JP2013160182A - Internal combustion engine control device - Google Patents

Internal combustion engine control device Download PDF

Info

Publication number
JP2013160182A
JP2013160182A JP2012024338A JP2012024338A JP2013160182A JP 2013160182 A JP2013160182 A JP 2013160182A JP 2012024338 A JP2012024338 A JP 2012024338A JP 2012024338 A JP2012024338 A JP 2012024338A JP 2013160182 A JP2013160182 A JP 2013160182A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
secondary air
exhaust
cylinder
valve
exhaust port
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
JP2012024338A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Hatamura
耕一 畑村
Junichi Takanashi
淳一 高梨
Tatsuya Kuboyama
達也 窪山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HATAMURA ENGINE RES OFFICE
HATAMURA ENGINE RESEARCH OFFICE
IDAJ CO Ltd
Honda Motor Co Ltd
Chiba University NUC
Original Assignee
HATAMURA ENGINE RES OFFICE
HATAMURA ENGINE RESEARCH OFFICE
IDAJ CO Ltd
Honda Motor Co Ltd
Chiba University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HATAMURA ENGINE RES OFFICE, HATAMURA ENGINE RESEARCH OFFICE, IDAJ CO Ltd, Honda Motor Co Ltd, Chiba University NUC filed Critical HATAMURA ENGINE RES OFFICE
Priority to JP2012024338A priority Critical patent/JP2013160182A/en
Publication of JP2013160182A publication Critical patent/JP2013160182A/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine control device capable of improving efficiency of scavenging redidual gas in a cylinder when secondary air is supplied to an exhaust system, and thereby capable of suppressing occurrence of knocking and also capable of improving combustion efficiency, generated output power, and fuel consumptions.SOLUTION: A control device 1 for an internal combustion engine 3 includes a secondary air supply device 30 and an ECU2. The secondary air supply device 30 jets the secondary air to a first exhaust port 9d toward the interior of a cylinder 3a in the direction away from a second exhaust port 9e. In order to scavenge the residual gas in the cylinder 3a, the ECU2 controls the secondary air supply device 30 so as to supply the secondary air to the first exhaust port 9d at the end of an opening-valve period of two exhaust valves 5, 5 (step 10 to 21).

Description

本発明は、2次空気を内燃機関の排気系に供給する2次空気供給装置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 a secondary air supply device that supplies secondary air to an exhaust system of the internal combustion engine.

従来、内燃機関の制御装置として、特許文献1に記載されたものが知られている。この内燃機関は、4気筒タイプのものであり、その排気通路内に2次空気を供給する2次空気供給装置と、排ガスを浄化するための排ガス浄化触媒とを備えている。この2次空気供給装置は、4つのノズルを備えており、2次空気供給装置の動作中、これらの4つのノズルによって、2次空気が排気通路の4つの排気分岐通路内にそれぞれ供給される。   Conventionally, what was described in patent document 1 is known as a control apparatus of an internal combustion engine. This internal combustion engine is of a four-cylinder type and includes a secondary air supply device that supplies secondary air into an exhaust passage thereof, and an exhaust gas purification catalyst for purifying exhaust gas. The secondary air supply device includes four nozzles. During operation of the secondary air supply device, secondary air is supplied into the four exhaust branch passages of the exhaust passage by the four nozzles, respectively. .

この制御装置では、内燃機関の冷間始動時、内燃機関の暖機を促進するために、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に制御される。それと同時に、排ガス浄化触媒の活性化と排ガス浄化を促進するために、2次空気の供給制御が気筒ごとに実行される。すなわち、2次空気供給装置を駆動することにより、そのノズルから排気通路の排気分岐通路に、気筒内に逆流しないようなタイミングで、2次空気が噴射される。それにより、排ガスの空燃比がリーン側に制御されることで、排ガス浄化触媒の活性化と排ガス浄化が促進される。   In this control device, when the internal combustion engine is cold started, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is controlled to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio in order to promote warm-up of the internal combustion engine. At the same time, secondary air supply control is performed for each cylinder in order to promote activation of the exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification. That is, by driving the secondary air supply device, the secondary air is injected from the nozzle into the exhaust branch passage of the exhaust passage at a timing that does not flow back into the cylinder. Thereby, the activation of the exhaust gas purification catalyst and the exhaust gas purification are promoted by controlling the air-fuel ratio of the exhaust gas to the lean side.

特許第4411927号公報Japanese Patent No. 4411927

一般に、内燃機関では、混合気の燃焼によって気筒内に発生した燃焼ガスおよび未燃ガス(以下「筒内ガス」という)は、排気行程で排気弁および排気ポートを介して気筒外に排出されるものの、十分に排出されることなく、残留ガスとして気筒内に残留しやすい。そのため、気筒内の残留ガスの掃気手法として、吸気弁および排気弁が同時に開弁状態となるバルブオーバーラップ期間を設けるとともに、吸気ポートの圧力を排気ポートの圧力よりも高く設定し、空気をバルブオーバーラップ期間中に気筒内に導入する手法が知られている。   In general, in an internal combustion engine, combustion gas and unburned gas (hereinafter referred to as “in-cylinder gas”) generated in the cylinder by combustion of the air-fuel mixture are discharged outside the cylinder through an exhaust valve and an exhaust port in the exhaust stroke. However, it does not exhaust sufficiently and tends to remain in the cylinder as residual gas. Therefore, as a method of scavenging the residual gas in the cylinder, a valve overlap period is set in which the intake valve and the exhaust valve are simultaneously opened, the intake port pressure is set higher than the exhaust port pressure, and the air is A method of introducing the cylinder into the cylinder during the overlap period is known.

しかし、このような掃気手法では、残留ガスを気筒内から効率よく掃気するのは困難であり、結果的に、残留ガスがある程度、気筒内に生じてしまう。特に、排気圧が吸気圧よりも高くなる条件のとき、例えば、内燃機関がターボチャージャ付きで、加速中の過渡運転条件状態にあるときには、上記掃気手法では、残留ガスを掃気することはできない。このように気筒内に残留ガスが発生した場合、それに起因して、筒内温度が上昇することにより、ノッキングが発生しやすくなる。また、ノッキングを回避しようとした場合、燃焼効率が低下し、内燃機関の発生出力および燃費の低下を招いてしまう。上記特許文献1の制御装置の場合、上述した2次空気の供給制御によって、排ガス浄化触媒の活性化と排ガス浄化を促進することは可能であるものの、気筒内の残留ガスを掃気することはできず、そのため、気筒内の残留ガスが発生することで、上述した問題が発生してしまう。   However, with such a scavenging technique, it is difficult to efficiently scavenge the residual gas from the cylinder, and as a result, a certain amount of residual gas is generated in the cylinder. In particular, when the exhaust pressure is higher than the intake pressure, for example, when the internal combustion engine is equipped with a turbocharger and is in a transient operating condition state during acceleration, the scavenging method cannot scavenge residual gas. When residual gas is generated in the cylinder as described above, knocking is likely to occur due to an increase in the in-cylinder temperature. Further, when knocking is to be avoided, the combustion efficiency is lowered, and the generated output and fuel consumption of the internal combustion engine are reduced. In the case of the control device disclosed in Patent Document 1, activation of the exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification can be promoted by the above-described secondary air supply control, but residual gas in the cylinder can be scavenged. Therefore, the above-described problem occurs due to the generation of residual gas in the cylinder.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、2次空気を排気系に供給する場合において、気筒内の残留ガスの掃気効率を向上させることができ、それにより、ノッキングの発生を抑制できるとともに、燃焼効率、発生出力および燃費をいずれも向上させ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 the above-described problems, and in the case of supplying secondary air to the exhaust system, it is possible to improve the scavenging efficiency of residual gas in the cylinder, thereby preventing occurrence of knocking. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can suppress the combustion efficiency, the generated output, and the fuel consumption.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、2つの排気ポート(第1および第2排気ポート9d,9e)をそれぞれ開閉する2つの排気弁5,5と吸気弁4とを気筒3aごとに有する内燃機関3の制御装置1であって、2つの排気弁5,5の一方が開閉する2つの排気ポートの一方(第1排気ポート9d)に対し、気筒3a内に向かって、2つの排気ポートの他方(第2排気ポート9e)から遠ざかる方向に2次空気を供給する2次空気供給装置30と、気筒3a内の残留ガスを掃気するために、2つの排気弁5,5の開弁期間の終期において2次空気を一方の排気ポート(第1排気ポート9d)に供給するように、2次空気供給装置30を制御する2次空気制御手段(ECU2、ステップ10〜21)と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is a cylinder having two exhaust valves 5 and 5 and an intake valve 4 for opening and closing two exhaust ports (first and second exhaust ports 9d and 9e), respectively. A control device 1 for an internal combustion engine 3 provided for each 3a, and toward one of the two exhaust ports (first exhaust port 9d) where one of the two exhaust valves 5 and 5 opens and closes toward the inside of the cylinder 3a, A secondary air supply device 30 that supplies secondary air in a direction away from the other of the two exhaust ports (second exhaust port 9e), and two exhaust valves 5, 5 for scavenging residual gas in the cylinder 3a. Secondary air control means (ECU2, steps 10 to 21) for controlling the secondary air supply device 30 so as to supply secondary air to one exhaust port (first exhaust port 9d) at the end of the valve opening period And characterized by comprising .

この内燃機関の制御装置によれば、気筒内の残留ガスを掃気するために、2つの排気弁の開弁期間の終期において2次空気を2つの排気ポートの一方に供給するように、2次空気供給装置が制御される。それにより、この2次空気供給装置によって、2つの排気弁の一方が開閉する2つの排気ポートの一方に対し、気筒内に向かって、他方の排気ポートから遠ざかる方向に2次空気が供給されるので、2次空気は、一方の排気弁によって開放されている一方の排気ポートから気筒内に流入する。その際、排気弁の開弁期間の終期では、ピストンが上死点付近に位置しているので、2次空気は、ピストンの頂面および気筒の内壁に沿って吸気弁側に流れた後、他方の排気弁側に流れる。そして、他方の排気弁によって開放されている他方の排気ポートを介して、排気通路側に流れ出る。   According to this control device for an internal combustion engine, in order to scavenge residual gas in the cylinder, the secondary air is supplied to one of the two exhaust ports at the end of the opening period of the two exhaust valves. The air supply device is controlled. As a result, the secondary air is supplied to one of the two exhaust ports, in which one of the two exhaust valves is opened and closed, in the direction away from the other exhaust port by the secondary air supply device. Therefore, the secondary air flows into the cylinder from one exhaust port opened by one exhaust valve. At that time, since the piston is located near the top dead center at the end of the exhaust valve opening period, the secondary air flows to the intake valve side along the top surface of the piston and the inner wall of the cylinder. It flows to the other exhaust valve side. And it flows out to the exhaust passage side through the other exhaust port opened by the other exhaust valve.

以上のように、気筒内に流れ込んだ2次空気は、一方の排気弁の付近、吸気弁の付近および他方の排気弁の付近の順に気筒内を循環した後、他方の排気ポートから排気通路に流れ出るので、この2次空気によって、気筒内の残留ガスを効率よく掃気することができ、残留ガスの掃気効率を向上させることができる。それにより、残留ガスの掃気効率を向上させることができることによって、ノッキングの発生を抑制できる。また、燃焼効率を向上させることができ、内燃機関の発生出力および燃費を向上させることができる。これに加えて、2次空気が残留ガスととも排気通路側に流れ、排ガスの空燃比がリーン側になるので、その分、気筒内の混合気の空燃比をよりリッチ側に制御でき、それにより、ノッキングの発生をさらに抑制できる。その結果、混合気の圧縮比をより高く設定することができることによって、燃焼効率をさらに向上させることができ、内燃機関の発生出力および燃費をさらに向上させることができる。   As described above, the secondary air flowing into the cylinder circulates in the vicinity of one exhaust valve, the vicinity of the intake valve, and the vicinity of the other exhaust valve, and then enters the exhaust passage from the other exhaust port. Since it flows out, the residual gas in the cylinder can be efficiently scavenged by the secondary air, and the scavenging efficiency of the residual gas can be improved. Thereby, scavenging efficiency of the residual gas can be improved, so that occurrence of knocking can be suppressed. Further, the combustion efficiency can be improved, and the generated output and fuel consumption of the internal combustion engine can be improved. In addition to this, the secondary air flows to the exhaust passage side together with the residual gas, and the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes the lean side, so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder can be controlled to the richer side accordingly, Thus, the occurrence of knocking can be further suppressed. As a result, since the compression ratio of the air-fuel mixture can be set higher, the combustion efficiency can be further improved, and the generated output and fuel consumption of the internal combustion engine can be further improved.

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、気筒3aの天壁の、一方の排気ポート(第1排気ポート9d)の開口と他方の排気ポート(第2排気ポート9e)の開口との間の部位には、2次空気を吸気弁4側に案内する案内部(案内壁3e)が設けられてい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 opening of one exhaust port (first exhaust port 9d) and the other exhaust port (first exhaust port) of the top wall of the cylinder 3a. 2 is provided with a guide portion (guide wall 3e) for guiding the secondary air to the intake valve 4 side.

この内燃機関の制御装置によれば、気筒の天壁の、一方の排気ポートの開口と他方の排気ポートの開口との間の部位には、2次空気を吸気弁側に案内する案内部が設けられているので、一方の排気ポートの開口から気筒内に流入した2次空気を、他方の排気ポートの開口側に流れるのを阻止しながら、吸気弁側に確実に案内することができ、残留ガスの掃気効率をより一層、向上させることができる。その結果、ノッキングの発生をより一層、向上させることができ、燃焼効率、発生出力および燃費をいずれもより一層、向上させることができる。   According to this control device for an internal combustion engine, a guide portion for guiding secondary air to the intake valve side is provided at a portion of the top wall of the cylinder between the opening of one exhaust port and the opening of the other exhaust port. Since it is provided, the secondary air flowing into the cylinder from the opening of one exhaust port can be reliably guided to the intake valve side while preventing the secondary air from flowing to the opening side of the other exhaust port, The scavenging efficiency of the residual gas can be further improved. As a result, the occurrence of knocking can be further improved, and the combustion efficiency, generated output, and fuel consumption can be further improved.

本発明の一実施形態に係る制御装置の構成およびこれを適用した内燃機関の構成の一部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a part of structure of the control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, and the structure of the internal combustion engine to which this is applied. 内燃機関の概略構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically schematic structure of an internal combustion engine. 各気筒における吸気ポート、排気ポートおよび空気制御弁の配置を平面的に見た透視図である。FIG. 5 is a perspective view of the arrangement of intake ports, exhaust ports, and air control valves in each cylinder when viewed in plan. 各気筒の2つの排気ポートの開口付近をピストン側から見た図である。It is the figure which looked at the opening vicinity of two exhaust ports of each cylinder from the piston side. 2次空気供給装置による残留ガスの掃気動作を説明するための透視図である。It is a perspective view for demonstrating the scavenging operation | movement of the residual gas by a secondary air supply apparatus. 吸気弁および排気弁のバルブリフト曲線と、空気制御弁の開弁期間を示す図である。It is a figure which shows the valve lift curve of an intake valve and an exhaust valve, and the valve opening period of an air control valve. 2次過給制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a secondary supercharging control process. 2次空気制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a secondary air control process.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。図1に示すように、本発明の制御装置1は、ECU2を備えており、後述するように、このECU2によって、内燃機関(以下「エンジン」という)3における各種の制御処理が実行される。   Hereinafter, an internal combustion engine control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the control device 1 of the present invention includes an ECU 2, and various control processes in an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 are executed by the ECU 2 as will be described later.

エンジン3は、図1および図2に示すように、4組の気筒3aおよびピストン3b(1つのみ図示)を有する直列4気筒ガソリンエンジンであり、図示しない車両に搭載されている。なお、以下の説明では、4つの気筒3aを適宜、図2の上側から下側に向かって順に「1〜4番気筒3a」と呼ぶ。このエンジン3は、気筒3aごとに設けられた2つの吸気弁4,4(1つのみ図示)と、気筒3aごとに設けられた2つの排気弁5,5(1つのみ図示)を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the engine 3 is an in-line four-cylinder gasoline engine having four sets of cylinders 3a and pistons 3b (only one is shown), and is mounted on a vehicle (not shown). In the following description, the four cylinders 3a are appropriately referred to as “first to fourth cylinders 3a” in order from the upper side to the lower side in FIG. The engine 3 includes two intake valves 4 and 4 (only one is shown) provided for each cylinder 3a, and two exhaust valves 5 and 5 (only one is shown) provided for each cylinder 3a. Yes.

これらの吸気弁4および排気弁5は、クランクシャフト3dの回転に伴い、図示しない動弁機構によって駆動され、それにより、図6に示すバルブリフト曲線で開閉する。同図に示すように、このエンジン3の場合、吸気弁4,4および排気弁5,5が同時に開弁状態となるバルブオーバーラップ期間を有しており、このバルブオーバーラップ期間は、吸気行程開始時のTDC位置の前後の所定クランク角位置を始点および終点とするように設定されている。   The intake valve 4 and the exhaust valve 5 are driven by a valve operating mechanism (not shown) as the crankshaft 3d rotates, and thereby open and close with a valve lift curve shown in FIG. As shown in the figure, the engine 3 has a valve overlap period in which the intake valves 4, 4 and the exhaust valves 5, 5 are simultaneously open. This valve overlap period is the intake stroke. A predetermined crank angle position before and after the TDC position at the start is set as a start point and an end point.

また、同図に示すように、バルブオーバーラップ期間中、クランク角CAが所定値CA1(一定値)のときに、吸気弁4のリフトと排気弁5のリフトが互いに同じ値になるように構成されている。この場合、後述する2次空気制御処理では、2次空気によって気筒3a内の残留ガスが吸気通路8側に吹き戻されるのを防止するために、後述する空気制御弁35の閉弁タイミングが、クランク角CAがこの所定値CA1にあるときに設定されている。そのため、以下の説明では、この所定値CA1を「所定閉弁角CA1」という。   Further, as shown in the figure, during the valve overlap period, when the crank angle CA is a predetermined value CA1 (a constant value), the lift of the intake valve 4 and the lift of the exhaust valve 5 are configured to be the same value. Has been. In this case, in the secondary air control process described later, in order to prevent the residual gas in the cylinder 3a from being blown back to the intake passage 8 side by the secondary air, the valve closing timing of the air control valve 35 described later is It is set when the crank angle CA is at the predetermined value CA1. Therefore, in the following description, the predetermined value CA1 is referred to as “predetermined valve closing angle CA1”.

また、エンジン3には、点火プラグ6、燃料噴射弁7およびクランク角センサ20が設けられている。点火プラグ6は、気筒3aごとに設けられており(1つのみ図示)、気筒3aの天壁の中央部において燃焼室内に臨むように、シリンダヘッド3cに取り付けられている。点火プラグ6は、ECU2に電気的に接続されており、ECU2により、後述するエンジン回転数NEおよびアクセル開度APなどの各種の運転状態パラメータに応じて、点火プラグ6の放電タイミングが制御される。すなわち点火時期制御が実行される。   The engine 3 is provided with a spark plug 6, a fuel injection valve 7, and a crank angle sensor 20. The spark plug 6 is provided for each cylinder 3a (only one is shown), and is attached to the cylinder head 3c so as to face the combustion chamber at the center of the top wall of the cylinder 3a. The spark plug 6 is electrically connected to the ECU 2, and the discharge timing of the spark plug 6 is controlled by the ECU 2 in accordance with various operating state parameters such as an engine speed NE and an accelerator pedal opening AP, which will be described later. . That is, ignition timing control is executed.

さらに、燃料噴射弁7も、気筒3aごとに設けられており(1つのみ図示)、各気筒3aの燃焼室内に燃料を直接噴射するように、シリンダヘッド3cに取り付けられている。すなわち、エンジン3は直噴エンジンとして構成されている。燃料噴射弁7は、ECU2に電気的に接続されており、ECU2により、エンジン回転数NE、後述する吸気圧PBおよびアクセル開度APなどの各種の運転状態パラメータに応じて、燃料噴射弁7による燃料の噴射量および噴射時期が制御される。すなわち燃料噴射制御が実行される。   Further, a fuel injection valve 7 is also provided for each cylinder 3a (only one is shown), and is attached to the cylinder head 3c so as to inject fuel directly into the combustion chamber of each cylinder 3a. That is, the engine 3 is configured as a direct injection engine. The fuel injection valve 7 is electrically connected to the ECU 2, and the ECU 2 controls the fuel injection valve 7 according to various operating state parameters such as an engine speed NE, an intake pressure PB and an accelerator pedal opening AP, which will be described later. The fuel injection amount and injection timing are controlled. That is, fuel injection control is executed.

一方、クランク角センサ20は、マグネットロータおよびMREピックアップで構成されており、クランクシャフト3dの回転に伴い、いずれもパルス信号であるCRK信号およびTDC信号をECU2に出力する。このCRK信号は、クランク角1゜ごとに1パルスが出力され、ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の機関回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。また、TDC信号は、各気筒3aのピストン3bが吸気行程のTDC位置よりも若干、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、所定クランク角ごとに1パルスが出力される。   On the other hand, the crank angle sensor 20 includes a magnet rotor and an MRE pickup, and outputs a CRK signal and a TDC signal, which are pulse signals, to the ECU 2 as the crankshaft 3d rotates. This CRK signal is output with one pulse for each crank angle of 1 °, and 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 3b of each cylinder 3a is at a predetermined crank angle position slightly before the TDC position of the intake stroke, and one pulse is output for each predetermined crank angle.

また、エンジン3のディストリビュータ(図示せず)には、気筒判別センサ21が設けられており、この気筒判別センサは、気筒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。ECU2は、これらの気筒判別信号、CRK信号およびTDC信号に基づいて、各気筒3aにおけるクランク角CAを算出する。具体的には、クランク角CAは、その気筒3aのTDC信号の発生時に値0にリセットされ、CRK信号が発生するごとにインクリメントされる。その結果、各気筒3aにおけるクランク角CAは、吸気行程開始時のTDC位置で0°、圧縮行程開始時のBDC位置で180°、膨張行程開始時のTDC位置で360°、排気行程開始時のBDC位置で540°になるように算出されるとともに、吸気行程開始時のTDC位置まで来たときに720゜から0゜にリセットされる。   The distributor (not shown) of the engine 3 is provided with a cylinder discrimination sensor 21, which outputs a cylinder discrimination signal, which is a pulse signal for discriminating the cylinder, to the ECU 2. The ECU 2 calculates the crank angle CA in each cylinder 3a based on the cylinder discrimination signal, the CRK signal, and the TDC signal. Specifically, the crank angle CA is reset to the value 0 when the TDC signal of the cylinder 3a is generated, and is incremented every time the CRK signal is generated. As a result, the crank angle CA in each cylinder 3a is 0 ° at the TDC position at the start of the intake stroke, 180 ° at the BDC position at the start of the compression stroke, 360 ° at the TDC position at the start of the expansion stroke, and at the start of the exhaust stroke. It is calculated to be 540 ° at the BDC position, and is reset from 720 ° to 0 ° when it reaches the TDC position at the start of the intake stroke.

一方、エンジン3の吸気通路8は、1つの主通路部8aと、主通路部8aの下流側に設けられた吸気チャンバ8bと、この吸気チャンバ8bから4つの気筒3a側にそれぞれ延びる4つの分岐通路部8cと、4つの分岐通路部8cの各々から分岐して各気筒3aに接続された第1および第2吸気ポート8d,8eとを備えている。   On the other hand, the intake passage 8 of the engine 3 has one main passage portion 8a, an intake chamber 8b provided on the downstream side of the main passage portion 8a, and four branches extending from the intake chamber 8b to the four cylinders 3a. A passage portion 8c and first and second intake ports 8d, 8e branched from each of the four branch passage portions 8c and connected to each cylinder 3a are provided.

吸気通路8の主通路部8aには、上流側から順に、ターボチャージャ10、インタークーラ11およびスロットル弁機構12などが設けられている。ターボチャージャ10は、吸気通路8のインタークーラ11よりも上流側に設けられたコンプレッサブレード10aと、排気通路9の途中に設けられ、コンプレッサブレード10aと一体に回転するタービンブレード10bと、複数の可変ベーン10c(2つのみ図示)と、可変ベーン10cを駆動するベーンアクチュエータ10dなどを備えている。このターボチャージャ10では、排気通路9内の排ガスによってタービンブレード10bが回転駆動されると、これと一体のコンプレッサブレード10aも同時に回転することにより、吸気通路8内の空気が加圧される。すなわち、過給動作が実行される。   In the main passage portion 8a of the intake passage 8, a turbocharger 10, an intercooler 11, a throttle valve mechanism 12, and the like are provided in order from the upstream side. The turbocharger 10 includes a compressor blade 10a provided upstream of the intercooler 11 in the intake passage 8, a turbine blade 10b provided in the middle of the exhaust passage 9 and rotating integrally with the compressor blade 10a, and a plurality of variable. A vane 10c (only two are shown) and a vane actuator 10d for driving the variable vane 10c are provided. In the turbocharger 10, when the turbine blade 10 b is rotationally driven by the exhaust gas in the exhaust passage 9, the compressor blade 10 a integrated therewith is also rotated at the same time, so that the air in the intake passage 8 is pressurized. That is, the supercharging operation is executed.

また、可変ベーン10cは、ターボチャージャ10が発生する過給圧を変化させるためのものであり、ハウジングのタービンブレード10bを収容する部分の壁に回動自在に取り付けられている。可変ベーン10cは、ECU2に接続されたベーンアクチュエータ10dに機械的に連結されている。ECU2は、ベーンアクチュエータ10dを介して可変ベーン10cの開度(以下「ベーン開度」という)を変化させ、タービンブレード10bに吹き付けられる排ガス量を変化させることによって、タービンブレード10bの回転速度すなわちコンプレッサブレード10aの回転速度を変化させる。より具体的には、ECU2は、前述した各種の運転状態パラメータに応じて、ベーン開度を制御する。それにより、過給圧が制御される。   The variable vane 10c is for changing the supercharging pressure generated by the turbocharger 10, and is rotatably attached to the wall of the portion of the housing that houses the turbine blade 10b. The variable vane 10c is mechanically coupled to a vane actuator 10d connected to the ECU 2. The ECU 2 changes the opening speed of the variable vane 10c (hereinafter referred to as “vane opening degree”) via the vane actuator 10d and changes the amount of exhaust gas blown to the turbine blade 10b. The rotational speed of the blade 10a is changed. More specifically, the ECU 2 controls the vane opening according to the various operating state parameters described above. Thereby, the supercharging pressure is controlled.

さらに、インタークーラ11は、車両走行中、走行風がその表面上を流れたときに、外気との熱交換によって冷却動作を実行する空冷式のものであり、その内部を空気が通過する際、ターボチャージャ10での過給動作によって温度が上昇した空気を冷却する。   Further, the intercooler 11 is an air-cooled type that performs a cooling operation by exchanging heat with the outside air when the traveling wind flows on the surface during traveling of the vehicle, and when the air passes through the interior, The air whose temperature has been raised by the supercharging operation in the turbocharger 10 is cooled.

一方、スロットル弁機構12は、スロットル弁12aおよびこれを開閉駆動するTHアクチュエータ12bなどを備えている。スロットル弁12aは、吸気通路の途中に回動自在に設けられており、当該回動に伴う開度の変化によりスロットル弁12aを通過する空気の流量を変化させる。THアクチュエータ12bは、ECU2に接続されたモータにギヤ機構(いずれも図示せず)を組み合わせたものであり、ECU2によって制御されることにより、スロットル弁12aの開度を変化させる。より具体的には、ECU2は、前述した各種の運転状態パラメータに応じて、スロットル弁12aの開度を制御する。それにより、吸入空気量が制御される。   On the other hand, the throttle valve mechanism 12 includes a throttle valve 12a and a TH actuator 12b that opens and closes the throttle valve 12a. The throttle valve 12a is rotatably provided in the middle of the intake passage, and changes the flow rate of air passing through the throttle valve 12a by the change in the opening degree accompanying the rotation. The TH actuator 12b is a combination of a motor connected to the ECU 2 and a gear mechanism (both not shown), and is controlled by the ECU 2 to change the opening of the throttle valve 12a. More specifically, the ECU 2 controls the opening degree of the throttle valve 12a according to the various operating state parameters described above. Thereby, the amount of intake air is controlled.

また、吸気チャンバ8bには、吸気圧センサ22が設けられており、この吸気圧センサ22は、吸気チャンバ8b内の圧力である吸気圧PBを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。なお、吸気圧PBは絶対圧として検出される。   The intake chamber 8b is provided with an intake pressure sensor 22. The intake pressure sensor 22 detects an intake pressure PB, which is the pressure in the intake chamber 8b, and outputs a detection signal representing the detected pressure to the ECU 2. To do. The intake pressure PB is detected as an absolute pressure.

一方、エンジン3の排気通路9は、1つの主通路部9aと、主通路部9aから上流側に向かって2つに分岐した2つの分岐通路部9b,9bと、これらの分岐通路部9b,9bから2つに分岐して上流側に延びる計4つの分岐通路部9cと、4つの分岐通路部9cの各々から上流側に向かって2つに分岐し、各気筒3aに接続された第1および第2排気ポート9d,9eとを備えている。   On the other hand, the exhaust passage 9 of the engine 3 includes one main passage portion 9a, two branch passage portions 9b and 9b branched in two from the main passage portion 9a toward the upstream side, and these branch passage portions 9b, A total of four branch passage portions 9c that branch from the portion 9b to the upstream side and that extend to the upstream side are divided into two from the four branch passage portions 9c toward the upstream side, and are connected to the cylinders 3a. And second exhaust ports 9d and 9e.

これらの第1および第2排気ポート9d,9eは、平面的に見て、4つの気筒3aの中心を結んだ線を間にして、第1および第2吸気ポート8d,8eとそれぞれ対向するように配置されている。なお、本実施形態では、第1排気ポート9dが一方の排気ポートに相当し、第2排気ポート9eが他方の排気ポートに相当する。また、排気通路9の主通路部9aの途中には、前述したタービンブレード10bが設けられている。   The first and second exhaust ports 9d and 9e are opposed to the first and second intake ports 8d and 8e, respectively, with a line connecting the centers of the four cylinders 3a in between when viewed in plan. Is arranged. In the present embodiment, the first exhaust port 9d corresponds to one exhaust port, and the second exhaust port 9e corresponds to the other exhaust port. Further, the aforementioned turbine blade 10 b is provided in the middle of the main passage portion 9 a of the exhaust passage 9.

さらに、第1気筒3aの分岐通路部9cの途中には、排気圧センサ23が設けられており、この排気圧センサ23は、分岐通路部9c内の圧力である排気圧PEXを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。なお、排気圧PEXは絶対圧として検出される。   Further, an exhaust pressure sensor 23 is provided in the middle of the branch passage portion 9c of the first cylinder 3a. The exhaust pressure sensor 23 detects the exhaust pressure PEX that is the pressure in the branch passage portion 9c, and A detection signal representing it is output to the ECU 2. The exhaust pressure PEX is detected as an absolute pressure.

一方、エンジン3には、2次空気供給装置30が設けられている。この2次空気供給装置30は、気筒3a内の残留ガス(燃焼ガスおよび未燃ガス)を掃気するために、吸気チャンバ8b内の空気を2次空気として第1排気ポート9dに供給するものであり、空気供給路31、電動過給機32、インタークーラ33、2次空気チャンバ34および4つの空気制御弁35などを備えている。この空気供給路31は、一端部が吸気チャンバ8bに接続されているとともに、他端部が2次空気チャンバ34に接続されている。   On the other hand, the engine 3 is provided with a secondary air supply device 30. The secondary air supply device 30 supplies air in the intake chamber 8b as secondary air to the first exhaust port 9d in order to scavenge residual gas (combustion gas and unburned gas) in the cylinder 3a. And includes an air supply path 31, an electric supercharger 32, an intercooler 33, a secondary air chamber 34, four air control valves 35, and the like. The air supply path 31 has one end connected to the intake chamber 8 b and the other end connected to the secondary air chamber 34.

また、電動過給機32は、空気供給路31内の2次空気を加圧するものであり、空気供給路31の途中に設けられているとともに、ECU2に電気的に接続された過給機モータ32a(図1参照)と、この過給機モータ32aによって駆動されるコンプレッサ(図示せず)とを備えている。この電動過給機32では、後述する2次過給制御処理の実行中、過給機モータ32aがECU2によって制御されることにより、コンプレッサが駆動され、2次空気の過給動作が実行される。それにより、空気制御弁35の後述するノズル35aから噴射される2次空気の圧力(以下「2次空気圧」という)P2Aは、気筒3a内の残留ガスを確実に掃気できるような値に制御される。   The electric supercharger 32 pressurizes the secondary air in the air supply path 31, and is provided in the middle of the air supply path 31, and is a supercharger motor electrically connected to the ECU 2. 32a (see FIG. 1) and a compressor (not shown) driven by the supercharger motor 32a. In the electric supercharger 32, during the execution of the secondary supercharging control process described later, the supercharger motor 32a is controlled by the ECU 2, whereby the compressor is driven and the secondary air supercharging operation is executed. . As a result, the pressure of secondary air (hereinafter referred to as “secondary air pressure”) P2A injected from a nozzle 35a, which will be described later, of the air control valve 35 is controlled to a value that can reliably scavenge residual gas in the cylinder 3a. The

さらに、インタークーラ33は、空気供給路31の電動過給機32よりも下流側に配置されている。このインタークーラ33は、前述したインタークーラ11と同様の空冷式のものであり、電動過給機32の過給動作によって温度が上昇した2次空気を冷却する。   Furthermore, the intercooler 33 is disposed downstream of the electric supercharger 32 in the air supply path 31. The intercooler 33 is an air-cooling type similar to the intercooler 11 described above, and cools the secondary air whose temperature has been increased by the supercharging operation of the electric supercharger 32.

一方、2次空気チャンバ34には、4つの空気制御弁35が互いに等間隔で接続されている。これら4つの空気制御弁35の各々は、ECU2に電気的に接続されており(図1に1つのみ図示)、ECU2によって、その開弁時間および開弁タイミングが制御される。   On the other hand, four air control valves 35 are connected to the secondary air chamber 34 at equal intervals. Each of these four air control valves 35 is electrically connected to the ECU 2 (only one is shown in FIG. 1), and the valve opening time and valve opening timing are controlled by the ECU 2.

図3に示すように、各空気制御弁35は、筒状のノズル35aを備えている。このノズル35は、その先端部が第1排気ポート9d内に臨むように設けられており、空気制御弁35が開弁したときに、2次空気を先端部から気筒3a側に向かって第1排気ポート9d内に噴射する(図5参照)。このノズル35aの軸線A1は、平面的に見て、第1排気ポート9dの開口の中心(すなわち排気弁5の軸心)C1よりも外側で、かつ第2排気ポート9dから遠ざかる方向に延びている。なお、図3〜5では、理解の容易化のために、吸気弁4および排気弁5が省略されている。   As shown in FIG. 3, each air control valve 35 includes a cylindrical nozzle 35a. The nozzle 35 is provided so that its tip end faces the first exhaust port 9d, and when the air control valve 35 is opened, the secondary air is directed from the tip portion toward the cylinder 3a. The fuel is injected into the exhaust port 9d (see FIG. 5). The axis A1 of the nozzle 35a extends outside the center of the opening of the first exhaust port 9d (that is, the axis of the exhaust valve 5) C1 in a plan view and away from the second exhaust port 9d. Yes. In FIGS. 3 to 5, the intake valve 4 and the exhaust valve 5 are omitted for easy understanding.

また、図3および図4に示すように、気筒3aの天壁(すなわちシリンダヘッド3cの内壁)には、案内部としての案内壁3eが設けられている。なお、図4は、ピストン3a側から気筒3aの天壁側を見たものである。この案内壁3eは、天壁の、第1および第2排気ポート9d,9eの開口の間の部位に配置され、第1排気ポート9dの開口の縁に沿って延びているとともに、気筒3aの天壁から所定高さで突出している。   Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a guide wall 3e as a guide portion is provided on the top wall of the cylinder 3a (that is, the inner wall of the cylinder head 3c). FIG. 4 shows the top wall side of the cylinder 3a as viewed from the piston 3a side. The guide wall 3e is disposed in a portion of the top wall between the openings of the first and second exhaust ports 9d, 9e, extends along the edge of the opening of the first exhaust port 9d, and It protrudes from the top wall at a predetermined height.

以上の構成により、この2次空気供給装置30では、空気制御弁35が開弁した場合、図5に示すように、2次空気が、ノズル35aから第1排気ポート9dの開口に向かって、第2排気ポート9dから遠ざかる方向に噴射される。その場合、後述するように、ECU2によって、空気制御弁35は、排気弁5の開弁期間の終期に開弁するように制御される(図6参照)とともに、ノズル35aから噴射される2次空気圧P2Aは、気筒3a内の残留ガスを確実に掃気できるような値に制御されるので、ノズル35aから噴射された2次空気は、第1排気ポート9dの開口から気筒3a内に流れ込む。   With the above configuration, in the secondary air supply device 30, when the air control valve 35 is opened, the secondary air flows from the nozzle 35a toward the opening of the first exhaust port 9d as shown in FIG. It is injected in a direction away from the second exhaust port 9d. In that case, as will be described later, the ECU 2 controls the air control valve 35 to open at the end of the valve opening period of the exhaust valve 5 (see FIG. 6), and the secondary injected from the nozzle 35a. Since the air pressure P2A is controlled to a value that can surely scavenge the residual gas in the cylinder 3a, the secondary air injected from the nozzle 35a flows into the cylinder 3a from the opening of the first exhaust port 9d.

そして、第1排気ポート9dから気筒3a内に流入した2次空気は、案内壁3eによって、第2排気ポート9e側に流れることなく、第1吸気ポート8d側に流れるように案内される。その際、排気弁5の開弁期間の終期である関係上、ピストン3bは比較的、上死点の近傍まで上昇しているので、2次空気は、図5の矢印Y1〜Y3で示すように、ピストン3bの頂面(図示せず)および気筒3aの内壁に沿って、第1吸気ポート8dの開口付近、第2吸気ポート8eの開口付近および第2排気ポート9dの開口付近の順に流れた後、第2排気ポート9d内に流れ込む。それにより、気筒3a内の残留ガスが掃気される。   The secondary air flowing into the cylinder 3a from the first exhaust port 9d is guided by the guide wall 3e so as to flow toward the first intake port 8d without flowing toward the second exhaust port 9e. At that time, since the piston 3b is relatively raised to the vicinity of the top dead center because of the end of the valve opening period of the exhaust valve 5, the secondary air is indicated by arrows Y1 to Y3 in FIG. Then, along the top surface (not shown) of the piston 3b and the inner wall of the cylinder 3a, the gas flows in the vicinity of the opening of the first intake port 8d, the vicinity of the opening of the second intake port 8e, and the vicinity of the opening of the second exhaust port 9d. After that, it flows into the second exhaust port 9d. Thereby, the residual gas in the cylinder 3a is scavenged.

また、ECU2には、アクセル開度センサ24が接続されている。このアクセル開度センサ24は、車両の図示しないアクセルペダルの踏み込み量(以下「アクセル開度」という)APを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。   An accelerator opening sensor 24 is connected to the ECU 2. The accelerator opening sensor 24 detects a depression amount (hereinafter referred to as “accelerator opening”) AP of an accelerator pedal (not shown) of the vehicle, and outputs a detection signal indicating it to the ECU 2.

一方、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)などからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ20〜24の検出信号などに応じて、各種の制御処理を実行する。具体的には、2次過給制御処理および2次空気制御処理を以下に述べるように実行する。なお、本実施形態では、ECU2が2次空気制御手段に相当する。   On the other hand, the ECU 2 is composed of a microcomputer including a CPU, a RAM, a ROM, an I / O interface (all not shown), and various kinds of signals according to the detection signals of the various sensors 20 to 24 described above. The control process is executed. Specifically, the secondary supercharging control process and the secondary air control process are executed as described below. In the present embodiment, the ECU 2 corresponds to secondary air control means.

次に、図7を参照しながら、上述した2次過給制御処理について説明する。この制御処理は、電動過給機32による2次空気の過給動作を制御するものであり、ECU2によって所定の制御周期(例えば5msec)で実行される。   Next, the secondary supercharging control process described above will be described with reference to FIG. This control process controls the supercharging operation of the secondary air by the electric supercharger 32, and is executed by the ECU 2 at a predetermined control cycle (for example, 5 msec).

同図に示すように、まず、ステップ1(図では「S1」と略す。以下同じ)で、2次過給フラグF_CHARGEが「1」であるか否かを判別する。この2次過給フラグF_CHARGEは、図示しない判定処理において、2次過給制御処理の実行条件が成立しているときに「1」に設定され、それ以外のときに「0」に設定される。   As shown in the figure, first, in step 1 (abbreviated as “S1” in the figure, the same applies hereinafter), it is determined whether or not the secondary supercharging flag F_CHARGE is “1”. The secondary supercharging flag F_CHARGE is set to “1” when the execution condition of the secondary supercharging control process is satisfied in the determination process (not shown), and is set to “0” otherwise. .

ステップ1の判別結果がNOのときは、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ1の判別結果がYESのときには、2次過給制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ2に進み、目標2次空気圧PA2_CMDを算出する。この目標2次空気圧PA2_CMDは、2次空気圧PA2の目標となる値であり、具体的には、吸気圧PB、エンジン回転数NEおよび排気圧PEXなどの運転状態パラメータに応じて、図示しないマップを検索することにより算出される。   When the determination result of step 1 is NO, this process is finished as it is. On the other hand, when the determination result in step 1 is YES, it is determined that the secondary supercharging control process should be executed, the process proceeds to step 2, and the target secondary air pressure PA2_CMD is calculated. This target secondary air pressure PA2_CMD is a target value of the secondary air pressure PA2, and specifically, a map (not shown) is shown in accordance with operating state parameters such as the intake pressure PB, the engine speed NE, and the exhaust pressure PEX. Calculated by searching.

次に、ステップ3で、目標2次空気圧PA2_CMDに対応する制御入力信号を過給機モータ32aに供給し、これを駆動した後、本処理を終了する。それより、2次空気圧PA2が目標2次空気圧PA2_CMDになるように制御される。   Next, in step 3, a control input signal corresponding to the target secondary air pressure PA2_CMD is supplied to the supercharger motor 32a, and after this is driven, this process is terminated. Thus, the secondary air pressure PA2 is controlled to become the target secondary air pressure PA2_CMD.

次に、図8を参照しながら、前述した2次空気制御処理について説明する。この制御処理は、空気制御弁35の開弁期間すなわち2次空気の気筒3a内への供給期間を制御するものであり、ECU2によって、CRK信号の発生タイミングに同期して気筒3aごとに実行される。   Next, the secondary air control process described above will be described with reference to FIG. This control process controls the valve opening period of the air control valve 35, that is, the period during which the secondary air is supplied into the cylinder 3a. The

同図に示すように、まず、ステップ10で、開弁フラグF_VOPENが「1」であるか否かを判別する。この開弁フラグF_VOPENは、空気制御弁35が開弁状態にあるか否を表すものであり、その値は後述するように設定される。   As shown in the figure, first, in step 10, it is determined whether or not the valve opening flag F_VOOPEN is “1”. The valve opening flag F_VOOPEN indicates whether or not the air control valve 35 is in an open state, and its value is set as described later.

このステップ10の判別結果がNOで、空気制御弁35が閉弁状態にあるときには、ステップ11に進み、制御条件フラグF_SCAVEが「1」であるか否かを判別する。この制御条件フラグF_SCAVEは、2次空気制御処理の実行条件が成立しているか否かを表すものであり、図示しない判定処理において、エンジン3が停止中でなくかつフューエルカット運転中でないことなどの、2次空気制御処理の実行条件が成立しているときに「1」に設定され、それ以外のときに「0」に設定される。   If the determination result in step 10 is NO and the air control valve 35 is in the closed state, the process proceeds to step 11 to determine whether or not the control condition flag F_SCAVE is “1”. This control condition flag F_SCAVE indicates whether or not the execution condition of the secondary air control process is established. In the determination process (not shown), the engine 3 is not stopped and the fuel cut operation is not performed. It is set to “1” when the execution condition of the secondary air control process is satisfied, and is set to “0” otherwise.

ステップ11の判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ11の判別結果がYESで、2次空気制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ12に進み、開弁角算出済みフラグF_CAxCALが「1」であるか否かを判別する。   When the determination result of step 11 is NO, this process is ended as it is. On the other hand, if the determination result in step 11 is YES and the execution condition of the secondary air control process is satisfied, the process proceeds to step 12 to determine whether or not the valve opening angle calculated flag F_CAxCAL is “1”. .

この判別結果がNOのときには、空気制御弁35の開弁角CAxを算出すべきであると判定して、ステップ13に進み、空気制御弁35の開弁角CAxを算出する。この開弁角CAxは、空気制御弁35を開弁すべきタイミングをクランク角CAで表したものであり、以下に述べる手法により算出される。   When the determination result is NO, it is determined that the valve opening angle CAx of the air control valve 35 should be calculated, the process proceeds to step 13, and the valve opening angle CAx of the air control valve 35 is calculated. The valve opening angle CAx represents the timing at which the air control valve 35 is to be opened by the crank angle CA, and is calculated by the method described below.

まず、吸気圧PB、エンジン回転数NEおよび排気圧PEXなどの運転状態パラメータに応じて、図示しないマップを検索することにより、空気制御弁35の開弁期間をクランク角の区間として算出する。そして、算出された開弁期間と、前述した所定閉弁角CA1とに基づき、空気制御弁35の開弁角CAxが算出される。   First, a valve opening period of the air control valve 35 is calculated as a crank angle section by searching a map (not shown) according to operating state parameters such as the intake pressure PB, the engine speed NE, and the exhaust pressure PEX. Then, the valve opening angle CAx of the air control valve 35 is calculated based on the calculated valve opening period and the aforementioned predetermined valve closing angle CA1.

ステップ13に続くステップ14で、空気制御弁35の開弁角CAxを算出済みであることを表すために、開弁角算出済みフラグF_CAxCALを「1」に設定した後、ステップ15に進む。このようにステップ14で開弁角算出済みフラグF_CAxCALが「1」に設定されると、次回以降の制御タイミングにおいて、前述したステップ12の判別結果がYESとなり、その場合には、ステップ15に進む。   In step 14 subsequent to step 13, in order to indicate that the valve opening angle CAx of the air control valve 35 has been calculated, the valve opening angle calculated flag F_CAxCAL is set to “1”, and then the process proceeds to step 15. As described above, when the valve opening angle calculated flag F_CAxCAL is set to “1” in step 14, the determination result in step 12 described above becomes YES at the next and subsequent control timings. In this case, the process proceeds to step 15. .

以上のステップ12または14に続くステップ15で、クランク角CAが開弁角CAxになったか否かを判別する。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。   In step 15 following the above step 12 or 14, it is determined whether or not the crank angle CA has become the valve opening angle CAx. When this determination result is NO, this process is terminated as it is.

一方、ステップ15の判別結果がYESで、CA=CAxとなったときには、空気制御弁35を開弁すべきであると判定して、ステップ16に進み、空気制御弁35を開弁状態に駆動する。次いで、ステップ17に進み、空気制御弁35が開弁状態にあることを表すために、開弁フラグF_VOPENを「1」に設定した後、本処理を終了する。   On the other hand, when the determination result in step 15 is YES and CA = CAx, it is determined that the air control valve 35 should be opened, and the process proceeds to step 16 to drive the air control valve 35 to the open state. To do. Next, the routine proceeds to step 17 where the valve opening flag F_VOPEEN is set to “1” in order to indicate that the air control valve 35 is in an open state, and then this processing is terminated.

このようにステップ17で開弁フラグF_VOPENが「1」に設定されると、次回以降の制御タイミングにおいて、前述したステップ10の判別結果がYESとなり、その場合には、ステップ18に進み、クランク角CAが前述した所定閉弁角CA1になったか否かを判別する。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。   As described above, when the valve opening flag F_VOOPEN is set to “1” in step 17, the determination result in step 10 described above becomes YES at the next and subsequent control timings. In this case, the process proceeds to step 18, and the crank angle is increased. It is determined whether or not CA has reached the aforementioned predetermined valve closing angle CA1. When this determination result is NO, this process is terminated as it is.

一方、ステップ18の判別結果がYESで、CA=CA1となったときには、空気制御弁35を閉弁すべきであると判定して、ステップ19に進み、空気制御弁35を閉弁状態に駆動する。それにより、空気制御弁35の開弁期間は、図6にハッチングで示すクランク角CAの区間となる。   On the other hand, if the determination result in step 18 is YES and CA = CA1, it is determined that the air control valve 35 should be closed, and the process proceeds to step 19 where the air control valve 35 is driven to the closed state. To do. Thereby, the valve opening period of the air control valve 35 is a section of the crank angle CA indicated by hatching in FIG.

次に、ステップ20で、空気制御弁35が閉弁状態にあることを表すために、開弁フラグF_VOPENを「0」に設定する。次いで、ステップ21に進み、前述した開弁角算出済みフラグF_CAxCALを「0」に設定した後、本処理を終了する。   Next, in step 20, in order to indicate that the air control valve 35 is in a closed state, a valve opening flag F_VOOPEN is set to “0”. Next, the process proceeds to step 21 where the valve opening angle calculated flag F_CAxCAL described above is set to “0”, and then the present process is terminated.

以上のように、本実施形態の制御装置1によれば、2次過給制御処理において、2次空気圧PA2が、気筒3a内の残留ガスを確実に掃気できるような値に制御される。また、2次空気制御処理において、吸気圧PB、エンジン回転数NEおよび排気圧PEXなどの運転状態パラメータに応じて、空気制御弁35の開弁期間が、図6に示す開弁角CAxと所定閉弁角CA1との間に設定される。そして、その開弁期間中、空気制御弁35が開弁されることにより、2次空気が空気制御弁35のノズル35aから第1排気ポート9d内に噴射される。   As described above, according to the control device 1 of the present embodiment, in the secondary supercharging control process, the secondary air pressure PA2 is controlled to a value that can reliably scavenge the residual gas in the cylinder 3a. In the secondary air control process, the valve opening period of the air control valve 35 is set to a predetermined value with the valve opening angle CAx shown in FIG. It is set between the valve closing angle CA1. During the valve opening period, the air control valve 35 is opened, so that secondary air is injected from the nozzle 35a of the air control valve 35 into the first exhaust port 9d.

この場合、2次空気は、上述したような2次空気圧PA2で、気筒3a内に向かって第2排気ポート9eから遠ざかる方向に、ノズル35aから噴射されるので、排気弁5によって開放されている第1排気ポート9dから気筒3a内に流入した後、案内壁3eによって、第1吸気ポート8d側に案内される。この案内壁3eは、第1排気ポート9dの開口と第2排気ポート9eの開口との間の部位に配置され、気筒3aの天壁からピストン3b側に突出しているので、第1排気ポート9dから気筒3a内に流入した2次空気は、第2排気ポート9eの開口側に流れるのを阻止されながら、第1吸気ポート8d側に確実に案内される。   In this case, the secondary air is injected from the nozzle 35a in the direction away from the second exhaust port 9e toward the inside of the cylinder 3a with the secondary air pressure PA2 as described above, so that it is opened by the exhaust valve 5. After flowing into the cylinder 3a from the first exhaust port 9d, it is guided to the first intake port 8d side by the guide wall 3e. The guide wall 3e is disposed at a portion between the opening of the first exhaust port 9d and the opening of the second exhaust port 9e, and protrudes from the top wall of the cylinder 3a toward the piston 3b, so that the first exhaust port 9d The secondary air that has flowed into the cylinder 3a is reliably guided to the first intake port 8d side while being prevented from flowing to the opening side of the second exhaust port 9e.

それにより、2次空気は、図5の矢印Y1〜Y3で示すように、第1吸気ポート8dの開口付近、第2吸気ポート8eの開口付近および第2排気ポート9eの開口付近の順に気筒3a内を循環した後、第2排気ポート9eから排気通路9に流れ出る。以上により、2次空気によって、気筒3a内の残留ガスを効率よく掃気することができ、残留ガスの掃気効率を向上させることができる。それにより、燃焼効率を向上させることができ、エンジン3の発生出力および燃費を向上させることができる。また、残留ガスの掃気効率を向上させることによって、ノッキングの発生を抑制できる。これに加えて、2次空気が残留ガスととも排気通路9側に流れ、排ガスの空燃比がリーン側になるので、その分、混合気の空燃比をよりリッチ側に制御でき、それにより、ノッキングの発生をさらに抑制できる。その結果、混合気の圧縮比をより高く設定することができることによって、燃焼効率をさらに向上させることができ、エンジン3の発生出力および燃費をさらに向上させることができる。   As a result, as indicated by arrows Y1 to Y3 in FIG. 5, the secondary air flows in the order of the vicinity of the opening of the first intake port 8d, the vicinity of the opening of the second intake port 8e, and the vicinity of the opening of the second exhaust port 9e. After circulating inside, it flows out from the second exhaust port 9e to the exhaust passage 9. As described above, the residual gas in the cylinder 3a can be efficiently scavenged by the secondary air, and the scavenging efficiency of the residual gas can be improved. Thereby, combustion efficiency can be improved and the generation output and fuel consumption of the engine 3 can be improved. Moreover, the occurrence of knocking can be suppressed by improving the scavenging efficiency of the residual gas. In addition to this, the secondary air flows to the exhaust passage 9 side together with the residual gas, and the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes the lean side, so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture can be controlled to the rich side, and thereby The occurrence of knocking can be further suppressed. As a result, since the compression ratio of the air-fuel mixture can be set higher, the combustion efficiency can be further improved, and the generated output and fuel consumption of the engine 3 can be further improved.

また、本実施形態のエンジン3のようなターボチャージャ付きエンジンにおいて、加速中の過渡運転状態にあり、吸気圧PB<排気圧PEXが成立するときでも、2次空気供給装置30によって、残留ガスの掃気動作を実行することができる。それにより、吸入空気量を増加させることができ、ターボレスポンスを向上させることができる。同じ理由により、点火時期をより進角側に制御でき、発生出力を向上させることができる。その結果、高い商品性を確保することができる。   Further, in an engine with a turbocharger such as the engine 3 of the present embodiment, even when the engine is in a transient operation state during acceleration and the intake pressure PB <exhaust pressure PEX is satisfied, the secondary air supply device 30 causes the residual gas to be discharged. A scavenging operation can be performed. Thereby, the amount of intake air can be increased, and the turbo response can be improved. For the same reason, the ignition timing can be controlled to the more advanced side, and the generated output can be improved. As a result, high merchantability can be ensured.

なお、実施形態は、2次空気供給装置による2次空気の供給期間を図6にハッチングで示す期間に設定した例であるが、本発明の2次空気供給装置による2次空気の供給期間はこれに限らず、2つの排気弁の開弁期間の終期であればよい。例えば、吸気弁および/または排気弁のバルブタイミングを変更するバルブタイミング変更機構が内燃機関に設けられている場合には、吸気弁および排気弁のバルブオーバーラップの有無にかかわらず、2つの排気弁の開弁期間の終期に2次空気を供給すればよい。また、バルブオーバーラップがかなり大きい状況では、2つの排気弁の開弁期間の終期であって、残留ガスの吸気弁側への吹き戻しが発生しないような期間に2次空気を供給すればよい。   In addition, although embodiment is the example which set the supply period of the secondary air by a secondary air supply apparatus to the period shown by hatching in FIG. 6, the supply period of the secondary air by the secondary air supply apparatus of this invention is However, the present invention is not limited to this. For example, when the internal combustion engine is provided with a valve timing changing mechanism that changes the valve timing of the intake valve and / or the exhaust valve, the two exhaust valves can be used regardless of the valve overlap of the intake valve and the exhaust valve. Secondary air may be supplied at the end of the valve opening period. Further, in a situation where the valve overlap is very large, the secondary air may be supplied at the end of the opening period of the two exhaust valves and in a period in which the residual gas does not blow back to the intake valve side. .

また、実施形態は、2次空気供給装置として、吸気チャンバ8b内の空気を第1排気ポート9dに供給するものを用いた例であるが、本発明の2次空気供給装置はこれに限らず、2つの排気ポートの一方に対し、気筒内に向かって、2つの排気ポートの他方から遠ざかる方向に2次空気を供給するものであればよい。例えば、2次空気供給装置として、大気中の空気を一方の吸気ポートに供給するものを用いてもよい。   The embodiment is an example in which the air in the intake chamber 8b is supplied to the first exhaust port 9d as the secondary air supply device, but the secondary air supply device of the present invention is not limited to this. Any secondary air may be supplied to one of the two exhaust ports toward the inside of the cylinder in a direction away from the other of the two exhaust ports. For example, a device that supplies air in the atmosphere to one intake port may be used as the secondary air supply device.

さらに、実施形態は、案内部として案内壁3eを用いた例であるが、本発明の案内部はこれに限らず、気筒の天壁の、一方の排気ポートの開口と他方の排気ポートの開口との間の部位に設けられ、2次空気を吸気弁側に案内するものであればよい。例えば、案内部として、マスク状の部材を設けてもよい。   Further, the embodiment is an example in which the guide wall 3e is used as the guide portion, but the guide portion of the present invention is not limited to this, and the opening of one exhaust port and the opening of the other exhaust port of the top wall of the cylinder. It is sufficient if it is provided in a portion between and the secondary air is guided to the intake valve side. For example, you may provide a mask-shaped member as a guide part.

また、実施形態は、内燃機関の吸気弁として、2つの吸気弁4,4を気筒3aごとに設けた例であるが、本発明の吸気弁の数はこれに限らず、1つの吸気弁や、3つ以上の吸気弁を気筒ごとに設けてもよい。   The embodiment is an example in which two intake valves 4 and 4 are provided for each cylinder 3a as intake valves of an internal combustion engine. However, the number of intake valves of the present invention is not limited to this, and one intake valve or Three or more intake valves may be provided for each cylinder.

さらに、実施形態は、本発明の制御装置1を車両用の内燃機関3に適用した例であるが、本発明の制御装置はこれに限らず、船舶用の内燃機関や、他の産業機器用の内燃機関にも適用可能であることは言うまでもない。   Furthermore, although embodiment is the example which applied the control apparatus 1 of this invention to the internal combustion engine 3 for vehicles, the control apparatus of this invention is not restricted to this, For internal combustion engines for ships, and other industrial equipment Needless to say, the present invention can also be applied to other internal combustion engines.

1 制御装置
2 ECU(2次空気制御手段)
3 内燃機関
3a 気筒
3b ピストン
3e 案内壁(案内部)
4 吸気弁
5 排気弁
9d 第1排気ポート(一方の排気ポート)
9e 第2排気ポート(他方の排気ポート)
30 2次空気供給装置
1 control device 2 ECU (secondary air control means)
3 Internal combustion engine 3a Cylinder 3b Piston 3e Guide wall (guide part)
4 Intake valve 5 Exhaust valve 9d First exhaust port (one exhaust port)
9e Second exhaust port (the other exhaust port)
30 Secondary air supply device

Claims (2)

2つの排気ポートをそれぞれ開閉する2つの排気弁と吸気弁とを気筒ごとに有する内燃機関の制御装置であって、
前記2つの排気弁の一方が開閉する前記2つの排気ポートの一方に対し、前記気筒内に向かって、前記2つの排気ポートの他方から遠ざかる方向に2次空気を供給する2次空気供給装置と、
前記気筒内の残留ガスを掃気するために、前記2つの排気弁の開弁期間の終期において前記2次空気を前記一方の排気ポートに供給するように、前記2次空気供給装置を制御する2次空気制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine having two exhaust valves for opening and closing two exhaust ports and an intake valve for each cylinder,
A secondary air supply device that supplies secondary air in a direction away from the other of the two exhaust ports toward the inside of the cylinder with respect to one of the two exhaust ports opened and closed by one of the two exhaust valves; ,
In order to scavenge residual gas in the cylinder, the secondary air supply device is controlled to supply the secondary air to the one exhaust port at the end of the opening period of the two exhaust valves. Secondary air control means;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記気筒の天壁の、前記一方の排気ポートの開口と前記他方の前記排気ポートの開口との間の部位には、前記2次空気を前記吸気弁側に案内する案内部が設けられてい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。   A guide portion for guiding the secondary air to the intake valve side is provided in a portion of the top wall of the cylinder between the opening of the one exhaust port and the opening of the other exhaust port. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
JP2012024338A 2012-02-07 2012-02-07 Internal combustion engine control device Ceased JP2013160182A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012024338A JP2013160182A (en) 2012-02-07 2012-02-07 Internal combustion engine control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012024338A JP2013160182A (en) 2012-02-07 2012-02-07 Internal combustion engine control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013160182A true JP2013160182A (en) 2013-08-19

Family

ID=49172638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012024338A Ceased JP2013160182A (en) 2012-02-07 2012-02-07 Internal combustion engine control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013160182A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017008932A (en) * 2015-06-19 2017-01-12 エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド Large two-stroke turbocharging type compression ignition type internal combustion engine including exhaust emission control system
KR101786633B1 (en) * 2015-12-11 2017-10-18 현대오트론 주식회사 Apparatus and method for eliminating residual exhaust gas

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5644404A (en) * 1979-09-18 1981-04-23 Honda Motor Co Ltd Device for improving combustion of mixture in four-cycle internal combustion engine
JPH0674050A (en) * 1991-08-30 1994-03-15 Yamaha Motor Co Ltd Intake air control device for engine
JPH07224671A (en) * 1994-02-15 1995-08-22 Mitsubishi Motors Corp Internal combustion engine
JP2004108180A (en) * 2002-09-13 2004-04-08 Toyota Motor Corp Method to supply secondary air into cylinder in internal combustion engine, and device to supply air into cylinder usable for the method
JP2005120961A (en) * 2003-10-20 2005-05-12 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine and its method
WO2008140036A1 (en) * 2007-05-09 2008-11-20 Cd-Adapco Japan Co., Ltd. Four-cycle engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5644404A (en) * 1979-09-18 1981-04-23 Honda Motor Co Ltd Device for improving combustion of mixture in four-cycle internal combustion engine
JPH0674050A (en) * 1991-08-30 1994-03-15 Yamaha Motor Co Ltd Intake air control device for engine
JPH07224671A (en) * 1994-02-15 1995-08-22 Mitsubishi Motors Corp Internal combustion engine
JP2004108180A (en) * 2002-09-13 2004-04-08 Toyota Motor Corp Method to supply secondary air into cylinder in internal combustion engine, and device to supply air into cylinder usable for the method
JP2005120961A (en) * 2003-10-20 2005-05-12 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine and its method
WO2008140036A1 (en) * 2007-05-09 2008-11-20 Cd-Adapco Japan Co., Ltd. Four-cycle engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017008932A (en) * 2015-06-19 2017-01-12 エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド Large two-stroke turbocharging type compression ignition type internal combustion engine including exhaust emission control system
KR101786633B1 (en) * 2015-12-11 2017-10-18 현대오트론 주식회사 Apparatus and method for eliminating residual exhaust gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8567189B2 (en) Twin scroll turbocharger with EGR takeoffs
EP2963263B1 (en) Control device for internal combustion engine
US20130098032A1 (en) Method and system for reducing turbocharger noise during cold start
KR20070090244A (en) Engine
JP2015135079A (en) Internal combustion engine supercharging controller
US9879617B2 (en) Control apparatus of engine
US20150292399A1 (en) Altering Engine Combustion Cycle Using Electric Motor-Driven Exhaust and Intake Air Pumps
JP5211997B2 (en) Method and apparatus for controlling direct injection engine with turbocharger
JP2009191745A (en) Control device for internal combustion engine
US10012164B2 (en) Control apparatus of engine
JP2014034959A (en) Exhaust gas recirculation device of engine with supercharger
JP2007332876A (en) Control device of diesel engine
JP2013160182A (en) Internal combustion engine control device
JP2009299506A (en) Intake air control device for internal combustion engine
US9046032B2 (en) Stratified charge engine with turbocharger
JP2012188994A (en) Control apparatus for internal combustion engine with supercharger
US10465598B2 (en) Internal combustion engine with exhaust-gas turbocharging arrangement
JP2010168924A (en) Control device of internal combustion engine
JP2007023837A (en) Control device of internal combustion engine having supercharger with electric motor
JP2009121336A (en) Internal combustion engine
JP2006132399A (en) Control device and control method for an engine with supercharger
EP3015686B1 (en) Engine control device
JP2014234808A (en) Device and method for exhaust gas recirculation of internal combustion engine with supercharger
JP2018053847A (en) Engine control device
JP6835655B2 (en) EGR device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131114

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140617

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140717

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140812

A045 Written measure of dismissal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045

Effective date: 20141216