JP2009203820A - Control method of internal combustion engine and control system of internal combustion engine - Google Patents

Control method of internal combustion engine and control system of internal combustion engine Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control method of an internal combustion engine capable of further surely avoiding the occurrence of abnormal combustion. <P>SOLUTION: In the control method of an internal combustion engine, in the internal combustion engine having an intake valve 21 and an exhaust valve 22, in an operation range in which rotation speed N<SB>ENG</SB>of the internal combustion engine is equal to or slower than a predetermined first speed N1, the exhaust valve 22 is closed under at least total load and the intake valve 21 is then opened after the top dead center, and in an operation range in which the rotation speed N<SB>ENG</SB>of the internal combustion engine is larger than the first speed N1, the intake valve 21 is opened before the exhaust valve 22 is closed under at least total load. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関における吸気弁および排気弁の制御方法に関するものである。   The present invention relates to a method for controlling an intake valve and an exhaust valve in an internal combustion engine.

従来、排ガスの性能の向上等を目的として、内燃機関の吸気弁および排気弁の開閉時期を運転条件に応じて制御する方法が開発されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, for the purpose of improving the performance of exhaust gas, a method for controlling the opening / closing timing of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine according to operating conditions has been developed.

例えば、特許文献1には、気筒内の内部EGRガス量を適切な値に制御するための制御方法が開示されている。この方法では、中負荷領域において、排気弁の閉弁時期を上死点より進角側に制御するとともに吸気弁の開弁時期を上死点より遅角側に制御して、排気弁と吸気弁とのいずれもが閉弁している期間を設けている。そして、これにより、燃焼室内のEGRガス量を確保して排ガス性能の向上を図っている。一方、前記方法では、全負荷領域において、排気弁の閉弁時期を上死点より遅角側に制御するとともに吸気弁の開弁時期を上死点より進角側に制御して、排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とにオーバーラップを設けている。そして、これにより、内部EGRガス量を抑制して高負荷領域における吸気効率を高い値で維持している。
特開2002−242709号公報
For example, Patent Document 1 discloses a control method for controlling the internal EGR gas amount in a cylinder to an appropriate value. In this method, in the middle load region, the exhaust valve closing timing is controlled from the top dead center to the advance side, and the intake valve opening timing is controlled from the top dead center to the retard side to control the exhaust valve and the intake valve. A period during which both valves are closed is provided. As a result, the amount of EGR gas in the combustion chamber is secured to improve the exhaust gas performance. On the other hand, in the above method, in the full load region, the exhaust valve closing timing is controlled to be retarded from the top dead center, and the intake valve opening timing is controlled to be advanced from the top dead center. The valve opening period and the intake valve opening period are overlapped. Thus, the internal EGR gas amount is suppressed and the intake efficiency in the high load region is maintained at a high value.
JP 2002-242709 A

圧縮行程時に気筒内の温度が高温化すると予期せぬタイミングで自着火すなわち異常燃焼が生じるおそれがある。特に回転数が低く気筒内のガス流動が小さい条件下では、前記自着火の生じる可能性が高い。これに対して、前記従来の方法では、低回転全負荷領域において吸気効率が高い値で維持されており、出力が確保される一方、吸気効率が高くなることによって気筒内の温度が上昇し自着火が生じる可能性が高くなるという問題がある。   If the temperature in the cylinder increases during the compression stroke, self-ignition, that is, abnormal combustion may occur at an unexpected timing. In particular, the self-ignition is highly likely to occur under conditions where the rotational speed is low and the gas flow in the cylinder is small. On the other hand, in the conventional method, the intake efficiency is maintained at a high value in the low rotation full load region, and while the output is secured, the temperature in the cylinder rises due to the increase in the intake efficiency. There is a problem that ignition is likely to occur.

本発明は、このような事情に鑑み、異常燃焼の発生をより確実に回避することのできる内燃機関の制御方法の提供を目的とする。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a control method for an internal combustion engine that can more reliably avoid the occurrence of abnormal combustion.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、往復動するピストンを収容するとともに燃焼室を形成する気筒と、前記気筒内へ導入される空気が通過する吸気通路と、前記吸気通路から前記気筒内への空気の流入を遮断する吸気弁と、前記気筒内から排出される排気が通過する排気通路と、前記気筒内から前記排気通路への排気の流出を遮断する排気弁とを有する内燃機関の制御方法であって、前記内燃機関の回転速度が予め設定された第1速度以下となる運転領域では少なくとも全負荷において、前記排気弁を閉じた後で前記吸気弁を上死点後に開く一方、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度より大きい速度となる運転領域では少なくとも全負荷において、前記排気弁を閉じる前に前記吸気弁を開くことを特徴とする内燃機関の制御方法を提供する(請求項1)。   As means for solving the above-mentioned problems, the present invention includes a cylinder that houses a reciprocating piston and forms a combustion chamber, an intake passage through which air introduced into the cylinder passes, An internal combustion engine having an intake valve that blocks inflow of air into the cylinder, an exhaust passage through which exhaust exhausted from the cylinder passes, and an exhaust valve that blocks outflow of exhaust from the cylinder to the exhaust passage In the engine control method, in the operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than a preset first speed, the intake valve is opened after top dead center after the exhaust valve is closed at least at the full load. On the other hand, in the operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the first speed, the intake valve is opened before the exhaust valve is closed at least at the full load. A method (claim 1).

この方法によれば、自着火が生じやすい低回転領域において、気筒内のガスの流動性を高めることができ、自着火の発生を抑制することができるとともに、高回転領域において出力を確保することができる。すなわち、本方法では、前記回転速度が第1速度以下の低回転領域において前記吸気弁を前記排気弁が閉じた後でかつ上死点後に開いており、略密閉状態にある気筒内の圧力がピストンの下降に伴って低下する途中に前記吸気弁が開弁されるので、前記吸気通路から気筒内への空気の流速が高い値で維持され気筒内のガスの流動性が高められる。特に、本方法では、少なくとも全負荷において前記吸気弁を前記排気弁が閉じた後でかつ上死点後に開いており、空気量が多く圧縮時の温度が高くなりやすいこの全負荷領域において、より確実に自着火の発生が抑制される。一方、ガスの流動性が確保された高回転領域では、前記排気弁を閉じる前に前記吸気弁を開いており、気筒内の掃気性が高められるとともに、排気の筒内からの流出に伴なって筒内圧力が低下して吸気がより流入しやすくなるので、気筒内の新気量が増大する。そして、それに見合った燃料を燃焼させることで出力が確保される。   According to this method, the fluidity of the gas in the cylinder can be increased in the low rotation range where self-ignition is likely to occur, the occurrence of self-ignition can be suppressed, and the output can be secured in the high rotation range. Can do. That is, in this method, the intake valve is opened after the exhaust valve is closed and after top dead center in the low rotation range where the rotation speed is equal to or lower than the first speed, and the pressure in the cylinder in a substantially sealed state is reduced. Since the intake valve is opened while the piston is lowered as the piston descends, the flow rate of air from the intake passage into the cylinder is maintained at a high value, and the fluidity of gas in the cylinder is enhanced. In particular, in this method, at least at the full load, the intake valve is opened after the exhaust valve is closed and after the top dead center, and in this full load region where the amount of air is large and the temperature during compression is likely to increase, The occurrence of self-ignition is surely suppressed. On the other hand, in the high rotation region where the gas fluidity is ensured, the intake valve is opened before the exhaust valve is closed, so that scavenging in the cylinder is enhanced and exhaust gas flows out of the cylinder. As a result, the in-cylinder pressure decreases and the intake air is more likely to flow in, so the amount of fresh air in the cylinder increases. And an output is ensured by combusting the fuel corresponding to it.

また、本発明は、往復動するピストンを収容するとともに燃焼室を形成する気筒と、前記気筒内へ導入される空気が通過する吸気通路と、前記吸気通路から前記気筒内への空気の流入を遮断する吸気弁と、前記気筒内から排出される排気が通過する排気通路と、前記気筒内から前記排気通路への排気の流出を遮断する排気弁とを有する内燃機関の制御方法であって、前記内燃機関の回転速度が予め設定された第1速度以下となる運転領域では前記排気弁を上死点後に閉じた後で前記吸気弁を開く一方、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度より大きい速度となる運転領域では前記排気弁を閉じる前に前記吸気弁を開くことを特徴とする内燃機関の制御方法を提供する(請求項2)。   The present invention also includes a cylinder that houses a reciprocating piston and that forms a combustion chamber, an intake passage through which air introduced into the cylinder passes, and an inflow of air from the intake passage into the cylinder. An internal combustion engine control method comprising: an intake valve that shuts off; an exhaust passage through which exhaust exhausted from the cylinder passes; and an exhaust valve that shuts off the outflow of exhaust gas from the cylinder to the exhaust passage, In an operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than a preset first speed, the exhaust valve is closed after top dead center and then the intake valve is opened, while the rotational speed of the internal combustion engine is the first speed. A control method for an internal combustion engine is provided in which the intake valve is opened before the exhaust valve is closed in an operating region where the speed is higher (Claim 2).

この方法によれば、自着火が生じやすい低回転領域において気筒内のガスの流動性を高めることができ、自着火の発生を抑制することができるとともに、高回転領域において出力を確保することができる。すなわち、本方法では、前記回転速度が第1速度以下の低回転領域において前記排気弁を上死点後に閉じた後で前記吸気弁を開いており、前記排気弁が前記排気弁と前記吸気弁とのいずれもが閉弁することで略密閉している気筒内の圧力がピストンの下降に伴って低下していく途中に前記吸気弁が開弁されるので、前記吸気通路から気筒内への空気の流速が高い値で維持され気筒内のガスの流動性が高められる。特に、本方法では、前記排気弁を上死点後すなわちピストンの下降途中に閉じており、前記吸気弁の開弁時における気筒内の圧力が負圧になるので、前記ガスの流動性がより確実に高められる。しかも、気筒内の残留ガスを圧縮することによるポンプ損失を抑制することができ機関効率が高まる。一方、ガスの流動性が確保された高回転領域では、前記排気弁を閉じる前に前記吸気弁を開いており気筒内の掃気性が高められるので、気筒内の新気量ひいては出力が確保される。   According to this method, the fluidity of the gas in the cylinder can be increased in the low rotation range where self-ignition is likely to occur, the occurrence of self-ignition can be suppressed, and the output can be secured in the high rotation range. it can. That is, in the present method, the intake valve is opened after the exhaust valve is closed after top dead center in a low rotation region where the rotation speed is equal to or lower than the first speed, and the exhaust valve is configured to be the exhaust valve and the intake valve. Since the intake valve is opened while the pressure in the cylinder, which is substantially sealed by closing the valve, decreases as the piston descends, the intake passage from the intake passage to the cylinder The air flow rate is maintained at a high value, and the fluidity of the gas in the cylinder is enhanced. In particular, in this method, the exhaust valve is closed after top dead center, that is, in the middle of lowering of the piston, and the pressure in the cylinder becomes negative when the intake valve is opened. Increased without fail. Moreover, the pump loss due to the compression of the residual gas in the cylinder can be suppressed, and the engine efficiency is increased. On the other hand, in the high rotation region where gas fluidity is ensured, the intake valve is opened before the exhaust valve is closed, and the scavenging performance in the cylinder is enhanced, so that the amount of fresh air in the cylinder and thus the output is secured. The

また、本発明において、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度より大きな第2速度以上となる運転領域では、前記内燃機関の回転速度が大きくなるほど、前記排気弁と前記吸気弁とがいずれも開いている期間を短くするのが好ましい(請求項3)。   In the present invention, in the operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is greater than or equal to a second speed greater than the first speed, the exhaust valve and the intake valve are both increased as the rotational speed of the internal combustion engine increases. It is preferable to shorten the open period (claim 3).

このようにすれば、特に回転速度が高い運転領域において、内部EGRの残留を抑制して気筒内の新気量ひいては出力を確保することができる。   In this way, particularly in an operating region where the rotational speed is high, it is possible to suppress the remaining of the internal EGR and to secure the amount of fresh air in the cylinder and thus the output.

また、本発明において、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度以下となる運転領域では、前記気筒内に導入される空気量の目標値である目標空気充填量が小さくなるほど、前記排気弁が閉じてから前記吸気弁が開くまでの期間を長くするのが好ましい(請求項4)。   In the present invention, in the operation region where the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than the first speed, the exhaust valve becomes smaller as the target air filling amount that is a target value of the air amount introduced into the cylinder becomes smaller. It is preferable to lengthen the period from when the intake valve is closed to when the intake valve is opened.

前記排気弁が閉じてから前記吸気弁が開くまでの期間が長くなるほど、気筒内の圧力がより低下した後で前記吸気弁が開くことになるので、空気流動性は高くなる。従って、本方法のように、目標空気充填量が小さく燃焼が比較的不安定になるほど前記期間を長くすれば、各目標空気充填量に対して燃焼をより確実に安定させることができる。   The longer the period from when the exhaust valve is closed to when the intake valve is opened, the higher the air fluidity is because the intake valve is opened after the pressure in the cylinder is further lowered. Therefore, as in the present method, if the period is lengthened as the target air filling amount is small and the combustion becomes relatively unstable, the combustion can be stabilized more reliably for each target air filling amount.

また、本発明において、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度以上となる運転領域のうち、前記気筒内に導入される空気量の目標値である目標空気充填量が予め設定された基準空気量よりも小さい運転領域では、前記排気弁が閉じた後で前記吸気弁を上死点後に開くようにしてもよい(請求項5)。
また、本発明において、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度以上となる運転領域における前記吸気弁の開弁時期を、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度以下となる運転領域における前記吸気弁の開弁時期よりも進角側に制御するとともに、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度以上となる運転領域における前記排気弁の閉弁時期を、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度以下となる運転領域における前記排気弁の閉弁時期よりも遅角側に制御する方法が挙げられる(請求項6)。そして、この方法では、前記第1速度以下となる運転領域において前記排気弁を閉じた後で前記吸気弁を上死点後に開く一方、前記第1速度より大きい速度となる運転領域において前記排気弁を閉じる前に前記吸気弁を開くという制御を、前記吸気弁の閉弁時期および排気弁の開弁時期の変化量をそれぞれ小さく抑えつつ、実現することができる。
In the present invention, reference air in which a target air filling amount, which is a target value of the amount of air introduced into the cylinder, is set in advance in an operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or higher than the first speed. In an operation region smaller than the amount, the intake valve may be opened after top dead center after the exhaust valve is closed (Claim 5).
Further, in the present invention, the opening timing of the intake valve in the operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or higher than the first speed is set, and the opening timing of the intake valve in the operating range where the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than the first speed. The intake valve is controlled to be advanced from the opening timing of the intake valve, and the closing timing of the exhaust valve in the operation region in which the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or higher than the first speed is determined. A method for controlling the exhaust valve to be retarded from the closing timing of the exhaust valve in the operation region where the speed is equal to or lower than the first speed is mentioned. In this method, the exhaust valve is opened after top dead center after the exhaust valve is closed in the operating region where the speed is equal to or lower than the first speed, and the exhaust valve is operated in the operating region where the speed is higher than the first speed. The control of opening the intake valve before closing the valve can be realized while suppressing the amount of change in the closing timing of the intake valve and the opening timing of the exhaust valve, respectively.

また、本発明は、往復動するピストンを収容するとともに燃焼室を形成する気筒と、前記気筒内へ導入される空気が通過する吸気通路と、前記吸気通路から前記気筒内への空気の流入を遮断する吸気弁と、前記気筒内から排出される排気が通過する排気通路と、前記気筒内から前記排気通路への排気の流出を遮断する排気弁とを有する内燃機関の制御システムであって、前記吸気弁および排気弁を周期的に開閉させる弁駆動機構と、前記弁駆動機構を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記制御手段は、前記内燃機関の回転速度が予め設定された第1速度以下となる運転領域では少なくとも全負荷において、前記排気弁が閉じた後で前記吸気弁が開くよう前記弁駆動機構を制御する一方、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度より大きい速度となる運転領域では少なくとも全負荷において、前記排気弁が閉じる前に前記吸気弁が開くよう前記弁駆動機構を制御することを特徴とする内燃機関の制御システム、および、前記制御手段は、前記内燃機関の回転速度が予め設定された第1速度以下となる運転領域において、前記排気弁が上死点後に閉じるとともに、当該排気弁が閉じた後で前記吸気弁が開くよう前記弁駆動機構を制御する一方、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度より大きい速度となる運転領域において、前記排気弁が閉じる前に前記吸気弁が開くよう前記弁駆動機構を制御することを特徴とする内燃機関の制御システムを含む(請求項7、8)。   The present invention also includes a cylinder that houses a reciprocating piston and that forms a combustion chamber, an intake passage through which air introduced into the cylinder passes, and an inflow of air from the intake passage into the cylinder. An internal combustion engine control system comprising: an intake valve that shuts off; an exhaust passage through which exhaust exhausted from the cylinder passes; and an exhaust valve that shuts off the outflow of exhaust gas from the cylinder to the exhaust passage, A valve drive mechanism that periodically opens and closes the intake valve and the exhaust valve; and a control unit that controls the valve drive mechanism. The control unit is configured to preset a rotation speed of the internal combustion engine. In the operating region where the speed is less than or equal to the first speed, the valve drive mechanism is controlled so that the intake valve opens after the exhaust valve is closed at least at the full load, while the rotational speed of the internal combustion engine is equal to the first speed. The control system of the internal combustion engine, which controls the valve drive mechanism so that the intake valve opens before the exhaust valve closes at least at the full load in the operating region where the speed is high, and the control means, In the operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than a preset first speed, the exhaust valve closes after top dead center and the intake valve opens after the exhaust valve is closed. On the other hand, the valve drive mechanism is controlled so that the intake valve is opened before the exhaust valve is closed in an operation region where the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the first speed. An internal combustion engine control system is included (claims 7 and 8).

ここで、前記内燃機関の気筒の幾何学的圧縮比が13以上となるような高圧縮比の内燃機関では、圧縮によって気筒内の温度が高くなりやすく自着火が生じる可能性が高い。そのため、このような高圧縮比の内燃機関の前記内燃機関の制御システムを適用すれば効果的である(請求項9)。   Here, in an internal combustion engine having a high compression ratio such that the cylinder has a geometric compression ratio of 13 or more, the temperature in the cylinder tends to increase due to compression, and there is a high possibility of self-ignition. Therefore, it is effective to apply such a control system for an internal combustion engine having a high compression ratio (claim 9).

以上のように、本発明によれば、気筒内のガスの流動性を高めて自着火を抑制することのできる内燃機関の制御方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for controlling an internal combustion engine that can suppress self-ignition by increasing the fluidity of gas in a cylinder.

本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。   A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明が適用されるエンジンシステム(内燃機関の制御システム)の全体構造を概略的に示したものである。このエンジンシステムは、エンジン本体(内燃機関)1と、このエンジン本体1に付随する様々なアクチュエータを制御するためのエンジン制御器(制御手段)100とを有している。   FIG. 1 schematically shows the overall structure of an engine system (control system for an internal combustion engine) to which the present invention is applied. This engine system includes an engine body (internal combustion engine) 1 and an engine controller (control means) 100 for controlling various actuators attached to the engine body 1.

前記エンジン本体1は、自動車等の車両に搭載される4サイクルの火花点火式内燃機関であって、前記車両を推進すべく、その出力軸は変速機を介して駆動輪に連結されている。このエンジン本体1は、シリンダーブロック12とその上に載置されるシリンダヘッド13とを備えている。このシリンダーブロック12とシリンダヘッド13との内部には複数のシリンダ(気筒)11が形成されている。これらシリンダ11の数は特に限定されるものではないが、例えば4つのシリンダ11が形成されている。また、前記シリンダーブロック11には、ジャーナル、ベアリングなどによってクランクシャフト14が回転自在に支持されている。   The engine body 1 is a four-cycle spark ignition type internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile, and its output shaft is coupled to drive wheels via a transmission to propel the vehicle. The engine body 1 includes a cylinder block 12 and a cylinder head 13 placed thereon. A plurality of cylinders 11 are formed inside the cylinder block 12 and the cylinder head 13. Although the number of these cylinders 11 is not specifically limited, For example, four cylinders 11 are formed. A crankshaft 14 is rotatably supported on the cylinder block 11 by a journal, a bearing or the like.

前記各シリンダ11内にはピストン15がそれぞれ摺動自在に嵌挿されており、各ピストン15の上方にはそれぞれ燃焼室17が区画されている。   Pistons 15 are slidably fitted in the cylinders 11, and combustion chambers 17 are defined above the pistons 15, respectively.

ここで、本実施形態では、前記ピストン15が上死点に位置するときの燃焼室17の容積と、ピストン15が下死点に位置するとき燃焼室17の容積との比であるエンジン本体1の幾何学的圧縮比がほぼ14に設定されている。もちろん、この幾何学的圧縮比の値は14に限らない。例えば、機関効率の向上といった観点からは前記幾何学的圧縮比はより高い方が好ましい。しかしながら、幾何学的圧縮比を高くしていくと、圧縮行程において気筒内の温度が高くなりすぎてしまい予期せぬタイミングで自着火が生じる可能性が高くなる。そのため、前記エンジン本体1の幾何学的圧縮比としては13以上16以下が好ましい。   Here, in the present embodiment, the engine body 1 is a ratio of the volume of the combustion chamber 17 when the piston 15 is located at the top dead center and the volume of the combustion chamber 17 when the piston 15 is located at the bottom dead center. The geometric compression ratio is set to approximately 14. Of course, the value of this geometric compression ratio is not limited to 14. For example, the geometric compression ratio is preferably higher from the viewpoint of improving the engine efficiency. However, if the geometric compression ratio is increased, the temperature in the cylinder becomes too high in the compression stroke, and the possibility of self-ignition occurring at an unexpected timing increases. Therefore, the geometric compression ratio of the engine body 1 is preferably 13 or more and 16 or less.

前記シリンダヘッド13には、各燃焼室17に連通する2つの吸気ポート18と2つの排気ポート19とが形成されている。また、前記シリンダヘッド13には、各吸気ポート18をそれぞれ前記燃焼室17から遮断するための吸気バルブ(吸気弁)21と、各排気ポート19をそれぞれ前記燃焼室17から遮断するための排気バルブ(排気弁)22とが設けられている。前記吸気バルブ21は後述する吸気弁駆動機構(弁駆動機構)30により駆動されることで、所定のタイミングで各吸気ポート18を開閉する。一方、前記排気バルブ22は後述する排気弁駆動機構(弁駆動機構)40により駆動されることで、前記各排気ポート19を開閉する。   The cylinder head 13 is formed with two intake ports 18 and two exhaust ports 19 communicating with each combustion chamber 17. The cylinder head 13 includes an intake valve (intake valve) 21 for shutting off each intake port 18 from the combustion chamber 17 and an exhaust valve for shutting off each exhaust port 19 from the combustion chamber 17. (Exhaust valve) 22 is provided. The intake valve 21 is driven by an intake valve drive mechanism (valve drive mechanism) 30 described later, thereby opening and closing each intake port 18 at a predetermined timing. On the other hand, the exhaust valve 22 is driven by an exhaust valve drive mechanism (valve drive mechanism) 40 described later, thereby opening and closing each exhaust port 19.

前記吸気弁駆動機構30および前記排気弁駆動機構40は、それぞれ吸気カムシャフト31と排気カムシャフト41とを有している。この吸気カムシャフト31および排気カムシャフト41は、周知のチェーン/スプロケット機構等の動力伝達機構等を介してクランクシャフト14に連結されている。前記動力伝達機構は、前記クランクシャフト14が2回転する間に、カムシャフト31,41が1回転するように構成されている。   The intake valve drive mechanism 30 and the exhaust valve drive mechanism 40 have an intake camshaft 31 and an exhaust camshaft 41, respectively. The intake camshaft 31 and the exhaust camshaft 41 are connected to the crankshaft 14 via a known power transmission mechanism such as a chain / sprocket mechanism. The power transmission mechanism is configured such that the camshafts 31 and 41 rotate once while the crankshaft 14 rotates twice.

また、前記吸気弁駆動機構30には、前記動力伝達機構と前記吸気カムシャフト31との間に吸気カムシャフト位相可変機構32が設けられている。この吸気カムシャフト位相可変機構32は、吸気バルブ21のバルブタイミングを変更するためのものであり、前記吸気カムシャフト31と同軸に配置されてクランクシャフト14により直接駆動される被駆動軸と吸気カムシャフト31との間の位相差を変更することで、前記クランクシャフト14と前記吸気カムシャフト31との間の位相差を変更する。   The intake valve drive mechanism 30 is provided with an intake camshaft phase varying mechanism 32 between the power transmission mechanism and the intake camshaft 31. The intake camshaft phase varying mechanism 32 is for changing the valve timing of the intake valve 21, and is arranged coaxially with the intake camshaft 31 and directly driven by the crankshaft 14 and the intake cam. The phase difference between the crankshaft 14 and the intake camshaft 31 is changed by changing the phase difference between the shaft 31 and the shaft 31.

この吸気カムシャフト位相可変機構32は、例えば、前記被駆動軸と前記吸気カムシャフト31との間に周方向に並ぶ複数の液室を有し、これら液室間に圧力差を設けることで前記位相差を変更する液圧式機構や、前記被駆動軸と前記吸気カムシャフト31との間に設けられた電磁石を有し、前記電磁石に電力を付与することで前記位相差を変更する電磁式機構等が挙げられる。この吸気カムシャフト位相可変機構32は、後述するエンジン制御器100で算出された吸気バルブ21のバルブタイミングに基づいて、前記位相差を変更する。そして、本実施形態では、前記吸気カムシャフト位相可変機構32は、吸気バルブの開弁期間及びリフト量つまりバルブ・プロファイルは一定に保ったまま、前記位相差を変更することで、吸気バルブ21の開タイミング(開弁時期)IVOと閉タイミング(閉弁時期)IVCとを変更する。吸気カムシャフト31の位相角は、カム位相センサ39により検出され、その信号θIVO_Aはエンジン制御手段100に送信される。 The intake camshaft phase varying mechanism 32 has, for example, a plurality of liquid chambers arranged in the circumferential direction between the driven shaft and the intake camshaft 31, and the pressure difference is provided between the liquid chambers. A hydraulic mechanism that changes the phase difference, or an electromagnetic mechanism that has an electromagnet provided between the driven shaft and the intake camshaft 31, and changes the phase difference by applying electric power to the electromagnet. Etc. The intake camshaft phase varying mechanism 32 changes the phase difference based on the valve timing of the intake valve 21 calculated by the engine controller 100 described later. In the present embodiment, the intake camshaft phase varying mechanism 32 changes the phase difference while keeping the valve opening period and lift amount of the intake valve, that is, the valve profile, constant. The opening timing (valve opening timing) IVO and the closing timing (valve closing timing) IVC are changed. The phase angle of the intake camshaft 31 is detected by the cam phase sensor 39, and the signal θ IVO_A is transmitted to the engine control means 100.

前記排気弁駆動機構40にも、前記動力伝達機構と前記排気カムシャフト41との間に排気カムシャフト位相可変機構42が設けられている。この排気カムシャフト位相可変機構42は、排気バルブ42のバルブタイミングを変更するためのものであり、その具体的な構造は前記吸気カムシャフト位相可変機構32と同様である。   The exhaust valve drive mechanism 40 is also provided with an exhaust camshaft phase varying mechanism 42 between the power transmission mechanism and the exhaust camshaft 41. The exhaust camshaft phase varying mechanism 42 is for changing the valve timing of the exhaust valve 42, and its specific structure is the same as that of the intake camshaft phase varying mechanism 32.

前記吸気ポート18は、吸気マニホールド55を介してサージタンク55aに連通している。このサージタンク55aの上流の吸気通路にはスロットルボデー(スロットル駆動機構)56が設けられている。このスロットルボデー56の内部には、外部から前記サージタンク55aに向かう吸気流量を調整するためのスロットル弁57が枢動自在に設けられている。このスロットル弁57は、前記吸気通路の開口面積すなわち流路面積を変更して吸気流量を変更するとともに、スロットル弁57下流の吸気通路内の圧力を変更することが出来る。このスロットル弁57は、スロットルアクチュエータ58により駆動される。このスロットルアクチュエータ58は、前記スロットル弁57の開度が後述するエンジン制御器100で算出されたスロットル開度TVOとなるようにこのスロットル弁57を駆動する。ここで、請求項における吸気通路とは、このスロットル弁57下流の、前記吸気ポート18、吸気マニホールド55およびサージタンク55a全てを含む。本実施形態では、このスロットル弁57の開度と前記吸気バルブ21および排気バルブ22のバルブタイミングとを調整することで、前記シリンダ11内に充填される空気充填量CEを適切な値に制御する。   The intake port 18 communicates with the surge tank 55 a via the intake manifold 55. A throttle body (throttle drive mechanism) 56 is provided in the intake passage upstream of the surge tank 55a. Inside the throttle body 56, a throttle valve 57 for adjusting the intake air flow rate from the outside toward the surge tank 55a is pivotally provided. The throttle valve 57 can change the intake flow rate by changing the opening area of the intake passage, that is, the flow passage area, and can change the pressure in the intake passage downstream of the throttle valve 57. The throttle valve 57 is driven by a throttle actuator 58. The throttle actuator 58 drives the throttle valve 57 so that the opening degree of the throttle valve 57 becomes a throttle opening degree TVO calculated by the engine controller 100 described later. Here, the intake passage in the claims includes all of the intake port 18, the intake manifold 55, and the surge tank 55a downstream of the throttle valve 57. In this embodiment, by adjusting the opening degree of the throttle valve 57 and the valve timings of the intake valve 21 and the exhaust valve 22, the air filling amount CE filled in the cylinder 11 is controlled to an appropriate value. .

前記排気ポート19は、排気マニホールド60を介して排気管に連通している。この排気管には排ガス浄化システムが配置されている。この排ガス浄化システムの具体的構成は特に限定されるものではないが、例えば三元触媒、リーンNOx触媒、酸化触媒等の触媒コンバータ61を有するものが挙げられる。   The exhaust port 19 communicates with an exhaust pipe via an exhaust manifold 60. An exhaust gas purification system is disposed in the exhaust pipe. The specific configuration of the exhaust gas purification system is not particularly limited, and examples thereof include those having a catalytic converter 61 such as a three-way catalyst, a lean NOx catalyst, and an oxidation catalyst.

前記吸気マニホールド47と前記排気マニホールド60とはEGRパイプ62によって連通しており、排ガスの一部が吸気側に循環するよう構成されている。前記EGRパイプ62には、このEGRパイプ62を通って吸気側に循環するEGRガスの流量を調整するためのEGRバルブ63が設けられる。このEGRバルブ63は、EGRバルブアクチュエータ64により駆動される。このEGRバルブアクチュエータ64は、前記EGRバルブ63の開度が後述するエンジン制御器100で算出されたEGR開度EGRopenとなるようにこのEGRバルブ63を駆動し、これにより前記EGRガスの流量を適切な値に調整する。 The intake manifold 47 and the exhaust manifold 60 communicate with each other through an EGR pipe 62, and a part of the exhaust gas is circulated to the intake side. The EGR pipe 62 is provided with an EGR valve 63 for adjusting the flow rate of EGR gas that circulates through the EGR pipe 62 to the intake side. The EGR valve 63 is driven by an EGR valve actuator 64. The EGR valve actuator 64 drives the EGR valve 63 so that the opening degree of the EGR valve 63 becomes an EGR opening degree EGR open calculated by the engine controller 100 described later, and thereby the flow rate of the EGR gas is reduced. Adjust to an appropriate value.

前記シリンダヘッド13には、先端が前記燃焼室17に臨むように点火プラグ51が取り付けられている。この点火プラグ51は、点火システム52により後述するエンジン制御器100で算出された点火時期SAに基づいて通電されると、前記燃焼室17内に火花を発生させる。   A spark plug 51 is attached to the cylinder head 13 so that the tip of the cylinder head 13 faces the combustion chamber 17. The spark plug 51 generates a spark in the combustion chamber 17 when energized by the ignition system 52 based on an ignition timing SA calculated by an engine controller 100 described later.

また、前記シリンダヘッド13には、燃料を燃焼室17内に直接噴射するための燃料噴射弁53がその先端が前記燃焼室17に臨むように取り付けられている。より詳細には、この燃料噴射弁53は、その先端が、上下方向において前記2つの吸気ポート18の下方に位置するよう、かつ、水平方向において前記2つの吸気ポート18の中間に位置するように配置されている。この燃料噴射弁53は、その内部に設けられたソレノイドが、燃料システム54により後述するエンジン制御器100で算出された燃料噴射量FPの信号に基づいて所定期間だけ通電されることで、前記燃焼室17内に所定量の燃料を噴射する。   In addition, a fuel injection valve 53 for directly injecting fuel into the combustion chamber 17 is attached to the cylinder head 13 so that the tip thereof faces the combustion chamber 17. More specifically, the tip of the fuel injection valve 53 is positioned below the two intake ports 18 in the vertical direction, and is positioned between the two intake ports 18 in the horizontal direction. Has been placed. The fuel injection valve 53 is energized only for a predetermined period based on a signal of a fuel injection amount FP calculated by an engine controller 100 described later by the fuel system 54 by a solenoid provided in the fuel injection valve 53. A predetermined amount of fuel is injected into the chamber 17.

前記エンジン制御器100は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行するためのCPUと、RAMやROMからなりプログラム及びデータを格納するメモリと、各種信号の入出力を行なうI/Oバスとを備えている。   The engine controller 100 is a controller based on a well-known microcomputer, and performs input / output of various signals, a CPU for executing a program, a memory including a RAM and a ROM for storing the program and data, and the like. And an I / O bus.

前記エンジン制御器100には、前記I/Oバスを介して、エアフローメーター71により検出された吸入空気量AF、吸気圧センサ72により検出された吸気マニホールド55内の空気圧力MAP、クランクアングルセンサ73により検出されたクランク角パルス信号、酸素濃度センサ74により検出された排ガスの酸素濃度EGO、アクセル開度センサ75により検出された自動車のドライバーによるアクセルペダルの踏み込み量α、車速センサ76により検出された車速VSPといった各種の情報が入力される。そして、このエンジン制御器100は、前記各入力情報に基づいて、シリンダ11内へ導入される空気量すなわちシリンダ11内の空気充填量や点火時期等が運転条件に応じて適切な値になるように、各種アクチュエータに対する指令値を計算する。例えば、スロットル開度TVO、燃料噴射量FP、点火時期SA、吸気バルブタイミング、排気バルブタイミング、EGR開度EGRopen等の指令値を計算し、それらを、前記スロットルアクチュエータ58、燃料システム54、点火システム52、吸気カムシャフト位相可変機構32、排気カムシャフト位相可変機構42およびEGRバルブアクチュエータ64等に出力する。 The engine controller 100 includes an intake air amount AF detected by an air flow meter 71, an air pressure MAP in the intake manifold 55 detected by an intake pressure sensor 72, and a crank angle sensor 73 via the I / O bus. The crank angle pulse signal detected by the oxygen concentration sensor, the oxygen concentration EGO of the exhaust gas detected by the oxygen concentration sensor 74, the accelerator pedal depression amount α detected by the accelerator opening sensor 75, and the vehicle speed sensor 76 Various information such as the vehicle speed VSP is input. Then, the engine controller 100 determines that the amount of air introduced into the cylinder 11, that is, the amount of air filled in the cylinder 11, the ignition timing, and the like becomes an appropriate value according to the operating conditions based on the input information. Next, command values for various actuators are calculated. For example, command values such as the throttle opening TVO, the fuel injection amount FP, the ignition timing SA, the intake valve timing, the exhaust valve timing, the EGR opening EGR open, etc. are calculated, and these are calculated as the throttle actuator 58, fuel system 54, ignition This is output to the system 52, the intake camshaft phase varying mechanism 32, the exhaust camshaft phase varying mechanism 42, the EGR valve actuator 64, and the like.

前記エンジン制御器100における具体的な演算手順を図2のフローチャートを用いて説明する。   A specific calculation procedure in the engine controller 100 will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、前記アクセルペダルの踏み込み量α等の各種信号を読み込む(ステップS1)。   First, various signals such as the accelerator pedal depression amount α are read (step S1).

次に、前記アクセルペダルの踏み込み量α、前記クランク角パルス信号から算出されるエンジン本体1の回転数NENGおよび前記車速CSPに基づき目標トルクTQを算出する(ステップS2)。算出された目標トルクTQおよび回転数NENGに基づき、燃料噴射量FP、目標空気充填量(シリンダ11内の空気充填量CEの目標値)CEおよび点火時期SAを算出する(ステップS3)。 Next, a target torque TQ D is calculated based on the accelerator pedal depression amount α, the engine body speed N ENG calculated from the crank angle pulse signal, and the vehicle speed CSP (step S2). Based on the calculated target torque TQ D and the rotational speed N ENG , the fuel injection amount FP, the target air filling amount (target value of the air filling amount CE in the cylinder 11) CE D and the ignition timing SA are calculated (step S3). .

そして、前記ステップS3で算出された目標空気充填量CEと回転数NENGとに基づき、前記吸気バルブ21の開タイミングIVOの目標値θIVO_Dを算出する(ステップS4)。また、前記算出された目標空気充填量CEと回転数NENGとに基づき、前記排気バルブ22の閉タイミングEVCの目標値θEVC_Dを算出する(ステップS5)。さらに、前記算出された目標空気充填量CEと回転数NENGとに基づき、前記スロットル弁57の開度TVOの目標値である目標スロットル開度TVOを算出する(ステップS6)。前記吸気バルブ21の開タイミングIVOの目標値θIVO_D、排気バルブ22の閉タイミングEVCの目標値θEVC_D、および目標スロットル開度TVOの算出方法の詳細については後述する。 Then, based on the target air filling amount CE D and the rotational speed N ENG calculated in step S3, a target value θ IVO_D of the opening timing IVO of the intake valve 21 is calculated (step S4). Further, a target value θ EVC_D of the closing timing EVC of the exhaust valve 22 is calculated based on the calculated target air filling amount CE D and the rotational speed N ENG (step S5). Furthermore, based on the rotational speed N ENG and the calculated target air charge amount CE D, it calculates a target throttle opening TVO D is a target value of the opening degree TVO of the throttle valve 57 (step S6). The target value theta IVO_D the opening timing IVO of the intake valve 21, the target value theta EVC_D the closing timing EVC of the exhaust valve 22, and the target details about the method of calculating the throttle opening TVO D will be described later.

その後、算出された燃料噴射量FP、点火時期SA、吸気バルブ21の開タイミングIVOの目標値θIVO_D、排気バルブ22の閉タイミングEVCの目標値θEVC_D、スロットル弁57の開度TVOの目標値TVOに基づき、これらの目標値が満足されるように各アクチュエータを駆動する(ステップS7)。具体的には、信号θIVO_Dは吸気カムシャフト位相可変機構32に出力される。そして、吸気カムシャフト31のクランクシャフト14に対する位相がθIVO_Dに対応した値となるように、この吸気カムシャフト位相可変機構32が動作する。信号θEVC_Dは排気カムシャフト位相可変機構42に出力される。そして、排気カムシャフト41のクランクシャフト14に対する位相がθEVC_Dに対応した値となるように、この排気カムシャフト位相可変機構42が動作する。信号TVOはスロットルアクチュエータ58に出力される。そして、スロットル弁57の開度TVOがTVOに対応した値となるように、前記スロットルアクチュエータ58が動作する。信号FPは、燃料システム54に出力される。1気筒サイクル当りFPに対応した量の燃料が燃料噴射弁53から噴射される。そして、信号SAは、点火システム52に出力される。気筒サイクル中のSAに対応した時期に、点火プラグ51が発火して、燃焼室17内の混合気を着火する。これにより、必要とされる量の空気、燃料からなる混合気を、適切な時期に着火して燃焼させることで、主に前記アクセルペダルの踏み込み量αから求められる目標トルクがエンジン本体1から発生される。 Thereafter, the calculated fuel injection amount FP, ignition timing SA, intake valve 21 opening timing IVO target value θ IVO_D , exhaust valve 22 closing timing EVC target value θ EVC_D , throttle valve 57 opening TVO target value based on TVO D, these target values to drive the actuators as satisfied (step S7). Specifically, the signal θ IVO_D is output to the intake camshaft phase varying mechanism 32. The intake camshaft phase varying mechanism 32 operates so that the phase of the intake camshaft 31 with respect to the crankshaft 14 has a value corresponding to θ IVO_D . The signal θ EVC_D is output to the exhaust camshaft phase varying mechanism 42. Then, the exhaust camshaft phase varying mechanism 42 operates so that the phase of the exhaust camshaft 41 with respect to the crankshaft 14 has a value corresponding to θ EVC_D . Signal TVO D is outputted to the throttle actuator 58. Then, as the opening degree TVO of the throttle valve 57 becomes a value corresponding to the TVO D, the throttle actuator 58 is operated. The signal FP is output to the fuel system 54. An amount of fuel corresponding to FP per cylinder cycle is injected from the fuel injection valve 53. Then, the signal SA is output to the ignition system 52. At a time corresponding to SA in the cylinder cycle, the spark plug 51 ignites, and the air-fuel mixture in the combustion chamber 17 is ignited. As a result, a target torque mainly determined from the depression amount α of the accelerator pedal is generated from the engine body 1 by igniting and burning the required amount of air / fuel mixture at an appropriate time. Is done.

次に、この前記吸気バルブ21の開タイミングIVOの目標値θIVO_D、前記排気バルブ22の閉タイミングEVCの目標値θEVC_Dおよびスロットル開度TVOの目標値である目標スロットル開度TVOの計算方法すなわち吸気バルブ21、排気バルブ22およびスロットル弁57の具体的な制御方法について説明する。なお、以下の説明の中で吸気バルブ21および排気バルブ22の開閉タイミング等についての時期及び期間を表す数値はクランク角によるものであり、また、BTDCは上死点前を意味し、ATDCは上死点後を意味する。 Then, the target value theta IVO_D the opening timing IVO of the said intake valves 21, calculation of the target throttle opening TVO D is a target value of the target value theta EVC_D and the throttle opening TVO of the closing timing EVC of the exhaust valve 22 That is, a specific control method for the intake valve 21, the exhaust valve 22, and the throttle valve 57 will be described. In the following description, the numerical values representing the timing and period of the opening and closing timing of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are based on the crank angle, BTDC means before top dead center, and ATDC is the upper limit. It means after dead point.

エンジンの回転数NENGが第1回転数(第1速度)N1以下の低回転領域と、エンジンの回転数が第1回転数N1より高い高回転領域であって目標空気充填量CEが第1基準空気量CE_base1(請求項5における基準空気量)よりも小さい領域(図3の領域A)では、上死点後に排気バルブ22が閉じ、この排気バルブ22が閉じた後に吸気バルブ21が開くように制御される。すなわち、この領域Aでは、図7の(a)および(b)に示すように、排気バルブ22の閉タイミングEVCが上死点後に制御されるとともに吸気バルブ21の開タイミングIVOが前記排気バルブ22の閉タイミングEVCよりも遅角側に制御されて、これら吸気バルブ21と排気バルブ22の開弁期間にオーバーラップがないように制御される。以下では、このような開弁期間にオーバーラップがない状態をネガティブオーバーラップ状態とよび、このネガティブオーバーラップ状態における排気バルブ22の閉タイミングEVCから吸気バルブ21の開タイミングIVOまでの期間をネガティブオーバーラップ期間と呼ぶ。 The engine rotational speed N ENG is a low rotational speed region where the first rotational speed (first speed) N1 or less, and a high rotational speed region where the engine rotational speed is higher than the first rotational speed N1, and the target air charge amount CE D is the first. In a region (region A in FIG. 3) smaller than one reference air amount CE D — base1 (reference air amount in claim 5), the exhaust valve 22 is closed after top dead center, and the intake valve 21 is closed after the exhaust valve 22 is closed. Is controlled to open. That is, in this region A, as shown in FIGS. 7A and 7B, the closing timing EVC of the exhaust valve 22 is controlled after top dead center, and the opening timing IVO of the intake valve 21 is controlled by the exhaust valve 22. The closing timing EVC of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 is controlled so that there is no overlap in the valve opening period. Hereinafter, such a state in which there is no overlap in the valve opening period is referred to as a negative overlap state, and a period from the closing timing EVC of the exhaust valve 22 to the opening timing IVO of the intake valve 21 in this negative overlap state is negatively overlapped. This is called a lap period.

前記ネガティブオーバーラップ状態では前記シリンダ11は略密閉される。この略密閉された状態でピストン15が下降すると、シリンダ11内の圧力はシリンダ11の容積の増加に伴って低下していき、前記ネガティブオーバーラップの終了時点すなわち前記吸気バルブ21の開弁時点で、シリンダ11内の圧力は十分に低下する。その結果、前記吸気バルブ21が開くと、シリンダ11と吸気通路との差圧により吸気通路からシリンダ11へ高い流速で空気が流入する。このように、ネガティブオーバーラップが設けられると、シリンダ11内へのガスの流速が高められてシリンダ11内でのガスの流動性が高い状態に維持される。   In the negative overlap state, the cylinder 11 is substantially sealed. When the piston 15 descends in this substantially sealed state, the pressure in the cylinder 11 decreases as the volume of the cylinder 11 increases, and when the negative overlap ends, that is, when the intake valve 21 opens. The pressure in the cylinder 11 is sufficiently reduced. As a result, when the intake valve 21 is opened, air flows from the intake passage into the cylinder 11 at a high flow rate due to the differential pressure between the cylinder 11 and the intake passage. As described above, when the negative overlap is provided, the flow rate of the gas into the cylinder 11 is increased, and the fluidity of the gas in the cylinder 11 is maintained at a high level.

さらに、前記排気バルブ22は上死点後すなわちピストンの下降途中に閉じられている。そのため、前記吸気バルブ21の開弁時におけるシリンダ11内の圧力は容易に負圧となり、前記ガスの流動性はより確実に高められる。   Further, the exhaust valve 22 is closed after top dead center, that is, while the piston is being lowered. Therefore, the pressure in the cylinder 11 when the intake valve 21 is opened easily becomes a negative pressure, and the fluidity of the gas is more reliably increased.

このようにして、前記領域A、すなわち、エンジン回転数NENGが低くシリンダ11内のガスの流動性が低くなりやすい領域とエンジン回転数NENGは高いが空気充填量CEが小さく燃焼が安定しにくい領域では、前記ネガティブオーバーラップによりガスの流動性が高められて自着火の発生が抑制されるとともに燃焼安定性が高められる。また、前記排気バルブ22が上死点後に閉じられており、残留ガスの圧縮によるポンプ損失の低減すなわち機関効率の悪化を回避することができる。前記第1回転数N1は例えば1000rpm程度に設定すればよい。 In this way, the area A, i.e., the engine speed N ENG is the engine speed N ENG to be prone regions and low flowability of gas in the cylinder 11 low high but stable smaller combustion air charge CE D In the region where it is difficult to perform, the negative overlap increases the gas fluidity, thereby suppressing the occurrence of self-ignition and improving the combustion stability. Further, the exhaust valve 22 is closed after the top dead center, so that it is possible to avoid reduction of pump loss due to compression of residual gas, that is, deterioration of engine efficiency. The first rotation speed N1 may be set to about 1000 rpm, for example.

前記領域Aにおけるより詳細な制御方法について説明する。   A more detailed control method in the area A will be described.

前記領域Aのうち目標空気充填量CEが第2基準空気量CE_base2より小さい領域(図4等の領域A1)では、前記吸気バルブ21の開タイミングIVOおよび前記排気バルブ22の閉タイミングEVCは、それぞれ運転条件によらず前記ネガティブオーバーラップが生じる値で一定に制御される(図4および図5参照)。例えば、図7の(a)に示すように、排気バルブ22の閉タイミングEVCがATDC5℃A付近に制御され、吸気バルブ21の開タイミングIVOがATDC35℃A付近に制御され、ネガティブオーバーラップが約30℃Aに制御される。ここで、図4は、エンジンの回転数NENGと目標空気充填量CEとに対する吸気バルブ21の開タイミングIVOの例を示したものであり、矢印の先にいくほど開タイミングIVOが進角することを示している。また、図5は、エンジンの回転数NENGと目標空気充填量CEとに対する排気バルブ22の閉タイミングEVCの例を示したものであり、矢印の先にいくほど閉タイミングEVCが遅角することを示している。また、前記吸気バルブ21の閉タイミングIVCの制御値は、特に限定されるものではないが、例えば、ABDC100℃A付近であってシリンダ11内の空気が吸気通路側へ吹き返すタイミングに制御すれば、シリンダ11内の空気充填量CEを目標空気充填量CEに合わせて十分に小さく抑えることができる。 The target air charge amount CE D and the second reference air amount CE D _base2 smaller areas (regions such as FIG. 4 A1) of the region A, the opening timing IVO and closing timing EVC of the exhaust valve 22 of the intake valve 21 Are controlled to be constant at values at which the negative overlap occurs regardless of the operating conditions (see FIGS. 4 and 5). For example, as shown in FIG. 7A, the closing timing EVC of the exhaust valve 22 is controlled around ATDC 5 ° C., the opening timing IVO of the intake valve 21 is controlled around ATDC 35 ° C., and the negative overlap is about It is controlled at 30 ° C. Here, FIG. 4 is a drawing showing an example of the opening timing IVO of the intake valve 21 with respect to the engine speed N ENG and the target air charge amount CE D of the engine, angle the more the opening timing IVO go ahead arrow progresses It shows that FIG. 5 shows an example of the closing timing EVC of the exhaust valve 22 with respect to the engine speed N ENG and the target air charge amount CE D, and the closing timing EVC is retarded as the tip of the arrow is reached. It is shown that. Further, the control value of the closing timing IVC of the intake valve 21 is not particularly limited. For example, if the control is performed at a timing near the ABDC 100 ° C. and the air in the cylinder 11 blows back to the intake passage side, it can be suppressed to be sufficiently small to fit the air charge amount CE in the cylinder 11 to the target air charge amount CE D.

そして、前記領域A1では、図6に示すように、目標空気充填量CEの増大に伴い前記スロットル開度TVOが開き側、すなわち、吸気通路の開口面積が大きくなる側に制御されることで、シリンダ11内の空気充填量CEが適切に制御される。図6は、エンジンの回転数NENGと目標空気充填量CEとに対するスロットル開度TVOの例を示したものであり、矢印の先にいくほどスロットル開度TVOが開き側に制御されることを示している。ただし、後述するように、目標空気充填量CEが前記第2基準空気量CE_base2より大きい領域(図6の領域C)では、スロットル開度TVOはエンジンの回転数NENG毎に一定に制御されており、図6の領域Cにおける両端矢印の線はスロットル開度TVOが一定であることを示している。 Then, in the area A1, as shown in FIG. 6, the with an increase in the target air charge amount CE D throttle opening TVO opening side, i.e., by being controlled to the side opening area of the intake passage is increased The air filling amount CE in the cylinder 11 is appropriately controlled. Figure 6 is a drawing showing an example of a throttle opening TVO for the engine speed N ENG and the target air charge amount CE D engine, the throttle opening TVO toward the tip of the arrow is controlled to the open side Is shown. However, as described later, the target air charge amount CE D is the second reference air amount CE D _base2 larger area (area in FIG. 6 C), throttle opening TVO is constant for each revolution speed N ENG of the engine The line indicated by the double-ended arrow in the region C of FIG. 6 indicates that the throttle opening TVO is constant.

前記領域Aのうち,エンジンの回転数NENGが前記第1回転数N1より小さく、かつ、目標空気充填量CEが前記第2基準空気量CE_base2より大きい領域(図4等の領域A2)では、前記排気バルブ22の閉タイミングEVCは一定に制御される一方、前記吸気バルブ21の開タイミングIVOは目標空気充填量CEの増加に伴って進角側に制御される。この吸気バルブ21の開タイミングIVOは、例えば、前記領域A1においてATDC35℃A付近であったものが、全負荷において図7の(b)に示すようにATDC15℃A付近にまで進角される。このように、この領域A2では、目標空気充填量CEの増加に伴い、吸気バルブ21の開タイミングIVOが進角されることでネガティブオーバーラップ期間が短く制御される。換言すると、この領域A2では、目標空気充填量CEの減少とともに吸気バルブ21の開タイミングIVOを遅角して、ネガティブオーバーラップ期間が長く制御される。すなわち、目標空気充填量CEが小さく、より燃焼が不安定になるほど、シリンダ11内のガスの流動性が確保されるよう制御されており、エンジンシステム全体としての燃焼安定性がより確実に高められる。 Among the region A, the rotational speed N ENG of the engine is less than the first rotational speed N1, and the target air charge amount CE D is a region such as the second reference air amount CE D _base2 larger area (FIG. 4 A2 in), the closing timing EVC of the exhaust valve 22 while being controlled to be constant, the opening timing IVO of the intake valve 21 is controlled to the advance side with an increase in the target air charge amount CE D. The opening timing IVO of the intake valve 21 is advanced, for example, from the vicinity of ATDC 35 ° C. in the region A 1 to the vicinity of ATDC 15 ° C. as shown in FIG. Thus, in this area A2, with an increase in the target air charge amount CE D, the negative overlap period is controlled shortened by opening timing IVO of the intake valve 21 is advanced. In other words, in the region A2, and retard the opening timing IVO of intake with decreasing target air charge amount CE D bulb 21, the negative overlap period is controlled longer. That is, the target air charge amount CE D is small, the more unstable and more burning, flowability of gas in the cylinder 11 are controlled to be secured more reliably enhanced combustion stability of the entire engine system It is done.

前記領域Aのうち、エンジンの回転数NENGが前記第1回転数N1より大きく、かつ、目標空気充填量CEが前記第2基準空気量CE_base2より大きい領域(図4等の領域A3)では、目標空気充填量CEの増加に伴って、前記排気バルブ22の閉タイミングEVCが遅角されるとともに、前記吸気バルブ21の開タイミングIVOが進角側に制御される。そして、目標空気充填量CEが前記第2基準空気量CE_base2となる条件で前記排気バルブ22の閉タイミングEVCと吸気バルブ21の開タイミングIVOとが一致して、ネガティブオーバーラップが0に制御される。 In the area A, the engine speed N ENG is larger than the first speed N1 and the target air charge amount CE D is larger than the second reference air amount CE D — base2 (region A3 in FIG. 4 and the like). in), with an increase in the target air charge amount CE D, together with the closing timing EVC are retarded in the exhaust valve 22, opening timing IVO of the intake valve 21 is controlled to the advance side. Then, the opening timing IVO of the target air charge amount CE D intake closing timing EVC of the exhaust valve 22 with the condition that the second reference air amount CE D _base2 valve 21 matches, a negative overlap 0 Be controlled.

一方、エンジンの回転数NENGが前記第1回転数N1以上の高回転領域で、かつ、目標空気充填量CEが基準目標空気充填量CE_base1よりも大きい領域(図3の領域B)では、前記吸気バルブ21と前記排気バルブ22との開弁期間にオーバーラップが生じるように制御される。すなわち、排気バルブ22の閉弁時期と同等あるいはそれよりも先に吸気バルブ21が開くように制御される。この領域Bでは、エンジン回転数NENGおよび空気充填量CEが十分に高いため、燃焼が安定するとともに自着火の可能性は低い。そこで、この領域では、前記オーバーラップを設けることでシリンダ11内の空気量ひいてはエンジン本体1の出力を確保する。 On the other hand, the engine speed N ENG is a high speed area where the engine speed N1 is equal to or higher than the first speed N1, and the target air charge amount CE D is larger than the reference target air charge amount CE D _base1 (area B in FIG. 3). Then, control is performed so that overlap occurs during the valve opening period of the intake valve 21 and the exhaust valve 22. In other words, the intake valve 21 is controlled to open at the same time as or earlier than the closing timing of the exhaust valve 22. In this region B, the engine speed N ENG and the air charge amount CE are sufficiently high, so that combustion is stable and the possibility of self-ignition is low. Therefore, in this region, the amount of air in the cylinder 11 and thus the output of the engine body 1 is ensured by providing the overlap.

この領域Bにおけるより詳細な制御方法について説明する。   A more detailed control method in this region B will be described.

前記領域Bのうちエンジンの回転数NENGが第2回転数N2より低い領域(図4等の領域B1)では、目標空気充填量CEの増加に伴って、前記排気バルブ22の閉タイミングEVCが遅角側に制御されるとともに前記吸気バルブ21の開タイミングIVOが進角側に制御されて、排気バルブ22と吸気バルブ21とがよりオーバーラップする。また、エンジンの回転数NENGの増加に伴って、前記排気バルブ22の閉タイミングEVCが遅角側に制御されるとともに前記吸気バルブ21の開タイミングIVOが進角側に制御されて、排気バルブ22と吸気バルブ21とがよりオーバーラップする。例えば、エンジンの回転数NENGが第2回転数N2となる全負荷において、図7の(c)に示すように、前記排気バルブ22の閉タイミングEVCがATDC25℃Aに制御され、前記吸気バルブ21の開タイミングIVOがBTDC30℃Aに制御され、オーバーラップ期間が全運転条件の中で最大となる55℃Aに制御される。前記第2回転数N2は例えば2000rpm程度に設定すればよい。 In the region B, in a region where the engine speed N ENG is lower than the second speed N2 (region B1 in FIG. 4 and the like), the closing timing EVC of the exhaust valve 22 is increased as the target air charge amount CE D increases. Is controlled to the retard side, and the opening timing IVO of the intake valve 21 is controlled to the advance side, so that the exhaust valve 22 and the intake valve 21 further overlap. As the engine speed N ENG increases, the closing timing EVC of the exhaust valve 22 is controlled to the retard side, and the opening timing IVO of the intake valve 21 is controlled to the advance side. 22 and the intake valve 21 overlap more. For example, at the full load where the engine speed N ENG becomes the second speed N2, as shown in FIG. 7C, the closing timing EVC of the exhaust valve 22 is controlled to ATDC 25 ° C., and the intake valve 21 open timing IVO is controlled to BTDC 30 ° C., and the overlap period is controlled to 55 ° C. A, which is the maximum among all operating conditions. The second rotation speed N2 may be set to about 2000 rpm, for example.

このようにして領域B1では、エンジンの回転数NENGの増加および目標空気充填量CEの増加に伴い前記オーバーラップ期間が増加することで、シリンダ11内の掃気性が向上してシリンダ11内への空気の導入が確保される。そして、これによりエンジン本体1の出力が確保される。また、掃気性が向上することでシリンダ11内の残留ガスが小さく抑えられるので、高温の残留ガスすなわち内部EGRガスが増加することによるノッキングの発生が抑制される。 In the region B1 In this way, the overlap period with the increase of the increase and the target air charge amount CE D of the rotational speed N ENG of the engine that is increased, the cylinder 11 is improved scavenging of the cylinder 11 Air introduction into the is ensured. As a result, the output of the engine body 1 is ensured. Further, since the scavenging performance is improved, the residual gas in the cylinder 11 is suppressed to be small, so that the occurrence of knocking due to an increase in the high-temperature residual gas, that is, the internal EGR gas is suppressed.

ここで、前記オーバーラップ期間を設けた場合には、前述のようにシリンダ11内の掃気性の向上ひいては内部EGRガス量の低減という効果を得ることできるが、一方で、排気が吸気通路側に流入してしまう結果シリンダ11内の内部EGRガス量をある程度以下には抑えられない場合がある。そのため、前記領域Bのうちエンジンの回転数NENGが第2回転数N2より高い領域(図4等の領域B2)では、エンジンの回転数NENGの増加に伴って、前記オーバーラップ期間を減少させることで内部EGRガス量を低減する。すなわち、排気が十分に終了した後に排気バルブ22を閉じ吸気バルブ21を開くことで、シリンダ11内の残留ガス量を低減する。具体的には、この領域B2では、エンジンの回転数NENGの増加に伴って、前記排気バルブ22の閉タイミングEVCが進角側に制御されるとともに前記吸気バルブ21の開タイミングIVOが遅角側に制御されて、排気バルブ22と吸気バルブ21のオーバーラップ期間が減少される。例えば、エンジン回転数NENGがほぼ最大となる全負荷では、図7の(d)に示すように、前記排気バルブ22の閉タイミングEVCがATDC10℃A付近に制御され、前記吸気バルブ21の開タイミングIVOがATDC10℃A付近に制御され、オーバーラップ期間がほぼ0に制御される。 Here, when the overlap period is provided, it is possible to obtain the effect of improving the scavenging performance in the cylinder 11 and thus reducing the amount of internal EGR gas as described above. As a result of the inflow, the internal EGR gas amount in the cylinder 11 may not be suppressed to a certain level. Therefore, in the region B, where the engine speed N ENG is higher than the second speed N2 (region B2 in FIG. 4 and the like), the overlap period decreases as the engine speed N ENG increases. By doing so, the amount of internal EGR gas is reduced. That is, the exhaust gas 22 is closed and the intake valve 21 is opened after exhaust is sufficiently completed, so that the residual gas amount in the cylinder 11 is reduced. Specifically, in this region B2, as the engine speed N ENG increases, the closing timing EVC of the exhaust valve 22 is controlled to the advance side, and the opening timing IVO of the intake valve 21 is retarded. As a result, the overlap period of the exhaust valve 22 and the intake valve 21 is reduced. For example, at the full load at which the engine speed N ENG is substantially maximum, as shown in FIG. 7D, the closing timing EVC of the exhaust valve 22 is controlled around ATDC 10 ° C., and the intake valve 21 is opened. The timing IVO is controlled near ATDC 10 ° C., and the overlap period is controlled to be almost zero.

このようにして、高回転高負荷領域である領域B2では、オーバーラップ期間が減少されることでシリンダ11内の内部EGRガスが抑制されてシリンダ11内に十分な新気が確保される。そして、これによりエンジン本体1の出力が確保される。   In this way, in the region B2, which is a high rotation and high load region, the overlap period is reduced, so that the internal EGR gas in the cylinder 11 is suppressed and sufficient fresh air is secured in the cylinder 11. As a result, the output of the engine body 1 is ensured.

ここで、前記領域A1を除くすべての領域(領域A2,A3,B1,B2)において、前記吸気バルブ21の開タイミングIVOは、目標空気充填量CEの増加とともに進角される。前述のように、吸気バルブ21の開弁期間は一定に保たれており、開タイミングIVOが進角すると吸気バルブ21の閉タイミングIVCも進角する。そして、この吸気バルブ21の閉タイミングIVCが進角されると、前記吸気通路への空気の吹き返し量が減少することで、シリンダ11内の空気充填量CEは増大する。このようにして、前記領域1を除く領域では、前記吸気バルブ21の開閉タイミングIVO,IVCが進角側に制御されることで、スロットル開度TVOを一定に保ちポンプ損失を抑制した状態でシリンダ11内の空気充填量CEが適切に維持される。 Here, in all regions except the region A1 (the region A2, A3, B1, B2), the opening timing IVO of the intake valve 21 is advanced with an increase in the target air charge amount CE D. As described above, the valve opening period of the intake valve 21 is kept constant, and when the opening timing IVO advances, the closing timing IVC of the intake valve 21 also advances. When the closing timing IVC of the intake valve 21 is advanced, the amount of air blown back into the intake passage is reduced, and the air filling amount CE in the cylinder 11 is increased. In this manner, in the regions other than the region 1, the opening / closing timings IVO and IVC of the intake valve 21 are controlled to advance, so that the cylinder opening can be maintained with the throttle opening TVO kept constant and the pump loss suppressed. The air filling amount CE in 11 is properly maintained.

以上のような制御により、本エンジン本体1では、低回転領域および低負荷すなわち低目標空気充填量領域において吸気バルブ21と排気バルブ22とがネガティブオーバーラップ状態に制御されることで、シリンダ11内のガスの流動性が高められ、自着火がより確実に抑制されるとともに燃焼の安定化が実現される。また、高回転領域および高負荷において吸気バルブ21と排気バルブ22とがオーバーラップ状態に制御されることで、シリンダ11の空気充填量CEが確保されエンジンの出力が確保される。   By the control as described above, in the engine body 1, the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are controlled to be in a negative overlap state in a low rotation region and a low load, that is, a low target air filling amount region. This improves the fluidity of the gas, suppresses self-ignition more reliably, and stabilizes combustion. Further, the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are controlled to be overlapped in a high rotation region and a high load, so that the air filling amount CE of the cylinder 11 is ensured and the engine output is ensured.

ここで、前記領域B2の制御を領域B1の制御と同様にしてもよい。すなわち、前記吸気バルブ21と排気バルブ22のオーバーラップによる掃気性の向上効果の方が、前記オーバーラップによる内部EGRの影響よりも大きくなるようなエンジンでは、回転数の増加とともに前記オーバーラップを増加させて新気量を確保するようにしてもよい。   Here, the control of the region B2 may be the same as the control of the region B1. That is, in an engine in which the scavenging improvement effect due to the overlap of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 is greater than the influence of the internal EGR due to the overlap, the overlap increases as the rotational speed increases. You may make it ensure the amount of fresh air.

また、前記吸気バルブ21と排気バルブ22のネガティブオーバーラップを設ける領域をエンジンの回転数がN1以下となる領域のみとしてもよい。ただし、回転数に関わらず目標空気充填量CEが小さい運転領域では燃焼が不安定になりやすいので、全ての回転数において目標空気充填量CEが小さい運転領域に前記ネガティブオーバーラップを設ければ、燃焼安定性を高めることができ有効である。 The region where the negative overlap between the intake valve 21 and the exhaust valve 22 is provided may be only the region where the engine speed is N1 or less. However, since prone to unstable combustion in the operating region the target air charge amount CE D is small regardless of the rotational speed, is provided with the negative overlap operation range target air charge amount CE D is small in all rotational speed Therefore, combustion stability can be improved and it is effective.

また、各種アクチュエータの詳細な構造は前記に限らない。   Further, the detailed structure of various actuators is not limited to the above.

また、前記吸気バルブ21の閉タイミングIVO、排気バルブ22の閉タイミングEVC、第1回転数N1,第2回転数N2等の具体的な値は前記に限らない。   The specific values of the closing timing IVO of the intake valve 21, the closing timing EVC of the exhaust valve 22, the first rotation speed N1, the second rotation speed N2, and the like are not limited to the above.

本発明に係る内燃機関の吸気弁制御方法が適用されるエンジンシステムの全体構造の概略図である。1 is a schematic diagram of an overall structure of an engine system to which an internal combustion engine intake valve control method according to the present invention is applied. 本発明に係る制御方法の制御手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control procedure of the control method which concerns on this invention. 吸気バルブと排気バルブの制御領域を示す図である。It is a figure which shows the control area | region of an intake valve and an exhaust valve. 回転数と目標空気充填量に対する吸気バルブの開タイミングを示す図である。It is a figure which shows the opening timing of the intake valve with respect to rotation speed and target air filling amount. 回転数と目標空気充填量に対する排気バルブの閉タイミングを示す図である。It is a figure which shows the closing timing of an exhaust valve with respect to rotation speed and target air filling amount. 回転数と目標空気充填量に対するスロットル弁の開度を示す図である。It is a figure which shows the opening degree of the throttle valve with respect to rotation speed and target air filling amount. (a)低負荷領域でのバルブタイミングを示す図である。(b)低回転領域でのバルブタイミングを示す図である。(c)高負荷中回転領域でのバルブタイミングを示す図である。(d)高負荷高回転領域でのバルブタイミングを示す図である。(A) It is a figure which shows the valve timing in a low load area | region. (B) It is a figure which shows the valve timing in a low rotation area | region. (C) It is a figure which shows the valve timing in the high load middle rotation area | region. (D) It is a figure which shows the valve timing in a high load high rotation area | region.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン本体
11 シリンダ(気筒)
14 クランクシャフト
17 燃焼室
21 吸気バルブ(吸気弁)
22 排気バルブ(吸気弁)
30 吸気弁駆動機構(弁駆動機構)
40 排気弁駆動機構(弁駆動機構)
100 エンジン制御器(制御手段)
1 Engine body 11 Cylinder
14 Crankshaft 17 Combustion chamber 21 Intake valve (intake valve)
22 Exhaust valve (intake valve)
30 Intake valve drive mechanism (valve drive mechanism)
40 Exhaust valve drive mechanism (valve drive mechanism)
100 Engine controller (control means)

Claims (9)

往復動するピストンを収容するとともに燃焼室を形成する気筒と、前記気筒内へ導入される空気が通過する吸気通路と、前記吸気通路から前記気筒内への空気の流入を遮断する吸気弁と、前記気筒内から排出される排気が通過する排気通路と、前記気筒内から前記排気通路への排気の流出を遮断する排気弁とを有する内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の回転速度が予め設定された第1速度以下となる運転領域では少なくとも全負荷において、前記排気弁を閉じた後で前記吸気弁を上死点後に開く一方、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度より大きい速度となる運転領域では少なくとも全負荷において、前記排気弁を閉じる前に前記吸気弁を開くことを特徴とする内燃機関の制御方法。
A cylinder that houses a reciprocating piston and that forms a combustion chamber; an intake passage through which air introduced into the cylinder passes; and an intake valve that blocks inflow of air from the intake passage into the cylinder; A control method for an internal combustion engine having an exhaust passage through which exhaust exhausted from the cylinder passes, and an exhaust valve for blocking outflow of exhaust from the cylinder to the exhaust passage,
In an operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than a preset first speed, at least at the full load, the intake valve is opened after top dead center after the exhaust valve is closed, while the rotational speed of the internal combustion engine is A control method for an internal combustion engine, wherein the intake valve is opened before the exhaust valve is closed at least at a full load in an operating region where the speed is higher than the first speed.
往復動するピストンを収容するとともに燃焼室を形成する気筒と、前記気筒内へ導入される空気が通過する吸気通路と、前記吸気通路から前記気筒内への空気の流入を遮断する吸気弁と、前記気筒内から排出される排気が通過する排気通路と、前記気筒内から前記排気通路への排気の流出を遮断する排気弁とを有する内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の回転速度が予め設定された第1速度以下となる運転領域では前記排気弁を上死点後に閉じた後で前記吸気弁を開く一方、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度より大きい速度となる運転領域では前記排気弁を閉じる前に前記吸気弁を開くことを特徴とする内燃機関の制御方法。
A cylinder that houses a reciprocating piston and that forms a combustion chamber; an intake passage through which air introduced into the cylinder passes; and an intake valve that blocks inflow of air from the intake passage into the cylinder; A control method for an internal combustion engine having an exhaust passage through which exhaust exhausted from the cylinder passes, and an exhaust valve for blocking outflow of exhaust from the cylinder to the exhaust passage,
In an operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than a preset first speed, the exhaust valve is closed after top dead center and then the intake valve is opened, while the rotational speed of the internal combustion engine is the first speed. A control method for an internal combustion engine, wherein the intake valve is opened before the exhaust valve is closed in an operating region where the speed is higher.
請求項1または2に記載の内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の回転速度が前記第1速度より大きな第2速度以上となる運転領域では、前記内燃機関の回転速度が大きくなるほど、前記排気弁と前記吸気弁とがいずれも開いている期間を短くすることを特徴とする内燃機関の制御方法。
A control method for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
In an operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is greater than or equal to a second speed greater than the first speed, the period during which both the exhaust valve and the intake valve are open decreases as the rotational speed of the internal combustion engine increases. A control method for an internal combustion engine.
請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の回転速度が前記第1速度以下となる運転領域では、前記気筒内に導入される空気量の目標値である目標空気充填量が小さくなるほど、前記排気弁を閉じてから前記吸気弁が開くまでの期間を長くすることを特徴とする内燃機関の制御方法。
A control method for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
In the operation region where the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than the first speed, the intake valve is closed after the exhaust valve is closed as the target air filling amount, which is the target value of the air amount introduced into the cylinder, decreases. A control method for an internal combustion engine, characterized in that the period until the engine opens is extended.
請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の回転速度が前記第1速度より大きい速度となる運転領域のうち、前記気筒内に導入される空気量の目標値である目標空気充填量が予め設定された基準空気量よりも小さい運転領域では、前記排気弁を閉じた後で前記吸気弁を上死点後に開くことを特徴とする内燃機関の制御方法。
A control method for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
In the operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the first speed, a target air filling amount that is a target value of the air amount introduced into the cylinder is smaller than a preset reference air amount. In the operating region, the control method for an internal combustion engine, wherein the intake valve is opened after top dead center after the exhaust valve is closed.
請求項1〜5のいずれかに記載の内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の回転速度が前記第1速度より大きい速度となる運転領域における前記吸気弁の開弁時期を、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度以下となる運転領域における前記吸気弁の開弁時期よりも進角側に制御するとともに、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度より大きい速度となる運転領域における前記排気弁の閉弁時期を、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度以下となる運転領域における前記排気弁の閉弁時期よりも遅角側に制御することを特徴とする内燃機関の制御方法。
A control method for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
The opening timing of the intake valve in the operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the first speed is shown, and the opening timing of the intake valve in the operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than the first speed. The valve timing is controlled to an advance side, the closing timing of the exhaust valve in the operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the first speed, and the rotational speed of the internal combustion engine is the first speed. A control method for an internal combustion engine, characterized in that control is performed on the retard side with respect to the closing timing of the exhaust valve in an operating region where the speed is lower than or equal to speed.
往復動するピストンを収容するとともに燃焼室を形成する気筒と、前記気筒内へ導入される空気が通過する吸気通路と、前記吸気通路から前記気筒内への空気の流入を遮断する吸気弁と、前記気筒内から排出される排気が通過する排気通路と、前記気筒内から前記排気通路への排気の流出を遮断する排気弁とを有する内燃機関の制御システムであって、
前記吸気弁および排気弁を周期的に開閉させる弁駆動機構と、
前記弁駆動機構を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の回転速度が予め設定された第1速度以下となる運転領域では少なくとも全負荷において、前記排気弁が閉じた後で前記吸気弁が開くよう前記弁駆動機構を制御する一方、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度より大きい速度となる運転領域では少なくとも全負荷において、前記排気弁が閉じる前に前記吸気弁が開くよう前記弁駆動機構を制御することを特徴とする内燃機関の制御システム。
A cylinder that houses a reciprocating piston and that forms a combustion chamber; an intake passage through which air introduced into the cylinder passes; and an intake valve that blocks inflow of air from the intake passage into the cylinder; A control system for an internal combustion engine having an exhaust passage through which exhaust exhausted from the cylinder passes, and an exhaust valve for blocking outflow of exhaust from the cylinder to the exhaust passage,
A valve drive mechanism for periodically opening and closing the intake valve and the exhaust valve;
Control means for controlling the valve drive mechanism,
The control means controls the valve drive mechanism so that the intake valve is opened after the exhaust valve is closed at least at a full load in an operation region where the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than a preset first speed. On the other hand, in the operating region where the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the first speed, the valve drive mechanism is controlled so that the intake valve is opened before the exhaust valve is closed at least at the full load. An internal combustion engine control system.
往復動するピストンを収容するとともに燃焼室を形成する気筒と、前記気筒内へ導入される空気が通過する吸気通路と、前記吸気通路から前記気筒内への空気の流入を遮断する吸気弁と、前記気筒内から排出される排気が通過する排気通路と、前記気筒内から前記排気通路への排気の流出を遮断する排気弁とを有する内燃機関の制御システムであって、
前記吸気弁および排気弁を周期的に開閉させる弁駆動機構と、
前記弁駆動機構を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の回転速度が予め設定された第1速度以下となる運転領域において、前記排気弁が上死点後に閉じるとともに、当該排気弁が閉じた後で前記吸気弁が開くよう前記弁駆動機構を制御する一方、前記内燃機関の回転速度が前記第1速度より大きい速度となる運転領域において、前記排気弁が閉じる前に前記吸気弁が開くよう前記弁駆動機構を制御することを特徴とする内燃機関の制御システム。
A cylinder that houses a reciprocating piston and that forms a combustion chamber; an intake passage through which air introduced into the cylinder passes; and an intake valve that blocks inflow of air from the intake passage into the cylinder; A control system for an internal combustion engine having an exhaust passage through which exhaust exhausted from the cylinder passes, and an exhaust valve for blocking outflow of exhaust from the cylinder to the exhaust passage,
A valve drive mechanism for periodically opening and closing the intake valve and the exhaust valve;
Control means for controlling the valve drive mechanism,
The control means is configured to close the exhaust valve after top dead center and open the intake valve after the exhaust valve is closed in an operation region in which the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than a preset first speed. While controlling the valve drive mechanism, the valve drive mechanism is controlled so that the intake valve is opened before the exhaust valve is closed in an operation region where the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the first speed. A control system for an internal combustion engine.
請求項7または8に記載の内燃機関の制御システムであって、
前記内燃機関の気筒の幾何学的圧縮比が13以上であることを特徴とする内燃機関の制御システム。
An internal combustion engine control system according to claim 7 or 8,
A control system for an internal combustion engine, wherein a cylinder has a geometric compression ratio of 13 or more.
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