JP2011214552A - Internal combustion engine - Google Patents

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JP2011214552A JP2010085702A JP2010085702A JP2011214552A JP 2011214552 A JP2011214552 A JP 2011214552A JP 2010085702 A JP2010085702 A JP 2010085702A JP 2010085702 A JP2010085702 A JP 2010085702A JP 2011214552 A JP2011214552 A JP 2011214552A
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exhaust valve
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Takahiro Kushibe
孝寛 櫛部
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine which is favorably configured for taking measures to suppress impaired engine performance caused by a change in the operating region when a supercharger and a configuration for exhaust gas recirculation are included.SOLUTION: An exhaust branch pipe 30 is in communication with a position upstream of a turbine 44, and an exhaust valve group Ex1 consists of exhaust valves to open and close an exhaust port in communication with the exhaust branch pipe 30, while another exhaust branch pipe 32 is in communication with a position downstream of the turbine 44. A valve group Ex2 consists of exhaust valves to open and close an exhaust port having communication with the exhaust branch pipe 32. The exhaust valve to open and close the exhaust port having communication with an EGR passage 50 in the cylinder 4 belongs to the exhaust valve group Ex1. The internal combustion engine is equipped with a variable dynamic valve system to drive the exhaust valves. By this variable dynamic valve system, the correlation between the valve opening characteristics of the exhaust valves belonging to the group Ex1 and the valve opening characteristics of the exhaust valves belonging to the group Ex2 is made equal over the different cylinders 1, 2, 3, 4, and the valve opening characteristics of the exhaust valves belonging to Ex1 are made different from those of the exhaust valves belonging to Ex2.

Description

この発明は、内燃機関に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine.

従来、例えば、特表2003−506619号公報に開示されているように、多気筒内燃機関において特定の気筒から吸気系へ排気ガスを還流する構成が知られている。当該公報においては、過給内燃機関で排気ガス再循環(EGR)を行う場合における、排気ガスの掃気性について検討している。すなわち、上記公報では、「過給内燃機関では、排気ガス背圧がブースト圧を超える作動状態においてのみ排気ガス再循環が可能であるが、この場合において、シリンダー出口よりシリンダー入口が高い圧力を有する正の掃気勾配を確立することができないという問題がある。」という記載がある。このような問題に対処するために、上記公報にかかる構成では、内燃機関の特定かつ単一の気筒のみから、EGRのために排気ガスを取り出している。   Conventionally, for example, as disclosed in JP 2003-506619A, a configuration in which exhaust gas is recirculated from a specific cylinder to an intake system in a multi-cylinder internal combustion engine is known. In this publication, the scavenging performance of exhaust gas when exhaust gas recirculation (EGR) is performed in a supercharged internal combustion engine is examined. That is, in the above publication, “in a supercharged internal combustion engine, exhaust gas recirculation is possible only in an operating state where the exhaust gas back pressure exceeds the boost pressure, but in this case, the cylinder inlet has a higher pressure than the cylinder outlet. "There is a problem that a positive scavenging gradient cannot be established." In order to cope with such a problem, in the configuration according to the above publication, exhaust gas is extracted for EGR from only a specific and single cylinder of the internal combustion engine.

特表2003−506619号公報JP-T-2003-506619 特開平5−263671号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-263671 特開2009−215914号公報JP 2009-215914 A

過給内燃機関にて排気ガス再循環を行う構成において、運転領域に応じて個別具体的に適切な措置が取られないと、内燃機関の性能低下を招来するおそれがある。例えば、過給器を備える内燃機関において、高過給時(特に低速域での高過給化時)にサージタンク内の圧力が排気圧よりも大きくなる。このような圧力の関係が成立しているときには、排気ガス掃気時期に掃気性の悪化をまねくおそれがある。本願発明者は、鋭意研究を進めたところ、過給器と排気ガス再循環用の構成とを備える場合において、運転領域の変動によって内燃機関の性能が損なわれるのを抑制する措置をとるうえで好適な構成を見出すに至った。   In the configuration in which exhaust gas recirculation is performed in a supercharged internal combustion engine, the performance of the internal combustion engine may be deteriorated if appropriate measures are not taken according to the operating region. For example, in an internal combustion engine equipped with a supercharger, the pressure in the surge tank becomes larger than the exhaust pressure at the time of high supercharging (particularly at the time of high supercharging in the low speed range). When such a pressure relationship is established, the scavenging performance may be deteriorated at the exhaust gas scavenging timing. The inventor of the present application has conducted earnest research, and in the case where a supercharger and an exhaust gas recirculation configuration are provided, in taking measures to suppress the deterioration of the performance of the internal combustion engine due to fluctuations in the operation region. A suitable configuration has been found.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、過給器と排気ガス再循環用の構成とを備える場合において、運転領域の変化によって内燃機関の性能が損なわれるのを抑制する措置を取るうえで好適な構成を備えた内燃機関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. In the case where a supercharger and a configuration for exhaust gas recirculation are provided, the performance of the internal combustion engine is impaired due to a change in the operation region. An object of the present invention is to provide an internal combustion engine having a configuration suitable for taking measures to suppress.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関であって、
2つ以上の排気ポートをそれぞれ備える複数の気筒と、
前記複数の気筒の一部の気筒における、前記2つ以上の排気ポートの一部の排気ポートに連通するEGR通路と、
前記複数の気筒の前記一部の気筒以外の他の気筒のそれぞれにおける、前記2つ以上の排気ポートの一部の排気ポートに連通する第1排気通路と、
前記複数の気筒の前記他の気筒のそれぞれにおける、前記第1排気通路と連通する前記一部の排気ポート以外の、他の排気ポートと連通する第2排気通路と、
第1の位置で前記第1排気通路と連通し、前記第1の位置と異なる第2の位置で前記第2排気通路と連通する主排気通路と、
前記主排気通路における前記第1の位置の下流位置かつ前記第2の位置の上流位置に設けられたタービンを有する過給器と、
前記複数の気筒の前記一部の気筒における、前記EGR通路と連通する前記一部の排気ポート以外の、他の排気ポートと連通し、且つ前記タービンの上流位置または下流位置において前記主排気通路に連通する第3排気通路と、
前記複数の気筒の前記2つ以上の前記排気ポートにそれぞれ設けられた排気弁と、
前記タービンの上流位置に連通する排気ポートを開閉する排気弁の群を第1排気弁群とし、前記タービンの下流位置に連通する排気ポートを開閉する排気弁の群を第2排気弁群とし、かつ、前記第3排気通路が前記タービン下流位置で前記主排気通路に連通する場合には前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第1排気弁群に所属させるものとし前記第3排気通路が前記タービン上流位置で前記主排気通路に連通する場合には前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第2排気弁群に所属させるものとした場合において、前記第1排気弁群に属する排気弁の開弁特性と前記第2排気弁群に属する排気弁の開弁特性との間の相対的な関係を前記複数の気筒の間で等しくし、かつ、前記第1排気弁群に属する排気弁の開弁特性と前記第2排気弁群に属する排気弁の開弁特性とを相違させることができる可変動弁手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an internal combustion engine,
A plurality of cylinders each having two or more exhaust ports;
An EGR passage communicating with some exhaust ports of the two or more exhaust ports in some cylinders of the plurality of cylinders;
A first exhaust passage communicating with a part of the two or more exhaust ports in each of the cylinders other than the part of the plurality of cylinders;
A second exhaust passage communicating with another exhaust port other than the partial exhaust port communicating with the first exhaust passage in each of the other cylinders of the plurality of cylinders;
A main exhaust passage communicating with the first exhaust passage at a first position and communicating with the second exhaust passage at a second position different from the first position;
A supercharger having a turbine provided at a position downstream of the first position and upstream of the second position in the main exhaust passage;
The some cylinders of the plurality of cylinders communicate with other exhaust ports other than the some exhaust ports communicating with the EGR passage, and are connected to the main exhaust passage at an upstream position or a downstream position of the turbine. A third exhaust passage in communication;
An exhaust valve provided in each of the two or more exhaust ports of the plurality of cylinders;
A group of exhaust valves that opens and closes an exhaust port that communicates with an upstream position of the turbine is a first exhaust valve group, and a group of exhaust valves that opens and closes an exhaust port that communicates with a downstream position of the turbine is a second exhaust valve group, When the third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at the turbine downstream position, an exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the first exhaust valve group. When the three exhaust passages communicate with the main exhaust passage at the turbine upstream position, the exhaust valve for opening and closing the exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the second exhaust valve group. A relative relationship between an opening characteristic of an exhaust valve belonging to one exhaust valve group and an opening characteristic of an exhaust valve belonging to the second exhaust valve group is equal among the plurality of cylinders; Belongs to 1 exhaust valve group And opening characteristics of the exhaust valve opening characteristics and exhaust valves belonging to the second exhaust valve group and the variable valve means can be different that,
It is characterized by providing.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記第3排気通路は、前記タービンの下流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第1排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の触媒暖機運転のときに、前記第2排気弁群の作用角を前記第1排気弁群の作用角よりも大きくする作用角条件と前記第2排気弁群の開弁時期を前記第1排気弁群の開弁時期よりも早くする開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at a downstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the first exhaust valve group;
In the catalyst warm-up operation of the internal combustion engine, an operating angle condition for making the operating angle of the second exhaust valve group larger than the operating angle of the first exhaust valve group and the opening timing of the second exhaust valve group Control means is provided for controlling the variable valve means so as to establish a valve opening timing condition that is earlier than the valve opening timing of the first exhaust valve group.

また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記第3排気通路は、前記タービンの下流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第1排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の運転領域が所定の低速域に該当するときに、前記第1排気弁群の作用角を前記第2排気弁群の作用角よりも大きくする作用角条件と前記第1排気弁群の開弁時期を前記第2排気弁群の開弁時期よりも早くする開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at a downstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the first exhaust valve group;
An operating angle condition for making the operating angle of the first exhaust valve group larger than the operating angle of the second exhaust valve group when the operating range of the internal combustion engine corresponds to a predetermined low speed range, and the first exhaust valve group Control means for controlling the variable valve operating means so as to establish a valve opening timing condition for making the valve opening timing earlier than the valve opening timing of the second exhaust valve group.

また、第4の発明は、第1乃至3の発明のいずれか1つにおいて、
前記第3排気通路は、前記タービンの下流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第1排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の運転領域が所定の中速域または高速域であって排気圧が吸気圧より大きい所定領域に該当するときに、前記第1排気弁群の作用角を前記第2排気弁群の作用角よりも大きくする作用角条件と前記第1排気弁群の開弁時期を前記第2排気弁群の開弁時期よりも早くする開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at a downstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the first exhaust valve group;
When the operating range of the internal combustion engine is a predetermined medium speed range or a high speed range, and the exhaust pressure corresponds to a predetermined range greater than the intake pressure, the operating angle of the first exhaust valve group is set to that of the second exhaust valve group. The variable valve operating means so as to satisfy an operating angle condition for making the operating angle larger than an operating angle and a valve opening timing condition for making the valve opening timing of the first exhaust valve group earlier than the valve opening timing of the second exhaust valve group. It has the control means which controls.

また、第5の発明は、第1乃至4の発明のいずれか1つにおいて、
前記第3排気通路は、前記タービンの下流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第1排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の運転領域が所定の中速域または高速域であって排気圧が吸気圧以上である所定領域に該当するときに、前記第1排気弁群の作用角を前記第2排気弁群の作用角よりも大きくする作用角条件と前記第1排気弁群の開弁時期と前記第2排気弁群の開弁時期と一致させる開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
Moreover, 5th invention is set in any one of 1st thru | or 4th invention,
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at a downstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the first exhaust valve group;
The operating angle of the first exhaust valve group is set to the second exhaust valve group when the operating range of the internal combustion engine corresponds to a predetermined medium speed range or a high speed range and the exhaust pressure is equal to or higher than the intake pressure. The variable valve operating means so as to establish an operating angle condition that is larger than an operating angle of the first exhaust valve group, and a valve opening timing condition that matches the valve opening timing of the first exhaust valve group and the valve opening timing of the second exhaust valve group. It has the control means which controls.

また、第6の発明は、第1の発明において、
前記第3排気通路は、前記タービンの上流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第2排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の運転領域が所定の低回転域であって排気圧が吸気圧以下である所定領域に該当するときに、前記第1排気弁群の作用角を前記第2排気弁群の作用角よりも大きくする作用角条件と前記第1排気弁群の開弁時期を前記第2排気弁群の開弁時期よりも早くする開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
The sixth invention is the first invention, wherein
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at an upstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the second exhaust valve group;
The operating angle of the first exhaust valve group is set to the operating angle of the second exhaust valve group when the operating range of the internal combustion engine corresponds to a predetermined range where the exhaust pressure is equal to or lower than the intake pressure. The variable valve operating means is controlled so as to satisfy a larger operating angle condition and a valve opening timing condition for making the valve opening timing of the first exhaust valve group earlier than the valve opening timing of the second exhaust valve group It is characterized by including a control means.

また、第7の発明は、第1または第6の発明において、
前記第3排気通路は、前記タービンの上流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第2排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の運転領域が所定の低回転域であって排気圧が吸気圧より大きい所定領域に該当するときに、前記第2排気弁群の作用角を前記第1排気弁群の作用角よりも大きくする作用角条件と前記第1排気弁群の開弁時期を前記第2排気弁群の開弁時期よりも早くする開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
The seventh invention is the first or sixth invention, wherein
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at an upstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the second exhaust valve group;
When the operating region of the internal combustion engine is a predetermined low rotation region and the exhaust pressure corresponds to a predetermined region greater than the intake pressure, the operating angle of the second exhaust valve group is set to be larger than the operating angle of the first exhaust valve group. The variable valve operating means is controlled so as to satisfy a larger operating angle condition and a valve opening timing condition for making the valve opening timing of the first exhaust valve group earlier than the valve opening timing of the second exhaust valve group. Control means is provided.

また、第8の発明は、第1、第6および第7の発明のいずれか1つにおいて、
前記第3排気通路は、前記タービンの上流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第2排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の運転領域が所定の中回転域または高回転域であって排気圧が吸気圧以上である所定領域に該当するときに、前記第1排気弁群の作用角と前記第2排気弁群の作用角とを一致させる作用角条件と前記第1排気弁群の開弁時期を前記第2排気弁群の開弁時期よりも早くする開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
Moreover, 8th invention is set in any one of 1st, 6th and 7th invention,
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at an upstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the second exhaust valve group;
The operating angle of the first exhaust valve group and the second exhaust valve when the operating region of the internal combustion engine corresponds to a predetermined region where the exhaust pressure is equal to or higher than the intake pressure when the operating region is a predetermined middle rotational region or high rotational region. The variable motion so as to satisfy an operating angle condition for matching the operating angle of the group and a valve opening timing condition for making the valve opening timing of the first exhaust valve group earlier than the valve opening timing of the second exhaust valve group. Control means for controlling the valve means is provided.

また、第9の発明は、第1、第6、第7および第8の発明のいずれか1つにおいて、
前記第3排気通路は、前記タービンの上流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第2排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の運転領域が所定の中回転域または高回転域であって排気圧が過給圧より所定量以上に大きい所定領域にあるときに、前記第1排気弁群の作用角を前記第2排気弁群の作用角よりも大きくする作用角条件と前記第1排気弁群の開弁時期を前記第2排気弁群の開弁時期よりも早くする開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
Moreover, 9th invention is set in any one of 1st, 6th, 7th, and 8th invention,
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at an upstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the second exhaust valve group;
When the operating region of the internal combustion engine is in a predetermined middle rotational region or high rotational region and the exhaust pressure is in a predetermined region that is larger than a supercharging pressure by a predetermined amount or more, the operating angle of the first exhaust valve group is set to the first (2) An operating angle condition for increasing the operating angle of the exhaust valve group and a valve opening timing condition for opening the valve timing of the first exhaust valve group earlier than the valve opening timing of the second exhaust valve group are established. Control means for controlling the variable valve means is provided.

また、第10の発明は、第1の発明において、
前記第1排気弁群と前記第2排気弁群の間の開弁特性の相対的関係を前記内燃機関の運転領域に応じて定めた情報を記憶する記憶手段と、
前記内燃機関の運転領域が、前記情報における前記運転領域の何れに該当するかを特定する運転領域特定手段と、
前記運転領域特定手段で特定した運転領域に応じて前記情報で定められた開弁特性の前記相対的関係を前記第1排気弁群と前記第2排気弁群との間で成立させるように、前記可変動弁手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In a tenth aspect based on the first aspect,
Storage means for storing information defining a relative relationship of the valve opening characteristics between the first exhaust valve group and the second exhaust valve group in accordance with an operating region of the internal combustion engine;
An operation region specifying means for specifying which of the operation regions in the information corresponds to the operation region of the internal combustion engine;
In order to establish the relative relationship of the valve opening characteristics determined by the information according to the operation region specified by the operation region specifying means between the first exhaust valve group and the second exhaust valve group, Control means for controlling the variable valve means;
It is characterized by providing.

第1の発明によれば、第1排気弁群と第2排気弁群との間で、開弁特性を独立に調節することが可能となる。本願発明者は、過給器と排気ガス再循環用の構成とを備える内燃機関において運転領域の変化に対処するうえでは、「タービン上流位置に連通する排気ポートの排気弁群の開弁特性」と「タービン下流位置に連通する排気ポートの排気弁群の開弁特性」とを、それらのいずれかの群に「EGR通路に連通する排気ポートの排気弁」を所属させたうえで、群単位で調節することが有用であることを見出した。第1の発明によれば、内燃機関の複数の弁体を第1排気弁群と第2排気弁群とに適切に分属させたうえで、複数の弁体の開弁特性を第1、2排気弁群の単位で相違させることが可能となる。   According to the first aspect, the valve opening characteristics can be independently adjusted between the first exhaust valve group and the second exhaust valve group. In order to cope with a change in the operation region in an internal combustion engine including a supercharger and an exhaust gas recirculation configuration, the inventor of the present application "open valve characteristics of an exhaust valve group of an exhaust port communicating with a turbine upstream position" And “open valve characteristics of the exhaust valve group of the exhaust port communicating with the downstream position of the turbine”, and assigning “exhaust valve of the exhaust port communicating with the EGR passage” to any of those groups, It was found useful to adjust with. According to the first invention, the plurality of valve bodies of the internal combustion engine are appropriately assigned to the first exhaust valve group and the second exhaust valve group, and the valve opening characteristics of the plurality of valve bodies are first, It is possible to make the difference in units of two exhaust valve groups.

第2の発明によれば、排気をタービン後方に多く流して、触媒の暖機を促すことができる。   According to the second aspect of the present invention, it is possible to promote warming up of the catalyst by flowing a large amount of exhaust gas behind the turbine.

第3の発明によれば、低速域において、タービン回転エネルギ確保と新気量増加を図ることができる。また、EGRガスを取り出す気筒については、EGR量およびEGRガス注入を確保することができる。   According to the third aspect of the invention, it is possible to secure turbine rotational energy and increase the amount of fresh air in the low speed range. Further, the EGR amount and the EGR gas injection can be secured for the cylinder for taking out the EGR gas.

第4の発明によれば、運転領域に応じて、排気ガス温度を低めにすることができるとともに、EGRガス量の確保も図ることができる。   According to the fourth aspect of the invention, the exhaust gas temperature can be lowered according to the operating region, and the amount of EGR gas can be secured.

第5の発明によれば、多量の排気ガスの掃気が必要となる領域において、掃気効率を上昇させることができる。   According to the fifth aspect, the scavenging efficiency can be increased in a region where a large amount of exhaust gas needs to be scavenged.

第6の発明によれば、運転領域に応じて、過給性能の向上とともに吸気の逆流を防止(抑制)することができる。   According to the sixth aspect of the invention, it is possible to prevent (suppress) the backflow of the intake air as well as improving the supercharging performance depending on the operation region.

第7の発明によれば、運転領域に応じて、排気干渉回避(新気量増大)を図るとともに、EGR量の確保とタービン回転エネルギ確保の両立を図ることができる。   According to the seventh aspect of the invention, it is possible to avoid exhaust interference (increase the amount of fresh air) according to the operating region, and to ensure both the EGR amount and the turbine rotational energy.

第8の発明によれば、運転領域に応じて、タービン回転エネルギを確保するとともに、EGRガス量の確保とタービン前背圧低減による排気ガス温度の低下を図ることができる。   According to the eighth aspect of the invention, it is possible to secure the turbine rotational energy and reduce the exhaust gas temperature by securing the EGR gas amount and reducing the turbine front back pressure according to the operating region.

第9の発明によれば、運転領域に応じて、残留ガス量を抑制するとともに、タービン前背圧の低減およびEGRガス量が過多になることを抑制することができる。   According to the ninth aspect of the invention, it is possible to suppress the residual gas amount and reduce the turbine front back pressure and the excessive amount of EGR gas according to the operation region.

第10の発明によれば、過給器と排気ガス再循環用の構成とを備える内燃機関において、各々の排気弁の開弁特性の特質を考慮して複数の排気弁を第1排気弁群と第2排気弁群の何れかに適切に振り分けたうえで、運転領域に応じた排気弁制御を、群単位で行うことができる。   According to the tenth aspect of the present invention, in the internal combustion engine including the supercharger and the exhaust gas recirculation configuration, the plurality of exhaust valves are arranged in the first exhaust valve group in consideration of the characteristics of the valve opening characteristics of each exhaust valve. And the second exhaust valve group can be appropriately distributed, and exhaust valve control corresponding to the operation region can be performed on a group basis.

本発明の実施の形態2にかかる内燃機関の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the internal combustion engine concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかる内燃機関における、触媒暖機時における開弁特性を示す図である。It is a figure which shows the valve opening characteristic at the time of catalyst warming-up in the internal combustion engine concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかる内燃機関における、低速域における開弁特性を示す図である。It is a figure which shows the valve opening characteristic in the low speed area in the internal combustion engine concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかる内燃機関における、中高速かつ排気圧>吸気圧(過給圧)となる領域における開弁特性を示す図である。It is a figure which shows the valve opening characteristic in the area | region where the internal combustion engine concerning Embodiment 1 of this invention becomes medium-high-speed and exhaust pressure> intake pressure (supercharging pressure). 本発明の実施の形態1にかかる内燃機関における、中高速、排気圧≧吸気圧(過給圧)となる領域における開弁特性を示す図である。It is a figure which shows the valve opening characteristic in the area | region where it is medium-high speed and exhaust pressure> = intake pressure (supercharging pressure) in the internal combustion engine concerning Embodiment 1 of this invention. 低速高過給時の吸排気脈動特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the intake / exhaust pulsation characteristic at the time of low speed and high supercharging. 高速高過給時の吸排気脈動特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the intake / exhaust pulsation characteristic at the time of high-speed high supercharging. 本発明の実施の形態2にかかる内燃機関の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the internal combustion engine concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2にかかる内燃機関における、低回転、排気圧≦過給圧となる領域における開弁特性を示す図である。It is a figure which shows the valve opening characteristic in the area | region where it is low rotation and exhaust pressure <= supercharging pressure in the internal combustion engine concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2にかかる内燃機関における、低回転、排気圧>吸気圧(過給圧)となる領域における開弁特性を示す図である。It is a figure which shows the valve opening characteristic in the area | region where it is a low rotation and exhaust pressure> intake pressure (supercharging pressure) in the internal combustion engine concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2にかかる内燃機関における、中高回転、排気圧≧吸気圧(過給圧)となる領域における開弁特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing valve opening characteristics in a region where medium and high speed, exhaust pressure ≧ intake pressure (supercharging pressure) in an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2にかかる内燃機関における、中高回転、排気圧>>過給圧となる領域となる領域における開弁特性を示す図である。It is a figure which shows the valve opening characteristic in the area | region used as the area | region used as the area | region where it becomes a medium-high rotation, exhaust pressure >> boost pressure in the internal combustion engine concerning Embodiment 2 of this invention.

実施の形態1.
[実施の形態1にかかる内燃機関の構成]
図1は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関の構成を示す図である。実施の形態1にかかる内燃機関は、車両等の移動体に好適である。実施の形態1にかかる内燃機関は直列4気筒型の過給内燃機関である。図1には、気筒1、2、3および4を備えるシリンダヘッド10が示されている。また、図1には、ターボチャージャ40(コンプレッサ42、タービン44)およびEGRシステム(EGR通路50、EGRクーラ52)も示されている。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Internal Combustion Engine According to First Embodiment]
1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. The internal combustion engine according to the first embodiment is suitable for a moving body such as a vehicle. The internal combustion engine according to the first embodiment is an in-line 4-cylinder supercharged internal combustion engine. FIG. 1 shows a cylinder head 10 having cylinders 1, 2, 3 and 4. FIG. 1 also shows a turbocharger 40 (compressor 42, turbine 44) and an EGR system (EGR passage 50, EGR cooler 52).

シリンダヘッド10には、気筒ごとに、吸気ポートおよび排気ポートが設けられている。気筒1、2、3、4のそれぞれには、2つずつ、吸気ポートが備えられている。符号は付さないが、各吸気ポートには、それぞれ吸気弁が設けられている。各吸気ポートは、サージタンク20に連通している。サージタンク20は、吸気通路26に連通している。吸気通路26には、スロットル22、インタークーラ24、エアクリーナ28が、上流に向かって順次設けられている。   The cylinder head 10 is provided with an intake port and an exhaust port for each cylinder. Each of the cylinders 1, 2, 3, 4 has two intake ports. Although not labeled, each intake port is provided with an intake valve. Each intake port communicates with the surge tank 20. The surge tank 20 communicates with the intake passage 26. In the intake passage 26, a throttle 22, an intercooler 24, and an air cleaner 28 are sequentially provided upstream.

気筒1、気筒2、気筒3および気筒4のそれぞれには、2つずつ、排気ポートが設けられている。各気筒には、それぞれ、排気弁8aおよび排気弁8aが設けられている。気筒1、2、3における排気弁8aが設けられた排気ポートは、排気枝管30に連通している。一方、気筒1、2、3における排気弁8bが設けられた排気ポートは、排気枝管32に連通している。排気枝管30および排気枝管32は、主排気通路34に連通している。   Two exhaust ports are provided in each of the cylinder 1, the cylinder 2, the cylinder 3, and the cylinder 4. Each cylinder is provided with an exhaust valve 8a and an exhaust valve 8a. The exhaust ports provided with the exhaust valves 8 a in the cylinders 1, 2, and 3 communicate with the exhaust branch pipe 30. On the other hand, the exhaust ports provided with the exhaust valves 8 b in the cylinders 1, 2, and 3 communicate with the exhaust branch pipe 32. The exhaust branch pipe 30 and the exhaust branch pipe 32 communicate with the main exhaust passage 34.

気筒4は、気筒1、2、3とは異なる態様で、排気系に接続する。気筒4における排気弁8aが設けられた排気ポートは、排気枝管32の一部32aに連通している。この結果、気筒4における排気弁8aが設けられた排気ポートは、気筒1、2、3の排気弁8aが設けられた排気ポートと、排気枝管32にて合流し、最終的に主排気通路34に連通する。一方、気筒4における排気弁8bが設けられた排気ポートは、EGR通路50に連通している。EGR通路50は、EGRクーラ52を介してサージタンク20に連通している。図示しないが、EGRシステムを構成するEGRバルブ等の他の機構が適宜に設けられても良い。   The cylinder 4 is connected to the exhaust system in a manner different from that of the cylinders 1, 2, and 3. The exhaust port provided with the exhaust valve 8 a in the cylinder 4 communicates with a part 32 a of the exhaust branch pipe 32. As a result, the exhaust port provided with the exhaust valve 8a in the cylinder 4 merges with the exhaust port provided with the exhaust valve 8a of the cylinders 1, 2, and 3 at the exhaust branch pipe 32, and finally the main exhaust passage. 34 communicates. On the other hand, the exhaust port provided with the exhaust valve 8 b in the cylinder 4 communicates with the EGR passage 50. The EGR passage 50 communicates with the surge tank 20 via the EGR cooler 52. Although not shown, other mechanisms such as an EGR valve constituting the EGR system may be provided as appropriate.

主排気通路34には、スタート触媒36(以下、単に「触媒36」とも称す)が設けられている。図示しないが、主排気通路34には、空燃比センサやサブ酸素センサ、排気温度センサその他の各種センサが適宜に設けられても良い。   The main exhaust passage 34 is provided with a start catalyst 36 (hereinafter also simply referred to as “catalyst 36”). Although not shown, the main exhaust passage 34 may be appropriately provided with an air-fuel ratio sensor, a sub oxygen sensor, an exhaust temperature sensor, and other various sensors.

主排気通路34には、タービン44が設けられている。タービン44は、吸気通路26の途中に配置されたコンプレッサ42とともに、ターボチャージャ40を構成している。排気枝管30は、タービン44の上流において、主排気通路34と連通している。これにより、排気枝管30にまとめられた排気ガスでタービン44の回転を生じさせることができる。一方、排気枝管32は、タービン44の下流(後方)であって触媒36の上流(前方)にて、主排気通路34に連通している。   A turbine 44 is provided in the main exhaust passage 34. The turbine 44 constitutes a turbocharger 40 together with the compressor 42 disposed in the middle of the intake passage 26. The exhaust branch pipe 30 communicates with the main exhaust passage 34 upstream of the turbine 44. Thereby, the rotation of the turbine 44 can be caused by the exhaust gas collected in the exhaust branch pipe 30. On the other hand, the exhaust branch pipe 32 communicates with the main exhaust passage 34 downstream (rearward) of the turbine 44 and upstream (frontward) of the catalyst 36.

実施の形態1では、排気弁8a、排気弁8bが、図示しない可変動弁機構によって駆動されている。この可変動弁機構は、作用角および開弁時期の双方を変更することが可能な機構とする。
実施の形態1にかかる可変動弁機構は、次に述べるように、排気弁8a、排気弁8bを特定の群の単位で操作できるように構成される。先ず、タービン44の上流位置に連通する排気ポートを開閉する排気弁の群を、「排気弁群Ex1」とする。実施の形態1では、気筒1、2および3の排気弁8aが、排気弁群Ex1に所属する。一方、タービン44の下流位置に連通する排気ポートを開閉する排気弁の群を「排気弁群Ex2」とする。実施の形態1では、気筒1、2および3の排気弁8bが、排気弁群Ex2に所属する。
さらに、実施の形態1では、気筒4における排気弁8aを、排気弁群Ex2に所属させる。気筒4における排気弁8aが設けられた排気ポートも、排気枝管32の一部32aを介して、タービン44の下流位置に連通するからである。また、気筒4における排気弁8bは、排気弁群Ex1に所属させる。
実施の形態1では、このように2つの群にそれぞれ振り分けられた排気弁8a、8bの開弁特性(作用角、リフト量、開弁時期)を、排気弁群Ex1、Ex2の群単位でもって独立に調節できるように、可変動弁機構のハードウェア構成および制御構成(ソフトウェア構成)を構成しておく。実施の形態1では、排気弁群Ex1に属する排気弁の開弁特性と、排気弁群Ex2に属する排気弁の開弁特性との間の相対的な関係(つまり、作用角の大小や、開弁時期の相対的な早/遅)を気筒1、2、3、4の間で等しくすることを可能にしておく。具体的には、例えば、「排気弁群Ex1、Ex2の相対的関係で規定された開弁特性の関係が入力情報として与えられた場合に、排気弁群Ex1、Ex2にそれぞれ属する排気弁が、気筒ごとに当該開弁特性の関係を実現させる制御モード」を、予めECU60で実行可能にしておくなどの措置を取ればよい。
In the first embodiment, the exhaust valve 8a and the exhaust valve 8b are driven by a variable valve mechanism (not shown). This variable valve mechanism is a mechanism that can change both the operating angle and the valve opening timing.
The variable valve mechanism according to the first embodiment is configured so that the exhaust valve 8a and the exhaust valve 8b can be operated in units of a specific group, as described below. First, an exhaust valve group that opens and closes an exhaust port communicating with the upstream position of the turbine 44 is referred to as an “exhaust valve group Ex1”. In the first embodiment, the exhaust valves 8a of the cylinders 1, 2, and 3 belong to the exhaust valve group Ex1. On the other hand, an exhaust valve group that opens and closes an exhaust port communicating with the downstream position of the turbine 44 is referred to as an “exhaust valve group Ex2”. In the first embodiment, the exhaust valves 8b of the cylinders 1, 2, and 3 belong to the exhaust valve group Ex2.
Further, in the first embodiment, the exhaust valve 8a in the cylinder 4 belongs to the exhaust valve group Ex2. This is because the exhaust port provided with the exhaust valve 8 a in the cylinder 4 also communicates with the downstream position of the turbine 44 through a part 32 a of the exhaust branch pipe 32. Further, the exhaust valve 8b in the cylinder 4 belongs to the exhaust valve group Ex1.
In the first embodiment, the valve opening characteristics (working angle, lift amount, valve opening timing) of the exhaust valves 8a and 8b allocated to the two groups as described above are obtained in units of the exhaust valve groups Ex1 and Ex2. The hardware configuration and control configuration (software configuration) of the variable valve mechanism are configured so that they can be adjusted independently. In the first embodiment, the relative relationship between the valve opening characteristics of the exhaust valves belonging to the exhaust valve group Ex1 and the valve opening characteristics of the exhaust valves belonging to the exhaust valve group Ex2 (that is, the magnitude of the operating angle, It is possible to make the valve timing (relative early / late) equal among the cylinders 1, 2, 3, and 4. Specifically, for example, when the relationship of the valve opening characteristics defined by the relative relationship between the exhaust valve groups Ex1 and Ex2 is given as input information, the exhaust valves respectively belonging to the exhaust valve groups Ex1 and Ex2 What is necessary is just to take measures such as enabling the ECU 60 to execute the “control mode for realizing the relationship of the valve opening characteristics for each cylinder” in advance.

図1には、ECU(Electronic Control Unit)60が示されている。図示しないが、内燃機関には、クランク角センサ、エンジン水温センサ、その他の各種センサが備えられている。ECU60は、内燃機関に備えられた各センサからの信号を処理し、その処理結果を各アクチュエータ(具体的には、可変動弁機構など)の操作に反映させている。   FIG. 1 shows an ECU (Electronic Control Unit) 60. Although not shown, the internal combustion engine is provided with a crank angle sensor, an engine water temperature sensor, and other various sensors. The ECU 60 processes signals from each sensor provided in the internal combustion engine, and reflects the processing result on the operation of each actuator (specifically, a variable valve mechanism or the like).

[実施の形態1にかかる内燃機関の動作]
図2乃至5は、実施の形態1にかかる内燃機関の動作を説明するための図である。図2乃至5には、実施の形態1において実現される吸気弁および排気弁の開弁特性(作用角、リフト量及び開弁時期)がそれぞれ示されている。実施の形態1では、下記のように、運転領域に応じて、前述した排気弁群Ex1および排気弁群Ex2の開弁特性を切り換える。以下の説明では、排気弁群Ex1に属する排気弁のそれぞれの作用角を、単に「排気弁群Ex1の作用角」とも総称する。また、排気弁群Ex1に属する排気弁のそれぞれの開弁時期を、単に「排気弁群Ex1の開弁時期」とも総称する。
[Operation of Internal Combustion Engine According to First Embodiment]
2 to 5 are diagrams for explaining the operation of the internal combustion engine according to the first embodiment. 2 to 5 show the valve opening characteristics (working angle, lift amount and valve opening timing) of the intake valve and the exhaust valve realized in the first embodiment, respectively. In the first embodiment, the valve opening characteristics of the exhaust valve group Ex1 and the exhaust valve group Ex2 described above are switched according to the operation region as described below. In the following description, the operating angles of the exhaust valves belonging to the exhaust valve group Ex1 are also collectively referred to simply as “the operating angle of the exhaust valve group Ex1”. Further, the opening timings of the exhaust valves belonging to the exhaust valve group Ex1 are also simply referred to as “opening timing of the exhaust valve group Ex1”.

(1−1)触媒暖機
図2は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関における、触媒暖機時における開弁特性を示す図である。冷間始動や暖機/アイドル運転中などにおける触媒暖機運転中には、下記の条件(1a)および(1b)を満たすように可変動弁機構を制御する。
(1a)排気弁群Ex2の作用角>排気弁群Ex1の作用角
(1b)排気弁群Ex2の開弁時期を、排気弁群Ex1の開弁時期よりも、早くする。
これにより、排気の殆どをタービン44後方に流して、触媒36の暖機を促進/維持することができる。
(1-1) Catalyst Warming-up FIG. 2 is a diagram showing the valve opening characteristics at the time of catalyst warm-up in the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. During catalyst warm-up operation such as during cold start or during warm-up / idle operation, the variable valve mechanism is controlled so as to satisfy the following conditions (1a) and (1b).
(1a) Working angle of the exhaust valve group Ex2> Working angle of the exhaust valve group Ex1 (1b) The opening timing of the exhaust valve group Ex2 is made earlier than the opening timing of the exhaust valve group Ex1.
As a result, most of the exhaust gas flows behind the turbine 44, and warming up of the catalyst 36 can be promoted / maintained.

(1−2)低速域
図3は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関における、低速域における開弁特性を示す図である。低速域では、下記の条件(2a)乃至(2c)を満たすように可変動弁機構を制御する。
(2a)排気弁群Ex1の作用角>排気弁群Ex2の作用角
(2b)排気弁群Ex1の開弁時期を、排気弁群Ex2の開弁時期よりも、早くする。
(2c)排気弁群Ex1の作用角を180度以下とする。
これにより、排気弁群Ex1に属する排気弁を備えた気筒に関して、作用角180度以下とし、自気筒ブローダウン波によるタービン回転エネルギ確保と次気筒ブローダウン波による排気干渉回避による新気量増加を図ることができる。また、EGRガスを取り出す気筒4については、自気筒ブローダウン波によるEGR量の確保、吸気圧>排気圧の条件下においてもEGR注入を図ることができる。
なお、図6は、低速高過給時の吸排気脈動特性の一例を示す図である。図6は、実施の形態1の動作説明のために示すものであり、実施の形態1の適用をしていない構成における特性を示している。図6における符号Aを付した領域を見ると、ブローダウン時には排気圧が吸気圧を上回るものの、それを過ぎた後の領域Aにおいては吸気圧(過給圧)が排気圧に勝っていることが読み取れる。
(1-2) Low Speed Region FIG. 3 is a diagram showing valve opening characteristics in the low speed region in the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. In the low speed range, the variable valve mechanism is controlled so as to satisfy the following conditions (2a) to (2c).
(2a) Working angle of the exhaust valve group Ex1> Working angle of the exhaust valve group Ex2 (2b) The opening timing of the exhaust valve group Ex1 is made earlier than the opening timing of the exhaust valve group Ex2.
(2c) The operating angle of the exhaust valve group Ex1 is set to 180 degrees or less.
As a result, with respect to the cylinders having the exhaust valves belonging to the exhaust valve group Ex1, the working angle is set to 180 degrees or less, and the turbine rotation energy is secured by the self-cylinder blowdown wave and the new air amount is increased by avoiding exhaust interference by the next cylinder blowdown wave. Can be planned. Further, with respect to the cylinder 4 from which EGR gas is taken out, EGR injection can be achieved even under the condition that the EGR amount is secured by the self-cylinder blowdown wave and the intake pressure> exhaust pressure.
FIG. 6 is a diagram showing an example of the intake and exhaust pulsation characteristics at the time of low speed and high supercharging. FIG. 6 is shown for explaining the operation of the first embodiment, and shows characteristics in a configuration in which the first embodiment is not applied. Looking at the area labeled A in FIG. 6, the exhaust pressure exceeds the intake pressure at the time of blowdown, but in the area A after that, the intake pressure (supercharging pressure) is superior to the exhaust pressure. Can be read.

(1−3)中高速、排気圧>吸気圧(過給圧)となる領域
図4は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関における、中高速かつ排気圧>吸気圧(過給圧)となる領域における開弁特性を示す図である。この領域では、下記の条件(3a)および(3b)を満たすように可変動弁機構を制御する。
(3a)排気弁群Ex1の作用角>排気弁群Ex2の作用角
(3b)排気弁群Ex1の開弁時期を、排気弁群Ex2の開弁時期よりも、早くする。
これにより、気筒1、2、3からの排気ガスがタービン44で放熱し、触媒36の入口における排気ガス温度を低めにすることができる。これにより触媒床温の上昇を抑制することができる。結果、λ1運転領域の拡大を図ることができる。また、その一方で、実施の形態1では、EGR通路50に連通する気筒4において、EGR通路50との連通にかかわる排気弁8bが排気弁群Ex1に属している。このため、気筒4から取り出すEGRガス量の確保も図ることができる。
(1-3) Medium / High-Speed, Exhaust Pressure> Intake Pressure (Supercharging Pressure) Region FIG. 4 shows medium-high speed and exhaust pressure> intake pressure (supercharging pressure) in the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the valve opening characteristic in the area | region which becomes (). In this region, the variable valve mechanism is controlled so as to satisfy the following conditions (3a) and (3b).
(3a) Working angle of the exhaust valve group Ex1> Working angle of the exhaust valve group Ex2 (3b) The valve opening timing of the exhaust valve group Ex1 is made earlier than the valve opening timing of the exhaust valve group Ex2.
As a result, the exhaust gas from the cylinders 1, 2, 3 is radiated by the turbine 44, and the exhaust gas temperature at the inlet of the catalyst 36 can be lowered. Thereby, the raise of a catalyst bed temperature can be suppressed. As a result, the λ1 operation region can be expanded. On the other hand, in the first embodiment, in the cylinder 4 communicating with the EGR passage 50, the exhaust valve 8b related to the communication with the EGR passage 50 belongs to the exhaust valve group Ex1. For this reason, the amount of EGR gas taken out from the cylinder 4 can be secured.

(1−4)中高速、排気圧≧吸気圧(過給圧)となる領域
図5は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関における、中高速、排気圧≧吸気圧(過給圧)となる領域における開弁特性を示す図である。この領域では、下記の条件(4a)および(4b)を満たすように可変動弁機構を制御する。
(4a)排気弁群Ex1の作用角>排気弁群Ex2の作用角
(4b)排気弁群Ex1の開弁時期と排気弁群Ex2の開弁時期とを一致させる。
この領域では、多量の排気ガスの掃気が必要となる。そこで、低背圧のタービン44後方に連通する排気弁群Ex2も、ブローダウン時期に開弁を行わせる。これにより、掃気効率が上昇しノック抑制効果を得るためEGRガス量低下による弊害も抑制することができる。
なお、図7は、高速高過給時の吸排気脈動特性の一例を示す図である。図7は、実施の形態1の動作説明のために示すものであり、実施の形態1の適用をしていない構成における特性を示している。図7の領域Bに示すように、タービン上流に流すガス量が多いと、タービンの圧損によって高背圧となる。
(1-4) Medium / High Speed, Region where Exhaust Pressure ≧ Intake Pressure (Supercharging Pressure) FIG. 5 shows medium / high speed, exhaust pressure ≧ intake pressure (supercharging pressure) in the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the valve opening characteristic in the area | region which becomes (). In this region, the variable valve mechanism is controlled so as to satisfy the following conditions (4a) and (4b).
(4a) Working angle of the exhaust valve group Ex1> Working angle of the exhaust valve group Ex2 (4b) The opening timing of the exhaust valve group Ex1 and the opening timing of the exhaust valve group Ex2 are matched.
In this region, it is necessary to scavenge a large amount of exhaust gas. Therefore, the exhaust valve group Ex2 communicating with the rear of the low back pressure turbine 44 is also opened at the blowdown time. As a result, scavenging efficiency is increased and a knock suppression effect is obtained, so that adverse effects due to a decrease in the amount of EGR gas can be suppressed.
FIG. 7 is a diagram showing an example of intake / exhaust pulsation characteristics at high speed and high supercharging. FIG. 7 is shown for explaining the operation of the first embodiment, and shows characteristics in a configuration in which the first embodiment is not applied. As shown in region B of FIG. 7, if the amount of gas flowing upstream of the turbine is large, the back pressure becomes high due to the pressure loss of the turbine.

実施の形態1では、ECU60が、上述した各運転領域に応じて、領域ごとに定めた上記条件を満たすように、可変動弁機構を制御する。現在の運転領域が上記(1−1)乃至(1−4)の各運転領域のいずれに該当するかという特定は、内燃機関の各種センサ値に基づいて、当該センサ値に基づき求めた現時点での運転領域が予め定めた条件(例えば、運転領域を区画してマップ化しておく)と照らし合わせる手法などによって行えばよい。   In the first embodiment, the ECU 60 controls the variable valve mechanism so as to satisfy the above-mentioned conditions determined for each region according to each operation region described above. The identification of which of the above operating regions (1-1) to (1-4) corresponds to the current operating region is based on various sensor values of the internal combustion engine and is obtained at the present time based on the sensor values. The operation area may be determined by a method of comparing with a predetermined condition (for example, dividing the operation area into a map).

なお、上述した実施の形態1においては、気筒4が、前記第1の発明における「一部の気筒」に、気筒1、2および3が、前記第1の発明における「他の気筒」に、EGR通路50が、前記第1の発明における「EGR通路」に、排気枝管30が、前記第1の発明における「第1排気通路」に、排気枝管32が、前記第1の発明における「第2排気通路」に、排気枝管32の一部32aが、前記第1の発明における「第3排気通路」に、主排気通路34と排気枝管30との合流位置が、前記第1の発明における「第1の位置」に、主排気通路34と排気枝管32との合流位置が、前記第1の発明における「第2の位置」に、ターボチャージャ40が、前記第1の発明における「過給器」に、タービン44が、前記第1の発明における「タービン」に、排気弁群Ex1が、前記第1の発明における「第1排気弁群」に、排気弁群Ex2が、前記第1の発明における「第2排気弁群」に、排気弁8a、8bを駆動する可変動弁機構が、前記第1の発明における「可変動弁手段」に、それぞれ相当している。   In the first embodiment described above, the cylinder 4 is the “partial cylinder” in the first invention, and the cylinders 1, 2 and 3 are the “other cylinders” in the first invention. The EGR passage 50 is the “EGR passage” in the first invention, the exhaust branch pipe 30 is the “first exhaust passage” in the first invention, and the exhaust branch pipe 32 is the “EGR passage” in the first invention. A portion 32a of the exhaust branch pipe 32 is located in the “second exhaust passage”, and a merging position of the main exhaust passage 34 and the exhaust branch pipe 30 is located in the “third exhaust passage” in the first invention. In the “first position” in the invention, the joining position of the main exhaust passage 34 and the exhaust branch pipe 32 is in the “second position” in the first invention, and the turbocharger 40 is in the first invention. The turbine 44 is connected to the “turbulator” in the first aspect of the present invention. The exhaust valve group Ex1 is the “first exhaust valve group” in the first invention, the exhaust valve group Ex2 is the “second exhaust valve group” in the first invention, and the exhaust valves 8a, 8b. The variable valve mechanism for driving the valve corresponds to the “variable valve mechanism” in the first aspect of the present invention.

なお、実施の形態1では、各運転領域に応じて、ECU60が、(1−1)乃至(1−4)の制御動作をそれぞれ実現した。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。(1−1)乃至(1−4)の全ての制御動作を適用するのではなく、(1−1)乃至(1−4)の制御動作のなかから1つ又は複数の制御動作を選んで、適宜にECU60に実行させることができる。   In the first embodiment, the ECU 60 realizes the control operations (1-1) to (1-4) according to each operation region. However, the present invention is not limited to this. Instead of applying all the control operations (1-1) to (1-4), one or more control operations are selected from the control operations (1-1) to (1-4). The ECU 60 can be appropriately executed.

なお、上述した実施の形態1においては、ECU60が、前記第2乃至5の発明のいずれか1つにおける「制御手段」に相当している。また、上述した実施の形態1においては、ECU60が、(1−1)乃至(1−4)の運転領域の記憶(マップの記憶)、運転領域の特定、およびこれに応じた制御動作をそれぞれ実行することで、前記第10の発明における「記憶手段」「運転領域特定手段」「制御手段」がそれぞれ実現されている。   In the first embodiment described above, the ECU 60 corresponds to the “control means” in any one of the second to fifth inventions. Further, in the first embodiment described above, the ECU 60 performs (1-1) to (1-4) operation area storage (map storage), operation area specification, and control operations corresponding thereto, respectively. By executing, the “storage means”, “operation area specifying means”, and “control means” in the tenth aspect of the present invention are realized.

実施の形態2.
[実施の形態2にかかる内燃機関の構成]
図8は、本発明の実施の形態2にかかる内燃機関の構成を示す図である。実施の形態2にかかる内燃機関の構成は、排気枝管30、32に代えて排気枝管130、132を設けている点を除き、実施の形態1の構成と同様とする。以下、重複を避けるために、実施の形態1で述べた構成と同一あるいは相当する構成には同じ符号を付し、適宜に説明を省略ないしは簡略化する。
Embodiment 2. FIG.
[Configuration of Internal Combustion Engine According to Second Embodiment]
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention. The configuration of the internal combustion engine according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that exhaust branch pipes 130 and 132 are provided instead of the exhaust branch pipes 30 and 32. Hereinafter, in order to avoid duplication, the same reference numerals are given to the same or corresponding components as those described in the first embodiment, and the description will be omitted or simplified as appropriate.

排気枝管130は、その一部130aを介して、気筒4における排気弁8aが設けられた排気ポートに連通している。また、排気枝管132は、実施の形態1の排気枝管130とは異なり、気筒1、2、3の3つの気筒のみと連通している。   The exhaust branch pipe 130 communicates with an exhaust port provided with an exhaust valve 8a in the cylinder 4 through a part 130a. Further, unlike the exhaust branch pipe 130 of the first embodiment, the exhaust branch pipe 132 communicates with only three cylinders 1, 2 and 3.

実施の形態2の場合、気筒4における排気弁8aを、排気弁群Ex1に所属させる。気筒4における排気弁8aが設けられた排気ポートは、排気枝管130の一部130aを介して、タービン44の上流位置に連通するからである。また、気筒4における排気弁8bは、排気弁群Ex2に所属させる。実施の形態2にかかる気筒4の排気弁8a、8bの各排気弁群への所属関係は、ちょうど、実施の形態1の場合の所属関係と反対となっている。   In the case of the second embodiment, the exhaust valve 8a in the cylinder 4 belongs to the exhaust valve group Ex1. This is because the exhaust port provided with the exhaust valve 8 a in the cylinder 4 communicates with the upstream position of the turbine 44 through a part 130 a of the exhaust branch pipe 130. Further, the exhaust valve 8b in the cylinder 4 belongs to the exhaust valve group Ex2. The belonging relationship of the exhaust valves 8a and 8b of the cylinder 4 according to the second embodiment to the respective exhaust valve groups is exactly opposite to the belonging relationship in the case of the first embodiment.

[実施の形態2にかかる内燃機関の動作]
実施の形態2では、下記のように、運転領域に応じて、排気弁群Ex1および排気弁群Ex2の開弁特性を切り換える。
[Operation of Internal Combustion Engine According to Second Embodiment]
In the second embodiment, as described below, the valve opening characteristics of the exhaust valve group Ex1 and the exhaust valve group Ex2 are switched according to the operation region.

(2−1)低回転、排気圧≦過給圧となる領域
図9は、本発明の実施の形態2にかかる内燃機関における、低回転、排気圧≦過給圧となる領域における開弁特性を示す図である。この領域では、下記の条件(5a)および(5b)を満たすように可変動弁機構を制御する。
(5a)排気弁群Ex1の作用角>排気弁群Ex2の作用角
(5b)排気弁群Ex1の開弁時期を、排気弁群Ex2の開弁時期よりも、早くする。
これにより、排気弁群Ex1に関して、次気筒ブローダウン波による排気干渉回避(新気量増大)を図り、4つの気筒の排気ガスをタービン44上流に供給することで実施の形態1に比して過給性能の向上を図ることができる。また、排気弁群Ex2に関して、EGRガスを取り出す気筒4について、確実に自気筒ブローダウン中のみに開弁させることができ、吸気の逆流を防止(抑制)することができる。
(2-1) Region of Low Rotation, Exhaust Pressure ≦ Supercharging Pressure FIG. 9 shows the valve opening characteristics in the region of low rotation, exhaust pressure ≦ supercharging pressure in the internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention. FIG. In this region, the variable valve mechanism is controlled so as to satisfy the following conditions (5a) and (5b).
(5a) Working angle of the exhaust valve group Ex1> Working angle of the exhaust valve group Ex2 (5b) The valve opening timing of the exhaust valve group Ex1 is made earlier than the valve opening timing of the exhaust valve group Ex2.
As a result, with respect to the exhaust valve group Ex1, exhaust interference avoidance (new air amount increase) due to the blowdown wave of the next cylinder is achieved, and exhaust gases of four cylinders are supplied upstream of the turbine 44, compared with the first embodiment. The supercharging performance can be improved. Further, regarding the exhaust valve group Ex2, the cylinder 4 from which the EGR gas is taken out can be reliably opened only during its own cylinder blowdown, and the backflow of the intake air can be prevented (suppressed).

(2−2)低回転、排気圧>吸気圧(過給圧)となる領域
図10は、本発明の実施の形態2にかかる内燃機関における、低回転、排気圧>吸気圧(過給圧)となる領域における開弁特性を示す図である。この領域では、下記の条件(6a)および(6b)を満たすように可変動弁機構を制御する。
(6a)排気弁群Ex2の作用角>排気弁群Ex1の作用角
(6b)排気弁群Ex1の開弁時期を、排気弁群Ex2の開弁時期よりも、早くする。
これにより、排気弁群Ex1に関して、次気筒ブローダウン波による排気干渉回避(新気量増大)を図ることができる。また、排気弁群Ex2に関して、EGRガスを取り出す気筒4について、EGR量の確保とタービン回転エネルギ確保の両立を図ることができる。
(2-2) Region where Low Rotation, Exhaust Pressure> Intake Pressure (Supercharging Pressure) FIG. 10 shows low rotation, exhaust pressure> intake pressure (supercharging pressure) in the internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention. It is a figure which shows the valve opening characteristic in the area | region which becomes (). In this region, the variable valve mechanism is controlled so as to satisfy the following conditions (6a) and (6b).
(6a) Working angle of the exhaust valve group Ex2> Working angle of the exhaust valve group Ex1 (6b) The valve opening timing of the exhaust valve group Ex1 is made earlier than the valve opening timing of the exhaust valve group Ex2.
Thereby, regarding the exhaust valve group Ex1, it is possible to avoid exhaust interference (increase in fresh air amount) due to the next cylinder blowdown wave. Further, with respect to the exhaust valve group Ex2, it is possible to ensure both the EGR amount and the turbine rotational energy for the cylinder 4 from which EGR gas is extracted.

(2−3)中高回転、排気圧≧吸気圧(過給圧)となる領域
図11は、本発明の実施の形態2にかかる内燃機関における、中高回転、排気圧≧吸気圧(過給圧)となる領域における開弁特性を示す図である。この領域では、下記の条件(7a)および(7b)を満たすように可変動弁機構を制御する。
(7a)排気弁群Ex1の作用角=排気弁群Ex2の作用角
(7b)排気弁群Ex1の開弁時期を、排気弁群Ex2の開弁時期よりも、早くする。
これにより、排気弁群Ex1に関して、タービン回転エネルギを確保することができる。また、排気弁群Ex2に関して、EGRガスを取り出す気筒4について、EGRガス量の確保とタービン前背圧低減による排気ガス温度の低下を図ることができる。
(2-3) Medium / High Rotation, Region where Exhaust Pressure ≧ Intake Pressure (Supercharging Pressure) FIG. 11 shows medium / high rotation, exhaust pressure ≧ intake pressure (supercharging pressure) in the internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention. It is a figure which shows the valve opening characteristic in the area | region which becomes (). In this region, the variable valve mechanism is controlled so as to satisfy the following conditions (7a) and (7b).
(7a) Working angle of exhaust valve group Ex1 = Working angle of exhaust valve group Ex2 (7b) The opening timing of the exhaust valve group Ex1 is made earlier than the opening timing of the exhaust valve group Ex2.
Thereby, turbine rotational energy can be secured for the exhaust valve group Ex1. Further, regarding the exhaust valve group Ex2, with respect to the cylinder 4 for taking out EGR gas, it is possible to secure the EGR gas amount and lower the exhaust gas temperature by reducing the turbine front back pressure.

(2−4)中高回転、排気圧>>過給圧(排気圧が過給圧よりも非常に大きい)となる領域
図12は、本発明の実施の形態2にかかる内燃機関における、中高回転、排気圧>>過給圧となる領域となる領域における開弁特性を示す図である。この領域では、下記の条件(8a)および(8b)を満たすように可変動弁機構を制御する。
(8a)排気弁群Ex1の作用角>排気弁群Ex2の作用角
(8b)排気弁群Ex1の開弁時期を、排気弁群Ex2の開弁時期よりも、早くする。
排気弁群Ex1に関して、排気ガス量が多いため、自気筒ブローダウン時の排気抜けを良好にし、残留ガス量を抑制することができる。また、排気弁群Ex2に関して、タービン前背圧の低減を図ることができる。EGRガスを取り出す気筒4については、ブローダウン中ではEGRガス量が過多になるおそれがあるため、排気弁群Ex2の開弁特性に合わせてEGR通路50の開閉をする排気弁8bを作動させることが良い。
なお、排気圧>>過給圧(排気圧が過給圧よりも非常に大きい)となる領域を特定する場合には、例えば、排気圧が過給圧より予め定めたしきい値以上に大きいか否かを判定する判定処理をECU60に実行させてもよい。
(2-4) Medium / High Rotation, Exhaust Pressure >> Supercharging Pressure (Exhaust Pressure is Very Larger than Supercharging Pressure) FIG. 12 shows medium / high rotation in the internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing valve opening characteristics in a region that becomes an exhaust pressure >> region that becomes a supercharging pressure. In this region, the variable valve mechanism is controlled so as to satisfy the following conditions (8a) and (8b).
(8a) Working angle of the exhaust valve group Ex1> Working angle of the exhaust valve group Ex2 (8b) The opening timing of the exhaust valve group Ex1 is made earlier than the opening timing of the exhaust valve group Ex2.
With regard to the exhaust valve group Ex1, since the amount of exhaust gas is large, exhaust loss at the time of the own cylinder blow-down can be improved, and the residual gas amount can be suppressed. Further, with respect to the exhaust valve group Ex2, the turbine front back pressure can be reduced. For the cylinder 4 for taking out the EGR gas, the EGR gas amount may be excessive during the blowdown, so the exhaust valve 8b that opens and closes the EGR passage 50 according to the valve opening characteristics of the exhaust valve group Ex2 is operated. Is good.
In addition, when specifying the region where the exhaust pressure >> the supercharging pressure (the exhaust pressure is much larger than the supercharging pressure), for example, the exhaust pressure is larger than the supercharging pressure by a predetermined threshold value or more. A determination process for determining whether or not the ECU 60 may be executed.

実施の形態2では、ECU60が、上述した各運転領域に応じて、領域ごとに定めた上記条件を満たすように、可変動弁機構を制御する。現在の運転領域が上記(2−1)乃至(2−4)の各運転領域のいずれに該当するかという特定は、実施の形態1で述べたのと同様に、内燃機関の各種センサ値に基づいて、当該センサ値に基づき求めた現時点での運転領域が予め定めた条件(例えば、運転領域を区画してマップ化しておく)と照らし合わせる手法などによって行えばよい。   In the second embodiment, the ECU 60 controls the variable valve mechanism so as to satisfy the above-mentioned conditions determined for each region according to each operation region described above. As described in the first embodiment, the identification of which of the above operation areas (2-1) to (2-4) corresponds to the current operation area corresponds to various sensor values of the internal combustion engine. On the basis of this, the current operation region obtained based on the sensor value may be compared with a predetermined condition (for example, the operation region is partitioned and mapped).

なお、上述した実施の形態2においては、気筒4が、前記第1の発明における「一部の気筒」に、気筒1、2および3が、前記第1の発明における「他の気筒」に、排気枝管130が、前記第1の発明における「第1排気通路」に、排気枝管132が、前記第1の発明における「第2排気通路」に、排気枝管130の一部130aが、前記第1の発明における「第3排気通路」に、主排気通路34と排気枝管130との合流位置が、前記第1の発明における「第1の位置」に、主排気通路34と排気枝管132との合流位置が、前記第1の発明における「第2の位置」に、それぞれ相当している。   In the second embodiment described above, the cylinder 4 is the “partial cylinder” in the first invention, and the cylinders 1, 2 and 3 are the “other cylinders” in the first invention. The exhaust branch pipe 130 is the “first exhaust passage” in the first invention, the exhaust branch pipe 132 is the “second exhaust passage” in the first invention, and a part 130 a of the exhaust branch pipe 130 is In the “third exhaust passage” in the first aspect of the invention, the joining position of the main exhaust passage 34 and the exhaust branch pipe 130 is in the “first position” in the first aspect of the invention. The joining position with the pipe 132 corresponds to the “second position” in the first invention.

なお、実施の形態2では、各運転領域に応じて、ECU60が、(2−1)乃至(2−4)の制御動作をそれぞれ実現した。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。(2−1)乃至(2−4)の全ての制御動作を適用するのではなく、(2−1)乃至(2−4)の制御動作のなかから1つ又は複数の制御動作を選んで、適宜にECU60に実行させることができる。   In the second embodiment, the ECU 60 realizes the control operations (2-1) to (2-4) according to each operation region. However, the present invention is not limited to this. Instead of applying all the control operations (2-1) to (2-4), one or more control operations are selected from the control operations (2-1) to (2-4). The ECU 60 can be appropriately executed.

なお、上述した実施の形態2においては、ECU60が、前記第6乃至9の発明のいずれか1つにおける「制御手段」に相当している。また、上述した実施の形態2においては、ECU60が、(2−1)乃至(2−4)の運転領域の記憶(マップの記憶)、運転領域の特定、およびこれに応じた制御動作をそれぞれ実行することで、前記第10の発明における「記憶手段」「運転領域特定手段」「制御手段」がそれぞれ実現されている。   In the second embodiment described above, the ECU 60 corresponds to the “control means” in any one of the sixth to ninth inventions. In the second embodiment described above, the ECU 60 performs (2-1) to (2-4) operation area storage (map storage), operation area specification, and control operations corresponding thereto. By executing, the “storage means”, “operation area specifying means”, and “control means” in the tenth aspect of the present invention are realized.

1、2、3、4 気筒
8a、8b 排気弁
10 シリンダヘッド
20 サージタンク
22 スロットル
24 インタークーラ
26 吸気通路
28 エアクリーナ
30 排気枝管
32 排気枝管
32a 排気枝管の一部
34 主排気通路
36 スタート触媒
40 ターボチャージャ
42 コンプレッサ
44 タービン
50 EGR通路
52 EGRクーラ
130 排気枝管
130a 排気枝管の一部
132 排気枝管
Ex1、Ex2 排気弁群
1, 2, 3, 4 Cylinders 8a, 8b Exhaust valve 10 Cylinder head 20 Surge tank 22 Throttle 24 Intercooler 26 Intake passage 28 Air cleaner 30 Exhaust branch pipe 32 Exhaust branch pipe 32a Exhaust branch pipe part 34 Main exhaust passage 36 Start Catalyst 40 Turbocharger 42 Compressor 44 Turbine 50 EGR passage 52 EGR cooler 130 Exhaust branch pipe 130a Exhaust branch pipe part 132 Exhaust branch pipe Ex1, Ex2 Exhaust valve group

Claims (10)

2つ以上の排気ポートをそれぞれ備える複数の気筒と、
前記複数の気筒の一部の気筒における、前記2つ以上の排気ポートの一部の排気ポートに連通するEGR通路と、
前記複数の気筒の前記一部の気筒以外の他の気筒のそれぞれにおける、前記2つ以上の排気ポートの一部の排気ポートに連通する第1排気通路と、
前記複数の気筒の前記他の気筒のそれぞれにおける、前記第1排気通路と連通する前記一部の排気ポート以外の、他の排気ポートと連通する第2排気通路と、
第1の位置で前記第1排気通路と連通し、前記第1の位置と異なる第2の位置で前記第2排気通路と連通する主排気通路と、
前記主排気通路における前記第1の位置の下流位置かつ前記第2の位置の上流位置に設けられたタービンを有する過給器と、
前記複数の気筒の前記一部の気筒における、前記EGR通路と連通する前記一部の排気ポート以外の、他の排気ポートと連通し、且つ前記タービンの上流位置または下流位置において前記主排気通路に連通する第3排気通路と、
前記複数の気筒の前記2つ以上の前記排気ポートにそれぞれ設けられた排気弁と、
前記タービンの上流位置に連通する排気ポートを開閉する排気弁の群を第1排気弁群とし、前記タービンの下流位置に連通する排気ポートを開閉する排気弁の群を第2排気弁群とし、かつ、前記第3排気通路が前記タービン下流位置で前記主排気通路に連通する場合には前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第1排気弁群に所属させるものとし前記第3排気通路が前記タービン上流位置で前記主排気通路に連通する場合には前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第2排気弁群に所属させるものとした場合において、前記第1排気弁群に属する排気弁の開弁特性と前記第2排気弁群に属する排気弁の開弁特性との間の相対的な関係を前記複数の気筒の間で等しくし、かつ、前記第1排気弁群に属する排気弁の開弁特性と前記第2排気弁群に属する排気弁の開弁特性とを相違させることができる可変動弁手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
A plurality of cylinders each having two or more exhaust ports;
An EGR passage communicating with some exhaust ports of the two or more exhaust ports in some cylinders of the plurality of cylinders;
A first exhaust passage communicating with a part of the two or more exhaust ports in each of the cylinders other than the part of the plurality of cylinders;
A second exhaust passage communicating with another exhaust port other than the partial exhaust port communicating with the first exhaust passage in each of the other cylinders of the plurality of cylinders;
A main exhaust passage communicating with the first exhaust passage at a first position and communicating with the second exhaust passage at a second position different from the first position;
A supercharger having a turbine provided at a position downstream of the first position and upstream of the second position in the main exhaust passage;
The some cylinders of the plurality of cylinders communicate with other exhaust ports other than the some exhaust ports communicating with the EGR passage, and are connected to the main exhaust passage at an upstream position or a downstream position of the turbine. A third exhaust passage in communication;
An exhaust valve provided in each of the two or more exhaust ports of the plurality of cylinders;
A group of exhaust valves that opens and closes an exhaust port that communicates with an upstream position of the turbine is a first exhaust valve group, and a group of exhaust valves that opens and closes an exhaust port that communicates with a downstream position of the turbine is a second exhaust valve group, When the third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at the turbine downstream position, an exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the first exhaust valve group. When the three exhaust passages communicate with the main exhaust passage at the turbine upstream position, the exhaust valve for opening and closing the exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the second exhaust valve group. A relative relationship between an opening characteristic of an exhaust valve belonging to one exhaust valve group and an opening characteristic of an exhaust valve belonging to the second exhaust valve group is equal among the plurality of cylinders; Belongs to 1 exhaust valve group And opening characteristics of the exhaust valve opening characteristics and exhaust valves belonging to the second exhaust valve group and the variable valve means can be different that,
An internal combustion engine comprising:
前記第3排気通路は、前記タービンの下流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第1排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の触媒暖機運転のときに、前記第2排気弁群の作用角を前記第1排気弁群の作用角よりも大きくする作用角条件と前記第2排気弁群の開弁時期を前記第1排気弁群の開弁時期よりも早くする開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at a downstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the first exhaust valve group;
In the catalyst warm-up operation of the internal combustion engine, an operating angle condition for making the operating angle of the second exhaust valve group larger than the operating angle of the first exhaust valve group and the opening timing of the second exhaust valve group 2. The internal combustion engine according to claim 1, further comprising control means for controlling the variable valve means so as to establish a valve opening timing condition that is earlier than a valve opening timing of the first exhaust valve group.
前記第3排気通路は、前記タービンの下流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第1排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の運転領域が所定の低速域に該当するときに、前記第1排気弁群の作用角を前記第2排気弁群の作用角よりも大きくする作用角条件と前記第1排気弁群の開弁時期を前記第2排気弁群の開弁時期よりも早くする開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関。
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at a downstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the first exhaust valve group;
An operating angle condition for making the operating angle of the first exhaust valve group larger than the operating angle of the second exhaust valve group when the operating range of the internal combustion engine corresponds to a predetermined low speed range, and the first exhaust valve group 2. A control means for controlling the variable valve means so as to establish a valve opening timing condition for making the valve opening timing earlier than the valve opening timing of the second exhaust valve group. 2. The internal combustion engine according to 2.
前記第3排気通路は、前記タービンの下流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第1排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の運転領域が所定の中速域または高速域であって排気圧が吸気圧より大きい所定領域に該当するときに、前記第1排気弁群の作用角を前記第2排気弁群の作用角よりも大きくする作用角条件と前記第1排気弁群の開弁時期を前記第2排気弁群の開弁時期よりも早くする開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の内燃機関。
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at a downstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the first exhaust valve group;
When the operating range of the internal combustion engine is a predetermined medium speed range or a high speed range, and the exhaust pressure corresponds to a predetermined range greater than the intake pressure, the operating angle of the first exhaust valve group is set to that of the second exhaust valve group. The variable valve operating means so as to satisfy an operating angle condition for making the operating angle larger than an operating angle and a valve opening timing condition for making the valve opening timing of the first exhaust valve group earlier than the valve opening timing of the second exhaust valve group. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising control means for controlling the engine.
前記第3排気通路は、前記タービンの下流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第1排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の運転領域が所定の中速域または高速域であって排気圧が吸気圧以上である所定領域に該当するときに、前記第1排気弁群の作用角を前記第2排気弁群の作用角よりも大きくする作用角条件と前記第1排気弁群の開弁時期と前記第2排気弁群の開弁時期と一致させる開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の内燃機関。
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at a downstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the first exhaust valve group;
The operating angle of the first exhaust valve group is set to the second exhaust valve group when the operating range of the internal combustion engine corresponds to a predetermined medium speed range or a high speed range and the exhaust pressure is equal to or higher than the intake pressure. The variable valve operating means so as to establish an operating angle condition that is larger than an operating angle of the first exhaust valve group, and a valve opening timing condition that matches the valve opening timing of the first exhaust valve group and the valve opening timing of the second exhaust valve group. The internal combustion engine according to claim 1, further comprising a control unit that controls the engine.
前記第3排気通路は、前記タービンの上流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第2排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の運転領域が所定の低回転域であって排気圧が吸気圧以下である所定領域に該当するときに、前記第1排気弁群の作用角を前記第2排気弁群の作用角よりも大きくする作用角条件と前記第1排気弁群の開弁時期を前記第2排気弁群の開弁時期よりも早くする開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at an upstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the second exhaust valve group;
The operating angle of the first exhaust valve group is set to the operating angle of the second exhaust valve group when the operating range of the internal combustion engine corresponds to a predetermined range where the exhaust pressure is equal to or lower than the intake pressure. The variable valve operating means is controlled so as to satisfy a larger operating angle condition and a valve opening timing condition for making the valve opening timing of the first exhaust valve group earlier than the valve opening timing of the second exhaust valve group The internal combustion engine according to claim 1, further comprising a control unit that performs the control.
前記第3排気通路は、前記タービンの上流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第2排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の運転領域が所定の低回転域であって排気圧が吸気圧より大きい所定領域に該当するときに、前記第2排気弁群の作用角を前記第1排気弁群の作用角よりも大きくする作用角条件と前記第1排気弁群の開弁時期を前記第2排気弁群の開弁時期よりも早くする開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項1または6に記載の内燃機関。
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at an upstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the second exhaust valve group;
When the operating region of the internal combustion engine is a predetermined low rotation region and the exhaust pressure corresponds to a predetermined region greater than the intake pressure, the operating angle of the second exhaust valve group is set to be larger than the operating angle of the first exhaust valve group. The variable valve operating means is controlled so as to satisfy a larger operating angle condition and a valve opening timing condition for making the valve opening timing of the first exhaust valve group earlier than the valve opening timing of the second exhaust valve group. The internal combustion engine according to claim 1, further comprising a control unit.
前記第3排気通路は、前記タービンの上流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第2排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の運転領域が所定の中回転域または高回転域であって排気圧が吸気圧以上である所定領域に該当するときに、前記第1排気弁群の作用角と前記第2排気弁群の作用角とを一致させる作用角条件と前記第1排気弁群の開弁時期を前記第2排気弁群の開弁時期よりも早くする開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項1、6および7のいずれか1項に記載の内燃機関。
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at an upstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the second exhaust valve group;
The operating angle of the first exhaust valve group and the second exhaust valve when the operating region of the internal combustion engine corresponds to a predetermined region where the exhaust pressure is equal to or higher than the intake pressure when the operating region is a predetermined middle rotational region or high rotational region. The variable motion so as to satisfy an operating angle condition for matching the operating angle of the group and a valve opening timing condition for making the valve opening timing of the first exhaust valve group earlier than the valve opening timing of the second exhaust valve group. 8. The internal combustion engine according to claim 1, further comprising control means for controlling the valve means.
前記第3排気通路は、前記タービンの上流位置において前記主排気通路に連通し、
前記EGR通路に連通する排気ポートを開閉する排気弁を前記第2排気弁群に所属させるものとし、
前記内燃機関の運転領域が所定の中回転域または高回転域であって排気圧が過給圧より所定量以上に大きい所定領域にあるときに、前記第1排気弁群の作用角を前記第2排気弁群の作用角よりも大きくする作用角条件と前記第1排気弁群の開弁時期を前記第2排気弁群の開弁時期よりも早くする開弁時期条件とを成立させるように前記可変動弁手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項1、6、7および8のいずれか1項に記載の内燃機関。
The third exhaust passage communicates with the main exhaust passage at an upstream position of the turbine;
An exhaust valve that opens and closes an exhaust port communicating with the EGR passage belongs to the second exhaust valve group;
When the operating region of the internal combustion engine is in a predetermined middle rotational region or high rotational region and the exhaust pressure is in a predetermined region that is larger than a supercharging pressure by a predetermined amount or more, the operating angle of the first exhaust valve group is set to the first (2) An operating angle condition for increasing the operating angle of the exhaust valve group and a valve opening timing condition for opening the valve timing of the first exhaust valve group earlier than the valve opening timing of the second exhaust valve group are established. The internal combustion engine according to any one of claims 1, 6, 7 and 8, further comprising a control means for controlling the variable valve means.
前記第1排気弁群と前記第2排気弁群の間の開弁特性の相対的関係を前記内燃機関の運転領域に応じて定めた情報を記憶する記憶手段と、
前記内燃機関の運転領域が、前記情報における前記運転領域の何れに該当するかを特定する運転領域特定手段と、
前記運転領域特定手段で特定した運転領域に応じて前記情報で定められた開弁特性の前記相対的関係を前記第1排気弁群と前記第2排気弁群との間で成立させるように、前記可変動弁手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
Storage means for storing information defining a relative relationship of the valve opening characteristics between the first exhaust valve group and the second exhaust valve group in accordance with an operating region of the internal combustion engine;
An operation region specifying means for specifying which of the operation regions in the information corresponds to the operation region of the internal combustion engine;
In order to establish the relative relationship of the valve opening characteristics determined by the information according to the operation region specified by the operation region specifying means between the first exhaust valve group and the second exhaust valve group, Control means for controlling the variable valve means;
The internal combustion engine according to claim 1, further comprising:
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013227915A (en) * 2012-04-25 2013-11-07 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine
JP2015124666A (en) * 2013-12-26 2015-07-06 三菱自動車工業株式会社 Exhaust device of engine
JP2015209798A (en) * 2014-04-25 2015-11-24 株式会社豊田中央研究所 Internal combustion engine with turbocharger
US9255551B2 (en) 2011-12-15 2016-02-09 Hyundai Motor Company Diesel-gasoline dual fuel powered engine with fouling free clean EGR system

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