JP2009162113A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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combustion engine
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Tomoyoshi Ogo
知由 小郷
Akitoshi Tomota
晃利 友田
Shinobu Ishiyama
忍 石山
Tomoyuki Ono
智幸 小野
Koichiro Nakatani
好一郎 中谷
Katsuhiro Ito
勝広 伊藤
Yoshihiro Hisataka
良裕 久高
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance a swirl ratio while suppressing the deterioration of a flow coefficient of an intake port, in a control device of an internal combustion engine. <P>SOLUTION: This control device has a first intake port (a main flow port) 60 having characteristics in which a swirl ratio is increased as an air amount passing through the inside is increased and an intake variable valve mechanism 40 making variable valve opening characteristics of an intake valves 64, 66. When a demand to increase the swirl ratio exists, both valve (all valve) early opening control for advancing opening times of all the intake valves 64, 66 arranged in the same cylinder is executed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

従来、例えば特許文献1には、電磁駆動式吸気弁を備えたエンジンの制御装置が開示されている。この従来の制御装置は、スワールの強さが要求値となるように吸入空気に位相差を設定するバルブタイミング補正量算出手段を備えている。   Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses an engine control device including an electromagnetically driven intake valve. This conventional control device includes valve timing correction amount calculation means for setting a phase difference in the intake air so that the strength of the swirl becomes a required value.

特開2000−192820号公報JP 2000-192820 A 特開2004−36566号公報JP 2004-36566 A 特開2000−328968号公報JP 2000-328968 A 特開2006−274977号公報JP 2006-274777 A 特開2007−56701号公報JP 2007-56701 A

上述した従来の技術によれば、複数の吸気ポート間で吸入空気の流量差を設けることで、所望のスワール強さを得ることができる。しかしながら、このような従来の技術の手法では、スワール強さを高めると、吸気ポートの流量係数が低下するという問題がある。   According to the conventional technique described above, a desired swirl strength can be obtained by providing a difference in flow rate of intake air between a plurality of intake ports. However, such a conventional technique has a problem that when the swirl strength is increased, the flow rate coefficient of the intake port decreases.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、吸気ポートの流量係数の低下を抑えつつ、スワール比を向上させ得る内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can improve the swirl ratio while suppressing a decrease in the flow coefficient of the intake port.

第1の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内部を通過する空気量が多くなるに従ってスワール比が高くなる特性を有するポートを少なくとも1つ備える吸気ポートと、
前記吸気ポートに配置される吸気弁の開弁特性を変更可能とする吸気可変動弁機構と、
スワール比を高める要求がある場合に、同一気筒内に配置されるすべての吸気弁の開き時期を進角させる全弁早開き制御を行う吸気弁制御手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is a control device for an internal combustion engine,
An intake port having at least one port having a characteristic that the swirl ratio increases as the amount of air passing through the interior increases;
An intake variable valve mechanism capable of changing a valve opening characteristic of an intake valve disposed in the intake port;
An intake valve control means for performing all-valve quick opening control for advancing the opening timing of all intake valves arranged in the same cylinder when there is a demand to increase the swirl ratio;
It is characterized by providing.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記気筒には、少なくとも2つの吸気弁が配置され、
前記吸気ポートは、前記少なくとも2つの吸気弁の一方が配置される第1吸気ポートと、前記少なくとも2つの吸気弁の他方が配置される第2吸気ポートとを備え、
前記吸気可変動弁機構は、前記第1吸気ポートと前記第2吸気ポートの間で異なる動弁特性を付与可能な機構であって、
前記吸気弁制御手段は、前記全弁早開き制御の実行によっても、要求されるスワール比に達しないと判断した場合に、前記第1吸気ポートと前記第2吸気ポートの間で、それぞれの吸気ポート内を流れる吸入空気に流量差が生ずるように前記吸気可変動弁機構を制御する流量差生成制御を行う流量差生成制御手段を含むことを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
At least two intake valves are arranged in the cylinder,
The intake port includes a first intake port in which one of the at least two intake valves is disposed, and a second intake port in which the other of the at least two intake valves is disposed,
The intake variable valve mechanism is a mechanism capable of imparting different valve characteristics between the first intake port and the second intake port,
When the intake valve control means determines that the required swirl ratio is not reached even by the execution of the full-valve rapid opening control, the intake valve control unit is configured to perform intake air between the first intake port and the second intake port. It includes flow rate difference generation control means for performing flow rate difference generation control for controlling the intake variable valve mechanism so that a flow rate difference occurs in the intake air flowing through the port.

また、第3の発明は、第2の発明において、
前記流量差生成制御は、前記第1吸気ポートに配置された吸気弁および前記第2吸気ポートに配置された吸気弁の何れか一方の閉じ時期を他方の閉じ時期に比して早める片弁早閉じ制御であることを特徴とする。
The third invention is the second invention, wherein
The flow rate difference generation control is a one-valve speeding up that closes one of the intake valves arranged in the first intake port and the intake valve arranged in the second intake port earlier than the other close timing. It is characterized by close control.

また、第4の発明は、第2の発明において、
前記流量差生成制御は、前記第1吸気ポートに配置された吸気弁および前記第2吸気ポートに配置された吸気弁の何れか一方の開き時期を他方の開き時期に比して遅らせる片弁遅開き制御であることを特徴とする。
Moreover, 4th invention is 2nd invention.
The flow rate difference generation control is a one-valve delay that delays the opening timing of one of the intake valve arranged in the first intake port and the intake valve arranged in the second intake port compared to the opening timing of the other. It is characterized by opening control.

また、第5の発明は、第2乃至第4の発明の何れかにおいて、
前記流量差生成制御手段は、前記流量差生成制御の実行によっても、要求されるスワール比に達しないと判断した場合に、前記第1吸気ポートに配置された吸気弁および前記第2吸気ポートに配置された吸気弁の何れか一方の開き時期を他方の開き時期に比して遅らせつつ、前記一方の吸気弁の閉じ時期を前記他方の吸気弁の閉じ時期に比して早めるように前記吸気可変動弁機構を制御する片弁遅開き早閉じ制御を行うことを特徴とする。
According to a fifth invention, in any one of the second to fourth inventions,
When the flow rate difference generation control means determines that the required swirl ratio is not reached even by the execution of the flow rate difference generation control, the flow rate difference generation control means controls the intake valve and the second intake port arranged in the first intake port. The intake valve is arranged so that the opening timing of one of the arranged intake valves is delayed compared to the opening timing of the other, and the closing timing of the one intake valve is advanced compared to the closing timing of the other intake valve. One-way slow opening and closing control for controlling the variable valve mechanism is performed.

また、第6の発明は、第4または第5の発明において、
前記第1吸気ポートおよび前記第2吸気ポートのうちの、前記他方の吸気弁が配置される方の吸気ポートは、もう一方の吸気ポートに比してスワール生成能力の高いポートであることを特徴とする。
The sixth invention is the fourth or fifth invention, wherein
Of the first intake port and the second intake port, the intake port on which the other intake valve is disposed is a port having higher swirl generation capability than the other intake port. And

また、第7の発明は、第6の発明において、
前記吸気可変動弁機構は、前記スワール生成能力の高いポートに配置される前記他方の吸気弁を駆動する駆動カムとして、前記一方の吸気弁の開き時期を前記他方の吸気弁の開き時期に比して遅らせるように前記吸気可変動弁機構を制御する場合に、前記他方の吸気弁を前記一方の吸気弁とは独立して駆動するために用いる片弁早開き用駆動カムを備え、
前記片弁早開き用駆動カムは、前記一方の吸気弁を駆動するために用いる駆動カムに対して、進角側の位置でカム軸に固定されていることを特徴とする。
The seventh invention is the sixth invention, wherein
The intake variable valve mechanism is a drive cam for driving the other intake valve disposed in the port having a high swirl generation capability, and the opening timing of the one intake valve is compared with the opening timing of the other intake valve. A one-valve quick-open drive cam used to drive the other intake valve independently of the one intake valve when the intake variable valve mechanism is controlled to be delayed.
The one-valve quick-open drive cam is fixed to the camshaft at a position on the advance side with respect to the drive cam used to drive the one intake valve.

また、第8の発明は、第2の発明において、
前記流量差生成制御は、前記第1吸気ポートに配置された吸気弁および前記第2吸気ポートに配置された吸気弁の何れか一方の開き時期を他方の開き時期に比して早める片弁早開き制御であることを特徴とする。
The eighth invention is the second invention, wherein
The flow rate difference generation control is a one-valve speed-up method in which the opening timing of either one of the intake valve arranged in the first intake port and the intake valve arranged in the second intake port is advanced compared to the opening timing of the other. It is characterized by opening control.

また、第9の発明は、第8の発明において、
前記流量差生成制御手段は、前記第1流量差生成制御の実行によっても、要求されるスワール比に達しないと判断した場合に、前記第1吸気ポートに配置された吸気弁および前記第2吸気ポートに配置された吸気弁の何れか一方の開き時期を他方の開き時期に比して早めつつ、前記一方の吸気弁の閉じ時期を前記他方の吸気弁の閉じ時期に比して遅らせるように前記吸気可変動弁機構を制御する片弁早開き遅閉じ制御を行うことを特徴とする。
The ninth invention is the eighth invention, wherein
When the flow rate difference generation control means determines that the required swirl ratio is not reached even by the execution of the first flow rate difference generation control, the intake valve and the second intake air that are disposed in the first intake port are determined. The opening timing of one of the intake valves arranged in the port is advanced compared to the opening timing of the other, and the closing timing of the one intake valve is delayed compared to the closing timing of the other intake valve. One-way valve early opening / closing control for controlling the intake variable valve mechanism is performed.

また、第10の発明は、第8または第9の発明において、
前記第1吸気ポートおよび前記第2吸気ポートのうちの、前記一方の吸気弁が配置される方の吸気ポートは、もう一方の吸気ポートに比してスワール生成能力の高いポートであることを特徴とする。
The tenth invention is the eighth or ninth invention, wherein
Of the first intake port and the second intake port, the intake port on which the one intake valve is disposed is a port having a higher swirl generation capability than the other intake port. And

また、第11の発明は、第10の発明において、
前記吸気可変動弁機構は、前記スワール生成能力の高いポートに配置される前記一方の吸気弁を駆動するカムとして、前記一方の吸気弁の開き時期を前記他方の吸気弁の開き時期に比して早めるように前記吸気可変動弁機構を制御する場合に、前記一方の吸気弁を前記他方の吸気弁と独立して駆動するために用いる片弁早開き用駆動カムを備え、
前記片弁早開き用駆動カムは、前記他方の吸気弁を駆動するために用いる駆動カムに対して、進角側の位置でカム軸に固定されていることを特徴とする。
The eleventh aspect of the invention is the tenth aspect of the invention,
The intake variable valve mechanism, as a cam for driving the one intake valve arranged in the port having a high swirl generation capability, compares the opening timing of the one intake valve with the opening timing of the other intake valve. A one-valve quick-open drive cam used to drive the one intake valve independently of the other intake valve when controlling the intake variable valve mechanism so as to accelerate
The one-valve quick-opening drive cam is fixed to the camshaft at a position on the advance side with respect to the drive cam used to drive the other intake valve.

また、第12の発明は、第1の発明において、
前記吸気弁制御手段は、内燃機関の運転領域が中高負荷領域にあるときに、前記全弁早開き制御を行うことを特徴とする。
The twelfth invention is the first invention, wherein
The intake valve control means performs the all-valve quick-open control when the operating range of the internal combustion engine is in a medium-high load range.

また、第13の発明は、第1または第12の発明において、
前記内燃機関は、排気弁の開弁特性を変更可能とする排気可変動弁機構を更に備え、
前記吸気弁制御手段は、内燃機関の運転領域が低負荷領域にあるときに、前記気筒に配置されるすべての吸気弁の開き時期を、内燃機関の運転領域が中負荷領域にあるときの開き時期よりも遅角側の値に制御する全弁遅開き制御を行い、
前記内燃機関の制御装置は、内燃機関の運転領域が低負荷領域にあるときに、排気弁の閉じ時期を、内燃機関の運転領域が中負荷領域にあるときの閉じ時期よりも遅角側の値に制御する排気遅閉じ制御を行う排気弁制御手段を更に備えることを特徴とする。
The thirteenth invention is the first or twelfth invention,
The internal combustion engine further includes an exhaust variable valve mechanism that can change a valve opening characteristic of the exhaust valve,
The intake valve control means opens the opening timing of all intake valves arranged in the cylinder when the operating range of the internal combustion engine is in the low load range, and opens when the operating range of the internal combustion engine is in the medium load range. Perform full valve slow-open control to control the value to the retard side of the timing,
The control apparatus for an internal combustion engine sets a closing timing of the exhaust valve when the operating region of the internal combustion engine is in a low load region, and is on a more retarded side than a closing timing when the operating region of the internal combustion engine is in a medium load region. It further comprises exhaust valve control means for performing exhaust slow closing control to be controlled to a value.

また、第14の発明は、第13の発明において、
前記吸気弁制御手段は、内燃機関の運転領域が低負荷領域にあるときにおいて、前記全弁遅開き制御および前記排気遅閉じ制御の実行によっても、未燃HCの排出を十分に抑制できないと判断した場合に、すべての吸気弁の閉じ時期を吸気下死点近傍の時期に制御することを特徴とする。
The fourteenth invention is the thirteenth invention, in which
The intake valve control means determines that the discharge of unburned HC cannot be sufficiently suppressed even when the all-valve slow opening control and the exhaust slow closing control are executed when the operating range of the internal combustion engine is in a low load range. In this case, the closing timing of all the intake valves is controlled to the timing near the intake bottom dead center.

また、第15の発明は、第1、12〜14の発明の何れかにおいて、
前記吸気弁制御手段は、内燃機関の運転領域が高回転高負荷領域にあるときに、前記全弁早開き制御を行い、
前記吸気弁制御手段は、更に、内燃機関の運転領域が高回転高負荷領域にあるときに、前記第1吸気ポートに配置された吸気弁および前記第2吸気ポートに配置された吸気弁の何れか一方の閉じ時期を他方の閉じ時期に比して早める片弁早閉じ制御を行うことを特徴とする。
In addition, a fifteenth aspect of the invention is any one of the first, twelfth to fourteenth aspects of the invention,
The intake valve control means performs the all-valve quick-open control when the operating range of the internal combustion engine is in a high rotation and high load range,
The intake valve control means further includes any one of an intake valve disposed in the first intake port and an intake valve disposed in the second intake port when the operating region of the internal combustion engine is in a high rotation / high load region. One-valve early closing control is performed in which the closing timing of one of them is advanced compared to the closing timing of the other.

また、第16の発明は、第15の発明において、
前記内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気通路内の圧力を取得する吸気圧力取得手段と、内燃機関の排気通路内の圧力を取得する排気圧力取得手段とを更に備え、
前記吸気弁制御手段は、前記排気圧力と吸気圧力との差が大きくなるほど、前記全弁早開き制御による吸気弁の開き時期の進角量を少なくすることを特徴とする。
The sixteenth aspect of the invention is the fifteenth aspect of the invention,
The control apparatus for an internal combustion engine further includes intake pressure acquisition means for acquiring pressure in the intake passage of the internal combustion engine, and exhaust pressure acquisition means for acquiring pressure in the exhaust passage of the internal combustion engine,
The intake valve control means decreases the advance amount of the intake valve opening timing by the all-valve early opening control as the difference between the exhaust pressure and the intake pressure increases.

また、第17の発明は、第1の発明において、
前記吸気弁制御手段は、内燃機関の冷却水温度が低くなるほど、前記全弁早開き制御による吸気弁の開き時期の進角量を小さくする冷間時吸気弁制御手段を含むことを特徴とする。
According to a seventeenth aspect, in the first aspect,
The intake valve control means includes a cold-time intake valve control means for reducing the advance amount of the opening timing of the intake valve by the full valve early opening control as the cooling water temperature of the internal combustion engine becomes lower. .

また、第18の発明は、第1の発明において、
前記内燃機関は、排気弁の開弁特性を変更可能とする排気可変動弁機構を更に備え、
前記内燃機関の制御装置は、内燃機関の冷却水温度が低くなるほど、排気弁の閉じ時期の遅角量を大きくする冷間時排気弁制御手段を更に備えることを特徴とする。
According to an eighteenth aspect, in the first aspect,
The internal combustion engine further includes an exhaust variable valve mechanism that can change a valve opening characteristic of the exhaust valve,
The control device for an internal combustion engine further includes cold exhaust valve control means for increasing a retard amount of the closing timing of the exhaust valve as the cooling water temperature of the internal combustion engine becomes lower.

また、第19の発明は、第18の発明において、
前記排気弁が配置される排気ポートは、排気ガスが当該排気ポートから筒内に逆流する際に、前記第1吸気ポートおよび前記第2吸気ポートの少なくとも一方が生成する吸気スワール流と逆方向の排気スワール流を生成するポートであることを特徴とする。
The nineteenth aspect of the invention is the eighteenth aspect of the invention,
The exhaust port in which the exhaust valve is disposed has a direction opposite to an intake swirl flow generated by at least one of the first intake port and the second intake port when exhaust gas flows backward from the exhaust port into the cylinder. It is a port that generates an exhaust swirl flow.

また、第20の発明は、第18の発明において、
前記排気弁が配置される排気ポートは、排気ガスが当該排気ポートから筒内に逆流する際に、逆流する排気ガスが、前記第1吸気ポートおよび前記第2吸気ポートの少なくとも一方が生成するスワール流と衝突するような向きで配置されたストレートポートであることを特徴とする。
The twentieth invention is the eighteenth invention, in the eighteenth invention,
The exhaust port in which the exhaust valve is disposed is a swirl in which at least one of the first intake port and the second intake port generates the exhaust gas that flows backward when the exhaust gas flows backward from the exhaust port into the cylinder. It is a straight port arranged in such a direction as to collide with a flow.

また、第21の発明は、第1の発明において、
前記吸気弁制御手段は、加速時にスワール比を高めるべく、前記少なくとも1つの吸気弁の開き時期を進角させる加速時吸気弁制御手段を含むことを特徴とする。
The twenty-first invention is the first invention, wherein
The intake valve control means includes an acceleration intake valve control means for advancing the opening timing of the at least one intake valve in order to increase a swirl ratio during acceleration.

第1の発明によれば、スワール比を高める要求がある場合に、流量係数の低下(ポンプ損失の増大)による燃費悪化を招くことなく、スワール比を高めることができる。   According to 1st invention, when there exists a request | requirement which raises a swirl ratio, a swirl ratio can be raised, without causing the fuel consumption deterioration by the fall of a flow coefficient (increase in pump loss).

第2の発明によれば、スワール比を高める場合に、第1吸気ポートおよび第2吸気ポート間で吸入空気に流量差を生じさせる流量差生成制御よりも、全弁早開き制御の実行が優先されるようになる。これにより、第1、第2吸気ポート間で吸入空気に流量差を設けることでスワール比を十分に高めることができるが流量係数の低下(ポンプ損失の増大)を伴う流量差生成制御の実行機会を必要最小限に留めることができるようになる。また、全弁早開き制御を最大限利用することになるので、スワール比を高める際の流量差生成制御の利用分を減らすことができるようになる。このため、流量係数の低下による燃費悪化を抑制しつつ、要求度合いに応じた適切なスワール比を取得することが可能となる。   According to the second aspect of the invention, when the swirl ratio is increased, execution of the all-valve rapid opening control has priority over the flow rate difference generation control that causes a flow rate difference in the intake air between the first intake port and the second intake port. Will come to be. As a result, by providing a flow rate difference in the intake air between the first and second intake ports, the swirl ratio can be sufficiently increased, but an opportunity to execute flow rate difference generation control accompanied by a decrease in the flow coefficient (increase in pump loss). Can be kept to the minimum necessary. In addition, since the full valve quick opening control is utilized to the maximum extent, the amount of use of the flow rate difference generation control when increasing the swirl ratio can be reduced. For this reason, it becomes possible to acquire an appropriate swirl ratio according to the degree of demand while suppressing deterioration in fuel consumption due to a decrease in the flow coefficient.

第3の発明によれば、吸気弁の開弁特性の調整によって、第1、第2吸気ポート内を流れる吸入空気に流量差を良好に生じさせることができる。   According to the third aspect, by adjusting the valve opening characteristics of the intake valve, it is possible to satisfactorily produce a flow rate difference in the intake air flowing through the first and second intake ports.

第4の発明によれば、吸気弁の開弁特性の調整によって、第1、第2吸気ポート内を流れる吸入空気に流量差を良好に生じさせることができる。   According to the fourth invention, by adjusting the valve opening characteristics of the intake valve, it is possible to satisfactorily produce a flow rate difference in the intake air flowing through the first and second intake ports.

第5の発明によれば、スワール比を高める場合に、片弁遅開き早閉じ制御よりも上記流量差生成制御の実行が優先されるようになる。これにより、流量係数の低下による燃費悪化を抑制しつつ、要求度合いに応じた適切なスワール比を取得することが可能となる。   According to the fifth aspect, when the swirl ratio is increased, the execution of the flow rate difference generation control is prioritized over the one-valve slow opening / closing control. As a result, it is possible to acquire an appropriate swirl ratio according to the degree of demand while suppressing deterioration in fuel consumption due to a decrease in the flow coefficient.

第6の発明によれば、スワール生成能力の高い方の吸気ポートに配置される他方の吸気弁が、もう一方の吸気弁よりも早開きされるようになる。このため、吸気行程の初期において、スワール生成能力の高い方の吸気ポートを流れる吸入空気の流れを増加させることができ、効率良くスワール比を高めることができる。   According to the sixth aspect of the invention, the other intake valve arranged in the intake port having the higher swirl generation capability is opened earlier than the other intake valve. For this reason, in the initial stage of the intake stroke, the flow of intake air flowing through the intake port having the higher swirl generation capability can be increased, and the swirl ratio can be increased efficiently.

第7の発明によれば、片弁早開き用駆動カムの設定によって、吸気行程の初期において、スワール生成能力の高い方の吸気ポートを流れる吸入空気の流れを増加させることが可能となる。   According to the seventh aspect of the invention, the setting of the one-valve quick-open drive cam makes it possible to increase the flow of intake air flowing through the intake port with the higher swirl generation capability at the initial stage of the intake stroke.

第8の発明によれば、吸気弁の開弁特性の調整によって、第1、第2吸気ポート内を流れる吸入空気に流量差を良好に生じさせることができる。   According to the eighth aspect, by adjusting the valve opening characteristics of the intake valve, it is possible to satisfactorily produce a flow rate difference in the intake air flowing through the first and second intake ports.

第9の発明によれば、スワール比を高める場合に、片弁早開き遅閉じ制御よりも上記流量差生成制御の実行が優先されるようになる。これにより、流量係数の低下による燃費悪化を抑制しつつ、要求度合いに応じた適切なスワール比を取得することが可能となる。   According to the ninth aspect, when the swirl ratio is increased, the execution of the flow rate difference generation control is prioritized over the one-valve quick opening / closing control. As a result, it is possible to acquire an appropriate swirl ratio according to the degree of demand while suppressing deterioration in fuel consumption due to a decrease in the flow coefficient.

第10の発明によれば、スワール生成能力の高い方の吸気ポートに配置される一方の吸気弁が、もう一方の吸気弁よりも早開きされるようになる。このため、吸気行程の初期において、スワール生成能力の高い方の吸気ポートを流れる吸入空気の流れを増加させることができ、効率良くスワール比を高めることができる。   According to the tenth aspect of the invention, one intake valve disposed in the intake port having the higher swirl generation capability is opened earlier than the other intake valve. For this reason, in the initial stage of the intake stroke, the flow of intake air flowing through the intake port having the higher swirl generation capability can be increased, and the swirl ratio can be increased efficiently.

第11の発明によれば、片弁早開き用駆動カムの設定によって、吸気行程の初期において、スワール生成能力の高い方の吸気ポートを流れる吸入空気の流れを増加させることが可能となる。   According to the eleventh aspect of the invention, the setting of the one-valve quick-open drive cam makes it possible to increase the flow of the intake air flowing through the intake port having the higher swirl generation capability at the initial stage of the intake stroke.

第12の発明によれば、高いスワール比が要求される中高負荷領域において、流量係数の低下(ポンプ損失の増大)による燃費悪化を招くことなく、スワール比を高めることができる。   According to the twelfth aspect of the present invention, the swirl ratio can be increased without causing deterioration in fuel consumption due to a decrease in the flow coefficient (increase in pump loss) in a medium to high load region where a high swirl ratio is required.

第13の発明によれば、中高負荷領域に比してスワール比を低下させる要求のある低負荷領域において、吸気弁の開き時期の遅角化と排気弁の閉じ時期の遅角化によって、スワールを抑制することができる。   According to the thirteenth aspect of the present invention, in the low load region where the swirl ratio is required to be lower than that in the middle and high load region, the swirl is performed by retarding the opening timing of the intake valve and retarding the closing timing of the exhaust valve. Can be suppressed.

第14の発明によれば、低負荷領域においてスワール比を低下させる場合に、吸気弁の閉じ時期を吸気下死点近傍の時期に制御することよりも、排気遅閉じ制御の実行が優先されるようになる。これにより、吸気弁の閉じ時期を早めることにより当該吸気弁の作用角が減少する特性を有する場合において、当該吸気弁の作用角の減少に伴う燃費悪化を抑制しつつ、未燃HCの排出を要求度合いに応じて適切に抑制することが可能となる。   According to the fourteenth aspect of the invention, when the swirl ratio is reduced in the low load region, the execution of the exhaust exhaust gas closing control has priority over the control of the closing timing of the intake valve to the timing near the intake bottom dead center. It becomes like this. As a result, when the intake valve has a characteristic that the operating angle of the intake valve decreases by advancing the closing timing of the intake valve, the unburned HC is discharged while suppressing the deterioration of the fuel consumption caused by the decrease of the operating angle of the intake valve. It becomes possible to suppress appropriately according to a request | requirement degree.

第15の発明によれば、高いスワール比が要求される高回転高負荷領域において、全弁早開き制御とともに片弁早閉じ制御をも実行することで、要求度合いに応じた適切なスワール比を十分に取得することが可能となる。   According to the fifteenth aspect of the present invention, in the high-rotation and high-load region where a high swirl ratio is required, by executing both the single valve rapid opening control and the single valve rapid closing control, an appropriate swirl ratio corresponding to the required degree can be obtained. It becomes possible to acquire enough.

第16の発明によれば、吸気弁の開き時期の進角がなされていることで排気側から吸気側への排気ガスの吹き返しによって内部EGRガス量の増加が懸念される状況下において、そのような吹き返しによる内部EGRガス量の増加を抑制することができる。このため、そもそもスモークの排出抑制を目的としてスワール比を高める制御を行った結果として、内部EGRガス量の増加に伴ってスモーク排出量が、却って増大してしまうのを回避することができる。   According to the sixteenth aspect of the present invention, in a situation where there is a concern that the amount of internal EGR gas increases due to the return of exhaust gas from the exhaust side to the intake side due to advancement of the opening timing of the intake valve. An increase in the amount of internal EGR gas due to slow blow-back can be suppressed. For this reason, as a result of performing control to increase the swirl ratio for the purpose of suppressing smoke emission, it is possible to avoid the smoke emission amount from increasing as the internal EGR gas amount increases.

第17の発明によれば、冷却水温度の低い状況下においてTHC排出量を適切に抑制しつつ、冷却水温度の上昇とともに、吸気弁の開き時期が進角されていくことで、燃費の改善を図ることができるようになる。このように、暖機過程においても、吸気弁の開き時期を適切に制御することで、トレードオフの関係にあるTHC排出量と燃費の両者を最大限に低減することが可能となる。   According to the seventeenth aspect of the present invention, fuel consumption is improved by appropriately suppressing the THC discharge amount under a low cooling water temperature condition, and by increasing the opening timing of the intake valve as the cooling water temperature rises. Can be planned. As described above, even in the warm-up process, by appropriately controlling the opening timing of the intake valve, it is possible to reduce both the THC emission amount and the fuel consumption, which are in a trade-off relationship, to the maximum.

第18の発明によれば、排気弁の閉じ時期の遅角量の調整によって、冷却水温度に応じて、スワールを適切に抑制することが可能となる。これにより、冷間時にTHCの排出を好適に抑制することができる。また、排気弁の開弁特性の調整のみでスワール比の制御が可能となる。   According to the eighteenth aspect, the swirl can be appropriately suppressed according to the cooling water temperature by adjusting the retard amount of the exhaust valve closing timing. Thereby, the discharge of THC can be suitably suppressed when cold. Further, the swirl ratio can be controlled only by adjusting the valve opening characteristics of the exhaust valve.

第19の発明によれば、排気弁の閉じ時期の遅角量の調整によってスワールの抑制を行う際に、より効果的に吸気スワール流の生成を抑制することができ、THCの排出を十分に抑制することが可能となる。   According to the nineteenth aspect of the invention, when the swirl is suppressed by adjusting the retard amount of the exhaust valve closing timing, the generation of the intake swirl flow can be more effectively suppressed, and the THC can be sufficiently discharged. It becomes possible to suppress.

第20の発明によれば、排気弁の閉じ時期の遅角量の調整によってスワールの抑制を行う際に、より効果的に吸気スワール流の生成を抑制することができ、THCの排出を十分に抑制することが可能となる。また、排気ポートがストレートポートとして構成されていることで、例えば、ヘリカルポートを用いるような場合に比して、排気効率の悪化を招くことなく、吸気スワール流の調整が可能となる。   According to the twentieth aspect, when the swirl is suppressed by adjusting the retard amount of the exhaust valve closing timing, the generation of the intake swirl flow can be suppressed more effectively, and the THC can be sufficiently discharged. It becomes possible to suppress. Further, since the exhaust port is configured as a straight port, the intake swirl flow can be adjusted without deteriorating the exhaust efficiency as compared with a case where a helical port is used, for example.

第21の発明によれば、流量係数の悪化を伴わずにスワール比を高めることが可能となる。つまり、スワール比の向上と吸入空気量の向上の両立が可能となる。このため、筒内に吸入される新気量を減らすという背反なしに、スワール比の向上により燃料噴射量を増量することが可能となる。これにより、加速時に内燃機関のレスポンスを良好に高めることが可能となる。   According to the twenty-first aspect, it is possible to increase the swirl ratio without deteriorating the flow coefficient. That is, it is possible to improve both the swirl ratio and the intake air amount. For this reason, it is possible to increase the fuel injection amount by improving the swirl ratio without the contradiction of reducing the amount of fresh air sucked into the cylinder. This makes it possible to improve the response of the internal combustion engine during acceleration.

実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、4サイクルのディーゼルエンジン(圧縮着火式内燃機関)である。内燃機関10の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ12が設置されている。各気筒のインジェクタ12は、共通のコモンレール14に接続されている。図示しない燃料タンク内の燃料は、サプライポンプ16によって所定の燃圧まで加圧されて、コモンレール14内に蓄えられ、コモンレール14から各インジェクタ12に供給される。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes an internal combustion engine 10. The internal combustion engine 10 is a four-cycle diesel engine (compression ignition type internal combustion engine). Each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with an injector 12 that directly injects fuel into the cylinder. The injectors 12 of each cylinder are connected to a common common rail 14. Fuel in a fuel tank (not shown) is pressurized to a predetermined fuel pressure by a supply pump 16, stored in the common rail 14, and supplied from the common rail 14 to each injector 12.

内燃機関10の排気通路18は、排気マニホールド20により枝分かれして、各気筒の排気ポート68、70(図2参照)に接続されている。本実施形態の内燃機関10は、ターボ過給機22を備えている。排気通路18は、ターボ過給機22の排気タービンに接続されている。また、排気通路18におけるターボ過給機22の下流側には、排気ガスを浄化するための排気浄化装置24が設けられている。また、排気マニホールド20には、排気マニホールド20内の圧力を検出する排気圧力センサ58が設置されている。   An exhaust passage 18 of the internal combustion engine 10 is branched by an exhaust manifold 20 and connected to exhaust ports 68 and 70 (see FIG. 2) of each cylinder. The internal combustion engine 10 of the present embodiment includes a turbocharger 22. The exhaust passage 18 is connected to the exhaust turbine of the turbocharger 22. Further, an exhaust gas purification device 24 for purifying exhaust gas is provided on the exhaust passage 18 downstream of the turbocharger 22. The exhaust manifold 20 is provided with an exhaust pressure sensor 58 that detects the pressure in the exhaust manifold 20.

内燃機関10の吸気通路26の入口付近には、エアクリーナ28が設けられている。エアクリーナ28を通って吸入された空気は、ターボ過給機22の吸気圧縮機で圧縮された後、インタークーラ30で冷却される。インタークーラ30を通過した吸入空気は、吸気マニホールド32により、各気筒の吸気ポート60、62(図2参照)に分配される。   An air cleaner 28 is provided near the inlet of the intake passage 26 of the internal combustion engine 10. The air sucked through the air cleaner 28 is compressed by the intake compressor of the turbocharger 22 and then cooled by the intercooler 30. The intake air that has passed through the intercooler 30 is distributed by the intake manifold 32 to the intake ports 60 and 62 (see FIG. 2) of each cylinder.

インタークーラ30と吸気マニホールド32との間には、吸気絞り弁34が設置されている。また、エアクリーナ28の下流近傍には、吸入空気量を検出するエアフローメータ36が設置されている。また、吸気絞り弁34の下流側には、吸気通路26内の圧力を検出する吸気圧力センサ38が設置されている。   An intake throttle valve 34 is installed between the intercooler 30 and the intake manifold 32. An air flow meter 36 for detecting the intake air amount is installed in the vicinity of the downstream side of the air cleaner 28. An intake pressure sensor 38 that detects the pressure in the intake passage 26 is installed on the downstream side of the intake throttle valve 34.

また、図1に示すシステムは、各気筒の吸気弁64、66(図2参照)の開弁特性を変更可能とする吸気可変動弁機構40と、排気弁72、74(図2参照)の開弁特性を変更可能とする排気可変動弁機構42とを備えている。   Further, the system shown in FIG. 1 includes an intake variable valve mechanism 40 that can change the valve opening characteristics of the intake valves 64 and 66 (see FIG. 2) of each cylinder, and exhaust valves 72 and 74 (see FIG. 2). An exhaust variable valve mechanism 42 that can change the valve opening characteristics is provided.

より具体的には、吸気可変動弁機構40は、気筒当たり2つ配置された吸気弁64、66を同一の開弁特性で連続的に変更できる機能(両弁可変機能)と、一方の吸気弁64のリフト量(および作用角)を所定の高リフト量(および大作用角)に固定しつつ、他方の吸気弁66の開弁特性を連続的に変更できる機能(片弁可変機能)とを備えているものとする。これらの機能を有する吸気可変動弁機構40は、例えば、国際出願の国際公開番号WO 2006/132059 号公報に詳述された可変動弁機構の構成を採用することによって実現することができる。また、吸気可変動弁機構40は、吸気弁64、66の開閉時期をリフト量および作用角一定のままで変更できる機能(位相可変機能)をも備えているものとする。そのような位相可変機能は、例えば、吸気弁64、66の開閉時期を制御するためのVVT機構(図示省略)を備えることによって実現することができる。
このような構成を有する吸気可変動弁機構40によれば、位相可変機能によって、吸気弁64、66の開き時期がともに吸気上死点よりも進角側の値となるように制御することができ(両弁早開き制御)、また、片弁可変機能によって、吸気弁66の閉じ時期が吸気弁64の閉じ時期よりも早まるように制御することもできる(片弁早閉じ制御)。
More specifically, the intake variable valve mechanism 40 includes a function (two-valve variable function) capable of continuously changing two intake valves 64 and 66 arranged per cylinder with the same valve opening characteristics, and one intake valve. A function (single valve variable function) capable of continuously changing the valve opening characteristic of the other intake valve 66 while fixing the lift amount (and operating angle) of the valve 64 to a predetermined high lift amount (and large operating angle); It shall be equipped with. The intake variable valve mechanism 40 having these functions can be realized, for example, by adopting the configuration of the variable valve mechanism detailed in International Publication No. WO 2006/132059. The intake variable valve mechanism 40 is also provided with a function (phase variable function) that can change the opening and closing timing of the intake valves 64 and 66 while keeping the lift amount and the operating angle constant. Such a phase variable function can be realized by, for example, providing a VVT mechanism (not shown) for controlling the opening / closing timing of the intake valves 64 and 66.
According to the intake variable valve mechanism 40 having such a configuration, the opening timing of the intake valves 64 and 66 can be controlled so as to be a value on the advance side of the intake top dead center by the phase variable function. It is also possible to perform control so that the closing timing of the intake valve 66 is earlier than the closing timing of the intake valve 64 by the single valve variable function (single valve early closing control).

また、排気可変動弁機構42は、排気弁72、74の開閉時期をリフト量および作用角一定のままで変更できる機能(位相可変機能)を備えているものとする。そのような機能は、例えば、排気弁72、74の開閉時期を制御するためのVVT機構(図示省略)を備えることによって実現することができる。   The exhaust variable valve mechanism 42 is assumed to have a function (phase variable function) that can change the opening / closing timing of the exhaust valves 72 and 74 while keeping the lift amount and the working angle constant. Such a function can be realized, for example, by providing a VVT mechanism (not shown) for controlling the opening / closing timing of the exhaust valves 72 and 74.

また、本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50には、上述した各種のセンサに加え、エンジン回転数を検出するためのクランク角センサ52やアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ54、内燃機関10の冷却水温度を検出するための水温センサ56等が接続されているとともに、上述した各種のアクチュエータが接続されている。ECU50は、それらのセンサ信号や情報に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを駆動させることにより、内燃機関10の運転状態を制御する。   Further, the system of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. In addition to the various sensors described above, the ECU 50 includes a crank angle sensor 52 for detecting the engine speed, an accelerator opening sensor 54 for detecting the accelerator opening, and a coolant temperature of the internal combustion engine 10. The water temperature sensor 56 is connected to the above-described various actuators. The ECU 50 controls the operating state of the internal combustion engine 10 by driving each actuator according to a predetermined program based on those sensor signals and information.

[吸排気ポート周りの構成]
図2は、図1に示す内燃機関10における吸排気ポート周りの具体的な構成を説明するための図である。
図2に示すように、内燃機関10は、2つの吸気ポート60、62を備えている。第1吸気ポート60および第2吸気ポート62には、それぞれ第1吸気弁64および第2吸気弁66が配置されている。また、内燃機関10は、2つの排気ポート68、70を備えている。第1排気ポート68および第2排気ポート70には、それぞれ第1排気弁72および第2排気弁74が配置されている。尚、図2中の各ポート60等に付された矢印は、各ポート60等から筒内にガスが導入される際の当該ガスの流れの方向を示している。
[Configuration around intake and exhaust ports]
FIG. 2 is a view for explaining a specific configuration around the intake and exhaust ports in the internal combustion engine 10 shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the internal combustion engine 10 includes two intake ports 60 and 62. A first intake valve 64 and a second intake valve 66 are disposed in the first intake port 60 and the second intake port 62, respectively. The internal combustion engine 10 includes two exhaust ports 68 and 70. A first exhaust valve 72 and a second exhaust valve 74 are disposed in the first exhaust port 68 and the second exhaust port 70, respectively. In addition, the arrow attached | subjected to each port 60 grade | etc., In FIG. 2 has shown the direction of the flow of the said gas when gas is introduce | transduced in a cylinder from each port 60 grade | etc.,.

第1吸気ポート60は、第2吸気ポート62よりも、スワールの生成能力の高いポート、言い換えれば、スワールの生成を主として担うポート(主流ポート)として構成されている。より具体的には、そのようなスワールの生成能力の高いポートは、例えば、第1吸気ポート60をタンジェンシャルポートとして構成することによって実現することができる。そのようなタンジェンシャルポートとして構成された第1吸気ポート60によれば、図2に示すように、第1吸気ポート60がシリンダの接線方向に沿っているので、筒内に効果的にスワールを生成することができ、また、内部を通過する空気量が多くなるに従ってスワール比が高くなるポート特性を得ることができる。   The first intake port 60 is configured as a port having a higher swirl generation capability than the second intake port 62, in other words, a port mainly responsible for swirl generation (mainstream port). More specifically, such a port with high swirl generation capability can be realized, for example, by configuring the first intake port 60 as a tangential port. According to the first intake port 60 configured as such a tangential port, as shown in FIG. 2, since the first intake port 60 is along the tangential direction of the cylinder, it is possible to effectively swirl the cylinder. In addition, a port characteristic can be obtained in which the swirl ratio increases as the amount of air passing through the interior increases.

また、図2に示すように、第1排気ポート68は、当該第1排気ポート68から筒内に逆流するガスの流線が、第1吸気ポート60から筒内に導入されるガスによる吸気スワール流の流線と衝突するように構成されている。このような第1排気ポート68の構成によれば、排気弁72、74の閉じ時期を吸気上死点よりも遅角化することによって第1排気ポート68から筒内への排気ガスの逆流が生ずる条件下において、筒内に逆流する排気ガスによって吸気スワール流を弱めることが可能となる。   Further, as shown in FIG. 2, the first exhaust port 68 has an intake swirl due to a gas stream flowing backward from the first exhaust port 68 into the cylinder through the first intake port 60. It is configured to collide with streamlines. According to such a configuration of the first exhaust port 68, the exhaust valve 72, 74 is closed more slowly than the intake top dead center, so that the exhaust gas flows backward from the first exhaust port 68 into the cylinder. Under the conditions that occur, the intake swirl flow can be weakened by the exhaust gas that flows back into the cylinder.

[両弁(全弁)早開き制御によるスワール向上の利点]
図3は、両弁早開き制御によるスワール向上の利点を説明するための図である。
より具体的には、図3(A)は、片弁早閉じ制御を利用したスワール向上手法が用いられた場合の関係を示している。片弁早閉じ制御によって2つの吸気ポート間で吸入空気に流量差を設けることでスワールを高めた場合には、早閉じされる吸気弁66側の第2吸気ポート(従属ポート)62を流れる吸入空気量が制限されるので、図3(A)に示すように、吸気ポート60、62の流量係数とスワール比とは、基本的にはトレードオフの関係となる。すなわち、基本的に、流量係数を高めるとスワール比が小さくなり(スワールが弱くなり)、逆に、スワール比を高めると流量係数が小さくなる。尚、このような関係は、スワールコントロールバルブ(SCV)を用いた制御でも同様である。
[Advantages of swirl improvement by quick opening control of both valves (all valves)]
FIG. 3 is a diagram for explaining the advantage of swirl improvement by the both-valve rapid opening control.
More specifically, FIG. 3 (A) shows the relationship when the swirl improvement technique using the one-valve early closing control is used. When the swirl is increased by providing a flow rate difference in the intake air between the two intake ports by the single valve early closing control, the intake flowing through the second intake port (subordinate port) 62 on the intake valve 66 side that is quickly closed. Since the amount of air is limited, as shown in FIG. 3A, the flow rate coefficients of the intake ports 60 and 62 and the swirl ratio basically have a trade-off relationship. That is, basically, when the flow coefficient is increased, the swirl ratio becomes small (the swirl becomes weak), and conversely, when the swirl ratio is increased, the flow coefficient becomes small. Such a relationship is the same in the control using the swirl control valve (SCV).

一方、図3(B)は、両弁早開き制御を利用したスワール向上手法が用いられた場合の関係を示している。尚、図3(B)に示すデータは、吸気弁64、66の作用角を一定にした条件下のものである。
このような両弁早開き制御によって、2つの吸気弁64、66の開き時期をともに吸気上死点よりも進角側の値に制御することとすれば、吸気行程初期段階(上死点後0〜90°CA辺り)において、すなわち、筒内に吸入されるガス量が多くなる段階において、吸気弁64、66のリフト量が高められることになる。これにより、吸気が筒内に勢い良く吸入されるので、スワールを高めることが可能となる。このような両弁早開き制御によれば、図3(B)に示すように、吸気弁64、66の進角量を大きくしていった際に、流量係数の悪化(すなわち、ポンプ損失の増大)を招くことなく、スワール比を高めることができる。
On the other hand, FIG. 3 (B) shows the relationship when the swirl improvement method using the double valve quick opening control is used. The data shown in FIG. 3 (B) is based on conditions where the operating angles of the intake valves 64 and 66 are constant.
If both the opening timings of the two intake valves 64 and 66 are controlled to a value more advanced than the intake top dead center by such double valve early opening control, the initial stage of the intake stroke (after the top dead center) In the range of 0 to 90 ° CA), that is, when the amount of gas sucked into the cylinder increases, the lift amount of the intake valves 64 and 66 is increased. As a result, the intake air is vigorously drawn into the cylinder, so that the swirl can be increased. According to such double valve quick opening control, as shown in FIG. 3B, when the advance amount of the intake valves 64 and 66 is increased, the flow rate coefficient is deteriorated (that is, the pump loss is reduced). The swirl ratio can be increased without incurring an increase.

尚、上記第1吸気ポート60は、両弁早開き制御の実行時に効果的にスワール比を高められるようにタンジェンシャルポートとして構成されているが、これ以外にも、主流ポートである第1吸気ポート60は、例えば、螺旋状に形成されたヘリカルポートとして構成されていてもよい。また、両弁早開き制御の実行時に効果的にスワール比を高められるようにするためには、上記の構成に代え、例えば、主流ポートである第1吸気ポート60をタンジェンシャルポートとして構成するとともに、もう一方の従属ポートである第2吸気ポート62をヘリカルポートとして構成してもよい。   The first intake port 60 is configured as a tangential port so that the swirl ratio can be effectively increased when the double valve quick opening control is executed. In addition, the first intake port 60 is the main intake port. The port 60 may be configured as a helical port formed in a spiral shape, for example. Further, in order to effectively increase the swirl ratio during the execution of the double valve quick opening control, instead of the above configuration, for example, the first intake port 60 which is a mainstream port is configured as a tangential port. The second intake port 62, which is the other dependent port, may be configured as a helical port.

[両弁早開き制御を主とする実施の形態1のスワール制御]
ところで、内燃機関10の運転領域が中高負荷領域にあるときは、スモークの排出を抑制するために、高いスワール比が要求される。一方、内燃機関10の運転領域が低負荷領域にあるときは、スワール比を十分に高めると、筒内の噴霧が過度に拡散されてしまうことで、未燃HC(THC)が多く排出されてしまう。
[Swirl control according to Embodiment 1 mainly using double valve quick opening control]
By the way, when the operating region of the internal combustion engine 10 is in the middle and high load region, a high swirl ratio is required to suppress smoke discharge. On the other hand, when the operating region of the internal combustion engine 10 is in the low load region, if the swirl ratio is sufficiently increased, the spray in the cylinder is excessively diffused, and a large amount of unburned HC (THC) is discharged. End up.

そこで、本実施形態では、吸気ポート60、62の流量係数の低下(すなわち、ポンプ損失の増大に伴う燃費悪化)を極力抑えつつ、内燃機関10の各運転領域に応じた適切なスワール比を得られるようにすべく、以下の図4に示すように、内燃機関10の運転領域に応じて、吸排気弁64等の開閉時期を調整するようにしている。   Therefore, in the present embodiment, an appropriate swirl ratio corresponding to each operation region of the internal combustion engine 10 is obtained while suppressing a decrease in the flow coefficient of the intake ports 60 and 62 (that is, a deterioration in fuel consumption accompanying an increase in pump loss) as much as possible. In order to achieve this, as shown in FIG. 4 below, the opening / closing timing of the intake / exhaust valve 64 and the like is adjusted in accordance with the operating region of the internal combustion engine 10.

図4は、本発明の実施の形態1において用いられる吸排気弁64等の各制御手法を説明するための図であり、図5は、図4中に示す制御A〜Fの各手法を用いる運転領域を、内燃機関10のトルクとエンジン回転数との関係で表した図である。
図4に示す制御A〜Fの各波形は、吸排気弁64等のバルブリフトカーブを示している。また、図4(D)に示すバルブリフトカーブは、図5に示すように、所定の中負荷領域で用いられるベースのバルブリフトカーブである。より具体的には、図4(D)に示すベースのリフトカーブでは、吸気弁64、66は、吸気上死点(TDC)近傍のタイミングで開いた後に吸気下死点(BDC)よりも遅角されたタイミングで閉じるように設定されており、排気弁72、74は、膨張行程後期の所定のタイミングで開かれた後に吸気上死点(TDC)近傍のタイミングで閉じるように設定されている。
FIG. 4 is a diagram for explaining each control method of the intake / exhaust valve 64 and the like used in the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 uses each method of control A to F shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing an operating region in relation to the torque of the internal combustion engine 10 and the engine speed.
Each waveform of the controls A to F shown in FIG. 4 indicates a valve lift curve of the intake / exhaust valve 64 or the like. Also, the valve lift curve shown in FIG. 4D is a base valve lift curve used in a predetermined medium load region as shown in FIG. More specifically, in the lift curve of the base shown in FIG. 4D, the intake valves 64 and 66 are later than the intake bottom dead center (BDC) after opening at a timing near the intake top dead center (TDC). The exhaust valves 72 and 74 are set to close at a timing near the intake top dead center (TDC) after being opened at a predetermined timing later in the expansion stroke. .

内燃機関10の中高負荷領域では、基本的に、負荷が高くなるに従って、より高いスワール比が要求されることになる。そこで、本実施形態では、図5に示すように、ベースの制御Dが用いられる中負荷領域よりも高いスワール比が要求される中高負荷領域では、基本的に、吸気弁64、66双方の開き時期を早める両弁早開き制御を行うこととしている。   In the middle and high load region of the internal combustion engine 10, basically, a higher swirl ratio is required as the load increases. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, basically, both the intake valves 64 and 66 are opened in a medium and high load region where a higher swirl ratio is required than in a medium load region where the base control D is used. Both valve early opening control is performed to advance the timing.

より具体的には、ベースの制御Dの使用領域よりも高いスワール比が要求される場合には、ベースの制御Dに対して両弁早開き制御のみを行う制御C(図4(C)参照)を実行するようにしている。また、この制御Cの実行時には、要求されるスワール比が高くなるほど、吸気弁64、66の進角量が増やされていく。   More specifically, when a swirl ratio higher than the usage range of the base control D is required, the control C that performs only the two-valve quick-opening control with respect to the base control D (see FIG. 4C). ). In addition, when the control C is executed, the advance amount of the intake valves 64 and 66 is increased as the required swirl ratio becomes higher.

そして、上記のような両弁早開き制御の実行のみでは、要求されるスワール比を確保できないような高負荷領域では、基本的には、両弁早開き制御に加えて片弁早閉じ制御を行う制御A(図4(A)参照)を実行するようにしている。この制御Aの実行時には、早閉じ側の吸気弁66の閉じ時期は、要求されるスワール比が高くなるほど、より進角側の値に制御される。   In a high load range where the required swirl ratio cannot be ensured only by executing the double valve rapid opening control as described above, basically, the single valve rapid opening control is performed in addition to the dual valve rapid opening control. The control A to be performed (see FIG. 4A) is executed. When this control A is executed, the closing timing of the intake valve 66 on the early closing side is controlled to a more advanced value as the required swirl ratio becomes higher.

更に、制御Aの実行時において、排気圧力(排気マニホールド圧力)と過給圧力(吸気マニホールド圧力)との差が大きくなる領域(高回転高負荷領域に存在)では、両弁早開き制御の実行を禁止するとともに片弁早閉じ制御のみを行う制御B(図4(B)参照)を実行するようにしている。   Further, when control A is executed, in the region where the difference between the exhaust pressure (exhaust manifold pressure) and the supercharging pressure (intake manifold pressure) is large (existing in the high rotation and high load region), the double valve quick opening control is executed. And the control B (see FIG. 4B) for performing only the one-valve early closing control is executed.

また、本実施形態では、図5に示すように、ベースの制御Dが用いられる領域よりも低負荷側の領域では、スワール比が高められていた場合にはTHCが多量に排出されることが懸念されるので、基本的に、両弁早開き制御の実行を禁止するとともに排気弁72、74の閉じ時期を吸気上死点よりも遅らせる排気遅閉じ制御を行う制御E(図4(E)参照)を実行するようにしている。そのうえで、排気遅閉じ制御の実行のみでは、低負荷領域においてTHCを十分に低減できないと判断できる極低負荷領域の場合には、排気遅閉じ制御に加えて、吸気弁64、66双方の閉じ時期を吸気下死点近傍のタイミングで閉じるように制御する吸気早閉じ制御を行う制御F(図4(F)参照)を実行するようにしている。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, a large amount of THC may be discharged when the swirl ratio is increased in the region on the lower load side than the region where the base control D is used. Since there is a concern, basically, the control E for performing the exhaust slow closing control for prohibiting the execution of the double valve early opening control and delaying the closing timing of the exhaust valves 72 and 74 from the intake top dead center (FIG. 4E). See). In addition, in the case of an extremely low load region where it can be determined that THC cannot be sufficiently reduced in the low load region only by executing the exhaust exhaust valve closing control, the closing timing of both intake valves 64 and 66 in addition to the exhaust exhaust valve closing control. The control F (see FIG. 4F) is performed to perform the intake early closing control for controlling the intake to close at the timing near the intake bottom dead center.

以上のように、本実施形態の制御によれば、ベースのリフトカーブに対して、リフトカーブに付されるアルファベットが若くなるほど、ベースのリフトカーブが用いられた場合に比して、スワール比が高くなり、THCが悪化し、また、スモーク排出量が改善するようになる。   As described above, according to the control of the present embodiment, the swirl ratio becomes smaller as the alphabet attached to the lift curve becomes younger than the base lift curve as compared with the case where the base lift curve is used. It becomes higher, THC deteriorates, and smoke emission becomes improved.

次に、図6を参照して、本発明の実施の形態1における具体的な処理について説明する。図6は、上記の機能を実現するために、本実施の形態1においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。
図6に示すルーチンでは、先ず、現在の内燃機関10の負荷領域がベース負荷領域であるか否かが判別される(ステップ100)。その結果、現在の負荷領域がベース負荷領域であると判定された場合には、図4(D)に示すベースのバルブリフトカーブを採用した制御Dが選択される(ステップ102)。
Next, with reference to FIG. 6, the specific process in Embodiment 1 of this invention is demonstrated. FIG. 6 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the first embodiment to realize the above function.
In the routine shown in FIG. 6, it is first determined whether or not the current load region of the internal combustion engine 10 is a base load region (step 100). As a result, when it is determined that the current load region is the base load region, the control D employing the base valve lift curve shown in FIG. 4D is selected (step 102).

一方、上記ステップ100において、現在の負荷領域がベース負荷領域でないと判定された場合には、現在の負荷領域がベース負荷領域よりも高い領域であるか否かが判別される(ステップ104)。その結果、現在の負荷領域がベース負荷領域よりも高い領域であると判定された場合には、スワール比を高める要求があるものと判断され、先ず制御Cが選択され、制御Dを基準として、吸気弁64、66の開き時期を吸気上死点よりも早める両弁早開き制御が実行される(ステップ106)。より具体的には、制御Dから制御Cへの切り換えは、吸気可変動弁機構40が備える位相可変機能によって実現される。   On the other hand, if it is determined in step 100 that the current load region is not the base load region, it is determined whether or not the current load region is higher than the base load region (step 104). As a result, when it is determined that the current load region is higher than the base load region, it is determined that there is a request to increase the swirl ratio, and first, control C is selected, and control D is used as a reference. Both-valve rapid opening control is executed to open the intake valves 64 and 66 earlier than the intake top dead center (step 106). More specifically, switching from the control D to the control C is realized by a phase variable function provided in the intake variable valve mechanism 40.

次に、上記両弁早開き制御の実行のみで生成されるスワールによって、要求スワール比が達成されているか否かが判別される(ステップ108)。より具体的には、現在生成されているスワールが内燃機関10の運転領域に応じた要求スワール比を満たしているかどうかは、例えば、スモークセンサ(図示省略)を利用するなどして内燃機関10からのスモークの排出量を取得することによって判断することができる。すなわち、例えば、両弁早開き制御の実行のみで生成されるスワールによって、スモーク排出量を狙いとするレベルにまで十分に低減できていない場合には、両弁早開き制御の実行のみで生成されるスワールによっては、要求スワール比を達成できないものと判断することができる。   Next, it is determined whether or not the required swirl ratio is achieved by the swirl generated only by the execution of the double valve quick opening control (step 108). More specifically, whether or not the currently generated swirl satisfies the required swirl ratio corresponding to the operating region of the internal combustion engine 10 is determined from the internal combustion engine 10 by using, for example, a smoke sensor (not shown). This can be determined by obtaining the amount of smoke discharged. That is, for example, when the swirl generated only by executing the double-valve quick-opening control is not sufficiently reduced to the target level of smoke discharge, it is generated only by executing the double-valve quick-opening control. Depending on the swirl, it can be determined that the required swirl ratio cannot be achieved.

上記ステップ108において、制御Cの実行によって要求スワール比が達成されていると判断された場合には、制御Cが選択されたままとなり、一方、制御Cの実行のみでは要求スワール比が達成されていないと判断された場合には、次いで、排気圧力と過給圧力との圧力差が所定の判定値よりも大きいか否かが判別される(ステップ110)。   If it is determined in step 108 that the required swirl ratio is achieved by execution of control C, control C remains selected, while the required swirl ratio is achieved only by execution of control C. If it is determined that there is not, then it is determined whether or not the pressure difference between the exhaust pressure and the supercharging pressure is greater than a predetermined determination value (step 110).

その結果、上記圧力差>上記所定値が成立しないと判定された場合には、両弁早開き制御に加えて片弁早閉じ制御を実行すべく、制御Cに代えて制御Aが選択される(ステップ112)。より具体的には、制御Cから制御Aへの切り換えは、吸気弁64、66の開き時期が吸気上死点よりも進角されている状態で、上記片弁早閉じ制御を実行することにより実現される。   As a result, when it is determined that the pressure difference> the predetermined value is not satisfied, the control A is selected instead of the control C in order to execute the one-valve early closing control in addition to the both-valve rapid opening control. (Step 112). More specifically, switching from the control C to the control A is performed by executing the one-valve early closing control in a state where the opening timing of the intake valves 64 and 66 is advanced from the intake top dead center. Realized.

一方、上記圧力差>上記所定値が成立すると判定された場合には、両弁早開き制御の実行を禁止して片弁早閉じ制御のみを実行すべく、制御Cに代えて制御Bが選択される(ステップ114)。より具体的には、制御Cから制御Bへの切り換えは、位相可変機能によって吸気弁64、66の開き時期を吸気上死点近傍の時期に戻しつつ、片弁早閉じ制御を実行することにより実現される。   On the other hand, when it is determined that the pressure difference> the predetermined value is established, the control B is selected in place of the control C so as to prohibit the execution of the double valve quick opening control and execute only the single valve quick closing control. (Step 114). More specifically, the switching from the control C to the control B is performed by executing the one-valve early closing control while returning the opening timing of the intake valves 64 and 66 to the timing near the intake top dead center by the phase variable function. Realized.

一方、上記ステップ104において、現在の負荷領域がベース負荷領域よりも高い領域ではない、すなわち、現在の負荷領域がベース負荷領域よりも低い領域であると判定された場合には、制御Eが選択され、排気遅閉じ制御が実行される(ステップ116)。言い換えれば、この場合には、両弁早開き制御は実行されず、ベース負荷領域よりも高い領域である場合と比べ、吸気弁64、66双方の開き時期が遅角される。より具体的には、制御Eにおける排気遅閉じ制御は、排気可変動弁機構42の位相可変機能により実現される。   On the other hand, if it is determined in step 104 that the current load area is not higher than the base load area, that is, the current load area is lower than the base load area, the control E selects Then, exhaust exhaust gas closing control is executed (step 116). In other words, in this case, the both-valve quick-open control is not executed, and the opening timing of both intake valves 64 and 66 is retarded as compared to the case where it is a region higher than the base load region. More specifically, the exhaust exhaust closing control in the control E is realized by the phase variable function of the exhaust variable valve mechanism 42.

次に、制御Eの実行によって、THCの排出量が十分に抑制されているか否かが判別される(ステップ118)。より具体的には、現在のTHC排出量が十分に抑制された量であるかどうかは、例えば、温度センサ(図示省略)を用いた排気浄化装置24(触媒)の温度情報や、筒内圧センサ(図示省略)を用いた内燃機関10の燃焼状態情報などに基づいて、現在のTHC排出量を取得することで判断することができる。   Next, it is determined whether or not the THC emission amount is sufficiently suppressed by the execution of the control E (step 118). More specifically, whether or not the current THC emission amount is sufficiently suppressed is, for example, temperature information of the exhaust purification device 24 (catalyst) using a temperature sensor (not shown), an in-cylinder pressure sensor, or the like. This can be determined by acquiring the current THC emission amount based on the combustion state information of the internal combustion engine 10 using (not shown).

上記ステップ118において、制御Eの実行によってTHC排出量が目標とするレベルにまで十分に抑制されていると判断された場合には、制御Eが選択されたままとなり、一方、制御Eの実行のみではTHC排出量が十分に抑制されていないと判断された場合には、排気遅閉じ制御に加えて吸気早閉じ制御を実行すべく、制御Eに代えて制御Fが実行される(ステップ120)。より具体的には、制御Fにおける吸気早閉じ制御は、吸気可変動弁機構40の片弁可変機能により実現される。   If it is determined in step 118 that the THC emission amount is sufficiently suppressed to the target level by execution of control E, control E remains selected, while only execution of control E is performed. If it is determined that the THC emission amount is not sufficiently suppressed, the control F is executed instead of the control E in order to execute the early intake closing control in addition to the exhaust late closing control (step 120). . More specifically, the intake early closing control in the control F is realized by the one-valve variable function of the intake variable valve mechanism 40.

以上説明した図6に示すルーチンによれば、ベース負荷領域よりも高負荷側の領域に移行する要求が出されることで高いスワール比が要求された場合には、先ず、両弁早開き制御が優先して実行されるようになる。両弁早開き制御によれば、上述したように、流量係数の低下(ポンプ損失の増大)による燃費悪化を招くことなく、スワール比を高めることができる。つまり、燃費悪化を招くことなく、スモーク排出量を抑制することが可能となる。   According to the routine shown in FIG. 6 described above, when a high swirl ratio is requested due to a request to shift to a region higher in load than the base load region, first, the double valve early opening control is performed. It will be executed preferentially. According to the both-valve quick-open control, as described above, the swirl ratio can be increased without causing deterioration in fuel consumption due to a decrease in flow coefficient (increase in pump loss). That is, it is possible to suppress the smoke emission amount without causing deterioration of fuel consumption.

そして、上記ルーチンによれば、両弁早開き制御の実行によるスワール比の向上分だけではスモーク排出量を十分に抑制できないと判断できる場合に、基本的に、両弁早開き制御に加えて片弁早閉じ制御が実行されるようになる。このように両弁早開き制御を優先して実行する制御を行うことで、2つの吸気ポート60、62間で吸入空気に流量差を設けることでスワール比を十分に高めることができるが流量係数の低下(ポンプ損失の増大)を伴う片弁早閉じ制御の実行機会を必要最小限に留めることができるようになる。また、両弁早開き制御を最大限利用することになるので、スワール比を高める際の片弁早閉じ制御の利用分を減らすことができるようになる。このため、流量係数の低下による燃費悪化を抑制しつつ、要求度合いに応じた適切なスワール比を取得することが可能となる。   Then, according to the above routine, when it can be determined that the smoke discharge amount cannot be sufficiently suppressed only by the improvement in the swirl ratio by the execution of the double valve quick opening control, basically, in addition to the double valve quick opening control, Early valve closing control is executed. By performing the control that gives priority to the two-valve quick opening control in this way, the swirl ratio can be sufficiently increased by providing a flow rate difference in the intake air between the two intake ports 60, 62. This makes it possible to keep the opportunity for executing the one-valve early closing control accompanied by a decrease in the above (increase in pump loss) to a necessary minimum. In addition, since the double-valve rapid opening control is utilized to the maximum extent, it is possible to reduce the usage of the single-valve rapid closing control when increasing the swirl ratio. For this reason, it becomes possible to acquire an appropriate swirl ratio according to the degree of demand while suppressing deterioration in fuel consumption due to a decrease in the flow coefficient.

また、上記ルーチンによれば、中高負荷領域のように高いスワール比が要求される領域では、基本的に両弁早開き制御と片弁早閉じ制御を併用することとしつつ、排気圧力と過給圧力との差が所定値よりも大きい場合には、片弁早閉じ制御のみが実行されるようになる。排気圧力と過給圧力との圧力差が大きい状況下では、両弁早開き制御によって吸気弁64、66の開き時期が吸気上死点よりも早められていると、排気ポート68、70側から吸気ポート60、62側への排気ガスの吹き返しによって内部EGRガス量が増大する。内部EGRガス量が増大すると、筒内に吸入される新気の量が減るので、スモーク排出量が増加してしまう。上記ルーチンによれば、そのような圧力差の大きい状況下では、両弁早開き制御の実行が禁止されるので、そもそもスモークの排出抑制を目的としてスワール比を高める制御を行った結果として、スモーク排出量が却って増大してしまうのを回避することができる。   Further, according to the above routine, in an area where a high swirl ratio is required, such as in a medium / high load area, the exhaust pressure and the supercharging are basically basically used together with the both-valve rapid opening control and the one-valve rapid closing control. When the difference from the pressure is larger than a predetermined value, only the one-valve early closing control is executed. Under a situation where the pressure difference between the exhaust pressure and the supercharging pressure is large, if the opening timing of the intake valves 64 and 66 is advanced from the intake top dead center by the double valve early opening control, the exhaust ports 68 and 70 are The amount of internal EGR gas increases as the exhaust gas blows back toward the intake ports 60 and 62. When the amount of internal EGR gas increases, the amount of fresh air sucked into the cylinder decreases, and the smoke discharge amount increases. According to the above routine, under the circumstances where the pressure difference is large, the execution of the two-valve rapid opening control is prohibited. Therefore, as a result of performing the control to increase the swirl ratio in order to suppress the discharge of smoke, It can be avoided that the discharge amount increases instead.

また、上記ルーチンによれば、ベース負荷領域よりも低負荷側の領域に移行する要求が出された場合には、先ず、両弁早開き制御を禁止した状態で排気遅閉じ制御が優先的に実行されるようになる。排気遅閉じ制御によれば、吸気行程において、排気ポート68、70側から排気ガスを筒内に導入することができるとともに、排気ポート68、70側から導入したガス流れと吸気ポート60、62側からのガス流れとを筒内で干渉させることができる。これにより、内部EGRガス量の増大によるTHC排出量の低減を図りつつ、スワールを抑制することが可能となる。   Further, according to the above routine, when a request to shift to a lower load region than the base load region is issued, first, the exhaust late closing control is preferentially performed in a state in which the double valve early opening control is prohibited. Will be executed. According to the exhaust slow closing control, in the intake stroke, exhaust gas can be introduced into the cylinder from the exhaust ports 68, 70 side, and the gas flow introduced from the exhaust ports 68, 70 side and the intake ports 60, 62 side The gas flow from can be made to interfere in the cylinder. Thereby, it is possible to suppress the swirl while reducing the THC emission amount by increasing the internal EGR gas amount.

そして、上記ルーチンによれば、排気遅閉じ制御の実行のみでは十分にTHC排出量を抑制することのできないと判断される極低負荷領域では、排気遅閉じ制御の実行に加えて吸気早閉じ制御が実行されるようになる。吸気早閉じ制御によって吸気弁64、66を吸気下死点近傍のタイミングで閉じることとすれば、実圧縮比の増大に起因する圧縮端温度の上昇によってTHC排出量を良好に低減することができるが、その一方で、吸気弁64、66の作用角の減少に起因するポンプ損失の増大によって燃費が悪化するという一面もある。このため、低負荷領域においてTHC排出量の低減が要求される場合に、上記ルーチンの処理のように排気遅閉じ制御と吸気早閉じ制御のうちで排気遅閉じ制御を優先して実行する制御を行うことで、THC排出量の低減に有効ではあるものの燃費悪化の一面を有する吸気早閉じ制御の実行機会を必要最小限に留めることができるようになる。また、排気遅閉じ制御を最大限利用することになるのでTHC排出量を抑制する際の吸気早閉じ制御の利用分を減らすことができるようになる。このため、燃費悪化を抑制しつつ、THCを良好に低減することが可能となる。   Then, according to the above routine, in the extremely low load region where it is determined that the THC emission amount cannot be sufficiently suppressed only by executing the exhaust exhaust closing control, the intake early closing control is performed in addition to the exhaust exhaust closing control. Will be executed. If the intake valves 64 and 66 are closed at a timing in the vicinity of the intake bottom dead center by the intake early closing control, the THC exhaust amount can be satisfactorily reduced by the increase in the compression end temperature caused by the increase in the actual compression ratio. However, on the other hand, there is also one aspect that the fuel consumption deteriorates due to an increase in pump loss due to a decrease in the operating angle of the intake valves 64 and 66. For this reason, when the reduction of the THC emission amount is required in the low load region, the control that preferentially executes the exhaust late closing control among the exhaust late closing control and the intake early closing control as in the routine processing described above. By doing so, it is possible to minimize the opportunity for executing the intake early closing control, which is effective for reducing the THC emission amount but has one aspect of deterioration of fuel consumption. In addition, since exhaust exhaust closing control is used to the maximum extent, it is possible to reduce the amount of use of intake early closing control when suppressing THC emission. For this reason, it becomes possible to reduce THC satisfactorily while suppressing deterioration in fuel consumption.

ところで、上述した実施の形態1においては、吸気可変動弁機構40の位相可変機能を利用して、両弁早開き制御を行うこととしているが、本発明における全弁早開き制御は、このような手法に限らず、同一気筒内に配置されるすべての吸気弁の開き時期のみを進角させる手法を用いてもよい。また、同様に、排気遅閉じ制御は、排気可変動弁機構42の位相可変機能によるものに限らず、排気弁の閉じ時期のみを遅角させる手法を用いてもよい。   By the way, in the first embodiment described above, the both-valve quick-opening control is performed by utilizing the phase variable function of the intake variable valve mechanism 40. However, the present invention is not limited to this method, and a method of advancing only the opening timings of all the intake valves arranged in the same cylinder may be used. Similarly, the exhaust slow closing control is not limited to the phase variable function of the exhaust variable valve mechanism 42, and a method of delaying only the closing timing of the exhaust valve may be used.

また、上述した実施の形態1においては、内燃機関10の現在の負荷領域が所定のベース負荷領域よりも高い場合に、スワールを高める要求があると判断し、両弁早開き制御を行うようにしている。しかしながら、本発明における吸気弁制御手段は、このような手法に限らず、例えば、スワール要求を考慮した吸気弁の開き時期の進角量を内燃機関10の運転領域(トルクとエンジン回転数など)との関係で予め定めたマップを備えるようにしておくようにし、実機上においてはスワールの要求を直接的或いは間接的に取得しないような手法を用いるものであってもよい。   In the first embodiment described above, when the current load region of the internal combustion engine 10 is higher than the predetermined base load region, it is determined that there is a request to increase the swirl, and the both-valve quick opening control is performed. ing. However, the intake valve control means in the present invention is not limited to such a method, and for example, the advance amount of the opening timing of the intake valve in consideration of the swirl request is determined based on the operating range of the internal combustion engine 10 (torque, engine speed, etc.). In such a case, a predetermined map may be provided so that a swirl request is not directly or indirectly acquired on an actual machine.

尚、上述した実施の形態1においては、第1吸気ポート60が前記第1の発明における「吸気ポート」に相当している。また、ECU50が上記ステップ104および106の処理を実行することにより前記第1の発明における「吸気弁制御手段」が実現されている。
また、ECU50が上記ステップ108〜114の処理を実行することにより前記第1の発明における「流量差生成制御手段」が実現されている。
また、ECU50が上記ステップ104および116〜120の処理を実行することにより前記第13の発明における「排気弁制御手段」が実現されている。
また、吸気圧力センサ38および排気圧力センサ58が前記第16の発明における「吸気圧力取得手段」および「排気圧力取得手段」にそれぞれ相当している。
In the first embodiment described above, the first intake port 60 corresponds to the “intake port” in the first invention. Further, the “intake valve control means” in the first aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the processing of steps 104 and 106 described above.
Further, the “flow rate difference generation control means” in the first aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the processing of steps 108 to 114 described above.
Further, the “exhaust valve control means” according to the thirteenth aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the processing of steps 104 and 116-120.
The intake pressure sensor 38 and the exhaust pressure sensor 58 correspond to the “intake pressure acquisition means” and the “exhaust pressure acquisition means” in the sixteenth aspect of the invention, respectively.

実施の形態2.
次に、図7乃至図12を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成(吸気可変動弁機構は、後述する吸気可変動弁機構80を用いる)を用いて、ECU50に図6に示すルーチンに代えて後述する図12に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The system of the present embodiment uses the hardware configuration shown in FIG. 1 (the intake variable valve mechanism uses an intake variable valve mechanism 80 described later), and the ECU 50 replaces the routine shown in FIG. This can be realized by executing the routine shown in FIG.

[吸気可変動弁機構の構成]
図7は、本発明の実施の形態2における吸気可変動弁機構80の具体的構成を説明するための斜視図である。
本実施形態の吸気可変動弁機構80の基本的な構成は、以下に説明する点を除き、国際出願の国際公開番号WO 2006/132059 号公報に詳述された可変動弁機構と基本的に同様である。
すなわち、上記公報に記載の可変動弁機構との相違点は、両弁可変制御時に用いる第1駆動カム82に対して所定の角度αだけ進角側にずらした位置に固定された第2駆動カム84(後述する図8参照)によって、片弁早閉じ制御時に、スワール生成能力の高い方の吸気ポート(主流ポート)である第1吸気ポート60に配置される第1吸気弁64を駆動するようにしている点にある。尚、上記公報に記載された可変動弁機構と同一の部分については、ここでは、その概略のみを示すこととし、その詳細な説明を省略または簡略するものとする。
[Configuration of intake variable valve mechanism]
FIG. 7 is a perspective view for explaining a specific configuration of intake variable valve mechanism 80 according to Embodiment 2 of the present invention.
The basic configuration of the intake variable valve mechanism 80 of the present embodiment is basically the same as the variable valve mechanism detailed in International Publication No. WO 2006/132059 of the international application, except for the points described below. It is the same.
That is, the difference from the variable valve mechanism described in the above publication is that the second drive fixed at a position shifted to the advance side by a predetermined angle α with respect to the first drive cam 82 used during the variable valve control. The cam 84 (see FIG. 8 described later) drives the first intake valve 64 disposed in the first intake port 60, which is the intake port (mainstream port) having a higher swirl generation capability, during the one-valve early closing control. It is in the point of doing so. In addition, about the part same as the variable valve mechanism described in the said gazette, only the outline will be shown here and the detailed description shall be abbreviate | omitted or simplified.

図7に示すように、本吸気可変動弁機構80のカム軸86には、1気筒当たり2つの駆動カム82、84が設けられている。そして、一方の駆動カム82を中心として左右対称に2つの吸気弁64、66が配置されている。第1駆動カム82と第1吸気弁64との間には、第1駆動カム82の回転運動に第1吸気弁64のリフト運動を連動させる第1可変機構88が設けられている。また、第1駆動カム82と第2吸気弁66との間には、第1駆動カム82の回転運動に第2吸気弁66のリフト運動を連動させる第2可変機構90が設けられている。また、もう一方の駆動カム84と第1吸気弁64との間には、第2駆動カム84の回転運動に第1吸気弁64のリフト運動を連動させる固定動弁機構92が設けられている。   As shown in FIG. 7, the cam shaft 86 of the intake variable valve mechanism 80 is provided with two drive cams 82 and 84 per cylinder. Two intake valves 64 and 66 are arranged symmetrically about one drive cam 82 as a center. A first variable mechanism 88 is provided between the first drive cam 82 and the first intake valve 64 to link the lift movement of the first intake valve 64 with the rotational movement of the first drive cam 82. In addition, a second variable mechanism 90 is provided between the first drive cam 82 and the second intake valve 66 to link the lift movement of the second intake valve 66 with the rotational movement of the first drive cam 82. In addition, a fixed valve mechanism 92 is provided between the other drive cam 84 and the first intake valve 64 to link the lift movement of the first intake valve 64 with the rotational movement of the second drive cam 84. .

図7に示すように、可変機構88、90では、ロッカーアーム94は吸気弁64、66によって支持されている。可変機構88、90は、第1駆動カム82とロッカーアーム94との間にそれぞれ介在し、第1駆動カム82の回転運動とロッカーアーム94の揺動運動との連動状態を連続的に変化させるようになっている。   As shown in FIG. 7, in the variable mechanisms 88 and 90, the rocker arm 94 is supported by the intake valves 64 and 66. The variable mechanisms 88 and 90 are respectively interposed between the first drive cam 82 and the rocker arm 94, and continuously change the interlocking state between the rotational motion of the first drive cam 82 and the rocking motion of the rocker arm 94. It is like that.

これらの可変機構88、90は、制御軸96、制御アーム98、リンクアーム100、揺動カムアーム(第1揺動カムアーム102、第2揺動カムアーム104)、および中間ローラ(カムローラ106、アームローラ108)を主たる構成部材として構成されている。   These variable mechanisms 88 and 90 include a control shaft 96, a control arm 98, a link arm 100, a swing cam arm (first swing cam arm 102, second swing cam arm 104), and intermediate rollers (cam roller 106, arm roller 108). ) As a main constituent member.

また、図7に示すように、固定動弁機構92は、第2駆動カム84によって駆動される大リフトアーム110を備えている。また、固定動弁機構92は、大リフトアーム110と第1揺動カムアーム102との結合およびその解除を油圧によるピンの抜き差しにより行うアーム結合機構(図示省略)を備えている。ここでは、第1揺動カムアーム102の体勢が第1吸気弁64の作用角およびリフト量を十分に大きくできるようになっているときに、第1揺動カムアーム102と大リフトアーム110とが結合されるようになっているものとする。   As shown in FIG. 7, the fixed valve mechanism 92 includes a large lift arm 110 driven by the second drive cam 84. The fixed valve mechanism 92 includes an arm coupling mechanism (not shown) that couples and releases the large lift arm 110 and the first swing cam arm 102 by inserting and removing a pin by hydraulic pressure. Here, the first swing cam arm 102 and the large lift arm 110 are coupled when the posture of the first swing cam arm 102 can sufficiently increase the operating angle and the lift amount of the first intake valve 64. It is supposed to be done.

以上のように構成された吸気可変動弁機構80によれば、第1揺動カムアーム102と大リフトアーム110との結合が解除されている状況下においては、ともに第1駆動カム82によって駆動される吸気弁64、66双方の作用角およびリフト量を、制御軸96の回転位置の調整によって連続的に可変することができる(両弁可変機能)。   According to the intake variable valve mechanism 80 configured as described above, both are driven by the first drive cam 82 in a state where the coupling between the first swing cam arm 102 and the large lift arm 110 is released. The operating angle and lift amount of both intake valves 64 and 66 can be continuously varied by adjusting the rotational position of the control shaft 96 (both valve variable function).

また、上記吸気可変動弁機構80によれば、第1揺動カムアーム102と大リフトアーム110とが結合されている状況下においては、第2駆動カム84によって駆動される第1吸気弁64の作用角およびリフト量を所定の大作用角および高リフト量に固定しつつ、第1駆動カム82によって駆動されるもう一方の吸気弁66の作用角およびリフト量を制御軸96の回転位置の調整によって連続的に可変することができる(片弁可変機能)。   Further, according to the intake variable valve mechanism 80, the first intake valve 64 driven by the second drive cam 84 is in a state where the first swing cam arm 102 and the large lift arm 110 are coupled. The operating angle and lift amount of the other intake valve 66 driven by the first drive cam 82 are adjusted to adjust the rotational position of the control shaft 96 while fixing the operating angle and lift amount to a predetermined large operating angle and high lift amount. Can be continuously changed (single valve variable function).

また、吸気可変動弁機構80は、カム軸86の一端にクランク軸に対するカム軸86の位相を調整するためのVVT機構(図示省略)をも備えており、これにより、吸気弁64、66の開閉時期をリフト量および作用角を替えずに変更できる機能(位相可変機能)をも実現することができる。   The intake variable valve mechanism 80 is also provided with a VVT mechanism (not shown) for adjusting the phase of the camshaft 86 with respect to the crankshaft at one end of the camshaft 86. A function (phase variable function) that can change the opening / closing timing without changing the lift amount and the operating angle can also be realized.

図8は、吸気可変動弁機構80を、図7中の矢視A側の制御軸96の軸方向から見た図である。より具体的には、図8は、第1駆動カム82のベース円部がカムローラ106に接触しているとき、すなわち、揺動カムアーム102、104に対して第1駆動カム82の押圧力が作用していないときの図である。   FIG. 8 is a view of the intake variable valve mechanism 80 as viewed from the axial direction of the control shaft 96 on the arrow A side in FIG. More specifically, FIG. 8 shows that the pressing force of the first drive cam 82 acts on the swing cam arms 102 and 104 when the base circle portion of the first drive cam 82 is in contact with the cam roller 106. It is a figure when not doing.

図8に示すように、第2駆動カム84は、第1駆動カム82に対して、所定の角度αだけ進角側にずらした位置でカム軸86に固定されている。このような第2駆動カム84の設定によれば、第2吸気弁66のみの作用角およびリフト量を可変に制御する上記片弁可変機能の利用時には、スワール生成能力の高い第1主流ポート60に配置された固定側の第1吸気弁64の開き時期が可変側の第2吸気弁66の開き時期よりも早められることになる。   As shown in FIG. 8, the second drive cam 84 is fixed to the cam shaft 86 at a position shifted from the first drive cam 82 by a predetermined angle α toward the advance side. According to such setting of the second drive cam 84, the first mainstream port 60 having a high swirl generation capability is used when the one-valve variable function for variably controlling the operating angle and lift amount of only the second intake valve 66 is used. Therefore, the opening timing of the first intake valve 64 on the fixed side arranged in the position is advanced earlier than the opening timing of the second intake valve 66 on the variable side.

このため、この場合の片弁可変機能は、以下のように整理することができる。すなわち、そのような片弁可変機能が利用されている状況下において第1吸気弁64に着目すると、第1吸気弁64は、第2吸気弁66に比して早開きされるとともに、第2吸気弁66に比して遅閉じされることとなる。従って、本明細書中においては、この場合の片弁可変機能を利用する制御のことを、「片弁早開き遅閉じ制御」と称することがある。逆に、第2吸気弁66に着目すると、第2吸気弁66は、第1吸気弁64に比して遅開きされるとともに、第1吸気弁64に比して早閉じされることとなる。従って、本明細書中においては、この場合の片弁可変機能を利用する制御のことを、「片弁遅開き早閉じ制御」と言い換えて称することもある。   For this reason, the one-valve variable function in this case can be arranged as follows. That is, when focusing on the first intake valve 64 in a situation where such a one-valve variable function is used, the first intake valve 64 is opened more quickly than the second intake valve 66, and the second As compared with the intake valve 66, it is closed late. Therefore, in this specification, the control using the one-valve variable function in this case may be referred to as “one-valve quick opening / closing control”. On the other hand, when focusing on the second intake valve 66, the second intake valve 66 is opened more slowly than the first intake valve 64 and closed earlier than the first intake valve 64. . Therefore, in this specification, the control using the one-valve variable function in this case may be referred to as “one-valve slow opening / closing control” in other words.

[実施の形態2における吸気弁の制御]
図9は、本発明の実施の形態2における吸気可変動弁機構80により実現される片弁早開き遅閉じ制御によるスワール向上効果について説明するための図である。
図9において、先ず、片弁早閉じ制御のみ(白丸印)と、両弁早開き制御+片弁早閉じ制御(白三角印)とを比較する。片弁早閉じ制御に加えて両弁早開き制御をも実行した場合は、吸気行程初期段階における吸入空気量を増やすことができるので、図9に示すように、片弁早閉じ制御のみを実行する場合に比して、スワール比と流量係数をともに高めることができる、すなわち、スワール比と流量係数のトレードオフの関係を改善することができる。
[Control of Intake Valve in Embodiment 2]
FIG. 9 is a diagram for explaining the swirl improvement effect by the one-valve rapid opening / closing control realized by the intake variable valve mechanism 80 in the second embodiment of the present invention.
In FIG. 9, first, only the one-valve early closing control (white circle mark) is compared with the both-valve early opening control + one-valve early closing control (white triangle mark). When both valve early opening control is executed in addition to single valve early closing control, the intake air amount in the initial stage of the intake stroke can be increased, so only one valve early closing control is executed as shown in FIG. Compared to the case, both the swirl ratio and the flow coefficient can be increased, that is, the trade-off relationship between the swirl ratio and the flow coefficient can be improved.

次いで、両弁早開き制御+片弁早閉じ制御(白三角印)と、片弁早開き遅閉じ制御(黒丸印)とを比較する。第2駆動カム84の上記設定と、当該第2駆動カム84の利用対象を第1吸気ポート(主流ポート)60に配置された第1吸気弁64とする上記設定とによれば、片弁早開き遅閉じ制御を実行した場合に、吸気行程初期段階において、スワールの生成を主として担う主流ポート(第1吸気ポート60)からの流れを増加させることができるので、流量係数の低下を抑制しつつ、効率良くスワールを強くすることができる。このため、片弁早開き遅閉じ制御を実行した場合には、図9に示すように、両弁早開き制御+片弁早閉じ制御を実行する場合に比して、更にスワール比と流量係数のトレードオフの関係を改善することができる。また、片弁早開き遅閉じ制御を実行した場合には、両弁早開き制御+片弁早閉じ制御を実行する場合と比較して、同じスワール比を得るために必要な吸気弁66の早閉じ量を減らすことができ、これにより、ポンプ損失の増大を抑えながら効率良くスワールを強くすることができる。   Next, the both-valve quick-open control + single-valve quick-close control (white triangle mark) and the single-valve quick-open / late-close control (black circle mark) are compared. According to the above setting of the second drive cam 84 and the above setting that uses the second drive cam 84 as the first intake valve 64 disposed in the first intake port (main flow port) 60, When the opening and closing control is executed, the flow from the main flow port (first intake port 60) mainly responsible for the generation of swirl can be increased in the initial stage of the intake stroke, so that the reduction of the flow coefficient is suppressed. , Can effectively strengthen the swirl. For this reason, when the one-valve rapid opening / closing control is executed, as shown in FIG. 9, the swirl ratio and the flow coefficient are further increased as compared with the case where the both-valve early opening control + one-valve early closing control is executed. The trade-off relationship can be improved. In addition, when the one-valve quick-open / slow-close control is executed, the intake valve 66 required to obtain the same swirl ratio is faster than the double-valve quick-open control + one-valve quick-close control. The amount of closure can be reduced, and thereby the swirl can be strengthened efficiently while suppressing an increase in pump loss.

図10は、本発明の実施の形態2において、スワール比を高める要求がある場合に実行される吸気弁64、66の制御の優先順位を説明するための図である。
図10(A)に示す制御Cは、両弁早開き制御であり、図10(B)に示す制御Gは、片弁(第1吸気弁64)の開き時期のみを吸気上死点よりも進角側の値に制御する片弁早開き制御(言い換えれば、第2吸気弁66の開き時期を第1吸気弁64の開き時期に比して遅らせる片弁遅開き制御)であり、また、図10(C)に示す制御Hは、片弁早開き遅閉じ制御(言い換えれば、片弁遅開き早閉じ制御)である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the priority of control of the intake valves 64 and 66 executed when there is a request to increase the swirl ratio in the second embodiment of the present invention.
A control C shown in FIG. 10A is a double-valve rapid opening control, and a control G shown in FIG. 10B is that only the opening timing of the single valve (first intake valve 64) is set to be higher than the intake top dead center. One-valve rapid opening control (in other words, one-valve slow opening control that delays the opening timing of the second intake valve 66 relative to the opening timing of the first intake valve 64), which is controlled to a value on the advance side. The control H shown in FIG. 10C is a one-valve quick opening / closing control (in other words, a one-valve slow opening / closing control).

図10に示すように、スワール比は、図10中の各制御に付されたアルファベット順に、より効果的に高めることができる。逆に、流量係数は、アルファベットが若くなるほど高くなる。従って、本実施形態では、スワール比を高める要求がある場合には、ポンプ損失(燃費)の悪化を最小限に抑制しつつ効率良くスワール比を高めるべく、両弁早開き制御(制御C)を最も優先して実行するようにしている。そして、両弁早開き制御の実行のみでは要求されるスワール比に達しない場合に、片弁早開き制御(制御G)を実行するようにしている。更に、片弁早開き制御の実行によっても要求されるスワール比に達しない場合に、片弁早開き遅閉じ制御(制御H)を実行するようにしている。   As shown in FIG. 10, the swirl ratio can be more effectively increased in alphabetical order given to each control in FIG. Conversely, the flow coefficient increases as the alphabet becomes younger. Therefore, in this embodiment, when there is a request to increase the swirl ratio, the double valve rapid opening control (control C) is performed in order to efficiently increase the swirl ratio while minimizing deterioration of pump loss (fuel consumption). The highest priority is given to execution. Then, when the required swirl ratio is not reached only by executing the double valve quick opening control, the single valve quick opening control (control G) is executed. Further, when the required swirl ratio is not reached even by the execution of the one-valve quick opening control, the one-valve quick opening / closing control (control H) is executed.

図11は、図10中に示す制御C、G、Hの各手法を用いる運転領域を、内燃機関10のトルクとエンジン回転数との関係で表した図である。
図11に示すように、本実施形態では、中負荷領域では、両弁早開き制御(制御C)を実行するようにしている。そして、制御Cの実行領域よりも負荷およびエンジン回転数の高い領域では、より高いスワール比が要求されるので、片弁早開き制御(制御G)を実行するようにしている。更に、制御Gの実行領域よりも負荷およびエンジン回転数の高い領域では、更に高いスワール比が要求されるので、片弁早開き遅閉じ制御(制御H)を実行するようにしている。
FIG. 11 is a diagram showing the operation region using the control C, G, and H methods shown in FIG. 10 in relation to the torque of the internal combustion engine 10 and the engine speed.
As shown in FIG. 11, in the present embodiment, the double-valve rapid opening control (control C) is executed in the middle load region. Then, since a higher swirl ratio is required in the region where the load and the engine speed are higher than the execution region of the control C, the one-valve rapid opening control (control G) is executed. Furthermore, since a higher swirl ratio is required in the region where the load and the engine speed are higher than those in the execution region of the control G, the one-valve quick opening / closing control (control H) is executed.

次に、図12を参照して、本発明の実施の形態2における具体的な処理について説明する。図12は、上記の機能を実現するために、本実施の形態2においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。
図12に示すルーチンでは、先ず、スワール比を高める要求があるか否かが判別される(ステップ200)。より具体的には、例えば、内燃機関10の負荷を高める要求があるか否かが判断される。
Next, with reference to FIG. 12, the specific process in Embodiment 2 of this invention is demonstrated. FIG. 12 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the second embodiment in order to realize the above function.
In the routine shown in FIG. 12, it is first determined whether or not there is a request to increase the swirl ratio (step 200). More specifically, for example, it is determined whether there is a request to increase the load of the internal combustion engine 10.

その結果、スワール比を高める要求があると判定された場合には、先ず制御Cが選択され、両弁早開き制御が実行される(ステップ202)。ついで、両弁早開き制御の実行のみで生成されるスワールによって、要求スワール比が達成されているか否かが判別される(ステップ204)。   As a result, when it is determined that there is a request to increase the swirl ratio, the control C is first selected, and the both-valve quick-opening control is executed (step 202). Next, it is determined whether or not the required swirl ratio is achieved by the swirl generated only by the execution of the both-valve rapid opening control (step 204).

その結果、制御Cの実行のみでは要求スワール比が達成されていないと判断された場合には、次いで、制御Gが選択され、片弁早開き制御が実行される(ステップ206)。より具体的には、制御Cから制御Gへの切り換えは、吸気可変動弁機構80が備えるVVT機構によって、第2吸気弁66の開き時期が吸気上死点近傍となるように遅角させつつ、第2吸気弁66の閉じ時期が第2駆動カム84により駆動される第1吸気弁64の閉じ時期と同程度となるように片弁可変機能を利用することによって実現される。   As a result, if it is determined that the required swirl ratio is not achieved only by executing the control C, then the control G is selected, and the one-valve rapid opening control is executed (step 206). More specifically, the switching from the control C to the control G is delayed by the VVT mechanism provided in the intake variable valve mechanism 80 so that the opening timing of the second intake valve 66 is close to the intake top dead center. This is realized by using the one-valve variable function so that the closing timing of the second intake valve 66 is approximately the same as the closing timing of the first intake valve 64 driven by the second drive cam 84.

次に、制御Gの実行によっても要求スワール比が達成されないか否かが判別される(ステップ208)。その結果、制御Gの実行によっても要求スワール比が達成されないと判定された場合には、制御Hが選択され、片弁早開き遅閉じ制御が実行される(ステップ210)。より具体的には、制御Gから制御Hへの切り換えは、片弁可変機能を利用して第2吸気弁66の作用角が小さくなるように調整して第2吸気弁66を早閉じさせることによって実現される。   Next, it is determined whether or not the required swirl ratio is not achieved by the execution of the control G (step 208). As a result, when it is determined that the required swirl ratio is not achieved even by the execution of the control G, the control H is selected, and the one-valve quick opening / closing control is executed (step 210). More specifically, the switching from the control G to the control H is performed by using the one-valve variable function so that the operating angle of the second intake valve 66 is reduced and the second intake valve 66 is quickly closed. It is realized by.

以上説明した図12に示すルーチンによれば、スワール比を高める要求がある場合には、両弁早開き制御、片弁早開き制御、および、片弁早開き遅閉じ制御という優先順序に従って、吸気弁64、66の制御によるスワール制御が実行されるようになる。このような手法によれば、ポンプ損失(燃費)の悪化を最小限に抑制しつつ、効率良くスワール比を高めることが可能となる。   According to the routine shown in FIG. 12 described above, when there is a request to increase the swirl ratio, the intake is performed according to the priority order of the two-valve rapid opening control, the one-valve rapid opening control, and the one-valve rapid opening / closing control. The swirl control by the control of the valves 64 and 66 is executed. According to such a method, it is possible to efficiently increase the swirl ratio while suppressing deterioration of pump loss (fuel consumption) to a minimum.

ところで、上述した実施の形態2においては、両弁可変機能を利用して吸気弁64、66の双方の作用角(およびリフト量)を変更可能とする吸気可変動弁機構80を用いるようにしているが、このような機構に限らず、第2吸気弁66の作用角(およびリフト量)のみを連続的に変更可能とする機構を用いるようにしてもよい。また、吸気可変動弁機構80は、VVT機構のような位相可変機能を必ずしも有していなくてもよく、スワール比を高める要求がある場合には、例えば、駆動カムの切り換えによって吸気弁64、66の早開きが可能となるものであってもよい。   By the way, in the second embodiment described above, the intake variable valve mechanism 80 that can change the working angle (and lift amount) of both intake valves 64 and 66 by using the both-valve variable function is used. However, the present invention is not limited to such a mechanism, and a mechanism that can continuously change only the operating angle (and the lift amount) of the second intake valve 66 may be used. In addition, the intake variable valve mechanism 80 does not necessarily have a phase variable function like the VVT mechanism. If there is a request to increase the swirl ratio, for example, the intake valve 64, 66 may be able to be opened quickly.

尚、上述した実施の形態2においては、ECU50が上記ステップ200および202の処理を実行することにより前記第1の発明における「吸気弁制御手段」が実現されている。
また、ECU50が上記ステップ204〜210の処理を実行することにより前記第2の発明における「流量差生成制御手段」が実現されている。
また、第2駆動カム84が前記第7の発明における「片弁早開き用駆動カム」および前記第11の発明における「片弁早開き用駆動カム」にそれぞれ相当している。
In the second embodiment described above, the “intake valve control means” according to the first aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the processing of steps 200 and 202 described above.
Further, the “flow rate difference generation control means” in the second aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the processing of steps 204 to 210.
The second drive cam 84 corresponds to the “one-valve quick-open drive cam” in the seventh invention and the “one-valve quick-open drive cam” in the eleventh invention, respectively.

実施の形態3.
次に、図13乃至図16を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に図6に示すルーチンとともに後述する図16に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS.
The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 50 to execute a routine shown in FIG. 16 to be described later together with a routine shown in FIG. 6 using the hardware configuration shown in FIG.

[低負荷時におけるTHC排出量および燃費への吸気弁の開き時期の影響]
図13は、低負荷時におけるTHC排出量および燃費への吸気弁64、66の早開き制御の影響を説明するための図である。より具体的には、図13(A)は、NOx排出量と吸気弁64、66の開き時期の進角量(閉じ時期は一定値)との関係を表しており、図13(B)は、実燃料噴射量と吸気弁64、66の開き時期の進角量(閉じ時期は一定値)との関係を表している。
[Influence of intake valve opening timing on THC emissions and fuel consumption at low load]
FIG. 13 is a diagram for explaining the influence of the quick opening control of the intake valves 64 and 66 on the THC emission amount and fuel consumption at the time of low load. More specifically, FIG. 13A shows the relationship between the NOx emission amount and the advance amount of the opening timing of the intake valves 64 and 66 (the closing timing is a constant value), and FIG. This represents the relationship between the actual fuel injection amount and the advance amount of the opening timing of the intake valves 64 and 66 (the closing timing is a constant value).

また、図13(A)および(B)は、THCの排出量を一定とする低負荷運転時における試験結果を表したものである。図13(A)に示すように、NOxの排出量は、吸気弁64、66の開き時期の進角量が大きくなるに従って増加している。この理由は、以下の通りであると考えられる。すなわち、当該進角量が大きくなると、スワールが強くなり、その結果、筒内の噴霧が過拡散することでTHCの排出量が増加する状況となる。NOxの排出量を減らすためには、内部EGRガス量を増やすことが好適であるが、内部EGRガス量を増やすとTHCの排出量が増えてしまう。従って、THCの排出量を一定として行う試験時においては、上記進角量が大きくされてTHCの排出量が増えるほど、内部EGRガス量の増量がより制限されることになり、その結果として、上記進角量が大きくなるに従って、NOxの排出量が多くなる。尚、EGR率を一定とする状況下において、縦軸をTHCの排出量にした場合にも、図13(A)と同様の傾向の試験結果が得られるものと考えられる。   FIGS. 13A and 13B show the test results during low-load operation with a constant THC discharge. As shown in FIG. 13A, the NOx emission amount increases as the advance amount of the opening timing of the intake valves 64 and 66 increases. The reason is considered as follows. That is, as the advance amount increases, the swirl becomes stronger, and as a result, the amount of THC discharged increases due to excessive diffusion of the spray in the cylinder. In order to reduce the NOx emission amount, it is preferable to increase the internal EGR gas amount. However, if the internal EGR gas amount is increased, the THC emission amount increases. Therefore, in a test performed with a constant THC discharge amount, the increase in the internal EGR gas amount is more limited as the advance amount is increased and the THC discharge amount is increased. As a result, as a result, As the advance angle increases, the NOx emission increases. It should be noted that, in a situation where the EGR rate is constant, the test results having the same tendency as in FIG. 13A can be obtained even when the vertical axis is the THC emission amount.

上記のように、吸気弁64、66の開き時期の進角量が大きくなるに従って、THCの排出量は増えることになる。また、図13(B)に示すように、上記進角量が大きくなると、実燃料噴射量が少なくなる(つまり、燃費が向上する)。この理由は、吸気弁64、66の開き時期の進角により、流量係数が向上し、ポンプ損失が減少するためである。以上の図13(A)と図13(B)より、吸気弁64、66の開き時期の進角量の調整に対して、THCと燃費はトレードオフの関係にあるといえる。   As described above, the amount of THC emission increases as the advance amount of the opening timing of the intake valves 64 and 66 increases. Further, as shown in FIG. 13B, when the advance amount is increased, the actual fuel injection amount is decreased (that is, fuel efficiency is improved). This is because the flow coefficient is improved and the pump loss is reduced by the advance angle of the opening timing of the intake valves 64 and 66. From FIG. 13A and FIG. 13B, it can be said that THC and fuel consumption are in a trade-off relationship with respect to the adjustment of the advance amount of the opening timing of the intake valves 64 and 66.

[THC排出量と冷却水温度との関係]
図14は、THCの排出量と内燃機関10の冷却水温度との関係を表した図である。
図14に示すように、冷却水温度が低くなるほど、THCの排出量が増加する。この理由は、冷却水温度が低いと、燃焼室壁面温度が低くなるためである。上述したように、吸気弁64、66の開き時期の進角量の調整に対して、THCと燃費はトレードオフの関係にあるといえる。従って、燃費を考えると、本来的には上記進角量を大きくしたいところであるが、図14に示すように、低水温状況下においては、THCの排出量は、冷却水温度の低下に伴い大きく増加してしまう。
[Relationship between THC emissions and cooling water temperature]
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the THC emission amount and the coolant temperature of the internal combustion engine 10.
As shown in FIG. 14, the amount of THC discharged increases as the coolant temperature decreases. This is because the combustion chamber wall surface temperature is lowered when the cooling water temperature is low. As described above, it can be said that THC and fuel consumption are in a trade-off relationship with respect to adjustment of the advance amount of the opening timing of intake valves 64 and 66. Therefore, in consideration of fuel consumption, it is originally intended to increase the above-mentioned advance amount, but as shown in FIG. 14, the THC emission amount increases as the cooling water temperature decreases as shown in FIG. It will increase.

[実施の形態3における吸気弁の制御の特徴的な設定]
図15は、本発明の実施の形態3における吸気弁64、66の制御の特徴的な設定を説明するための図である。
上記の課題を解消すべく、本実施形態では、図15に示すように、冷却水温度が低くなるほど、両弁早開き制御による吸気弁64、66の開き時期の進角量を小さくするようにした。
[Characteristic setting of intake valve control in Embodiment 3]
FIG. 15 is a diagram for explaining characteristic settings for controlling the intake valves 64 and 66 according to the third embodiment of the present invention.
In order to solve the above problem, in this embodiment, as shown in FIG. 15, the advance amount of the opening timing of the intake valves 64 and 66 by the both-valve early opening control is reduced as the cooling water temperature becomes lower. did.

図16は、上記の機能を実現するために、本実施の形態3においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図16に示すルーチンは、上述した実施の形態1における図6に示すルーチンと並行して実行されるものとする。
図16に示すルーチンでは、先ず、内燃機関10の冷却水温度が水温センサ56の出力に従って取得される(ステップ300)。
FIG. 16 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the third embodiment in order to realize the above function. Note that the routine shown in FIG. 16 is executed in parallel with the routine shown in FIG. 6 in the first embodiment.
In the routine shown in FIG. 16, first, the coolant temperature of the internal combustion engine 10 is acquired according to the output of the water temperature sensor 56 (step 300).

次に、現在の冷却水温度が所定の温度よりも低いか否か、つまり、内燃機関10が暖機過程にあるか否かが判別される(ステップ302)。その結果、冷却水温度が上記所定の温度よりも低いことで、内燃機関10が暖機過程にあると判定された場合には、冷却水温度に応じて、吸気弁64、66の開き時期の進角量が決定される(ステップ304)。より具体的には、ECU50は、上記図15に示すような関係をマップとして記憶しており、そのようなマップを参照して、冷却水温度が低くなるほど、両弁早開き制御による吸気弁64、66の開き時期の進角量が小さくなるように調整する。   Next, it is determined whether or not the current cooling water temperature is lower than a predetermined temperature, that is, whether or not the internal combustion engine 10 is in a warm-up process (step 302). As a result, when it is determined that the internal combustion engine 10 is in the warm-up process because the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature, the opening timing of the intake valves 64 and 66 is determined according to the cooling water temperature. An advance amount is determined (step 304). More specifically, the ECU 50 stores the relationship as shown in FIG. 15 as a map. With reference to such a map, the intake valve 64 based on the both-valve quick-open control as the coolant temperature decreases. , 66 is adjusted so that the advance amount of the opening timing becomes small.

以上説明した図16に示すルーチンによれば、冷却水温度の低い状況下においてTHC排出量を適切に抑制しつつ、冷却水温度の上昇とともに、吸気弁64、66の開き時期が進角されていくことで、燃費の改善を図ることができるようになる。このように、暖機過程においても、吸気弁64、66の開き時期を適切に制御することで、トレードオフの関係にあるTHC排出量と燃費の両者を最大限に低減することが可能となる。   According to the routine shown in FIG. 16 described above, the opening timing of the intake valves 64 and 66 is advanced as the cooling water temperature rises while appropriately suppressing the THC discharge amount in a situation where the cooling water temperature is low. By going, it will be possible to improve fuel economy. As described above, even during the warm-up process, by appropriately controlling the opening timing of the intake valves 64 and 66, it is possible to reduce both the THC emission amount and the fuel consumption, which are in a trade-off relationship, to the maximum. .

尚、上述した実施の形態3においては、ECU50が上記ステップ300〜304の処理を実行することにより前記第17の発明における「冷間時吸気弁制御手段」が実現されている。   In the third embodiment described above, the “cold intake valve control means” according to the seventeenth aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the processing of steps 300 to 304 described above.

実施の形態4.
次に、図17乃至図21を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成(ただし、第1排気ポート120の構成(図17を参照して後述)は、図2に示す構成と異なる)を用いて、ECU50に図6に示すルーチンとともに後述する図20に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The system according to the present embodiment uses the hardware configuration shown in FIG. 1 (however, the configuration of the first exhaust port 120 (which will be described later with reference to FIG. 17) is different from the configuration shown in FIG. 2). This can be realized by executing the routine shown in FIG. 20 described later together with the routine shown in FIG.

[実施の形態4における排気ポートの構成]
図17は、本発明の実施の形態4における第1排気ポート120の特徴的な構成を説明するための図である。尚、図17においては、第2吸気ポート62および第2排気ポート70の図示を省略している。
本実施形態では、図17に示すように、第1排気弁72が配置される第1排気ポート120は、排気ガスが当該第1排気ポート120から逆流する際に、第1吸気ポート60を利用して得られる吸気スワール流(図17中に実線で示す矢印)と逆方向の排気スワール流(図17中に破線で示す矢印)を生成できるように構成されている。より具体的には、第1排気ポート120は、排気ガスが筒内に逆流する際に、上記の向きの排気スワール流が生成する特性を有する螺旋状のヘリカルポートとして構成されている。
[Configuration of Exhaust Port in Embodiment 4]
FIG. 17 is a diagram for explaining a characteristic configuration of the first exhaust port 120 according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 17, the second intake port 62 and the second exhaust port 70 are not shown.
In the present embodiment, as shown in FIG. 17, the first exhaust port 120 in which the first exhaust valve 72 is disposed uses the first intake port 60 when the exhaust gas flows backward from the first exhaust port 120. Thus, an exhaust swirl flow (an arrow indicated by a broken line in FIG. 17) in a direction opposite to the intake swirl flow (an arrow indicated by a solid line in FIG. 17) obtained can be generated. More specifically, the first exhaust port 120 is configured as a helical helical port having a characteristic that an exhaust swirl flow in the above direction is generated when the exhaust gas flows backward into the cylinder.

[低負荷時におけるTHC排出量への吸気弁の開き時期および排気弁の閉じ時期の影響]
図18は、低負荷時におけるTHC排出量への吸気弁64、66の早開き制御および排気弁72、74の排気遅閉じ制御の影響を説明するための図である。尚、図18中における白菱形印は、吸気弁64、66の早開き制御のみが実行された場合の関係を示しており、上記図13に示す関係と同一のものである。
[Effects of intake valve opening timing and exhaust valve closing timing on THC emissions at low load]
FIG. 18 is a diagram for explaining the influence of the early opening control of the intake valves 64 and 66 and the exhaust slow closing control of the exhaust valves 72 and 74 on the THC exhaust amount at the time of low load. Note that the white rhombus marks in FIG. 18 indicate the relationship when only the quick opening control of the intake valves 64 and 66 is executed, and is the same as the relationship shown in FIG.

図13を参照して既述したように、低負荷時に吸気弁64、66が吸気上死点よりも早く開かれるようになっていると、スワールの向上に伴う筒内の噴霧の過拡散によって、THCの排出量が増えてしまう。ところで、低負荷時においては、実圧縮比の向上によるTHC排出量の低減を目的として、吸気弁64、66の閉じ時期を吸気下死点近傍の時期としたいという要求がある。しかしながら、吸気可変動弁機構40が備えるVVT機構のように、閉じ時期の調整に伴って開き時期も変更されてしまう機構が用いられている場合には、吸気弁64、66の早閉じ制御を行うと、吸気弁64、66が必然的に早開きされてしまうことになり、スワールの向上に伴うTHC排出量の悪化を招いてしまう。また、THC排出量は、既述したように、冷却水温度の低下に伴い大きく増加してしまう。   As described above with reference to FIG. 13, if the intake valves 64 and 66 are opened earlier than the intake top dead center at low load, it is caused by overdiffusion of the spray in the cylinder accompanying the improvement of the swirl. , THC emissions will increase. By the way, at the time of low load, there is a demand for the closing timing of the intake valves 64 and 66 to be a timing near the intake bottom dead center for the purpose of reducing the THC emission amount by improving the actual compression ratio. However, when a mechanism that changes the opening timing in accordance with the closing timing is used, such as the VVT mechanism provided in the intake variable valve mechanism 40, the early closing control of the intake valves 64 and 66 is performed. If this is done, the intake valves 64 and 66 will inevitably be opened quickly, leading to a deterioration in the THC emission accompanying the improvement in swirl. Further, as described above, the THC discharge amount greatly increases as the cooling water temperature decreases.

[実施の形態4における排気弁の制御の特徴的な設定]
図19は、本発明の実施の形態4における排気弁72、74の制御の特徴的な設定を説明するための図である。
上記の課題を解消すべく、本実施形態では、図19に示すように、冷却水温度が低くなるほど、排気遅閉じ制御による排気弁72、74の閉じ時期の遅角量を大きくするようにした。
[Characteristic setting of exhaust valve control in Embodiment 4]
FIG. 19 is a diagram for explaining characteristic settings for controlling the exhaust valves 72 and 74 according to the fourth embodiment of the present invention.
In order to solve the above problems, in this embodiment, as shown in FIG. 19, the retard amount of the closing timing of the exhaust valves 72 and 74 by the exhaust slow closing control is increased as the cooling water temperature becomes lower. .

上記図18に示すグラフに新たに加えられた黒丸印は、吸気弁64、66の早開き制御とともに排気遅閉じ制御もが実行された場合の関係を示すものである。図18より、吸気弁64、66の早開き制御とともに排気遅閉じ制御が実行された場合には、吸気弁64、66の開き時期の進角量が大きくなっていっても、NOxの排出量(つまり、THCの排出量)の増加代が減少していることが判る。これは、以下のような理由による。すなわち、吸気弁64、66の早開き制御と同時に、吸気上死点よりも遅角側に閉じ時期を設定する排気遅閉じ制御が実行されると、吸気行程の初期において排気ガスが排気ポートから筒内に導入されるようになる。その結果、筒内に導入される吸気の流れと排気ガスの逆流とが干渉することで、スワールが抑制され、THCの排出量が減少するためである。   The black circles newly added to the graph shown in FIG. 18 indicate the relationship when the exhaust valve slow closing control is executed together with the quick opening control of the intake valves 64 and 66. As shown in FIG. 18, when the exhaust valve late closing control is executed together with the early opening control of the intake valves 64, 66, the NOx emission amount is increased even if the opening timing advance amount of the intake valves 64, 66 is large. It can be seen that the allowance for increasing (that is, THC emissions) is decreasing. This is due to the following reasons. That is, when the exhaust valve closing control for setting the closing timing to the retarded angle side from the intake top dead center is executed simultaneously with the early opening control of the intake valves 64 and 66, the exhaust gas is discharged from the exhaust port at the initial stage of the intake stroke. It will be introduced into the cylinder. As a result, the flow of the intake air introduced into the cylinder and the backflow of the exhaust gas interfere with each other, so that the swirl is suppressed and the THC emission amount is reduced.

更に、上記図17を参照して説明した構成を有する第1排気ポート120を備えていることで、低負荷時に排気遅閉じ制御を行った際に、より効果的に吸気スワール流の生成を抑制することができ、THCの排出を十分に抑制することが可能となる。   Furthermore, the first exhaust port 120 having the configuration described with reference to FIG. 17 is provided, so that the generation of the intake swirl flow is more effectively suppressed when the exhaust exhaust closing control is performed at a low load. It is possible to sufficiently suppress the discharge of THC.

図20は、上記の機能を実現するために、本実施の形態4においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図20に示すルーチンは、上述した実施の形態1における図6に示すルーチンと並行して実行されるものとする。また、図20において、実施の形態3における図16に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。   FIG. 20 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the fourth embodiment to realize the above function. Note that the routine shown in FIG. 20 is executed in parallel with the routine shown in FIG. 6 in the first embodiment. In FIG. 20, the same steps as those shown in FIG. 16 in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図20に示すルーチンでは、水温センサ56の出力に基づき、冷却水温度が上記所定の温度よりも低いことで、内燃機関10が暖機過程にあると判定された場合には、冷却水温度に応じて、吸気弁64、66の開き時期の進角量が決定される(ステップ304)とともに、冷却水温度に応じて、排気弁72、74の閉じ時期の遅角量が決定される(ステップ400)。より具体的には、ECU50は、上記図19に示すような関係をマップとして記憶しており、そのようなマップを参照して、冷却水温度が低くなるほど、排気遅閉じ制御による排気弁72、74の閉じ時期の遅角量が大きくなるように調整する。   In the routine shown in FIG. 20, when it is determined that the internal combustion engine 10 is in the warm-up process based on the output of the water temperature sensor 56 and the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature, the cooling water temperature is set. Accordingly, the advance amount of the opening timing of the intake valves 64 and 66 is determined (step 304), and the retard amount of the closing timing of the exhaust valves 72 and 74 is determined according to the cooling water temperature (step 304). 400). More specifically, the ECU 50 stores the relationship as shown in FIG. 19 as a map. With reference to such a map, the exhaust valve 72 by the exhaust exhaust closing control, as the coolant temperature decreases, Adjustment is made so that the amount of retardation of the closing timing of 74 increases.

以上説明した図20に示すルーチンによれば、吸気弁64、66の開き時期の進角量だけでなく排気弁72、74の閉じ時期の遅角量が制御されることで、冷却水温度に応じて、スワールを適切に抑制することが可能となる。これにより、冷間時にTHCの排出を好適に抑制することができる。   According to the routine shown in FIG. 20 described above, not only the advance amount of the opening timing of the intake valves 64, 66 but also the retard amount of the closing timing of the exhaust valves 72, 74 are controlled, so that the cooling water temperature is adjusted. Accordingly, it is possible to appropriately suppress the swirl. Thereby, the discharge of THC can be suitably suppressed when cold.

また、本実施形態の制御によれば、別途新たなスワール抑制手段を備えなくても、排気弁72、74の開弁特性の調整のみでスワール比の制御が可能となる。つまり、本実施形態の制御は、本実施形態の吸気可変動弁機構40のように、開き時期と閉じ時期とを同時に変更してしまうVVT機構を用いて吸気弁64、66の閉じ時期の調整を行う機構に用いるうえで好適な制御である。   Further, according to the control of the present embodiment, the swirl ratio can be controlled only by adjusting the valve opening characteristics of the exhaust valves 72 and 74 without providing a separate new swirl suppression means. That is, the control of the present embodiment is performed by adjusting the closing timing of the intake valves 64 and 66 using a VVT mechanism that changes the opening timing and the closing timing at the same time as the intake variable valve mechanism 40 of the present embodiment. This control is suitable for use in a mechanism for performing the above.

ところで、上述した実施の形態4においては、排気遅閉じ制御を行った際に効果的に吸気スワール流を抑制するために、第1排気ポート120を、排気ガスが当該第1排気ポート120から逆流する際に、第1吸気ポート60を利用して得られる吸気スワール流と逆方向の排気スワール流を生成できるように構成している。しかしながら、本発明において、排気遅閉じ制御を行った際に効果的に吸気スワール流を抑制するために備える排気ポートの構成は、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、以下の図21を参照して説明するものであってもよい。   By the way, in the above-described fourth embodiment, in order to effectively suppress the intake swirl flow when the exhaust slow closing control is performed, the exhaust gas flows backward from the first exhaust port 120 to suppress the intake swirl flow. In this case, an exhaust swirl flow in a direction opposite to the intake swirl flow obtained by using the first intake port 60 can be generated. However, in the present invention, the configuration of the exhaust port provided for effectively suppressing the intake swirl flow when the exhaust late closing control is performed is not limited to this. That is, for example, it may be described with reference to FIG. 21 below.

図21は、本発明の実施の形態4の変形例における第1排気ポート130の特徴的な構成を説明するための図である。尚、図21においては、第2吸気ポート62および第2排気ポート70の図示を省略している。
図21に示す構成では、第1排気ポート130は、直線状に形成されたストレートポートとして構成されている。そして、第1排気ポート130は、排気ガスが当該第1排気ポート130から筒内に逆流する際に、逆流する排気ガスが、第1吸気ポート60が生成する吸気スワール流と衝突するような向きで配置されている。このような構成によっても、低負荷時に排気遅閉じ制御を行った際に、より効果的に吸気スワール流の生成を抑制することができ、THCの排出を十分に抑制することが可能となる。また、ストレートポートであるので、ヘリカルポートを利用した場合に比して、排気効率の悪化を招くことなく、吸気スワール流の調整が可能となる。
FIG. 21 is a view for explaining a characteristic configuration of the first exhaust port 130 in a modification of the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 21, the second intake port 62 and the second exhaust port 70 are not shown.
In the configuration shown in FIG. 21, the first exhaust port 130 is configured as a straight port formed in a straight line. The first exhaust port 130 is oriented so that when the exhaust gas flows backward from the first exhaust port 130 into the cylinder, the exhaust gas flowing backward collides with the intake swirl flow generated by the first intake port 60. Is arranged in. Even with such a configuration, it is possible to more effectively suppress the generation of the intake swirl flow when exhaust exhaust closing control is performed at a low load, and it is possible to sufficiently suppress the discharge of THC. Further, since it is a straight port, it is possible to adjust the intake swirl flow without deteriorating the exhaust efficiency as compared with the case where a helical port is used.

尚、上述した実施の形態4においては、ECU50が上記ステップ300、302、および400の処理を実行することにより前記第18の発明における「冷間時排気弁制御手段」が実現されている。   In Embodiment 4 described above, the ECU 50 executes the processing of Steps 300, 302, and 400, thereby realizing the “cold exhaust valve control means” according to the eighteenth aspect of the invention.

実施の形態5.
次に、図22および図23を参照して、本発明の実施の形態5について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に図6に示すルーチンとともに後述する図23に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
Embodiment 5 FIG.
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 22 and FIG.
The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 50 to execute a routine shown in FIG. 23 described later together with a routine shown in FIG. 6 using the hardware configuration shown in FIG.

[過渡時における吸気弁の制御]
車両に急加速が要求される過渡時において、加速レスポンスを向上させるためには、燃料噴射量をできるだけ増量したい。しかしながら、加速時に増量可能な燃料噴射量は、スモーク排出量の上限値によって制限される。一方、スワールを高めることは、スモーク排出量の低減を図るうえで有効である。しかしながら、片弁早閉じ制御やスワールコントロールバルブを利用した制御では、スワールを高めると、流量係数が悪化し、筒内に吸入される新気量が減少してしまう。その結果、スワールの向上による燃料噴射量の増量効果が目減りしてしまう。
[Control of intake valve during transition]
In order to improve the acceleration response during a transition that requires rapid acceleration of the vehicle, the fuel injection amount should be increased as much as possible. However, the fuel injection amount that can be increased during acceleration is limited by the upper limit value of the smoke emission amount. On the other hand, increasing the swirl is effective in reducing smoke emissions. However, in the control using the one-valve early closing control or the swirl control valve, if the swirl is increased, the flow coefficient deteriorates and the amount of fresh air sucked into the cylinder is reduced. As a result, the effect of increasing the fuel injection amount by improving the swirl is diminished.

図22は、本発明の実施の形態5における吸気弁64、66の開き時期の制御を説明するための図である。
上記の課題を解消すべく、本実施形態では、図22に示すように、要求トルクの微分値(要求トルクの変化率)に応じて、加速時における吸気弁64、66の開き時期の進角量(吸気上死点を基準)を決定するようにしている。より具体的には、設計制約値(バルブスタンプにて決定)に達するまでの期間においては、要求トルクの微分値が大きくなるほど、すなわち、要求される加速が急になるほど、吸気弁64、66双方の開き時期の進角量が大きくするようにしている。尚、排気圧力と過給圧力との差が大きい領域では、吸気弁64、66の開き時期の進角量を過度に大きく設定すると、内部EGRガス量の増加によりスモーク排出量が悪化するおそれがある。このため、そのような領域では、吸気弁64、66の早開きは、加速時(過渡時)のみで行うようにしている。
FIG. 22 is a diagram for explaining the control of the opening timing of intake valves 64 and 66 in the fifth embodiment of the present invention.
In order to solve the above-described problem, in the present embodiment, as shown in FIG. 22, the advance angle of the opening timing of the intake valves 64 and 66 at the time of acceleration according to the differential value of the required torque (change rate of the required torque). The amount (based on the intake top dead center) is determined. More specifically, in the period until the design constraint value (determined by the valve stamp) is reached, both the intake valves 64 and 66 both increase as the differential value of the required torque increases, that is, as the required acceleration increases. The advance amount of the opening time is increased. In a region where the difference between the exhaust pressure and the supercharging pressure is large, if the advance amount of the opening timing of the intake valves 64 and 66 is set too large, the smoke discharge amount may be deteriorated due to an increase in the internal EGR gas amount. is there. For this reason, in such a region, the intake valves 64 and 66 are opened quickly only during acceleration (during transition).

図23は、上記の機能を実現するために、本実施の形態5においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図23に示すルーチンは、上述した実施の形態1における図6に示すルーチンと並行して実行されるものとする。
図23に示すルーチンでは、先ず、クランク角センサ52やアクセル開度センサ54の出力などに基づき、加速時であるか否かが判別される(ステップ500)。
FIG. 23 is a flowchart of a routine that the ECU 50 executes in the fifth embodiment in order to realize the above function. Note that the routine shown in FIG. 23 is executed in parallel with the routine shown in FIG. 6 in the first embodiment.
In the routine shown in FIG. 23, it is first determined whether or not the vehicle is accelerating based on the outputs of the crank angle sensor 52 and the accelerator opening sensor 54 (step 500).

その結果、加速時であると判定された場合には、今回の加速時におけるアクセル開度の変化量や変化率等のアクセル開度情報に基づき、今回の加速前後における要求トルクの微分値が算出される(ステップ502)。次いで、算出された要求トルクの微分値に応じて、吸気弁64、66の開き時期の進角量が決定される(ステップ504)。より具体的には、ECU50は、上記図22に示すような関係をマップとして記憶しており、そのようなマップを参照して、要求トルクの微分値が大きくなるほど、つまり、要求される加速が急になるほど、吸気弁64、66の開き時期の進角量が大きくなるように調整する。   As a result, if it is determined that the vehicle is accelerating, the differential value of the required torque before and after the current acceleration is calculated based on the accelerator opening information such as the amount and rate of change of the accelerator opening during the current acceleration. (Step 502). Next, the advance amount of the opening timing of the intake valves 64 and 66 is determined according to the calculated differential value of the required torque (step 504). More specifically, the ECU 50 stores the relationship as shown in FIG. 22 as a map, and referring to such a map, the greater the differential value of the required torque, that is, the required acceleration. Adjustment is made so that the advance amount of the opening timing of the intake valves 64 and 66 increases as the speed increases.

以上説明した図23に示すルーチンによれば、加速時にはスワール比を高めるべく、吸気弁64、66双方の開き時期が、吸気上死点に対して進角されるようになる。吸気弁64、66の開き時期の進角によるスワール向上手法によれば、既述したように、流量係数の悪化を伴わずにスワール比を高めることが可能となる(図3(B)参照)。つまり、スワール比の向上と吸入空気量の向上の両立が可能となる。このため、筒内に吸入される新気量を減らすという背反なしに、スワール比の向上により燃料噴射量を増量することが可能となる。これにより、加速時に内燃機関10のレスポンスを良好に高めることが可能となる。   According to the routine shown in FIG. 23 described above, the opening timing of both intake valves 64 and 66 is advanced with respect to the intake top dead center in order to increase the swirl ratio during acceleration. According to the swirl improvement method based on the advance timing of the opening timing of the intake valves 64 and 66, as described above, it is possible to increase the swirl ratio without deteriorating the flow coefficient (see FIG. 3B). . That is, it is possible to improve both the swirl ratio and the intake air amount. For this reason, it is possible to increase the fuel injection amount by improving the swirl ratio without the contradiction of reducing the amount of fresh air sucked into the cylinder. Thereby, the response of the internal combustion engine 10 can be improved satisfactorily during acceleration.

ところで、上述した実施の形態5においては、加速時にスワール比を高めるべく、吸気弁64、66の双方の開き時期を進角させるようにしているが、このような手法に限らず、第1吸気弁64および第2吸気弁66のうちの少なくとも一方の開き時期を加速時に進角させるようにしてもよい。   By the way, in the fifth embodiment described above, the opening timing of both intake valves 64 and 66 is advanced to increase the swirl ratio during acceleration. The opening timing of at least one of the valve 64 and the second intake valve 66 may be advanced during acceleration.

尚、上述した実施の形態5においては、ECU50が上記ステップ500〜504の処理を実行することにより前記第21の発明における「加速時吸気弁制御手段」が実現されている。   In the fifth embodiment described above, the “acceleration-time intake valve control means” according to the twenty-first aspect of the present invention is implemented when the ECU 50 executes the processing of steps 500 to 504.

本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 図1に示す内燃機関における吸排気ポート周りの具体的な構成を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a specific configuration around an intake / exhaust port in the internal combustion engine shown in FIG. 1. 両弁早開き制御によるスワール向上の利点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the advantage of the swirl improvement by both valve early opening control. 本発明の実施の形態1において用いられる吸排気弁の各制御手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating each control method of the intake / exhaust valve used in Embodiment 1 of this invention. 図4中に示す制御A〜Fの各手法を用いる運転領域を、内燃機関のトルクとエンジン回転数との関係で表した図である。FIG. 5 is a diagram showing an operation region using each method of the controls A to F shown in FIG. 4 in relation to the torque of the internal combustion engine and the engine speed. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2における吸気可変動弁機構の具体的構成を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the specific structure of the intake variable valve mechanism in Embodiment 2 of this invention. 図7に示す吸気可変動弁機構を、図7中の矢視A側の制御軸の軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the intake variable valve mechanism shown in FIG. 7 from the axial direction of the control shaft of the arrow A side in FIG. 本発明の実施の形態2における吸気可変動弁機構により実現される片弁早開き遅閉じ制御によるスワール向上効果について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the swirl improvement effect by the one-valve quick opening and closing control implement | achieved by the intake variable valve mechanism in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2において、スワール比を高める要求がある場合に実行される吸気弁の制御の優先順位を説明するための図である。In Embodiment 2 of this invention, it is a figure for demonstrating the priority of control of the intake valve performed when there exists a request | requirement which raises a swirl ratio. 図10中に示す制御C、G、Hの各手法を用いる運転領域を、内燃機関のトルクとエンジン回転数との関係で表した図である。It is the figure which represented the driving | operation area | region using each method of control C, G, and H shown in FIG. 10 with the relationship between the torque of an internal combustion engine, and an engine speed. 本発明の実施の形態2において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 2 of this invention. 低負荷時におけるTHC排出量および燃費への吸気弁の早開き制御の影響を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the influence of the quick opening control of the intake valve on THC discharge | emission amount and fuel consumption at the time of low load. THCの排出量と内燃機関の冷却水温度との関係を表した図である。It is a figure showing the relationship between the discharge amount of THC and the cooling water temperature of an internal combustion engine. 本発明の実施の形態3における吸気弁の制御の特徴的な設定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic setting of the control of the intake valve in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施の形態4における第1排気ポートの特徴的な構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic structure of the 1st exhaust port in Embodiment 4 of this invention. 低負荷時におけるTHC排出量への吸気弁の早開き制御および排気弁の排気遅閉じ制御の影響を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the influence of the early opening control of the intake valve and the exhaust valve late closing control of the exhaust valve to the THC discharge amount at the time of low load. 本発明の実施の形態4における排気弁の制御の特徴的な設定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic setting of the control of the exhaust valve in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4の変形例における第1排気ポートの特徴的な構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic structure of the 1st exhaust port in the modification of Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5における吸気弁の開き時期の制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating control of the opening timing of the intake valve in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 5 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 内燃機関
18 排気通路
26 吸気通路
40、80 吸気可変動弁機構
42 排気可変動弁機構
50 ECU(Electronic Control Unit)
60 第1吸気ポート(主流ポート)
62 第2吸気ポート(従属ポート)
64 第1吸気弁
66 第2吸気弁
68、120、130 第1排気ポート
70 第2排気ポート
72 第1排気弁
74 第2排気弁
82 第1駆動カム
84 第2駆動カム
10 Internal combustion engine 18 Exhaust passage 26 Intake passage 40, 80 Intake variable valve mechanism 42 Exhaust variable valve mechanism 50 ECU (Electronic Control Unit)
60 First intake port (mainstream port)
62 Second intake port (dependent port)
64 First intake valve 66 Second intake valves 68, 120, 130 First exhaust port 70 Second exhaust port 72 First exhaust valve 74 Second exhaust valve 82 First drive cam 84 Second drive cam

Claims (21)

内部を通過する空気量が多くなるに従ってスワール比が高くなる特性を有するポートを少なくとも1つ備える吸気ポートと、
前記吸気ポートに配置される吸気弁の開弁特性を変更可能とする吸気可変動弁機構と、
スワール比を高める要求がある場合に、同一気筒内に配置されるすべての吸気弁の開き時期を進角させる全弁早開き制御を行う吸気弁制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
An intake port having at least one port having a characteristic that the swirl ratio increases as the amount of air passing through the interior increases;
An intake variable valve mechanism capable of changing a valve opening characteristic of an intake valve disposed in the intake port;
An intake valve control means for performing all-valve quick opening control for advancing the opening timing of all intake valves arranged in the same cylinder when there is a demand to increase the swirl ratio;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記気筒には、少なくとも2つの吸気弁が配置され、
前記吸気ポートは、前記少なくとも2つの吸気弁の一方が配置される第1吸気ポートと、前記少なくとも2つの吸気弁の他方が配置される第2吸気ポートとを備え、
前記吸気可変動弁機構は、前記第1吸気ポートと前記第2吸気ポートの間で異なる動弁特性を付与可能な機構であって、
前記吸気弁制御手段は、前記全弁早開き制御の実行によっても、要求されるスワール比に達しないと判断した場合に、前記第1吸気ポートと前記第2吸気ポートの間で、それぞれの吸気ポート内を流れる吸入空気に流量差が生ずるように前記吸気可変動弁機構を制御する流量差生成制御を行う流量差生成制御手段を含むことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
At least two intake valves are arranged in the cylinder,
The intake port includes a first intake port in which one of the at least two intake valves is disposed, and a second intake port in which the other of the at least two intake valves is disposed,
The intake variable valve mechanism is a mechanism capable of imparting different valve characteristics between the first intake port and the second intake port,
When the intake valve control means determines that the required swirl ratio is not reached even by the execution of the full-valve rapid opening control, the intake valve control unit is configured to perform intake air between the first intake port and the second intake port. 2. A control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising flow rate difference generation control means for performing flow rate difference generation control for controlling the intake variable valve mechanism so that a flow rate difference is generated in the intake air flowing in the port. .
前記流量差生成制御は、前記第1吸気ポートに配置された吸気弁および前記第2吸気ポートに配置された吸気弁の何れか一方の閉じ時期を他方の閉じ時期に比して早める片弁早閉じ制御であることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の制御装置。   The flow rate difference generation control is a one-valve quickening method in which the closing timing of either one of the intake valve arranged in the first intake port and the intake valve arranged in the second intake port is advanced compared to the other closing timing. 3. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the control is a closing control. 前記流量差生成制御は、前記第1吸気ポートに配置された吸気弁および前記第2吸気ポートに配置された吸気弁の何れか一方の開き時期を他方の開き時期に比して遅らせる片弁遅開き制御であることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の制御装置。   The flow rate difference generation control is a one-valve delay that delays the opening timing of one of the intake valve arranged in the first intake port and the intake valve arranged in the second intake port compared to the opening timing of the other. 3. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the control is an opening control. 前記流量差生成制御手段は、前記流量差生成制御の実行によっても、要求されるスワール比に達しないと判断した場合に、前記第1吸気ポートに配置された吸気弁および前記第2吸気ポートに配置された吸気弁の何れか一方の開き時期を他方の開き時期に比して遅らせつつ、前記一方の吸気弁の閉じ時期を前記他方の吸気弁の閉じ時期に比して早めるように前記吸気可変動弁機構を制御する片弁遅開き早閉じ制御を行うことを特徴とする請求項2乃至4の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。   When the flow rate difference generation control means determines that the required swirl ratio is not reached even by the execution of the flow rate difference generation control, the flow rate difference generation control means controls the intake valve and the second intake port arranged in the first intake port. The intake valve is arranged so that the opening timing of one of the arranged intake valves is delayed compared to the opening timing of the other, and the closing timing of the one intake valve is advanced compared to the closing timing of the other intake valve. The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 4, wherein one-valve slow-opening and early-closing control for controlling the variable valve mechanism is performed. 前記第1吸気ポートおよび前記第2吸気ポートのうちの、前記他方の吸気弁が配置される方の吸気ポートは、もう一方の吸気ポートに比してスワール生成能力の高いポートであることを特徴とする請求項4または5記載の内燃機関の制御装置。   Of the first intake port and the second intake port, the intake port on which the other intake valve is disposed is a port having higher swirl generation capability than the other intake port. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4 or 5. 前記吸気可変動弁機構は、前記スワール生成能力の高いポートに配置される前記他方の吸気弁を駆動する駆動カムとして、前記一方の吸気弁の開き時期を前記他方の吸気弁の開き時期に比して遅らせるように前記吸気可変動弁機構を制御する場合に、前記他方の吸気弁を前記一方の吸気弁とは独立して駆動するために用いる片弁早開き用駆動カムを備え、
前記片弁早開き用駆動カムは、前記一方の吸気弁を駆動するために用いる駆動カムに対して、進角側の位置でカム軸に固定されていることを特徴とする請求項6記載の内燃機関の制御装置。
The intake variable valve mechanism is a drive cam for driving the other intake valve disposed in the port having a high swirl generation capability, and the opening timing of the one intake valve is compared with the opening timing of the other intake valve. A one-valve quick-open drive cam used to drive the other intake valve independently of the one intake valve when the intake variable valve mechanism is controlled to be delayed.
7. The one-valve quick-open drive cam is fixed to a camshaft at a position on an advance side with respect to a drive cam used to drive the one intake valve. Control device for internal combustion engine.
前記流量差生成制御は、前記第1吸気ポートに配置された吸気弁および前記第2吸気ポートに配置された吸気弁の何れか一方の開き時期を他方の開き時期に比して早める片弁早開き制御であることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の制御装置。   The flow rate difference generation control is a one-valve speed-up method in which the opening timing of either one of the intake valve arranged in the first intake port and the intake valve arranged in the second intake port is advanced compared to the opening timing of the other. 3. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the control is an opening control. 前記流量差生成制御手段は、前記第1流量差生成制御の実行によっても、要求されるスワール比に達しないと判断した場合に、前記第1吸気ポートに配置された吸気弁および前記第2吸気ポートに配置された吸気弁の何れか一方の開き時期を他方の開き時期に比して早めつつ、前記一方の吸気弁の閉じ時期を前記他方の吸気弁の閉じ時期に比して遅らせるように前記吸気可変動弁機構を制御する片弁早開き遅閉じ制御を行うことを特徴とする請求項8記載の内燃機関の制御装置。   When the flow rate difference generation control means determines that the required swirl ratio is not reached even by the execution of the first flow rate difference generation control, the intake valve disposed in the first intake port and the second intake air The opening timing of one of the intake valves arranged in the port is advanced compared to the opening timing of the other, and the closing timing of the one intake valve is delayed compared to the closing timing of the other intake valve. 9. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 8, wherein a one-valve quick opening and closing control for controlling the intake variable valve mechanism is performed. 前記第1吸気ポートおよび前記第2吸気ポートのうちの、前記一方の吸気弁が配置される方の吸気ポートは、もう一方の吸気ポートに比してスワール生成能力の高いポートであることを特徴とする請求項8または9記載の内燃機関の制御装置。   Of the first intake port and the second intake port, the intake port on which the one intake valve is disposed is a port having a higher swirl generation capability than the other intake port. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 8 or 9. 前記吸気可変動弁機構は、前記スワール生成能力の高いポートに配置される前記一方の吸気弁を駆動するカムとして、前記一方の吸気弁の開き時期を前記他方の吸気弁の開き時期に比して早めるように前記吸気可変動弁機構を制御する場合に、前記一方の吸気弁を前記他方の吸気弁と独立して駆動するために用いる片弁早開き用駆動カムを備え、
前記片弁早開き用駆動カムは、前記他方の吸気弁を駆動するために用いる駆動カムに対して、進角側の位置でカム軸に固定されていることを特徴とする請求項10記載の内燃機関の制御装置。
The intake variable valve mechanism, as a cam for driving the one intake valve arranged in the port having a high swirl generation capability, compares the opening timing of the one intake valve with the opening timing of the other intake valve. A one-valve quick-open drive cam used to drive the one intake valve independently of the other intake valve when controlling the intake variable valve mechanism so as to accelerate
11. The one-valve quick-open drive cam is fixed to a camshaft at a position on the advance side with respect to a drive cam used to drive the other intake valve. Control device for internal combustion engine.
前記吸気弁制御手段は、内燃機関の運転領域が中高負荷領域にあるときに、前記全弁早開き制御を行うことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。   2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the intake valve control means performs the all-valve quick opening control when an operating range of the internal combustion engine is in a middle and high load range. 前記内燃機関は、排気弁の開弁特性を変更可能とする排気可変動弁機構を更に備え、
前記吸気弁制御手段は、内燃機関の運転領域が低負荷領域にあるときに、前記気筒に配置されるすべての吸気弁の開き時期を、内燃機関の運転領域が中負荷領域にあるときの開き時期よりも遅角側の値に制御する全弁遅開き制御を行い、
前記内燃機関の制御装置は、内燃機関の運転領域が低負荷領域にあるときに、排気弁の閉じ時期を、内燃機関の運転領域が中負荷領域にあるときの閉じ時期よりも遅角側の値に制御する排気遅閉じ制御を行う排気弁制御手段を更に備えることを特徴とする請求項1または12記載の内燃機関の制御装置。
The internal combustion engine further includes an exhaust variable valve mechanism that can change a valve opening characteristic of the exhaust valve,
The intake valve control means opens the opening timing of all intake valves arranged in the cylinder when the operating range of the internal combustion engine is in the low load range, and opens when the operating range of the internal combustion engine is in the medium load range. Perform full valve slow-open control to control the value to the retard side of the timing,
The control apparatus for an internal combustion engine sets a closing timing of the exhaust valve when the operating region of the internal combustion engine is in a low load region, and is on a more retarded side than a closing timing when the operating region of the internal combustion engine is in a medium load region. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 12, further comprising exhaust valve control means for performing exhaust slow closing control to be controlled to a value.
前記吸気弁制御手段は、内燃機関の運転領域が低負荷領域にあるときにおいて、前記全弁遅開き制御および前記排気遅閉じ制御の実行によっても、未燃HCの排出を十分に抑制できないと判断した場合に、すべての吸気弁の閉じ時期を吸気下死点近傍の時期に制御することを特徴とする請求項13記載の内燃機関の制御装置。   The intake valve control means determines that the discharge of unburned HC cannot be sufficiently suppressed even by the execution of the all valve slow open control and the exhaust slow close control when the operating range of the internal combustion engine is in a low load range. 14. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 13, wherein the closing timing of all the intake valves is controlled to a timing in the vicinity of the intake bottom dead center. 前記吸気弁制御手段は、内燃機関の運転領域が高回転高負荷領域にあるときに、前記全弁早開き制御を行い、
前記吸気弁制御手段は、更に、内燃機関の運転領域が高回転高負荷領域にあるときに、前記第1吸気ポートに配置された吸気弁および前記第2吸気ポートに配置された吸気弁の何れか一方の閉じ時期を他方の閉じ時期に比して早める片弁早閉じ制御を行うことを特徴とする請求項1、12〜14の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
The intake valve control means performs the all-valve quick-open control when the operating range of the internal combustion engine is in a high rotation and high load range,
The intake valve control means further includes any one of an intake valve disposed in the first intake port and an intake valve disposed in the second intake port when the operating region of the internal combustion engine is in a high rotation / high load region. The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 and 12 to 14, wherein one-valve early closing control is performed in which one closing timing is advanced compared to the other closing timing.
前記内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気通路内の圧力を取得する吸気圧力取得手段と、内燃機関の排気通路内の圧力を取得する排気圧力取得手段とを更に備え、
前記吸気弁制御手段は、前記排気圧力と吸気圧力との差が大きくなるほど、前記全弁早開き制御による吸気弁の開き時期の進角量を少なくすることを特徴とする請求項15記載の内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine further includes intake pressure acquisition means for acquiring pressure in the intake passage of the internal combustion engine, and exhaust pressure acquisition means for acquiring pressure in the exhaust passage of the internal combustion engine,
16. The internal combustion engine according to claim 15, wherein the intake valve control means decreases the advance amount of the intake valve opening timing by the full valve early opening control as the difference between the exhaust pressure and the intake pressure increases. Engine control device.
前記吸気弁制御手段は、内燃機関の冷却水温度が低くなるほど、前記全弁早開き制御による吸気弁の開き時期の進角量を小さくする冷間時吸気弁制御手段を含むことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。   The intake valve control means includes a cold-time intake valve control means for reducing the advance amount of the opening timing of the intake valve by the full valve early opening control as the cooling water temperature of the internal combustion engine becomes lower. The control device for an internal combustion engine according to claim 1. 前記内燃機関は、排気弁の開弁特性を変更可能とする排気可変動弁機構を更に備え、
前記内燃機関の制御装置は、内燃機関の冷却水温度が低くなるほど、排気弁の閉じ時期の遅角量を大きくする冷間時排気弁制御手段を更に備えることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
The internal combustion engine further includes an exhaust variable valve mechanism that can change a valve opening characteristic of the exhaust valve,
The control apparatus for an internal combustion engine further comprises cold exhaust valve control means for increasing a retard amount of the closing timing of the exhaust valve as the cooling water temperature of the internal combustion engine becomes lower. Control device for internal combustion engine.
前記排気弁が配置される排気ポートは、排気ガスが当該排気ポートから筒内に逆流する際に、前記第1吸気ポートおよび前記第2吸気ポートの少なくとも一方が生成する吸気スワール流と逆方向の排気スワール流を生成するポートであることを特徴とする請求項18記載の内燃機関の制御装置。   The exhaust port in which the exhaust valve is disposed has a direction opposite to an intake swirl flow generated by at least one of the first intake port and the second intake port when exhaust gas flows backward from the exhaust port into the cylinder. 19. The control device for an internal combustion engine according to claim 18, wherein the control device is a port for generating an exhaust swirl flow. 前記排気弁が配置される排気ポートは、排気ガスが当該排気ポートから筒内に逆流する際に、逆流する排気ガスが、前記第1吸気ポートおよび前記第2吸気ポートの少なくとも一方が生成するスワール流と衝突するような向きで配置されたストレートポートであることを特徴とする請求項18記載の内燃機関の制御装置。   The exhaust port in which the exhaust valve is disposed is a swirl in which at least one of the first intake port and the second intake port generates an exhaust gas that flows backward when the exhaust gas flows backward from the exhaust port into the cylinder. 19. The control device for an internal combustion engine according to claim 18, wherein the control port is a straight port arranged in such a direction as to collide with a flow. 前記吸気弁制御手段は、加速時にスワール比を高めるべく、前記少なくとも1つの吸気弁の開き時期を進角させる加速時吸気弁制御手段を含むことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。   2. The control of an internal combustion engine according to claim 1, wherein the intake valve control means includes an acceleration intake valve control means for advancing an opening timing of the at least one intake valve in order to increase a swirl ratio during acceleration. apparatus.
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