JP2011236835A - Device for control of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for control of an internal combustion engine, which properly controls a temperature of a cylinder, and suppresses a fluctuation of a burning time by a compression ignition, in a compression ignition burning mode.SOLUTION: The device 1 for control of the internal combustion engine 3, in a compression ignition burning mode, sucks again exhaust gas as high temperature gas into a cylinder C, the exhaust gas which is discharged into an exhaust passage 5, by opening and closing an exhaust valve 13 from the end of a suction stroke through to a compression stroke. Then, low temperature gas having a lower temperature than high temperature gas is supplied into the cylinder C so that the high temperature gas is cooled by low temperature gas supplying mechanisms 80 and 90. The amount GAIR2 of low temperature gas supplied from the low temperature gas supplying mechanisms is controlled onto a reduction side, as a burning time expressed by an obtained burning time parameter TEX is earlier.

Description

本発明は、混合気を圧縮着火によって燃焼させる圧縮着火燃焼モードにおいて、内燃機関を制御する内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that controls the internal combustion engine in a compression ignition combustion mode in which an air-fuel mixture is combusted by compression ignition.

従来のこの種の内燃機関の制御装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この内燃機関の気筒には、第1および第2排気ポートが形成されている。この制御装置は、吸気通路と第1排気ポートに接続された供給通路と、この供給通路を開閉する開閉弁を備えており、開閉弁を開弁することによって、新気が供給通路を介し、低温ガスとして第1排気ポートに供給され、充填される。   As a conventional control device for this type of internal combustion engine, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. First and second exhaust ports are formed in the cylinder of the internal combustion engine. The control device includes a supply passage connected to the intake passage and the first exhaust port, and an on-off valve that opens and closes the supply passage. By opening the on-off valve, fresh air passes through the supply passage. The low temperature gas is supplied to the first exhaust port and filled.

この制御装置では、圧縮着火燃焼モード時に、吸気行程中に開閉弁を一定のタイミングで開弁することによって、第1排気ポートに低温ガスを充填する。また、吸気行程の終期に、排気弁を開弁することによって、排気通路に排出された排ガスを高温ガスとして第2排気ポートを介して気筒内に再度、吸入させるとともに、第1排気ポートに充填された低温ガスを気筒内に吸入させ、これらの低温ガスと高温ガスを成層化する。成層化された低温ガスおよび高温ガスは、その後の圧縮行程において、圧縮着火によって燃焼する。この燃焼は、高温ガスの部分から自己着火によって開始され、低温ガスの部分に至る。以上のように、圧縮着火燃焼モード時に、第1排気ポートを介して低温ガスを吸入することによって、自己着火による燃焼を緩慢に行わせることにより、ノッキングの発生が防止される。   In this control device, in the compression ignition combustion mode, the first exhaust port is filled with the low temperature gas by opening the on-off valve at a constant timing during the intake stroke. In addition, by opening the exhaust valve at the end of the intake stroke, the exhaust gas discharged into the exhaust passage is re-intaked into the cylinder through the second exhaust port as a high-temperature gas and filled into the first exhaust port. The generated low temperature gas is sucked into the cylinder, and the low temperature gas and the high temperature gas are stratified. The stratified low temperature gas and high temperature gas are combusted by compression ignition in the subsequent compression stroke. This combustion is started by auto-ignition from the hot gas portion and reaches the cold gas portion. As described above, in the compression ignition combustion mode, the low temperature gas is sucked through the first exhaust port so that the combustion by the self ignition is performed slowly, thereby preventing the occurrence of knocking.

国際公開第2008/140036号パンフレットInternational Publication No. 2008/140036 Pamphlet

しかし、従来の制御装置では、開閉弁が一定のタイミングで開弁されるため、気筒内の温度を適切に制御できないことがある。例えば、気筒内に吸入される低温ガスが過剰な場合、高温ガスが不足することで、気筒内の温度が低下しすぎることがあり、その場合には、燃焼時期が遅くなる。これとは逆に、気筒内に吸入される低温ガスが不足した場合、より多くの高温ガスが再吸入されることで、気筒内の温度が上昇しすぎることがあり、その場合には、燃焼時期が早くなる。以上のような場合、燃焼サイクル間で燃焼時期がばらつきやすくなり、この点において改善の余地がある。   However, in the conventional control device, since the on-off valve is opened at a constant timing, the temperature in the cylinder may not be appropriately controlled. For example, when the low temperature gas sucked into the cylinder is excessive, the temperature in the cylinder may be excessively lowered due to the shortage of the high temperature gas, and in this case, the combustion timing is delayed. On the contrary, if the low temperature gas sucked into the cylinder is insufficient, the temperature inside the cylinder may rise too much due to the reinhalation of more high temperature gas. The time will be early. In such a case, the combustion timing tends to vary between combustion cycles, and there is room for improvement in this respect.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、圧縮着火燃焼モードにおいて、気筒内の温度を適切に制御し、圧縮着火による燃焼時期のばらつきを抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and in the compression ignition combustion mode, the internal combustion engine can appropriately control the temperature in the cylinder and suppress the variation in the combustion timing due to the compression ignition. An object of the present invention is to provide a control device.

上記の目的を達成するため、請求項1に係る発明は、燃焼モードとして、混合気を圧縮着火によって燃焼させる圧縮着火燃焼モードを有するとともに、圧縮着火燃焼モードにおいて内燃機関3を制御する内燃機関3の制御装置1であって、吸気行程中に吸気弁12を開閉することによって、気筒C内に新気を吸入する吸気側動弁機構40と、吸気行程の終期から圧縮行程にかけて排気弁13を開閉することによって、排気通路5に排出された排ガスを、高温ガスとして気筒C内に再度、吸入するための排ガス吸入機構(実施形態における(以下、本項において同じ)EGR吸入機構80)と、高温ガスを冷却するために、高温ガスよりも温度が低い低温ガスを気筒C内に供給するための低温ガス供給機構(EGR吸入機構80,新気供給機構90)と、気筒C内に吸入された新気および高温ガスの燃焼時期を表す燃焼時期パラメータ(排気温TEX)を取得する燃焼時期パラメータ取得手段(#1〜#4排気温センサ26〜29)と、取得された燃焼時期パラメータによって表される燃焼時期が早いほど、低温ガス供給機構によって供給される低温ガス量(2次新気量GAIR2)を減少側に制御する制御手段(ECU2、図9のステップ46、図10)と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 has a compression ignition combustion mode in which the air-fuel mixture is combusted by compression ignition as the combustion mode, and controls the internal combustion engine 3 in the compression ignition combustion mode. The control device 1 includes an intake side valve mechanism 40 that draws fresh air into the cylinder C by opening and closing the intake valve 12 during the intake stroke, and an exhaust valve 13 from the end of the intake stroke to the compression stroke. An exhaust gas intake mechanism (EGR intake mechanism 80 in the embodiment (hereinafter, the same in this section) in the embodiment) for inhaling exhaust gas discharged into the exhaust passage 5 again into the cylinder C as a high-temperature gas by opening and closing; A low temperature gas supply mechanism (EGR suction mechanism 80, fresh air supply mechanism) for supplying a low temperature gas having a temperature lower than that of the high temperature gas into the cylinder C in order to cool the high temperature gas. 0) and combustion timing parameter acquisition means (# 1 to # 4 exhaust temperature sensors 26 to 29) for acquiring combustion timing parameters (exhaust temperature TEX) indicating the combustion timing of fresh air and high-temperature gas sucked into the cylinder C As the combustion timing represented by the acquired combustion timing parameter is earlier, the control means (ECU2, FIG. 9) controls the amount of low-temperature gas supplied by the low-temperature gas supply mechanism (secondary fresh air amount GAIR2) to the decreasing side. Step 46, FIG. 10).

この内燃機関の制御装置によれば、圧縮着火燃焼モードにおいて、内燃機関が次のように制御される。まず、吸気行程中に吸気側動弁機構によって吸気弁を開弁することによって、気筒内に新気を吸入する。また、吸気行程の終期から圧縮行程にかけて、排ガス吸入機構により排気弁を開弁することによって、排気通路に排出された排ガスを、高温ガスとして気筒内に再度、吸入する。これらの新気および高温ガスは、その後の圧縮行程において、圧縮着火により燃焼する。この燃焼は、高温ガスの部分から開始され、新気の部分に至る。また、高温ガスは、低温ガス供給機構により気筒内に供給された低温ガスによって冷却される。   According to the control device for an internal combustion engine, the internal combustion engine is controlled as follows in the compression ignition combustion mode. First, fresh air is sucked into the cylinder by opening the intake valve by the intake side valve mechanism during the intake stroke. Further, from the end of the intake stroke to the compression stroke, the exhaust valve is opened by the exhaust gas intake mechanism, whereby the exhaust gas discharged into the exhaust passage is again sucked into the cylinder as a high temperature gas. These fresh air and hot gas are combusted by compression ignition in the subsequent compression stroke. This combustion starts from the hot gas part and reaches the fresh air part. The high temperature gas is cooled by the low temperature gas supplied into the cylinder by the low temperature gas supply mechanism.

圧縮着火による燃焼時期は、気筒内の温度によって変化し、気筒内の温度は主に、高温ガスに含まれる燃料量や高温ガスの温度に応じて変化する。このような観点に基づき、本発明によれば、取得された、燃焼時期を表す燃焼時期パラメータに応じて低温ガス量を制御するので、その後の圧縮行程における気筒内の温度を実際の燃焼時期に応じて適切に制御でき、圧縮着火燃焼モードにおける燃焼時期を適切に制御することができる。これにより、燃焼サイクル間における燃焼時期のばらつきを抑制することができる。また、内燃機関が複数の気筒を有する場合には、気筒ごとに低温ガス量を制御することによって、気筒間における燃焼時期のばらつきも抑制することができる。   The combustion timing due to compression ignition changes depending on the temperature in the cylinder, and the temperature in the cylinder mainly changes according to the amount of fuel contained in the hot gas and the temperature of the hot gas. Based on such a viewpoint, according to the present invention, the amount of low-temperature gas is controlled according to the acquired combustion timing parameter representing the combustion timing, so the temperature in the cylinder in the subsequent compression stroke is set to the actual combustion timing. Accordingly, the combustion timing in the compression ignition combustion mode can be appropriately controlled. Thereby, the dispersion | variation in the combustion time between combustion cycles can be suppressed. In addition, when the internal combustion engine has a plurality of cylinders, it is possible to suppress variations in combustion timing among the cylinders by controlling the amount of low-temperature gas for each cylinder.

また、燃焼時期が早いほど、燃焼の終了タイミングも早くなるため、膨張行程における気筒内の燃焼ガスの冷却損失がより大きくなることによって、その後の排気行程において排出される排ガスの温度、ひいては高温ガスの温度はより低くなる。また、高温ガスの温度が低いと、次回の圧縮行程における燃焼時期は遅くなり、それに伴い、膨張行程における燃焼ガスの冷却損失が小さくなり、高温ガスの温度が高くなることで、その次の圧縮行程における燃焼時期は早くなる。燃焼時期が早まるのに伴い、さらにその次の圧縮行程における燃焼時期は遅くなる。以上のように、燃焼時期が早い場合や遅い場合には、その影響により、その燃焼サイクルだけでなく、その後の燃焼サイクルにおいても、燃焼時期が早くなったり遅くなったりするという事象が繰り返される。   In addition, the earlier the combustion timing, the earlier the combustion end timing. Therefore, the cooling loss of the combustion gas in the cylinder in the expansion stroke becomes larger, so that the temperature of the exhaust gas discharged in the subsequent exhaust stroke, and thus the hot gas The temperature of becomes lower. In addition, if the temperature of the hot gas is low, the combustion timing in the next compression stroke is delayed, and accordingly, the cooling loss of the combustion gas in the expansion stroke is reduced, and the temperature of the hot gas is increased, so that the next compression is performed. Combustion time in the stroke becomes earlier. As the combustion timing is advanced, the combustion timing in the next compression stroke is further delayed. As described above, when the combustion timing is early or late, the phenomenon that the combustion timing is advanced or delayed not only in the combustion cycle but also in the subsequent combustion cycles due to the influence thereof is repeated.

以上のような観点に基づき、本発明によれば、取得された燃焼時期パラメータによって表される燃焼時期が早いほど、低温ガス量を減少側に制御する。これにより、低温ガスによる冷却度合いを小さくすることで、燃焼温度を高めることができる。以上のように、燃焼時期が早いほど、すなわち、冷却損失が大きいほど、これを補償するように排ガスの温度、ひいては高温ガスの温度を高めることができるので、上述したような燃焼時期が早くなったり遅くなったりするという事象を回避することができ、したがって、燃焼時期のばらつきを抑制することができる。   Based on the above viewpoint, according to the present invention, the earlier the combustion timing represented by the acquired combustion timing parameter, the lower the amount of low temperature gas is controlled. Thereby, combustion temperature can be raised by reducing the cooling degree by low temperature gas. As described above, the earlier the combustion timing, that is, the greater the cooling loss, the higher the temperature of the exhaust gas and thus the temperature of the high-temperature gas can be compensated. Can be avoided, and therefore variations in combustion timing can be suppressed.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の内燃機関3の制御装置1において、内燃機関3は、燃焼モードとして、混合気を火花点火によって燃焼させる火花点火燃焼モードをさらに有し、制御手段は、燃焼モードが火花点火燃焼モードから圧縮着火燃焼モードに切り換えられているときに、低温ガス量を制御することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the control device 1 for the internal combustion engine 3 according to the first aspect, the internal combustion engine 3 further has a spark ignition combustion mode in which the air-fuel mixture is combusted by spark ignition as the combustion mode. The means is characterized in that the amount of low temperature gas is controlled when the combustion mode is switched from the spark ignition combustion mode to the compression ignition combustion mode.

圧縮着火による燃焼は、通常、内燃機関が低負荷運転状態のときに行われ、それ以外のときには、火花点火による燃焼が行われる。このため、気筒の壁面温度は、燃焼モードが圧縮着火燃焼モードのときよりも火花点火燃焼モードのときの方が高くなる。このため、燃焼モードの火花点火燃焼モードから圧縮着火燃焼モードへの切換中には、気筒内の温度が高くなりやすく、混合気が早期に自己着火によって燃焼することがある。このような観点に基づき、本発明によれば、火花点火燃焼モードから圧縮着火燃焼モードに切り換えられているときに、低温ガス量を制御するので、自己着火による気筒内の温度の過度な上昇を回避することができる。その結果、圧縮着火燃焼モードへの切換中においても、燃焼時期のばらつきを抑制することができる。   Combustion by compression ignition is normally performed when the internal combustion engine is in a low-load operation state, and combustion by spark ignition is performed at other times. For this reason, the wall surface temperature of the cylinder is higher when the combustion mode is the spark ignition combustion mode than when the combustion mode is the compression ignition combustion mode. For this reason, during switching from the spark ignition combustion mode of the combustion mode to the compression ignition combustion mode, the temperature in the cylinder tends to increase, and the air-fuel mixture may burn early due to self-ignition. Based on this point of view, according to the present invention, the low temperature gas amount is controlled when the spark ignition combustion mode is switched to the compression ignition combustion mode. It can be avoided. As a result, variation in combustion timing can be suppressed even during switching to the compression ignition combustion mode.

本発明を適用した内燃機関の構成を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing a configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied. 制御装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of a control apparatus. 図1の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of FIG. 切換機構の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of a switching mechanism. ピストンの部分拡大斜視図である。It is a partial expansion perspective view of a piston. 燃焼制御処理を示すメインフローである。It is a main flow which shows a combustion control process. 図6の処理で用いられるマップの一例である。It is an example of the map used by the process of FIG. CI燃焼制御処理を示すサブルーチンである。It is a subroutine which shows CI combustion control processing. 2次新気制御処理を示すメインフローである。It is a main flow which shows a secondary fresh air control process. 図9の処理で用いられるテーブルの一例である。It is an example of the table used by the process of FIG. 2次新気噴射時期の算出処理を示すサブルーチンである。It is a subroutine which shows the calculation process of secondary fresh air injection timing. 図11の処理で用いられるテーブルの一例である。It is an example of the table used by the process of FIG. 吸気側動弁機構によって得られる吸気弁のバルブリフト曲線、およびEGR吸入機構によって得られる排気弁のバルブリフト曲線を示す図である。It is a figure which shows the valve lift curve of the intake valve obtained by the intake side valve mechanism, and the valve lift curve of the exhaust valve obtained by the EGR intake mechanism. CI燃焼モード中またはCI燃焼モードへの切換中における吸気弁および排気弁などの動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of an intake valve, an exhaust valve, etc. in the switching to CI combustion mode or CI combustion mode. 2次新気制御処理によって得られる動作例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the example of operation obtained by secondary fresh air control processing.

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図1に示すように、本実施形態の制御装置1が適用された内燃機関(以下「エンジン」という)3は、#1〜#4(1番〜4番)気筒Cを有する4気筒のガソリンエンジンであり、車両(図示せず)に搭載されている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 to which the control device 1 of the present embodiment is applied is a four-cylinder gasoline having # 1 to # 4 (first to fourth) cylinders C. An engine, which is mounted on a vehicle (not shown).

このエンジン3では、燃焼サイクルの位相が、#1気筒C→#3気筒C→#4気筒C→#2気筒C→#1気筒Cの順序で180°ずつずれており、気筒Cでの燃焼がこの順序で行われる。   In this engine 3, the phase of the combustion cycle is shifted by 180 ° in the order of # 1 cylinder C → # 3 cylinder C → # 4 cylinder C → # 2 cylinder C → # 1 cylinder C. Are performed in this order.

エンジン3のシリンダヘッド3aには、吸気通路4および排気通路5が接続されるとともに、図3に示すように、気筒Cごとに、筒内燃料噴射弁10および点火プラグ11が、燃焼室3bに臨むように取り付けられている。この筒内燃料噴射弁10は、吸気ポート4aの下側に設けられており、燃焼室3b内に燃料を直接、噴射する直噴タイプのものである。筒内燃料噴射弁10の開弁時間および開弁時期は、後述するECU2によって制御され、それにより、筒内燃料噴射弁10による燃料噴射量および燃料噴射時期が制御される。点火プラグ11の点火時期もまた、ECU2によって制御される。   An intake passage 4 and an exhaust passage 5 are connected to the cylinder head 3a of the engine 3, and as shown in FIG. 3, an in-cylinder fuel injection valve 10 and a spark plug 11 are connected to the combustion chamber 3b for each cylinder C. It is attached to face. The in-cylinder fuel injection valve 10 is provided on the lower side of the intake port 4a, and is a direct injection type that directly injects fuel into the combustion chamber 3b. The valve opening time and the valve opening timing of the in-cylinder fuel injection valve 10 are controlled by the ECU 2 described later, whereby the fuel injection amount and the fuel injection timing by the in-cylinder fuel injection valve 10 are controlled. The ignition timing of the spark plug 11 is also controlled by the ECU 2.

また、エンジン3には、筒内燃料噴射弁10に加え、ポート燃料噴射弁9が気筒Cごとに設けられている。各ポート燃料噴射弁9は、吸気マニホルドの各分岐通路4bに取り付けられ、吸気ポート4aに臨んでいる。このポート燃料噴射弁9の開弁時間および開弁時期もまた、ECU2によって制御され、それにより、ポート燃料噴射弁9による燃料噴射量および燃料噴射時期が制御される。   The engine 3 is provided with a port fuel injection valve 9 for each cylinder C in addition to the in-cylinder fuel injection valve 10. Each port fuel injection valve 9 is attached to each branch passage 4b of the intake manifold and faces the intake port 4a. The valve opening time and the valve opening timing of the port fuel injection valve 9 are also controlled by the ECU 2, whereby the fuel injection amount and the fuel injection timing by the port fuel injection valve 9 are controlled.

また、このエンジン3では、燃焼モードとして、ポート燃料噴射弁9および筒内燃料噴射弁10から燃料を吸気行程中に噴射することにより生成された均質混合気を、点火プラグ11による火花点火によって燃焼させる火花点火燃焼モード(以下「SI燃焼モード」という)と、後述するように生成された成層混合気を、自己着火によって燃焼させる圧縮着火燃焼モード(以下「CI燃焼モード」という)とを有し、その切換は、ECU2によって制御される。   In this engine 3, as a combustion mode, a homogeneous mixture generated by injecting fuel from the port fuel injection valve 9 and the in-cylinder fuel injection valve 10 during the intake stroke is burned by spark ignition by the spark plug 11. A spark ignition combustion mode (hereinafter referred to as “SI combustion mode”) and a compression ignition combustion mode (hereinafter referred to as “CI combustion mode”) in which a stratified mixture generated as described later is combusted by self-ignition. The switching is controlled by the ECU 2.

図1に示すように、排気通路5は、#1〜#4気筒Cにそれぞれ接続された#1〜#4第1排気通路5a〜5dと、#1および#4第1排気通路5a,5dの合流部と#2および#3第1排気通路5b,5cの合流部にそれぞれ接続された第2排気通路6a,6bと、これらの第2排気通路6a,6bの合流部に接続された第3排気通路7で構成されている。   As shown in FIG. 1, the exhaust passage 5 includes # 1 to # 4 first exhaust passages 5a to 5d connected to # 1 to # 4 cylinders C, and # 1 and # 4 first exhaust passages 5a and 5d, respectively. And the second exhaust passages 6a and 6b connected to the joining portions of the # 2 and # 3 first exhaust passages 5b and 5c, respectively, and the second exhaust passages 6a and 6b connected to the joining portions of the second exhaust passages 6a and 6b. 3 exhaust passages 7 are provided.

これらの第2排気通路6a,6bおよび第3排気通路7にはそれぞれ、フィルタ14が設けられている。フィルタ14は、排ガス中の煤などのPMを捕集することによって、大気中に排出されるPMの量を低減する。   A filter 14 is provided in each of the second exhaust passages 6 a and 6 b and the third exhaust passage 7. The filter 14 reduces the amount of PM discharged into the atmosphere by collecting PM such as soot in the exhaust gas.

図3に示すように、気筒Cには、一対の吸気弁12,12および一対の排気弁13,13(ともに1つのみ図示)が設けられている。吸気弁12は、吸気側動弁機構40によって開閉され、排気弁13は、排気側動弁機構60によって開閉される。これらの吸気側動弁機構40および排気側動弁機構60の構成は、本出願人が特願2009−168228号ですでに提案したものと同様であるので、以下、その概略を簡単に説明する。   As shown in FIG. 3, the cylinder C is provided with a pair of intake valves 12, 12 and a pair of exhaust valves 13, 13 (only one is shown). The intake valve 12 is opened and closed by an intake side valve mechanism 40, and the exhaust valve 13 is opened and closed by an exhaust side valve mechanism 60. The configurations of the intake side valve mechanism 40 and the exhaust side valve mechanism 60 are the same as those already proposed in Japanese Patent Application No. 2009-168228 by the applicant of the present application. .

吸気側動弁機構40は、吸気弁12のリフトおよびバルブタイミングを変更する可変機構で構成されている。なお、吸気弁12のリフトおよび後述する排気弁13のリフトはそれぞれ、吸気弁12および排気弁13の最大揚程を表すものとする。   The intake side valve mechanism 40 is a variable mechanism that changes the lift and valve timing of the intake valve 12. Note that the lift of the intake valve 12 and the lift of the exhaust valve 13 to be described later represent the maximum lifts of the intake valve 12 and the exhaust valve 13, respectively.

吸気側動弁機構40は、回転自在の吸気カムシャフト41、吸気カムシャフト41に一体に設けられた一対の吸気カム42,42(1つのみ図示)、吸気コントロールシャフト43、この吸気コントロールシャフト43を駆動するアクチュエータ44(図2参照)、支持軸47に揺動自在に支持された一対の揺動カム45,45(1つのみ図示)、コントロールアーム機構46、および吸気カム位相可変機構50などを備えている。この吸気カム位相可変機構50は、吸気カムシャフト41のクランクシャフト(図示せず)に対する相対的な位相を無段階に変更するものである。   The intake side valve mechanism 40 includes a rotatable intake camshaft 41, a pair of intake cams 42 and 42 (only one shown) provided integrally with the intake camshaft 41, an intake control shaft 43, and the intake control shaft 43. Actuator 44 (see FIG. 2), a pair of swing cams 45 and 45 (only one is shown) supported swingably on a support shaft 47, a control arm mechanism 46, an intake cam phase variable mechanism 50, etc. It has. The intake cam phase varying mechanism 50 changes the relative phase of the intake camshaft 41 with respect to a crankshaft (not shown) in a stepless manner.

吸気カムシャフト41は、吸気スプロケットおよびタイミングチェーン(いずれも図示せず)を介して、クランクシャフトに連結されており、クランクシャフトが2回転するごとに1回転する。   The intake camshaft 41 is connected to the crankshaft via an intake sprocket and a timing chain (both not shown), and rotates once every two rotations of the crankshaft.

コントロールアーム機構46は、コントロールアーム46a、ローラ46bおよび吸気ロッカアーム46cなどを備えている。コントロールアーム46aは、基端部において、吸気コントロールシャフト43の偏心軸43aに回動自在に支持されている。コントロールアーム46aの他端部には、ローラ46bが設けられている。コントロールアーム46aは、ローラ46bを介して揺動カム45に当接している。   The control arm mechanism 46 includes a control arm 46a, a roller 46b, an intake rocker arm 46c, and the like. The control arm 46a is rotatably supported on the eccentric shaft 43a of the intake control shaft 43 at the base end portion. A roller 46b is provided at the other end of the control arm 46a. The control arm 46a is in contact with the swing cam 45 via the roller 46b.

吸気ロッカアーム46cは、吸気コントロールシャフト43に回動自在に支持された本体部46dと、本体部46dから延びる延出部46eなどを備えており、延出部46eにおいて、ローラ46bと吸気弁12に当接している。   The intake rocker arm 46c includes a main body portion 46d rotatably supported by the intake control shaft 43, an extension portion 46e extending from the main body portion 46d, and the like. In the extension portion 46e, the roller 46b and the intake valve 12 are provided. It is in contact.

以上の構成により、揺動カム45が吸気カム42で押圧されていない状態では、吸気弁12は図3に示す閉弁位置に保持される。また、吸気カムシャフト41の回転に伴い、揺動カム45が吸気カム42で押圧されると、揺動カム45は、支持軸47を中心として、図3の反時計方向に回動する。その際、ローラ46bが揺動カム45で押圧されることによって、ローラ46bを介して吸気ロッカアーム46cが吸気コントロールシャフト43を中心として、図3の反時計方向に回動し、吸気弁12を下方に押し下げることによって、吸気弁12が開弁する。   With the above configuration, when the swing cam 45 is not pressed by the intake cam 42, the intake valve 12 is held in the closed position shown in FIG. When the swing cam 45 is pressed by the intake cam 42 as the intake cam shaft 41 rotates, the swing cam 45 rotates about the support shaft 47 counterclockwise in FIG. At that time, when the roller 46b is pressed by the swing cam 45, the intake rocker arm 46c rotates about the intake control shaft 43 through the roller 46b in the counterclockwise direction in FIG. By pushing down, the intake valve 12 is opened.

また、前述したアクチュエータ44を介して吸気コントロールシャフト43を回動させると、コントロールアーム46aが、偏心軸43を中心として図3の左右方向に移動する。この移動に伴い、コントロールアーム46aの揺動カム45への当接位置が変化し、それにより、吸気弁12のリフトおよびバルブタイミングが無段階に変更される。より具体的には、図13に示すように、吸気弁12のリフトが小さくなるほど、閉弁タイミングはより早くなる。   When the intake control shaft 43 is rotated via the actuator 44 described above, the control arm 46 a moves in the left-right direction in FIG. 3 about the eccentric shaft 43. Along with this movement, the contact position of the control arm 46a with the swing cam 45 changes, whereby the lift and valve timing of the intake valve 12 are changed steplessly. More specifically, as shown in FIG. 13, the valve closing timing is earlier as the lift of the intake valve 12 is smaller.

前述した排気側動弁機構60は、回転自在の排気カムシャフト61、排気カムシャフト61に一体に設けられた一対の排気カム62,62(1つのみ図示)、排気コントロールシャフト63、この排気コントロールシャフト63に回動自在に支持されるとともに、排気弁13,13の上端にそれぞれ当接する一対のロッカアーム64,64(1つのみ図示)、ロッカアーム64に設けられたローラ65、および排気カム位相可変機構70などを備えている。   The exhaust side valve mechanism 60 described above includes a rotatable exhaust cam shaft 61, a pair of exhaust cams 62 and 62 (only one shown) provided integrally with the exhaust cam shaft 61, an exhaust control shaft 63, and the exhaust control. A pair of rocker arms 64 and 64 (only one is shown) that are rotatably supported by the shaft 63 and abut against the upper ends of the exhaust valves 13 and 13, respectively, a roller 65 provided on the rocker arm 64, and an exhaust cam phase variable. A mechanism 70 and the like are provided.

排気カムシャフト61は、排気スプロケットおよびタイミングチェーン(いずれも図示せず)を介して、クランクシャフトに連結されており、クランクシャフトが2回転するごとに1回転する。排気カムシャフト61が回転すると、ロッカアーム64,64が排気カム62で押圧され、排気コントロールシャフト63を中心として、図3の時計方向に回動することにより、排気弁13,13が開弁する。また、排気カム位相可変機構70は、排気カムシャフト61のクランクシャフトに対する相対的な位相を無段階に変更することによって、排気弁13,13の開閉弁タイミングを無段階に変更するものである。   The exhaust camshaft 61 is connected to the crankshaft via an exhaust sprocket and a timing chain (both not shown), and rotates once every two rotations of the crankshaft. When the exhaust camshaft 61 rotates, the rocker arms 64, 64 are pressed by the exhaust cam 62, and rotate about the exhaust control shaft 63 in the clockwise direction in FIG. 3, thereby opening the exhaust valves 13, 13. Further, the exhaust cam phase variable mechanism 70 changes the opening / closing valve timing of the exhaust valves 13 and 13 steplessly by changing the relative phase of the exhaust camshaft 61 with respect to the crankshaft steplessly.

また、エンジン3は、CI燃焼モードにおいて排ガスを気筒C内に再度、吸入させるためのEGR吸入機構80を備えている。   Further, the engine 3 includes an EGR intake mechanism 80 for causing the exhaust gas to be again taken into the cylinder C in the CI combustion mode.

このEGR吸入機構80は、吸気行程中の所定期間において、排気弁13を開弁することによって、排気通路5の#1〜#4第1排気通路5a〜5dに一旦、排出された排ガスを気筒C内に再吸入するものである。図3および図4に示すように、EGR吸入機構80は、2つの吸気カム42,42の間に設けられ、吸気カムシャフト41と一体のEGRカム81、支持軸47に回動自在に支持されたロッカカム82、コントロールアーム83、レバー84、および切換機構85などを備えている。EGRカム81は、ロッカカム82のローラ82aに当接している。   The EGR intake mechanism 80 opens the exhaust valve 13 during a predetermined period during the intake stroke, and the exhaust gas once discharged into the # 1 to # 4 first exhaust passages 5a to 5d of the exhaust passage 5 is discharged into the cylinder. Inhaled into C. As shown in FIGS. 3 and 4, the EGR suction mechanism 80 is provided between the two intake cams 42, 42 and is rotatably supported by the EGR cam 81 integrated with the intake camshaft 41 and the support shaft 47. A rocker cam 82, a control arm 83, a lever 84, a switching mechanism 85, and the like are provided. The EGR cam 81 is in contact with the roller 82 a of the rocker cam 82.

コントロールアーム83は、基端部において、排気コントロールシャフト63の偏心軸63aに回動自在に支持されている。コントロールアーム83の他端部には、ローラ83aが設けられている。コントロールアーム83は、ローラ83aを介してロッカカム82に当接している。   The control arm 83 is rotatably supported by the eccentric shaft 63a of the exhaust control shaft 63 at the base end portion. A roller 83 a is provided at the other end of the control arm 83. The control arm 83 is in contact with the rocker cam 82 via the roller 83a.

レバー84は、2つのロッカアーム64,64の間に設けられている。レバー84は、三角形状を有しており、その頂角部において、排気コントロールシャフト63に回動自在に支持されており、一方の底角部において、コントロールアーム83の押圧部83bに当接している。   The lever 84 is provided between the two rocker arms 64 and 64. The lever 84 has a triangular shape, and is pivotally supported by the exhaust control shaft 63 at the apex corner, and abuts against the pressing portion 83b of the control arm 83 at one bottom corner. Yes.

以上の構成により、吸気カムシャフト41の回転に伴い、ローラ82aがEGRカム81で押圧されると、ロッカカム82は、支持軸47を中心として、図3の時計方向に回動する。その際、コントロールアーム83のローラ83aがロッカカム82で押圧されることによって、コントロールアーム83が排気コントロールシャフト63を中心として、図3の時計方向に回動し、それに伴って、押圧部83bがレバー84を押圧する。これにより、レバー84は、排気コントロールシャフト63を中心として、図3の時計方向に回動する。   With the above configuration, when the roller 82a is pressed by the EGR cam 81 as the intake camshaft 41 rotates, the rocker cam 82 rotates about the support shaft 47 in the clockwise direction in FIG. At this time, the roller 83a of the control arm 83 is pressed by the rocker cam 82, whereby the control arm 83 rotates about the exhaust control shaft 63 in the clockwise direction in FIG. 84 is pressed. Thereby, the lever 84 rotates around the exhaust control shaft 63 in the clockwise direction of FIG.

図4に示すように、切換機構85は、ロッカアーム64,64およびレバー84に形成されたシリンダ86a〜86c、シリンダ86a〜86cに収容された連結ピストン87,88などで構成されている。シリンダ86aには、連結ピストン87,88を反対側のシリンダ86c側に付勢する戻しばね89が設けられている。さらに、シリンダ86cには、排気コントロールシャフト63に形成された油路(図示せず)を介して、油圧が供給される。このシリンダ86cへの油圧の供給は、ECU2により、ポンプ(図示せず)から油路への油圧の供給・停止を制御することによって、行われる。   As shown in FIG. 4, the switching mechanism 85 includes cylinders 86 a to 86 c formed on the rocker arms 64 and 64 and the lever 84, connection pistons 87 and 88 housed in the cylinders 86 a to 86 c, and the like. The cylinder 86a is provided with a return spring 89 that biases the connecting pistons 87 and 88 toward the opposite cylinder 86c. Further, hydraulic pressure is supplied to the cylinder 86 c via an oil passage (not shown) formed in the exhaust control shaft 63. The hydraulic pressure is supplied to the cylinder 86c by the ECU 2 controlling supply / stop of the hydraulic pressure from a pump (not shown) to the oil passage.

以上の構成により、シリンダ86cに油圧が供給されていない状態では、戻しばね89の付勢力によって、連結ピストン87がシリンダ86bに収容され、連結ピストン88がシリンダ86cに収容される(図4(a))。これにより、ロッカアーム64とレバー84が互いに遮断され、フリーな状態になることによって、レバー84の動きは、ロッカアーム64には伝達されず、レバー84のみがEGRカム81によって駆動される。   With the above configuration, when no hydraulic pressure is supplied to the cylinder 86c, the connecting piston 87 is accommodated in the cylinder 86b and the connecting piston 88 is accommodated in the cylinder 86c by the urging force of the return spring 89 (FIG. 4A). )). As a result, the rocker arm 64 and the lever 84 are disconnected from each other and become free, so that the movement of the lever 84 is not transmitted to the rocker arm 64 and only the lever 84 is driven by the EGR cam 81.

一方、シリンダ86cに油圧が供給されると、この油圧により、連結ピストン87,88が戻しばね89の付勢力に抗してシリンダ86a側に移動することによって、連結ピストン87がシリンダ86aとシリンダ86bにまたがった状態で係合し、連結ピストン88がシリンダ86bとシリンダ86cにまたがった状態で係合する(図4(b))。これにより、レバー84とロッカアーム64が連結され、EGRカム81の動きがレバー84を介してロッカアーム64に伝達されることによって、排気弁13は、一定のリフトおよび一定のバルブタイミングで開閉される。   On the other hand, when the hydraulic pressure is supplied to the cylinder 86c, the connecting pistons 87 and 88 move toward the cylinder 86a against the urging force of the return spring 89 by this hydraulic pressure, so that the connecting piston 87 is moved to the cylinder 86a and the cylinder 86b. The connecting piston 88 is engaged in a state of straddling the cylinder 86b and the cylinder 86c (FIG. 4B). As a result, the lever 84 and the rocker arm 64 are connected, and the movement of the EGR cam 81 is transmitted to the rocker arm 64 via the lever 84, whereby the exhaust valve 13 is opened and closed with a constant lift and a constant valve timing.

また、シリンダヘッド3aには、複数のガイド壁3dが取り付けられている。図3に示すように、ガイド壁3dは、#1〜#4排気ポート8a〜8dのそれぞれの開口にその周方向の一部にわたって延びるとともに、燃焼室3b内に突出している。各ガイド壁3dは、吸気ポート4a側に配置されており、その長さは#1〜#4排気ポート8a〜8dの開口の半径よりも小さい。また、ガイド壁3dの突出高さは、排気弁13のリフトとほぼ同じであり、例えば2〜3mmに設定されている。   A plurality of guide walls 3d are attached to the cylinder head 3a. As shown in FIG. 3, the guide wall 3d extends over each of the openings of the # 1 to # 4 exhaust ports 8a to 8d over a part of the circumferential direction and protrudes into the combustion chamber 3b. Each guide wall 3d is disposed on the intake port 4a side, and its length is smaller than the radius of the openings of # 1 to # 4 exhaust ports 8a to 8d. The protruding height of the guide wall 3d is substantially the same as the lift of the exhaust valve 13, and is set to 2 to 3 mm, for example.

図5に示すように、ピストン3cの頂面には、凸部3eが形成されている。この凸部3eは、その中心が吸気弁12側になるように配置されている。また、凸部3eの吸気弁12側の縁部3gはほぼ直線状に形成されているのに対して、排気弁13側の縁部3hは、吸気弁12側にくぼんだ状態で湾曲している。   As shown in FIG. 5, a convex portion 3e is formed on the top surface of the piston 3c. The convex portion 3e is arranged so that the center thereof is on the intake valve 12 side. Further, the edge 3g on the intake valve 12 side of the convex portion 3e is formed in a substantially straight line, whereas the edge 3h on the exhaust valve 13 side is curved in a state of being recessed toward the intake valve 12 side. Yes.

以上の構成により、CI燃焼モードにおいて、EGR吸入機構80により排気弁13が開弁されると、排気通路5に排出された排ガスは、排気弁13を介して気筒C内に再吸入される。このとき、排ガスは、ガイド壁3dによって、排気弁13側の内壁に沿うように下方に案内されながら、気筒C内に吸入されるとともに、ピストン3cの凸部3eによって、吸入された排ガスの吸気弁12側への流出が阻止される。その結果、排ガスは、図1に実線Aで示すように気筒C内に流入する。これにより、気筒C内の排気弁13側には、より高温の排ガスによる高温ガス層T1が形成され、吸気弁12側には、より低温の新気による混合ガス層T2が形成されることによって、新気と排ガスが成層化される。   With the above configuration, when the exhaust valve 13 is opened by the EGR intake mechanism 80 in the CI combustion mode, the exhaust gas discharged to the exhaust passage 5 is re-intaken into the cylinder C via the exhaust valve 13. At this time, the exhaust gas is sucked into the cylinder C while being guided downward along the inner wall on the exhaust valve 13 side by the guide wall 3d, and the intake air of the exhaust gas sucked by the convex portion 3e of the piston 3c. Outflow to the valve 12 side is prevented. As a result, the exhaust gas flows into the cylinder C as indicated by the solid line A in FIG. As a result, a high-temperature gas layer T1 of higher-temperature exhaust gas is formed on the exhaust valve 13 side in the cylinder C, and a mixed gas layer T2 of lower-temperature fresh air is formed on the intake valve 12 side. New air and exhaust gas are stratified.

また、EGR吸入機構80によって排気弁13が開弁するのと同時に、その気筒Cに対して燃焼サイクルの位相が360°ずれた、排気行程にある気筒Cから、#1〜#4第1排気通路5a〜5dを介して圧力が導入される。例えば、#1気筒Cと#4気筒Cの位相が互いに360°ずれているため、#1気筒Cが吸気行程から圧縮行程の間にあるときに、#4気筒Cは、膨張行程から排気行程の間にある。このため、#1気筒Cに排ガスを再吸入する場合、#4気筒Cから排出される排ガスの圧力によって、#1気筒Cへの排ガスの再吸入を適切に行わせることができる。   Further, at the same time when the exhaust valve 13 is opened by the EGR intake mechanism 80, the first exhaust # 1 to # 4 is exhausted from the cylinder C in the exhaust stroke in which the phase of the combustion cycle is shifted by 360 ° with respect to the cylinder C. Pressure is introduced through the passages 5a to 5d. For example, because the phases of the # 1 cylinder C and the # 4 cylinder C are shifted from each other by 360 °, when the # 1 cylinder C is between the intake stroke and the compression stroke, the # 4 cylinder C is in the expansion stroke to the exhaust stroke. Between. For this reason, when the exhaust gas is re-inhaled into the # 1 cylinder C, the exhaust gas is properly re-inhaled into the # 1 cylinder C by the pressure of the exhaust gas discharged from the # 4 cylinder C.

図1に示すように、エンジン3はさらに、気筒Cに再吸入される排ガスを冷却するための新気供給機構90を備えている。この新気供給機構90は、吸気通路4内の新気を#1〜#4排気ポート8a〜8dに供給するための供給通路91と、供給通路91に上流側から順に設けられた過給機92およびクーラ93と、#1〜#4制御弁94a〜94dなどを備えている。供給通路91は、吸気通路4から分岐するとともに、下流側において#1〜#4排気ポート8a〜8dに接続されている。より詳細には、供給通路91の下流側の端部は#1〜#4分岐通路91a〜91dに分岐しており、これらの#1〜#4分岐通路91a〜91dがそれぞれ、#1〜#4排気ポート8a〜8dの各一方に臨んでいる。   As shown in FIG. 1, the engine 3 further includes a fresh air supply mechanism 90 for cooling the exhaust gas re-inhaled into the cylinder C. The fresh air supply mechanism 90 includes a supply passage 91 for supplying fresh air in the intake passage 4 to the # 1 to # 4 exhaust ports 8a to 8d, and a supercharger provided in the supply passage 91 in order from the upstream side. 92, a cooler 93, # 1 to # 4 control valves 94a to 94d, and the like. The supply passage 91 branches from the intake passage 4 and is connected to the # 1 to # 4 exhaust ports 8a to 8d on the downstream side. More specifically, the downstream end of the supply passage 91 is branched into # 1 to # 4 branch passages 91a to 91d, and these # 1 to # 4 branch passages 91a to 91d are respectively # 1 to # 4. It faces one of the four exhaust ports 8a to 8d.

過給機92は、供給通路91を流れる新気(以下「2次新気」という)を過給するものである。この過給による2次新気の過給圧は、#1〜#4排気ポート8a〜8d内の圧力よりも高くなるように、ECU2によって制御される。クーラ93は、過給された2次新気を冷却する。   The supercharger 92 supercharges fresh air flowing through the supply passage 91 (hereinafter referred to as “secondary fresh air”). The supercharging pressure of the secondary fresh air by this supercharging is controlled by the ECU 2 so as to be higher than the pressure in the # 1 to # 4 exhaust ports 8a to 8d. The cooler 93 cools the supercharged secondary fresh air.

#1〜#4制御弁94a〜94dは、#1〜#4分岐通路91a〜91dにそれぞれ設けられている。#1〜#4制御弁94a〜94dの開弁時間および開弁時期もまた、ECU2によって制御され、それにより、#1〜#4排気ポート8a〜8dに供給される2次新気の量(以下「2次新気量」という)GAIR2、および2次新気の噴射時期(以下「2次新気噴射時期」という)TAIR2が制御される。   The # 1 to # 4 control valves 94a to 94d are provided in the # 1 to # 4 branch passages 91a to 91d, respectively. The valve opening times and valve opening timings of the # 1 to # 4 control valves 94a to 94d are also controlled by the ECU 2, whereby the amount of secondary fresh air supplied to the # 1 to # 4 exhaust ports 8a to 8d ( GAIR2 (hereinafter referred to as “secondary fresh air amount”) and secondary fresh air injection timing (hereinafter referred to as “secondary fresh air injection timing”) TAIR2 are controlled.

また、エンジン3には、クランク角センサ21および気筒判別センサ30が設けられている。クランク角センサ21は、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるCKR信号およびTDC信号をECU2に出力する。   The engine 3 is provided with a crank angle sensor 21 and a cylinder discrimination sensor 30. The crank angle sensor 21 outputs a CKR signal and a TDC signal, which are pulse signals, to the ECU 2 as the crankshaft rotates.

CRK信号は、所定クランク角(例えば1°)ごとに出力される。ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。また、TDC信号は、いずれかの気筒Cにおいてピストン3cが吸気行程の開始時の上死点よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、本実施形態のようにエンジン3が4気筒の場合には、クランク角180゜ごとに出力される。また、気筒判別センサ30は、気筒Cを判別するためのパルス信号である気筒判別信号を、ECU2に出力する。   The CRK signal is output every predetermined crank angle (for example, 1 °). The ECU 2 calculates the engine speed (hereinafter referred to as “engine speed”) NE of the engine 3 based on the CRK signal. The TDC signal is a signal indicating that the piston 3c is in a predetermined crank angle position slightly before the top dead center at the start of the intake stroke in any cylinder C, as in the present embodiment. When the engine 3 has four cylinders, it is output every crank angle of 180 °. The cylinder discrimination sensor 30 outputs a cylinder discrimination signal, which is a pulse signal for discriminating the cylinder C, to the ECU 2.

吸気通路4には、上流側から順に、吸気温センサ22およびエアフローセンサ23が設けられている。吸気温センサ22は、吸気通路4内の温度(以下「吸気温」という)TAを検出し、その検出信号をECU2に出力する。エアフローセンサ23は、エンジン3に吸入される新気量GAIRを検出し、その検出信号をECU2に出力する。   An intake air temperature sensor 22 and an air flow sensor 23 are provided in the intake passage 4 in order from the upstream side. The intake air temperature sensor 22 detects a temperature TA (hereinafter referred to as “intake air temperature”) TA in the intake passage 4 and outputs a detection signal to the ECU 2. The air flow sensor 23 detects a fresh air amount GAIR sucked into the engine 3 and outputs a detection signal to the ECU 2.

排気通路5の#1〜#4第1排気通路5a〜5dにはそれぞれ、#1〜#4排気温センサ26〜29が設けられている。これらの#1〜#4排気温センサ26〜29は、#1〜#4第1排気通路5a〜5d内の温度(以下、それぞれ「#1〜#4排気温」という)TEX1〜TEX4をそれぞれ検出し、それらの検出信号をECU2に出力する。   The # 1 to # 4 first exhaust passages 5a to 5d of the exhaust passage 5 are provided with # 1 to # 4 exhaust temperature sensors 26 to 29, respectively. These # 1 to # 4 exhaust temperature sensors 26 to 29 respectively control the temperatures in the # 1 to # 4 first exhaust passages 5a to 5d (hereinafter referred to as "# 1 to # 4 exhaust temperatures") TEX1 to TEX4, respectively. The detected signals are output to the ECU 2.

また、ECU2には、水温センサ24から、エンジン3のシリンダブロック3f内を循環する冷却水の温度(以下「エンジン水温」という)TWをを表す検出信号が、アクセル開度センサ25から、車両のアクセルペダル(図示せず)の踏み込み量(以下「アクセル開度」という)APを表す検出信号が、それぞれ出力される。   Further, the ECU 2 receives a detection signal indicating a temperature TW (hereinafter referred to as “engine water temperature”) TW circulating from the water temperature sensor 24 in the cylinder block 3 f of the engine 3 from the accelerator opening sensor 25. Detection signals representing the amount of depression (hereinafter referred to as “accelerator opening”) AP of an accelerator pedal (not shown) are output.

ECU2は、CPU、RAM、ROMおよびI/Oインターフェース(いずれも図示せず)などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ECU2は、前述した各種のセンサ21〜30の検出信号などに応じて、エンジン3の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、エンジン3の燃焼モードを、SI燃焼モードまたはCI燃焼モードに決定する。また、ECU2は、決定した燃焼モードに応じて、燃焼制御処理や2次新気量制御処理などの各種の制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ECU2が、制御手段に相当する。   The ECU 2 is composed of a microcomputer including a CPU, a RAM, a ROM, an I / O interface (all not shown), and the like. The ECU 2 determines the operating state of the engine 3 according to the detection signals of the various sensors 21 to 30 described above, and sets the combustion mode of the engine 3 to the SI combustion mode or the CI combustion according to the determined operating state. Determine the mode. Further, the ECU 2 executes various control processes such as a combustion control process and a secondary fresh air amount control process in accordance with the determined combustion mode. In the present embodiment, the ECU 2 corresponds to a control unit.

図6は、上述した燃焼制御処理を示すフローチャートである。本処理は、TDC信号の発生に同期して実行される。本処理では、まずステップ1(「S1」と図示。以下同じ)において、環境条件フラグF_ENVが「1」であるか否かを判別する。この環境条件フラグF_ENVは、自己着火による燃焼に適した温度状態が燃焼室3b内に確保されていると判定されているときに「1」にセットされるものであり、吸気温TAおよびエンジン水温TWがそれぞれの所定温度以上のときに、そのような温度状態が確保されていると判定される。   FIG. 6 is a flowchart showing the combustion control process described above. This process is executed in synchronization with the generation of the TDC signal. In this process, first, in step 1 (illustrated as “S1”, the same applies hereinafter), it is determined whether or not the environmental condition flag F_ENV is “1”. This environmental condition flag F_ENV is set to “1” when it is determined that a temperature state suitable for combustion by self-ignition is secured in the combustion chamber 3b, and the intake air temperature TA and the engine water temperature are set. When TW is equal to or higher than each predetermined temperature, it is determined that such a temperature state is secured.

このステップ1の判別結果がNOのときには、自己着火に適した燃焼室3b内の温度状態が確保されていないとして、燃焼モードをSI燃焼モードに決定し、SI燃焼制御を実行した(ステップ3)後、本処理を終了する。   When the determination result in step 1 is NO, assuming that the temperature state in the combustion chamber 3b suitable for self-ignition is not secured, the combustion mode is determined as the SI combustion mode, and SI combustion control is executed (step 3). Then, this process is terminated.

一方、ステップ1の判別結果がYESのときには、エンジン3がCI燃焼を実行すべき運転領域(以下「HCCI領域」という)にあるか否かを判別する(ステップ2)。この判別は、図7に示すマップに基づき、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じて行われる。このマップでは、HCCI領域は、エンジン回転数NEが低〜中回転域にあり、かつ要求トルクPMCMDが低〜中負荷域にある運転領域に設定されている。   On the other hand, when the determination result in step 1 is YES, it is determined whether or not the engine 3 is in an operation region (hereinafter referred to as “HCCI region”) in which CI combustion is to be performed (step 2). This determination is made according to the engine speed NE and the required torque PMCMD based on the map shown in FIG. In this map, the HCCI region is set to an operation region in which the engine speed NE is in the low to medium rotation region and the required torque PMCMD is in the low to medium load region.

このステップ2の判別結果がNOで、エンジン3がHCCI領域にないときには、燃焼モードをSI燃焼モードに決定し、前記ステップ3でSI燃焼制御を実行した後、本処理を終了する。   If the determination result in step 2 is NO and the engine 3 is not in the HCCI region, the combustion mode is determined to be the SI combustion mode, and after performing SI combustion control in the step 3, the present process is terminated.

このSI燃焼制御は、以下のようにして行われる。まず、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって、燃料噴射量QINJを算出する。次に、エンジン回転数NEが所定値以下で、かつ要求トルクPMCMDが所定値以下のときには、燃料噴射量QINJの燃料を筒内燃料噴射弁10から気筒Cに噴射する。一方、それ以外のときには、燃料噴射量QINJに対して所定割合(例えば80%)の燃料をポート燃料噴射弁9から吸気ポート4aに噴射し、残りの割合の燃料を筒内燃料噴射弁10から気筒Cに噴射する。なお、要求トルクPMCMDは、エンジン回転数NEおよびアクセル開度APに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。   This SI combustion control is performed as follows. First, the fuel injection amount QINJ is calculated by searching a predetermined map (not shown) according to the engine speed NE and the required torque PMCMD. Next, when the engine speed NE is equal to or lower than a predetermined value and the required torque PMCMD is equal to or lower than the predetermined value, fuel of the fuel injection amount QINJ is injected from the in-cylinder fuel injection valve 10 into the cylinder C. On the other hand, at other times, a predetermined ratio (for example, 80%) of fuel is injected from the port fuel injection valve 9 to the intake port 4a with respect to the fuel injection amount QINJ, and the remaining ratio of fuel is injected from the in-cylinder fuel injection valve 10. Injection into the cylinder C. The required torque PMCMD is calculated by searching a predetermined map (not shown) according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP.

一方、ステップ2の判別結果がYESで、エンジン3がHCCI領域にあるときには、燃焼モードをCI燃焼モードに決定し、後述するCI燃焼制御を実行した(ステップ4)後、本処理を終了する。   On the other hand, if the determination result in step 2 is YES and the engine 3 is in the HCCI region, the combustion mode is determined to be the CI combustion mode, and after-mentioned CI combustion control is executed (step 4), the process is terminated.

なお、この燃焼制御処理では、前述したエンジン3の運転領域の判別結果に応じ、CI燃焼フラグF_STSが、CI燃焼モードのときに「2」に、SI燃焼モードからCI燃焼モードへの切換中に「1」に、それら以外のときに「0」に、それぞれセットされる。   In this combustion control process, the CI combustion flag F_STS is set to “2” in the CI combustion mode according to the determination result of the operation region of the engine 3 described above, while switching from the SI combustion mode to the CI combustion mode. Set to “1” and “0” otherwise.

図8は、このCI燃焼制御処理のサブルーチンを示している。本処理では、まずステップ11において、切換機構85を駆動し、レバー84とロッカアーム64を連結することによって、吸気行程において排気弁13を開弁可能な状態にする。   FIG. 8 shows a subroutine of this CI combustion control process. In this process, first, in step 11, the switching mechanism 85 is driven and the lever 84 and the rocker arm 64 are connected so that the exhaust valve 13 can be opened in the intake stroke.

次に、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じ、それぞれの所定のマップ(図示せず)を検索することによって、吸気行程中に噴射する燃料噴射量QINJおよび燃料噴射時期TINJをそれぞれ算出し(ステップ12,13)、本処理を終了する。この燃料噴射時期TINJは、クランク角CAで表される。上記のようにして算出された燃料噴射量QINJは、前述したSI燃焼モードにおける、低回転・低負荷以外の運転状態の場合と同様、ポート燃料噴射弁9および筒内燃料噴射弁10から所定割合に分けて噴射される。   Next, by searching respective predetermined maps (not shown) according to the engine speed NE and the required torque PMCMD, the fuel injection amount QINJ and the fuel injection timing TINJ to be injected during the intake stroke are respectively calculated ( Steps 12 and 13), this processing is terminated. This fuel injection timing TINJ is represented by a crank angle CA. The fuel injection amount QINJ calculated as described above is a predetermined ratio from the port fuel injection valve 9 and the in-cylinder fuel injection valve 10 in the above-described SI combustion mode in the operating state other than the low rotation and low load. It is injected separately.

図9は、前述した2次新気量制御処理を示すフローチャートである。本処理もまた、TDC信号の発生に同期して実行される。この2次新気量制御処理は、気筒判別信号に基づいて、気筒Cごとに行われる。以下では、説明の便宜上、これらを代表して#1気筒Cについて説明を行うものとする。本処理では、まずステップ41において、前述したCI燃焼フラグF_STSが「2」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、燃焼モードがCI燃焼モードのときには、後述するステップ44に進む。   FIG. 9 is a flowchart showing the secondary fresh air amount control process described above. This process is also executed in synchronization with the generation of the TDC signal. This secondary fresh air amount control process is performed for each cylinder C based on the cylinder discrimination signal. In the following, for convenience of description, the # 1 cylinder C will be described on behalf of these. In this process, first, in step 41, it is determined whether or not the above-described CI combustion flag F_STS is “2”. When the determination result is YES and the combustion mode is the CI combustion mode, the process proceeds to Step 44 described later.

一方、ステップ41の判別結果がNOのときには、CI燃焼フラグF_STSが「1」であるか否かを判別する(ステップ42)。この判別結果がNOのときには、2次新気の供給を行わないものとし、2次新気量GAIR2を値0にセットした(ステップ43)後、本処理を終了する。   On the other hand, when the determination result of step 41 is NO, it is determined whether or not the CI combustion flag F_STS is “1” (step 42). When the determination result is NO, it is assumed that the supply of secondary fresh air is not performed, and the secondary fresh air amount GAIR2 is set to 0 (step 43), and then this process is terminated.

一方、ステップ42の判別結果がYESで、SI燃焼モードからCI燃焼モードへの切換中のときには、ステップ44に進む。   On the other hand, if the decision result in the step 42 is YES and the switching from the SI combustion mode to the CI combustion mode is being performed, the process proceeds to a step 44.

このステップ44では、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じて、目標温度TEXCMDを算出する。次に、目標温度TEXCMDと#1排気温TEX1との差の絶対値(=|TEXCMD−TEX1|)が所定値TREF以上であるか否かを判別する(ステップ45)。   In step 44, the target temperature TEXCMD is calculated according to the engine speed NE and the required torque PMCMD. Next, it is determined whether or not the absolute value (= | TEXCMD−TEX1 |) of the difference between the target temperature TEXCMD and the # 1 exhaust temperature TEX1 is equal to or greater than a predetermined value TREF (step 45).

前述したように、燃焼時期が一旦ずれると、燃焼時期が早いために排ガスの温度が低下するという事象と、燃焼時期が遅いために排ガスの温度が上昇するという事象が、繰り返し現れる。このため、このステップ45の判別結果がYESで、|TEXCMD−TEX1|≧TREFのときには、燃焼時期が大きくずれているとして、#1排気温TEX1に応じ、図10に示すテーブルを検索することによって、2次新気量GAIR2を算出する(ステップ46)。このテーブルでは、2次新気量GIAR2は、#1排気温TEX1が高いほど、次回の圧縮行程における燃焼時期が遅くなりやすいため、それを補償すべくより小さな値に設定されている。   As described above, once the combustion timing is deviated, an event that the temperature of the exhaust gas decreases because the combustion timing is early, and an event that the temperature of the exhaust gas increases because the combustion timing is late appear repeatedly. Therefore, when the determination result in step 45 is YES and | TEXCMD−TEX1 | ≧ TREF, it is determined that the combustion timing is greatly shifted, and the table shown in FIG. 10 is searched according to # 1 exhaust temperature TEX1. A secondary fresh air amount GAIR2 is calculated (step 46). In this table, the secondary fresh air amount GIAR2 is set to a smaller value to compensate for the higher combustion temperature in the next compression stroke as the # 1 exhaust temperature TEX1 is higher.

次いで、2次新気噴射時期TAIR2を算出し(ステップ47)、本処理を終了する。この2次新気噴射時期TAIR2の算出処理については後述する。以上のようにして設定された2次新気噴射時期TAIR2に、2次新気量GAIR2に応じて#1制御弁94aを開弁することによって、#1排気ポート8aに供給される2次新気量GAIR2が制御される。   Next, the secondary fresh air injection timing TAIR2 is calculated (step 47), and this process is terminated. The calculation process of the secondary fresh air injection timing TAIR2 will be described later. By opening the # 1 control valve 94a according to the secondary fresh air amount GAIR2 at the secondary fresh air injection timing TAIR2 set as described above, the secondary fresh air supplied to the # 1 exhaust port 8a is opened. The volume GAIR2 is controlled.

また、#2〜#4気筒Cについても、上述した#1気筒Cの場合と同様にして、CI燃焼モード中またはCI燃焼モードへの切換中、前述したようにして算出した目標温度TEXCMDと#2〜#4排気温TEX2〜4との差の絶対値が所定値TREF以上のときに、#2〜#4排気温TEX2〜4に応じて2次新気量GAIR2が算出される。   For the # 2 to # 4 cylinders C, the target temperature TEXCMD calculated as described above during the CI combustion mode or switching to the CI combustion mode and # When the absolute value of the difference from 2 to # 4 exhaust temperature TEX2 to 4 is equal to or greater than a predetermined value TREF, the secondary fresh air amount GAIR2 is calculated according to # 2 to # 4 exhaust temperature TEX2 to 4.

一方、前記ステップ45の判別結果がNOで、|TEXCMD−TEX1|<TREFのときには、燃焼時期のずれが比較的小さいとして、2次新気の供給を行わないものとし、前記ステップ43において2次新気量GAIR2を値0にセットし、本処理を終了する。   On the other hand, if the determination result in step 45 is NO and | TEXCMD-TEX1 | <TREF, the difference in combustion timing is relatively small, and the secondary fresh air is not supplied. The fresh air amount GAIR2 is set to the value 0, and this process is terminated.

図11は、上述した2次新気噴射時期TAIR2の算出処理のサブルーチンを示している。本処理ではまず、ステップ51において、2次新気量GAIR2に応じ、所定のテーブル(図示せず)を検索することによって、2次新気噴射時期TAIR2を算出する。   FIG. 11 shows a subroutine for calculating the above-described secondary fresh air injection timing TAIR2. In this process, first, in step 51, a secondary fresh air injection timing TAIR2 is calculated by searching a predetermined table (not shown) according to the secondary fresh air amount GAIR2.

次に、算出した2次新気噴射時期TAIR2が、図12に示すリミット値TALMTよりも小さいか否かを判別する(ステップ52)。この判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。   Next, it is determined whether or not the calculated secondary fresh air injection timing TAIR2 is smaller than the limit value TALMT shown in FIG. 12 (step 52). When this determination result is NO, this process is terminated as it is.

一方、ステップ52の判別結果がYESで、TAIR2<TALMTのときには、リミット値TALMTを2次新気噴射時期TAIR2として設定し(ステップ53)、本処理を終了する。以上により、2次新気噴射時期TAIR2は、リミット値TALMTと排気上死点との間(図12のハッチングで示す領域)に設定され、この領域内のタイミングで2次新気が供給される。   On the other hand, if the decision result in the step 52 is YES and TAIR2 <TALMT, the limit value TALMT is set as the secondary fresh air injection timing TAIR2 (step 53), and this process is ended. As described above, the secondary fresh air injection timing TAIR2 is set between the limit value TALMT and the exhaust top dead center (a region indicated by hatching in FIG. 12), and the secondary fresh air is supplied at a timing within this region. .

次に、図14を参照しながら、CI燃焼モード中またはCI燃焼モードへの切換中において得られる吸気弁12および排気弁13などの動作をまとめて説明する。なお、以下の説明では、#1〜#4制御弁94a〜94dを制御弁94と総称するとともに、#1〜#4排気温TEX1〜TEX4を排気温TEXと総称する。まず、排気行程において、排気側動弁機構60によって排気弁13が開弁され、排ガスが排気通路5に排出される。   Next, the operations of the intake valve 12 and the exhaust valve 13 obtained during the CI combustion mode or during the switching to the CI combustion mode will be described together with reference to FIG. In the following description, # 1 to # 4 control valves 94a to 94d are collectively referred to as control valve 94, and # 1 to # 4 exhaust temperatures TEX1 to TEX4 are collectively referred to as exhaust temperature TEX. First, in the exhaust stroke, the exhaust valve 13 is opened by the exhaust side valve mechanism 60, and the exhaust gas is discharged to the exhaust passage 5.

その後、新気供給機構90によって制御弁94が開弁されることにより、2次新気が排気通路5に供給され、この2次新気によって、排気通路5に排出された排ガスが冷却される。   Thereafter, the control valve 94 is opened by the fresh air supply mechanism 90, whereby secondary fresh air is supplied to the exhaust passage 5, and the exhaust gas discharged into the exhaust passage 5 is cooled by the secondary fresh air. .

その後の吸気行程において、吸気側動弁機構40によって吸気弁12が開弁され、新気が気筒C内に吸入される。また、この吸気行程中に、ポート燃料噴射弁9および筒内燃料噴射弁10から気筒C内に燃料が供給され、この燃料が新気と混合されることによって、混合ガスが生成される。   In the subsequent intake stroke, the intake valve 12 is opened by the intake side valve mechanism 40 and fresh air is drawn into the cylinder C. Further, during this intake stroke, fuel is supplied from the port fuel injection valve 9 and the in-cylinder fuel injection valve 10 into the cylinder C, and this fuel is mixed with fresh air, thereby generating a mixed gas.

また、吸気行程の終期にEGR吸入機構80によって排気弁13が開弁されることによって、排気通路5内の排ガスが、高温ガスとして気筒C内に再吸入される(同図のハッチング)。以上のようにして生成された混合ガスおよび高温ガスは、ガイド壁3dおよび凸部3eによって、気筒C内で高温ガス層T1と混合ガス層T2に成層化される。高温ガス層T1は排気弁13側に分布し、混合ガス層T2は吸気弁12側に分布する。また、その後の圧縮行程において、高温ガス層T1および混合ガス層T2が自己着火により燃焼する。この燃焼は、より高温の高温ガス層T1から開始され、混合ガス層T2に至る。   Further, when the exhaust valve 13 is opened by the EGR intake mechanism 80 at the end of the intake stroke, the exhaust gas in the exhaust passage 5 is re-inhaled into the cylinder C as a high-temperature gas (hatching in the figure). The mixed gas and the high-temperature gas generated as described above are stratified into the high-temperature gas layer T1 and the mixed gas layer T2 in the cylinder C by the guide wall 3d and the protrusion 3e. The hot gas layer T1 is distributed on the exhaust valve 13 side, and the mixed gas layer T2 is distributed on the intake valve 12 side. Further, in the subsequent compression stroke, the high temperature gas layer T1 and the mixed gas layer T2 are combusted by self-ignition. This combustion is started from the higher temperature hot gas layer T1 and reaches the mixed gas layer T2.

図15は、これまでに説明した2次新気制御処理によって得られる動作例を示している。この例では、タイミングt1以前では、SI燃焼モードによる燃焼が行われており、この状態では、CI燃焼フラグF_STSは「0」にセットされている。このとき、2次新気量GAIR2は値0にセットされており(ステップ43)、それにより、#1〜#4排気ポート8a〜8dへの2次新気の供給は停止されている。この状態からCI燃焼モードへ切り換えられると(t1)、その切換に伴って、#1〜#4排気ポート8a〜8dに2次新気が供給される(ステップ46)。CI燃焼モードへの切換直後には、それまでのSI燃焼モードによる燃焼によって気筒Cの壁面温度がより高いため、2次新気量GAIR2はより大きな値に設定される。これにより、排気温TEX、ひいては高温ガスが冷却され、それに伴って気筒Cの壁面温度が低下する。これにより、圧縮行程における気筒C内の温度(圧縮温度)の過度な上昇を回避することができる。また、2次新気を供給することによって、壁面温度が徐々に低下する。   FIG. 15 shows an operation example obtained by the secondary fresh air control process described so far. In this example, the combustion in the SI combustion mode is performed before the timing t1, and in this state, the CI combustion flag F_STS is set to “0”. At this time, the secondary fresh air amount GAIR2 is set to a value of 0 (step 43), whereby the supply of secondary fresh air to the # 1 to # 4 exhaust ports 8a to 8d is stopped. When this state is switched to the CI combustion mode (t1), secondary fresh air is supplied to the # 1 to # 4 exhaust ports 8a to 8d (step 46). Immediately after switching to the CI combustion mode, the wall surface temperature of the cylinder C is higher due to the combustion in the SI combustion mode so far, so the secondary fresh air amount GAIR2 is set to a larger value. As a result, the exhaust gas temperature TEX and thus the high-temperature gas are cooled, and the wall surface temperature of the cylinder C is lowered accordingly. Thereby, an excessive increase in the temperature in the cylinder C (compression temperature) in the compression stroke can be avoided. Moreover, wall surface temperature falls gradually by supplying secondary fresh air.

その後、CI燃焼モードに完全に移行すると(t2)、CI燃焼フラグF_STSが「2」に切り換えられるとともに、排気温TEXに応じた2次新気制御が引き続き行われる。   Thereafter, when the mode completely shifts to the CI combustion mode (t2), the CI combustion flag F_STS is switched to “2”, and the secondary fresh air control corresponding to the exhaust gas temperature TEX is continued.

以上のように、本実施形態によれば、排気通路5に排出された高温ガスとしての排ガスを2次新気によって冷却するとともに、このときの2次新気量GAIR2を排気温TEXに応じて制御するので、その後の圧縮行程における気筒C内の温度を実際の燃焼時期に応じて適切に制御でき、CI燃焼モードにおける燃焼時期を適切に制御することができる。これにより、燃焼サイクル間における燃焼時期のばらつきを抑制することができる。さらに、気筒Cごとに2次新気量GAIR2を制御するので、気筒C間における燃焼時期のばらつきも抑制することができる。   As described above, according to the present embodiment, the exhaust gas as the high-temperature gas discharged to the exhaust passage 5 is cooled by the secondary fresh air, and the secondary fresh air amount GAIR2 at this time is changed according to the exhaust temperature TEX. Since the control is performed, the temperature in the cylinder C in the subsequent compression stroke can be appropriately controlled according to the actual combustion timing, and the combustion timing in the CI combustion mode can be appropriately controlled. Thereby, the dispersion | variation in the combustion time between combustion cycles can be suppressed. Furthermore, since the secondary fresh air amount GAIR2 is controlled for each cylinder C, the variation in the combustion timing among the cylinders C can also be suppressed.

また、排気温TEXが低く、実際の燃焼時期が低いほど、2次新気量GAIR2を減少側に制御するので、その後の圧縮行程における燃焼温度を高めることができる。これにより、燃焼時期が早くなったり遅くなったりするという事象を回避することができ、したがって、燃焼時期のばらつきを抑制することができる。   Further, as the exhaust temperature TEX is lower and the actual combustion timing is lower, the secondary fresh air amount GAIR2 is controlled to decrease, so that the combustion temperature in the subsequent compression stroke can be increased. As a result, it is possible to avoid an event that the combustion timing is advanced or delayed, and therefore, variation in the combustion timing can be suppressed.

さらに、SI燃焼モードからCI燃焼モードへの切換中に、2次新気を供給し、高温ガスを冷却するので、自己着火による気筒C内の温度の過度な上昇を回避することができる。その結果、CI燃焼モードへの切換中においても、燃焼時期のばらつきを抑制することができる。   Furthermore, during the switching from the SI combustion mode to the CI combustion mode, secondary fresh air is supplied and the high-temperature gas is cooled, so that an excessive increase in the temperature in the cylinder C due to self-ignition can be avoided. As a result, variation in combustion timing can be suppressed even during switching to the CI combustion mode.

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、低温ガスとして、新気を用いているが、これに代えて、フィルタ14よりも下流側のより低温の排ガスを用いてもよい。また、実施形態では、気筒C内の新気および高温ガスの燃焼時期を表すパラメータとして、排気温TEXを用いているが、これに代えて、燃焼時期を表す他のパラメータ、例えば検出された筒内圧に基づいて求められた筒内圧のピーク値や最大変化量を示すタイミングや、点火プラグに印加される電圧に応じたイオン電流の推移を用いてもよい。   In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, in the embodiment, fresh air is used as the low-temperature gas, but instead, colder exhaust gas downstream from the filter 14 may be used. In the embodiment, the exhaust gas temperature TEX is used as a parameter indicating the combustion timing of fresh air and high-temperature gas in the cylinder C. Instead, another parameter indicating the combustion timing, for example, a detected cylinder is used. You may use the transition of the ionic current according to the timing which shows the peak value and maximum variation | change_quantity of the cylinder pressure calculated | required based on internal pressure, and the voltage applied to a spark plug.

また、実施形態では、2次新気量GAIR2の算出を、対応する気筒Cから排出された排気温TEXにのみ応じて行っているが、これに加えて、360°位相の異なる気筒から排出された排気温に応じて行ってもよい。具体的には、#1気筒Cに吸入される2次新気量GAIR2を算出する際には、#1排気温TEX1に加え、#4気筒Cから排出された#4排気温TEX4に応じて、2次新気量GAIR2を算出してもよい。これは、#4気筒Cから排出された排ガスの温度が低いと、排ガスの圧力も低くなり、#1気筒Cに再吸入される高温ガスが減少することから、気筒内の温度が低下しやすいためである。このため、#4気筒Cからの#4排気温TEX4が低いほど、#1気筒Cに吸入される2次新気量GIAR2を減少側に算出することによって、#1気筒C内の温度を適切に制御することができる。   In the embodiment, the calculation of the secondary fresh air amount GAIR2 is performed only in accordance with the exhaust temperature TEX exhausted from the corresponding cylinder C. In addition to this, the secondary fresh air amount GAIR2 is exhausted from a cylinder having a 360 ° phase difference. Depending on the exhaust temperature. Specifically, when calculating the secondary fresh air amount GAIR2 sucked into the # 1 cylinder C, in addition to the # 1 exhaust temperature TEX1, according to the # 4 exhaust temperature TEX4 discharged from the # 4 cylinder C The secondary fresh air amount GAIR2 may be calculated. This is because if the temperature of the exhaust gas discharged from the # 4 cylinder C is low, the pressure of the exhaust gas also decreases, and the hot gas re-inhaled into the # 1 cylinder C decreases, so the temperature in the cylinder tends to decrease. Because. For this reason, the lower the # 4 exhaust temperature TEX4 from the # 4 cylinder C, the lower the secondary fresh air amount GIAR2 sucked into the # 1 cylinder C, thereby reducing the temperature in the # 1 cylinder C appropriately. Can be controlled.

さらに、実施形態では、気筒C内への2次新気の供給を、新気供給機構90により、#1〜#4排気ポート8a〜8dを介して行っているが、これに限らず、他の新気供給機構により、気筒C内に直接、噴射することによって行ってもよい。また、実施形態では、EGR吸入機構80は、排気弁13のバルブタイミングを変更不能なものであるが、これを変更可能に構成してもよい。   Furthermore, in the embodiment, the supply of secondary fresh air into the cylinder C is performed by the fresh air supply mechanism 90 via the # 1 to # 4 exhaust ports 8a to 8d. This may be performed by injecting directly into the cylinder C by the fresh air supply mechanism. Further, in the embodiment, the EGR suction mechanism 80 cannot change the valve timing of the exhaust valve 13, but may be configured to be able to change this.

さらには、実施形態は、本発明を車両に搭載されたガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ガソリンエンジン以外のディーゼルエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。   Further, the embodiment is an example in which the present invention is applied to a gasoline engine mounted on a vehicle, but the present invention is not limited to this, and may be applied to various engines such as a diesel engine other than a gasoline engine. In addition, the present invention is also applicable to engines other than those for vehicles, for example, engines for marine propulsion devices such as outboard motors having a crankshaft arranged vertically. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.

1 制御装置
2 ECU(制御手段)
3 エンジン
5 排気通路
12 吸気弁
13 排気弁
26 #1排気温センサ(燃焼時期パラメータ取得手段)
27 #2排気温センサ(燃焼時期パラメータ取得手段)
28 #3排気温センサ(燃焼時期パラメータ取得手段)
29 #4排気温センサ(燃焼時期パラメータ取得手段)
40 吸気側動弁機構
80 EGR吸入機構(排ガス吸入機構および低温ガス供給機構)
90 新気供給機構(低温ガス供給機構)
C 気筒
TEX 排気温(燃焼時期パラメータ)
GAIR2 2次新気量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control apparatus 2 ECU (control means)
3 Engine 5 Exhaust passage 12 Intake valve 13 Exhaust valve 26 # 1 Exhaust temperature sensor (combustion timing parameter acquisition means)
27 # 2 exhaust temperature sensor (combustion timing parameter acquisition means)
28 # 3 exhaust temperature sensor (combustion timing parameter acquisition means)
29 # 4 exhaust temperature sensor (combustion timing parameter acquisition means)
40 Intake side valve mechanism 80 EGR intake mechanism (exhaust gas intake mechanism and low temperature gas supply mechanism)
90 New air supply mechanism (low temperature gas supply mechanism)
C cylinder TEX exhaust temperature (combustion timing parameter)
GAIR2 secondary fresh air volume

Claims (2)

燃焼モードとして、混合気を圧縮着火によって燃焼させる圧縮着火燃焼モードを有するとともに、当該圧縮着火燃焼モードにおいて内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
吸気行程中に吸気弁を開閉することによって、前記気筒内に新気を吸入する吸気側動弁機構と、
前記吸気行程の終期から圧縮行程にかけて排気弁を開閉することによって、排気通路に排出された排ガスを、高温ガスとして前記気筒内に再度、吸入するための排ガス吸入機構と、
前記高温ガスを冷却するために、当該高温ガスよりも温度が低い低温ガスを前記気筒内に供給するための低温ガス供給機構と、
前記気筒内に吸入された新気および高温ガスの燃焼時期を表す燃焼時期パラメータを取得する燃焼時期パラメータ取得手段と、
当該取得された燃焼時期パラメータによって表される前記燃焼時期が早いほど、前記低温ガス供給機構によって供給される低温ガス量を減少側に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
As a combustion mode, it has a compression ignition combustion mode in which an air-fuel mixture is combusted by compression ignition, and a control device for an internal combustion engine that controls the internal combustion engine in the compression ignition combustion mode,
An intake side valve mechanism that draws fresh air into the cylinder by opening and closing the intake valve during the intake stroke;
An exhaust gas intake mechanism for opening and closing the exhaust valve from the end of the intake stroke to the compression stroke so that the exhaust gas discharged into the exhaust passage is again taken into the cylinder as a high-temperature gas;
A low temperature gas supply mechanism for supplying a low temperature gas having a temperature lower than that of the high temperature gas into the cylinder in order to cool the high temperature gas;
Combustion timing parameter acquisition means for acquiring a combustion timing parameter representing the combustion timing of fresh air and hot gas sucked into the cylinder;
Control means for controlling the amount of low-temperature gas supplied by the low-temperature gas supply mechanism to a decreasing side as the combustion time represented by the acquired combustion time parameter is earlier;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記内燃機関は、前記燃焼モードとして、混合気を火花点火によって燃焼させる火花点火燃焼モードをさらに有し、
前記制御手段は、前記燃焼モードが前記火花点火燃焼モードから前記圧縮着火燃焼モードに切り換えられているときに、前記低温ガス量を制御することを特徴とする、請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
The internal combustion engine further has, as the combustion mode, a spark ignition combustion mode in which an air-fuel mixture is combusted by spark ignition,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the control unit controls the amount of the low temperature gas when the combustion mode is switched from the spark ignition combustion mode to the compression ignition combustion mode. Control device.
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