた他気筒における吸気バルブ207の閉弁時期intclに必ずしも一致させずともよく、より具体的に言えば、他気筒の吸気バルブ207の閉弁時期intclより遅角側、且つインパルス弁224の開弁時期impopよりも進角側の範囲内に存在すればよい。この範囲は、図示ハッチング領域に相当しており、このハッチング領域内に吸気バルブ207の開弁時期intopが設定される限りにおいて、少なくともインパルスチャージによる吸気の充填効率の効果を幾らかなり得ることができる。   On the other hand, in order to generate a negative pressure in the communication pipe 206 in order to generate the pulsation of the intake air related to the impulse charge, the intake valve 207 must be opened during the closing period of the impulse valve 224. In other words, if the opening timing of the impulse valve 224 is advanced, it means that the opening timing of the intake valve 207 is relatively free. Therefore, the opening timing intop of the intake valve 207 does not necessarily coincide with the closing timing intcl of the intake valve 207 in the other cylinder that has just reached the intake stroke, and more specifically, the intake valve of the other cylinder. It suffices if it exists within a range that is retarded from the valve closing timing intcl of 207 and advanced from the valve opening timing impop of the impulse valve 224. This range corresponds to the hatching area shown in the figure, and as long as the opening timing intop of the intake valve 207 is set in this hatching area, at least some effect of the charging efficiency of the intake air by the impulse charge can be obtained. .

ここで、吸気バルブ207は、本来の開弁時期よりも進角側において、吸気カム209の緩衝部の影響により若干開弁することがある。この種の開弁時にも他気筒との間に吸気オーバラップが発生することになるから、厳密に言えば、吸気の充填効率は幾らかなり低下し得る。このことに鑑みれば、吸気バルブ207の開弁時期intopは、図示するように他気筒の閉弁時期intclと一致させるよりも、むしろ遅角側で設定されてもよい。即ち、開弁時期intopを他気筒の閉弁時期intclに対し遅角することによって、この種の緩衝部の影響を排除し、吸気オーバラップ量をよりゼロに近付けることが可能となるのである。   Here, the intake valve 207 may be slightly opened due to the influence of the buffer portion of the intake cam 209 on the advance side of the original valve opening timing. Strictly speaking, the charging efficiency of the intake air can be somewhat lowered since intake air overlap occurs with other cylinders even when this type of valve is opened. In view of this, the valve opening timing intop of the intake valve 207 may be set on the retard side rather than being coincident with the valve closing timing intcl of the other cylinders as shown. In other words, by retarding the valve opening timing intop with respect to the valve closing timing intcl of the other cylinders, it is possible to eliminate the influence of this type of buffer and bring the intake overlap amount closer to zero.

ここで、図10を参照し、吸気バルブ207の開弁時期intopの特性について説明する。ここに、図10は、第3気筒における吸気バルブ207の開弁時期を表す模式図である。尚、図10において、図6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 characteristics of the valve opening timing intop of the intake valve 207 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic diagram showing the opening timing of the intake valve 207 in the third cylinder. In FIG. 10, the same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.

図10において、第3気筒の直前に吸気行程を迎えた第1気筒における吸気バルブ207の閉弁時期の特性が、図示PRF_intcl’(破線参照))として表される。本実施形態における吸気バルブ207の開弁時期intopは、図示PRF_intop(図示破線参照)として例示され、インパルス弁224の開弁時期impopと、直前気筒(ここでは、第1気筒)の吸気バルブ207の閉弁時期intclとに挟まれた図示ハッチング領域内で設定される。このハッチング領域内で吸気バルブ207の開弁時期intopが設定されることによって、第2実施形態では、インパルスチャージ領域における機関回転速度Neの変化によらず、吸気オーバラップの発生を抑制し、より効率的且つ効果的に、吸気の充填効率を向上させることができる。
<第3実施形態>
上記各実施形態によれば、インパルスチャージの実行期間において、吸気の充填効率向上に係る効果が担保される。然るに、インパルスチャージは、既に述べたように車両の運転条件の一部で実行にされるに過ぎず、実際には、インパルスチャージは、実行と非実行との間で適宜切り替えられる可能性が高い。
In FIG. 10, the characteristic of the closing timing of the intake valve 207 in the first cylinder that has reached the intake stroke immediately before the third cylinder is represented as PRF_intcl ′ (see the broken line) in the figure. The opening timing intop of the intake valve 207 in the present embodiment is exemplified as illustrated PRF_intop (see the broken line in the drawing), and the opening timing impop of the impulse valve 224 and the intake valve 207 of the immediately preceding cylinder (here, the first cylinder) are illustrated. It is set within the hatched area in the figure sandwiched between the valve closing timing intcl. By setting the valve opening timing intop of the intake valve 207 within this hatching region, in the second embodiment, the occurrence of intake overlap is suppressed regardless of the change in the engine speed Ne in the impulse charge region. The intake charging efficiency can be improved efficiently and effectively.
<Third Embodiment>
According to each of the above embodiments, the effect of improving the charging efficiency of intake air is ensured during the execution period of the impulse charge. However, as described above, the impulse charge is only executed in a part of the driving condition of the vehicle, and in fact, the impulse charge is likely to be appropriately switched between execution and non-execution. .

ここで、作用角可変型VVT226による吸気バルブ207の開閉時期の変化速度と、インパルス弁224の開閉速度との間には有意な差があり、前者の方がシステム構成上遅くなり易い。特に、作用角可変型VVT226は、位相可変機構に油圧アクチュエータを使用するため、その傾向が強くなる。   Here, there is a significant difference between the changing speed of the opening / closing timing of the intake valve 207 by the variable working angle type VVT 226 and the opening / closing speed of the impulse valve 224, and the former tends to be slow in terms of the system configuration. In particular, the variable operating angle type VVT 226 uses a hydraulic actuator for the phase variable mechanism, and thus the tendency is strong.

一方、インパルスチャージ用に最適化された吸気バルブ207の開閉時期は、当然ながらインパルスチャージの非実行時において基準時期と比較してエンジン出力の低下や燃焼性能の低下を招き得る。そこで、このような過渡期間における車両の動力性能、環境性能及び経済性能の低下を防止し得る本発明の第3実施形態に係る弁駆動制御ついて説明する。   On the other hand, the opening / closing timing of the intake valve 207 optimized for impulse charging can naturally lead to lower engine output and lower combustion performance when the impulse charging is not performed than the reference timing. Therefore, the valve drive control according to the third embodiment of the present invention that can prevent the deterioration of the power performance, environmental performance, and economic performance of the vehicle during such a transition period will be described.

始めに、図11を参照し、実行中のインパルスチャージを停止する場合の各弁の動作タイミングについて説明する。ここに、図11は、インパルスチャージを停止するに際しての過渡期間における各弁の動作タイミングを説明するタイミングチャートである。尚、同図において、図6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。   First, with reference to FIG. 11, the operation timing of each valve when the impulse charge being executed is stopped will be described. FIG. 11 is a timing chart for explaining the operation timing of each valve in the transition period when the impulse charge is stopped. In the figure, the same reference numerals are given to the same parts as those in FIG. 6, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図11において、横軸には時間経過が表され、縦軸には上段から順にインパルスチャージ許可フラグFg_imp1の状態、インパルスチャージ実行フラグFg_imp2の状態、及びクランク角が表される。尚、インパルスチャージ許可フラグFg_imp1は、車両の運転条件(即ち、アクセル開度Ta及び機関回転速度Ne)が既に述べたインパルスチャージ領域に該当する場合にON状態に、該当しない場合にOFF状態に夫々設定されるフラグである。また、インパルスチャージ実行フラグFg_imp2は、実際にインパルスチャージを実行するためのインパルス弁224の駆動制御を行う際にON状態に、インパルス弁224を全開固定する(即ち、インパルスチャージを停止する)場合にOFF状態に夫々設定されるフラグである。   In FIG. 11, the horizontal axis represents the passage of time, and the vertical axis represents the state of the impulse charge permission flag Fg_imp1, the state of the impulse charge execution flag Fg_imp2, and the crank angle in order from the top. The impulse charge permission flag Fg_imp1 is turned on when the vehicle operating conditions (that is, the accelerator opening degree Ta and the engine rotational speed Ne) correspond to the previously described impulse charge region, and turned off when not applicable. The flag to be set. Further, the impulse charge execution flag Fg_imp2 is set to ON when the drive control of the impulse valve 224 for actually executing the impulse charge is performed, and when the impulse valve 224 is fully opened and fixed (that is, the impulse charge is stopped). These flags are respectively set to the OFF state.

図11において、時刻T1以前にインパルスチャージが実行されており(即ち、両フラグ共にON状態である)、時刻T1において、インパルスチャージ許可フラグFg_imp1がOFF状態に変化したとする。この場合、ECU100は、吸気バルブ207の開閉時期を上述した基準時期に復帰させるために、作用角可変型VVT226の駆動制御を開始する。その結果、吸気バルブ207の開弁時期intop(図示PRF_intop参照)は、インパルスチャージ実行時の値(即ち、吸気TDC(ここでは、360°CA)よりも遅角側の値)から徐々に進角し、時刻T2において基準時期に相当する値(即ち、吸気TDCよりも進角側の値)まで変化する。同様に、吸気バルブ207の閉弁時期intcl(図示、PRF_intcl参照)もまた、インパルスチャージ実行時の値(即ち、吸気BDC(ここでは、540°CA)近傍の値から徐々に遅角し、時刻T2において基準時期に相当する値(即ち、吸気BDCよりも遅角側の値)まで変化する。即ち、作用角可変型VVT226による基準時期の復帰制御が開始された時点から、実際に吸気バルブ207の開閉時期が基準時期に復帰するまでには、「T2−T1」に相当する遷移期間Ttransが必要となる。   In FIG. 11, it is assumed that the impulse charge has been executed before time T1 (that is, both flags are in the ON state), and the impulse charge permission flag Fg_imp1 has changed to the OFF state at time T1. In this case, the ECU 100 starts driving control of the variable operating angle VVT 226 in order to return the opening / closing timing of the intake valve 207 to the reference timing described above. As a result, the valve opening timing intop (see PRF_intop in the drawing) of the intake valve 207 is gradually advanced from the value at the time of impulse charge execution (that is, the value retarded from the intake TDC (here, 360 ° CA)). At time T2, the value changes to a value corresponding to the reference time (that is, a value on the advance side with respect to the intake TDC). Similarly, the closing timing intcl of the intake valve 207 (see PRF_intcl in the drawing) is also gradually retarded from the value at the time of impulse charge execution (that is, the value near the intake BDC (here, 540 ° CA)) It changes to a value corresponding to the reference time at T2 (that is, a value that is retarded from the intake BDC), that is, from the point in time when the return control of the reference time by the variable working angle VVT 226 is started, the intake valve 207 is actually set. The transition period Ttrans corresponding to “T2−T1” is required until the opening / closing timing of the return to the reference time.

一方、インパルス弁224の開閉速度は、吸気バルブ207の開閉時期の変化速度よりも速いから、ECU100が、時刻T1の時点でインパルスチャージ許可フラグFg_imp1に連動してインパルスチャージ実行フラグFg_imp2をOFF状態に設定すると、上述した遷移期間Ttransに対し実践上無視し得る程度の短時間で、インパルス弁224は全開固定状態に制御され得る。   On the other hand, since the opening / closing speed of the impulse valve 224 is faster than the changing speed of the opening / closing timing of the intake valve 207, the ECU 100 sets the impulse charge execution flag Fg_imp2 to the OFF state in conjunction with the impulse charge permission flag Fg_imp1 at time T1. When set, the impulse valve 224 can be controlled to the fully open fixed state in a short time that can be ignored in practice for the above-described transition period Ttrans.

ところが、この場合、インパルスチャージが停止したにもかかわらず、吸気バルブ207の開閉時期は最適値たる基準時期からずれており、エンジン200の出力トルクの低下、エミッションの悪化、及び燃費の悪化といった諸問題が、その度合いの大小は別として生じ得る。   However, in this case, although the impulse charge is stopped, the opening / closing timing of the intake valve 207 is deviated from the reference timing which is the optimum value, and various problems such as a decrease in the output torque of the engine 200, a deterioration in the emission, and a deterioration in the fuel consumption. Problems can arise, apart from their magnitude.

そこで、ECU100は、この遷移期間Ttransについてはインパルスチャージ実行フラグFg_imp2をON状態に維持し、且つ上述した遷移期間Ttransについては、インパルス弁224の開弁時期impop及び閉弁時期impclを夫々徐変させる。このようにして、インパルス弁224の開弁時期impopは、時刻T1を境に徐々に進角側に移行し、閉弁時期impclは反対に時刻T1を境に徐々に遅角側に移行する。即ち、インパルス弁224の開弁期間が徐々に長大化する。   Therefore, the ECU 100 maintains the impulse charge execution flag Fg_imp2 in the ON state during the transition period Ttrans, and gradually changes the valve opening timing impop and the valve closing timing impcl of the impulse valve 224 during the transition period Ttrans described above. . In this way, the valve opening timing impop of the impulse valve 224 gradually shifts to the advance side at the time T1, and the valve closing timing impcl gradually shifts to the retarding side at the time T1. That is, the valve opening period of the impulse valve 224 gradually increases.

その結果、インパルス弁224による吸気の脈動効果は、この遷移期間Ttransにおいて、徐々に弱くなり、それに伴って徐々に吸気バルブ207の開閉時期が最適値に漸近するため、総体的にみてエンジン200における出力トルクが連続的に繋がることとなって、インパルスチャージを停止する場合の車両の動力性能の低下、エミッションの悪化及び燃費の悪化が防止されるのである。   As a result, the pulsation effect of the intake air by the impulse valve 224 gradually weakens during this transition period Ttrans, and the opening / closing timing of the intake valve 207 gradually approaches the optimum value accordingly. As a result, the output torque is continuously connected, so that the power performance of the vehicle when the impulse charge is stopped, the deterioration of the emission, and the deterioration of the fuel consumption are prevented.

次に、図12を参照し、インパルスチャージを実行するに際しての過渡期間における各弁の動作タイミングについて説明する。ここに、図12は、インパルスチャージを実行する場合の各弁の動作タイミングを説明するタイミングチャートである。尚、同図において、図11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。   Next, with reference to FIG. 12, the operation timing of each valve in the transition period when the impulse charge is executed will be described. FIG. 12 is a timing chart for explaining the operation timing of each valve when the impulse charge is executed. In the figure, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG. 11, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図12において、時刻T3以前にインパルスチャージが停止されており(即ち、両フラグ共にOFF状態である)、時刻T3において、インパルスチャージ許可フラグFg_imp1がON状態に変化したとする。   In FIG. 12, it is assumed that the impulse charge is stopped before time T3 (that is, both flags are in the OFF state), and the impulse charge permission flag Fg_imp1 is changed to the ON state at time T3.

ここで、上述したように、インパルス弁224の開閉速度は、吸気バルブ207の開閉時期の変化速度よりも速いが、作用角可変型VVT226に対する制御がインパルス弁224に対する制御に先んじて行われると、上述したように、インパルスチャージが非実行であるにもかかわらず吸気バルブ207の開閉時期からずれることによる実践上の不利益が生じかねない。   Here, as described above, the opening / closing speed of the impulse valve 224 is faster than the changing speed of the opening / closing timing of the intake valve 207, but when the control for the variable operating angle VVT 226 is performed prior to the control for the impulse valve 224, As described above, there may be a practical disadvantage due to a deviation from the opening / closing timing of the intake valve 207 even though the impulse charge is not executed.

そこで、インパルスチャージ許可フラグFg_imp1がON状態に設定されると、ECU100は、同時にインパルスチャージ実行フラグFg_imp2をON状態に設定し(無論、本実施形態では、いずれもECU100が行う処理である)、速やかにインパルス弁224の開閉制御を開始する。   Therefore, when the impulse charge permission flag Fg_imp1 is set to the ON state, the ECU 100 simultaneously sets the impulse charge execution flag Fg_imp2 to the ON state (of course, in the present embodiment, all are processes performed by the ECU 100), and promptly. At the same time, the opening / closing control of the impulse valve 224 is started.

それに対し、吸気バルブ207に対する制御は、インパルスチャージ実行フラグFg_imp2(Fg_imp1でも実質的な差はない)がON状態に設定された時点たる時刻T3から所定のディレイ期間Tdlyが経過した時刻T4において開始される。その結果、吸気バルブ207の開閉時期が基準時期から変化し始める時点において既にインパルスチャージが実行されていることとなり、動力性能低下等の諸問題の発生を防止することができる。   In contrast, the control for the intake valve 207 is started at a time T4 when a predetermined delay period Tdly has elapsed from the time T3 when the impulse charge execution flag Fg_imp2 (there is no substantial difference even with Fg_imp1) is set to the ON state. The As a result, the impulse charge is already executed at the time when the opening / closing timing of the intake valve 207 starts to change from the reference time, and it is possible to prevent the occurrence of various problems such as power performance degradation.

一方、時刻T3においてインパルスチャージを開始するのに伴い、インパルス弁224の開閉時期を所定の開閉時期(即ち、脈動のピークを吸気バルブ207の閉弁時期に同期させる開閉時期)に瞬時に変化させると、その時点で大なり小なり出力トルクの変化が生じ易く、ドライバビリティの悪化としてドライバに知覚され易い。   On the other hand, as the impulse charge is started at time T3, the opening / closing timing of the impulse valve 224 is instantaneously changed to a predetermined opening / closing timing (that is, an opening / closing timing in which the peak of pulsation is synchronized with the closing timing of the intake valve 207). At that time, the output torque changes more or less easily, and the driver easily perceives the deterioration of drivability.

そこで、ECU100は、時刻T4から、吸気バルブ207の開閉時期がインパルスチャージ用の開閉時期に移行する時刻T5に至るまでの遷移期間Ttrans(上述したTtransと意味合いは異なるが、作用角可変型VVT226の動作遅延である点については同質である)について、インパルス弁224の開閉時期、主として開弁時期impopを、所定の開弁時期まで徐々に遅角させる。その結果、インパルスチャージを開始する場合のエンジン200の出力トルクが連続的に繋がり、ドライバビリティの悪化を抑制することが可能となる。   Therefore, the ECU 100 determines the transition period Ttrans from time T4 to time T5 when the opening / closing timing of the intake valve 207 shifts to the opening / closing timing for impulse charge (although the meaning is different from the above-described Ttrans, the working angle variable type VVT226 is changed). As for the point of operation delay, it is the same quality), and the opening / closing timing of the impulse valve 224, mainly the valve opening timing impop, is gradually retarded until a predetermined valve opening timing. As a result, the output torque of the engine 200 when impulse charging is started is continuously connected, and drivability can be prevented from deteriorating.

このように、本実施形態によれば、インパルスチャージの実行状態が切り替わる過渡期間におけるインパルス弁224と吸気弁207との間の優先順位を規定することによって、更には、作用角可変型VVT226の動作遅延に起因する遷移期間Ttransについてインパルス弁224の開閉時期を連続的に補正することによって(即ち、本実施形態において、ECU100は、本発明に係る「補正手段」の一例としても機能する)、当該過渡期間における、車両の動力性能、環境性能及び経済性能の低下を防止することが可能となり、吸気の充填効率を向上させる旨の本発明に係る実践上の利益を、より効果的に享受することが可能となるのである。   As described above, according to the present embodiment, by defining the priority order between the impulse valve 224 and the intake valve 207 in the transition period in which the execution state of the impulse charge is switched, the operation of the variable working angle VVT 226 is further improved. By continuously correcting the opening / closing timing of the impulse valve 224 for the transition period Ttrans resulting from the delay (that is, in the present embodiment, the ECU 100 also functions as an example of the “correction means” according to the present invention), It is possible to prevent a decrease in power performance, environmental performance, and economic performance of the vehicle during the transition period, and to more effectively enjoy the practical benefit according to the present invention that improves the charging efficiency of intake air. Is possible.

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. インパルスチャージ領域の模式図である。It is a schematic diagram of an impulse charge area. 図1のエンジンシステムに備わるエンジンの各気筒における吸気バルブ及びインパルス弁の一動作タイミングを表すタイミングチャートである。2 is a timing chart showing one operation timing of an intake valve and an impulse valve in each cylinder of the engine provided in the engine system of FIG. 1. 図1のエンジンシステムに備わるエンジンの各気筒における吸気バルブ及びインパルス弁の他の動作タイミングを表すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing other operation timings of an intake valve and an impulse valve in each cylinder of the engine provided in the engine system of FIG. 1. 図2の弁駆動制御において設定されるインパルス弁の開閉時期の特性を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the characteristic of the opening / closing timing of the impulse valve set in the valve drive control of FIG. 図2の弁駆動制御において設定される吸気カム進角量の特性を表す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating characteristics of an intake cam advance amount set in the valve drive control of FIG. 2. 図2の弁駆動制御において設定される吸気カム作用角の特性を表す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating characteristics of an intake cam working angle set in the valve drive control of FIG. 2. 本発明の第2実施形態に係り、図1のエンジンシステムに備わるエンジンの各気筒における吸気バルブ及びインパルス弁の更に他の動作タイミングを表すタイミングチャートである。FIG. 10 is a timing chart illustrating still another operation timing of the intake valve and the impulse valve in each cylinder of the engine included in the engine system of FIG. 1 according to the second embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係り、第3気筒における吸気バルブの開弁時期を表す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the opening timing of an intake valve in a third cylinder according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係り、インパルスチャージを停止する場合の各弁の動作タイミングを説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the operation timing of each valve in the case of stopping the impulse charge according to the third embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係り、インパルスチャージを実行する場合の各弁の動作タイミングを説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the operation | movement timing of each valve in the case of performing impulse charge concerning 3rd Embodiment of this invention.

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…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、222…インタークーラ、223…サージタンク、224…インパルス弁、225…アクチュエータ、226…作用角可変型VVT。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine system, 100 ... ECU, 200 ... Engine, 202 ... Cylinder, 204 ... Intake pipe, 205 ... Throttle valve, 206 ... Communication pipe, 207 ... Intake valve, 216 ... Turbine, 218 ... Compressor, 222 ... Intercooler, 223 ... Surge tank, 224 ... Impulse valve, 225 ... Actuator, 226 ... Variable working angle VVT.

Claims (5)

車両に備わり、複数の気筒、該複数の気筒相互間で共有される吸気通路、該吸気通路に設置され開閉状態に応じて吸気の脈動を生成可能な吸気制御弁、及び前記複数の気筒の各々における吸気弁の開閉時期を変化させることが可能な可変動弁手段を備えた内燃機関の吸気制御装置であって、
前記車両の運転条件に応じて前記吸気の脈動による慣性過給が行われるように前記吸気制御弁を制御する第1の制御手段と、
前記慣性過給が行われる場合に、前記各々相互間における前記吸気弁の開弁期間のオーバラップ量が、前記慣性過給がなされない場合の該オーバラップ量と比較して小さくなるように、前記可変動弁手段を制御する第2の制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
Each of the plurality of cylinders provided in the vehicle, a plurality of cylinders, an intake passage shared among the plurality of cylinders, an intake control valve installed in the intake passage and capable of generating an intake pulsation according to an open / close state, and the plurality of cylinders An intake control device for an internal combustion engine comprising variable valve operating means capable of changing the opening and closing timing of the intake valve in
First control means for controlling the intake control valve so that inertia supercharging by pulsation of the intake air is performed according to driving conditions of the vehicle;
When the inertial supercharging is performed, the overlap amount of the valve opening period of the intake valves between the respective ones is smaller than the overlap amount when the inertial supercharging is not performed. And a second control means for controlling the variable valve means.
前記第2の制御手段は、時系列上相前後して吸気行程を迎える一の気筒及び他の気筒について、前記他の気筒における前記吸気弁の開弁時期が、前記一の気筒における前記吸気弁の閉弁時期に同期するように前記可変動弁手段を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気制御装置。
The second control means is configured such that the opening timing of the intake valve in the other cylinder for the one cylinder and the other cylinder that reach the intake stroke before and after the time series upper phase is the intake valve in the one cylinder. The intake control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the variable valve operating means is controlled so as to synchronize with the valve closing timing.
前記第1の制御手段は、前記慣性過給を停止すべき場合に、前記慣性過給が停止するように前記吸気制御弁を制御し、
前記第2の制御手段は、前記慣性過給を停止させるべく前記吸気制御弁が制御されるのに先んじて、前記各々における吸気弁の開閉時期が所定の基準時期に復帰するように前記可変動弁手段を制御する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の吸気制御装置。
The first control means controls the intake control valve so that the inertial supercharging stops when the inertial supercharging should be stopped,
Before the intake control valve is controlled to stop the inertia supercharging, the second control means is configured to change the variable operation so that the opening / closing timing of each intake valve returns to a predetermined reference timing. The intake control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the valve means is controlled.
前記第1の制御手段は、前記慣性過給を実行すべき場合に、前記オーバラップ量を小さくすべく可変動弁手段が制御されるのに先んじて前記慣性過給がなされるように前記吸気制御弁を制御する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気制御装置。
When the inertial supercharging is to be executed, the first control unit is configured to perform the inertial supercharging before the variable valve means is controlled to reduce the overlap amount. The intake control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the control valve is controlled.
前記各々における吸気弁の開閉時期を変化させる過程において、前記各々における吸気弁の開閉時期の変化量に応じて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。
And a correction means for correcting the opening / closing timing of the intake control valve in accordance with the amount of change in the opening / closing timing of the intake valve in each of the steps. Item 5. The intake control device for an internal combustion engine according to any one of Items 1 to 4.
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