JP2018028278A - Control device and control method of internal combustion engine - Google Patents

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崇史 高尾
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device and a control method of internal combustion engine capable of suppressing noise generating by a pressure wave toward an intake passage side from a combustion chamber.SOLUTION: A control device 50 of an internal combustion engine A includes an intake passage 20 and an exhaust passage 30 communicating with a combustion chamber 11, an intake valve 13 and an exhaust valve 14, and a variable valve drive mechanism 14a which makes opening/closing timing variable is used as a drive mechanism of the exhaust valve 14. The control device of an internal combustion engine includes: an exhaust valve control part 52 for adjusting a phase of the opening/closing timing of the exhaust valve 14 with respect to a rotational motion of a crank shaft 15 of the internal combustion engine by controlling the variable valve drive mechanism 14a; and a noise insulation valve control part 53 for controlling the opening of the noise insulation valve 24 disposed in the intake passage 20. The noise insulation valve control part 53 controls the noise insulation valve 24 in the direction in which the opening becomes small, when the exhaust valve control part 52 is advancing the opening/closing timing of the exhaust valve 14 on an expansion stroke side.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、内燃機関の制御装置及び制御方法に関する。   The present invention relates to a control device and a control method for an internal combustion engine.

近年、排気ガス規制の強化に伴い、エンジンの冷却水温や潤滑油温が低い冷間運転中においても、排気エミッションを低減させる要請がある。   In recent years, with the tightening of exhaust gas regulations, there is a demand for reducing exhaust emissions even during cold operation where the coolant temperature and lubricating oil temperature of the engine are low.

特許文献1では、かかる要請に応えるべく、冷間運転時に排気バルブの開閉タイミングを進角させる(クランクシャフトの回転運動に対する排気バルブの開閉タイミングの位相を膨張行程側に早期化することを意味する。以下同じ。)ことによって、NOxの低減、排気浄化装置の触媒の早期活性化、暖機時間の短縮等を図る技術を開示している。   In Patent Document 1, in order to meet such a demand, the opening / closing timing of the exhaust valve is advanced during cold operation (meaning that the phase of the opening / closing timing of the exhaust valve with respect to the rotational movement of the crankshaft is advanced to the expansion stroke side). (Hereinafter the same shall apply) to disclose a technique for reducing NOx, early activation of the catalyst of the exhaust emission control device, shortening the warm-up time, and the like.

特開2015−132195号公報JP-A-2015-132195

しかしながら、特許文献1のように排気バルブの開閉タイミングを進角させた場合、エンジンの外部に異音が生ずるという問題が生じる。   However, when the opening / closing timing of the exhaust valve is advanced as in Patent Document 1, there is a problem that abnormal noise is generated outside the engine.

図1は、かかる問題について説明する図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining such a problem.

図中の点線L1は進角させる前における排気バルブのリフト曲線、太い点線L2は進角させた後の排気バルブのリフト曲線、一点鎖線L3は吸気バルブのリフト曲線、実線L4は排気バルブの開閉タイミングを進角させた場合の燃焼室内の圧力の挙動を示している。   In the drawing, the dotted line L1 is the lift curve of the exhaust valve before being advanced, the thick dotted line L2 is the lift curve of the exhaust valve after being advanced, the dashed line L3 is the lift curve of the intake valve, and the solid line L4 is the opening and closing of the exhaust valve The behavior of the pressure in the combustion chamber when the timing is advanced is shown.

図1に示すように、排気バルブの開閉タイミングを進角させた場合には、吸気バルブと排気バルブとが同時に開いているオーバーラップ量が少なくなっており、吸気バルブと排気バルブとが同時に閉じているタイミング等において、燃焼室内で燃焼ガス等の圧縮状態が発生している。かかる状態の燃焼室内の圧力は、排気バルブの開閉タイミングを進角させない場合よりも高くなっているため、吸気バルブが開いた際には、燃焼室内の残留ガス等が、当該燃焼室内の圧力によって吸気側へ吹き返すことになる。その結果、燃焼室から吸気通路側へ向かう圧力波が発生し、この圧力波が、エンジンが外部から空気を吸入する吸気口付近まで到達することによって、エンジンの外部に異音が発生する。   As shown in FIG. 1, when the opening / closing timing of the exhaust valve is advanced, the amount of overlap between the intake valve and the exhaust valve being opened simultaneously is small, and the intake valve and the exhaust valve are simultaneously closed. The compressed state of the combustion gas or the like is generated in the combustion chamber at the timing. Since the pressure in the combustion chamber in such a state is higher than when the opening / closing timing of the exhaust valve is not advanced, when the intake valve is opened, residual gas in the combustion chamber is caused by the pressure in the combustion chamber. It will blow back to the intake side. As a result, a pressure wave from the combustion chamber toward the intake passage is generated, and this pressure wave reaches the vicinity of the intake port through which the engine sucks air from the outside, so that abnormal noise is generated outside the engine.

このような異音は、車両の運転者等に不快感を与えることにつながる。特に、ディーゼルエンジンの場合には、ガソリンエンジンよりも燃焼室の圧縮比を高くするため、かかる圧力波が大きくなり、エンジンの外部に生ずる異音も大きくなる傾向にある。   Such abnormal noise leads to discomfort for the driver of the vehicle. In particular, in the case of a diesel engine, since the compression ratio of the combustion chamber is made higher than that of a gasoline engine, such a pressure wave increases and abnormal noise generated outside the engine tends to increase.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、燃焼室から吸気通路側へ向かう圧力波によって発生する異音を抑制し得る内燃機関の制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a control device and a control method for an internal combustion engine that can suppress abnormal noise generated by a pressure wave from the combustion chamber toward the intake passage. And

前述した課題を解決する主たる本発明は、燃焼室に連通する吸気通路及び排気通路と、前記燃焼室と前記吸気通路との間を開閉する吸気バルブと、前記燃焼室と前記排気通路との間を開閉する排気バルブと、を有し、前記排気バルブの駆動機構として開閉タイミングを可変とする可変バルブ駆動機構が用いられた内燃機関の制御装置であって、前記可変バルブ駆動機構を制御して、前記内燃機関のクランクシャフトの回転運動に対する前記排気バルブの開閉タイミングの位相を調整する排気バルブ制御部と、前記吸気通路に配設された遮音バルブの開度を制御する遮音バルブ制御部と、を備え、前記遮音バルブ制御部は、前記排気バルブ制御部が前記排気バルブの開閉タイミングを膨張行程側に進角させているときには、前記遮音バルブを開度が小さくなる方向に制御する内燃機関の制御装置である。   The main present invention that solves the above-described problems includes an intake passage and an exhaust passage that communicate with a combustion chamber, an intake valve that opens and closes between the combustion chamber and the intake passage, and a space between the combustion chamber and the exhaust passage. An internal combustion engine control device using a variable valve drive mechanism having a variable opening / closing timing as a drive mechanism of the exhaust valve, and controlling the variable valve drive mechanism. An exhaust valve control unit that adjusts the phase of the opening and closing timing of the exhaust valve with respect to the rotational movement of the crankshaft of the internal combustion engine; and a sound insulation valve control unit that controls the opening degree of the sound insulation valve disposed in the intake passage; The sound insulation valve control unit opens the sound insulation valve when the exhaust valve control unit advances the opening / closing timing of the exhaust valve to the expansion stroke side. The control apparatus for an internal combustion engine for controlling the direction is reduced.

又、燃焼室に連通する吸気通路及び排気通路と、前記燃焼室と前記吸気通路との間を開閉する吸気バルブと、前記燃焼室と前記排気通路との間を開閉する排気バルブと、を有し、前記排気バルブの駆動機構として開閉タイミングを可変とする可変バルブ駆動機構が用いられた内燃機関の制御方法であって、前記可変バルブ駆動機構を制御して、前記内燃機関のクランクシャフトの回転運動に対する前記排気バルブの開閉タイミングの位相を調整する処理と、前記排気バルブの開閉タイミングを膨張行程側に進角させているときには、前記吸気通路に配設された遮音バルブを開度が小さくなる方向に制御する処理と、を備える内燃機関の制御方法である。   In addition, there are an intake passage and an exhaust passage communicating with the combustion chamber, an intake valve that opens and closes between the combustion chamber and the intake passage, and an exhaust valve that opens and closes between the combustion chamber and the exhaust passage. An internal combustion engine control method using a variable valve drive mechanism with variable opening / closing timing as the exhaust valve drive mechanism, wherein the variable valve drive mechanism is controlled to rotate a crankshaft of the internal combustion engine. When adjusting the phase of the opening / closing timing of the exhaust valve with respect to movement and the opening / closing timing of the exhaust valve is advanced to the expansion stroke side, the opening of the sound insulation valve disposed in the intake passage is reduced. And a control method for controlling the direction of the internal combustion engine.

本発明によれば、排気バルブの開閉タイミングを進角させるときに、燃焼室から吸気通路側へ向かう圧力波を、スロットルバルブによって遮蔽することができ、その結果、当該圧力波によって生ずる異音を抑制することが可能となる。   According to the present invention, when the opening / closing timing of the exhaust valve is advanced, the pressure wave from the combustion chamber toward the intake passage can be shielded by the throttle valve, and as a result, the noise generated by the pressure wave can be prevented. It becomes possible to suppress.

エンジンの外部に生ずる異音について説明する図A diagram for explaining abnormal noise generated outside the engine 第1の実施形態に係るディーゼルエンジンの全体構成の一例を示す図The figure which shows an example of the whole structure of the diesel engine which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る排気バルブ及びスロットルバルブの制御フローの一例を示す図The figure which shows an example of the control flow of the exhaust valve and throttle valve which concern on 1st Embodiment 第2の実施形態に係る排気バルブの進角量及びスロットルバルブの開度を設定するための制御マップの一例を示す図The figure which shows an example of the control map for setting the advance amount of the exhaust valve which concerns on 2nd Embodiment, and the opening degree of a throttle valve 第2の実施形態に係る制御マップの排気バルブの進角量に対応する位相の位置を示す図The figure which shows the position of the phase corresponding to the advance amount of the exhaust valve of the control map which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る排気バルブ及びスロットルバルブの制御フローの一例を示す図The figure which shows an example of the control flow of the exhaust valve and throttle valve which concern on 2nd Embodiment

(第1の実施形態)
以下、図2、図3を参照して、第1の実施形態に係る内燃機関及びその制御装置の構成について説明する。本実施形態では、内燃機関の一例として、自己着火式の内燃機関(以下、ディーゼルエンジンとも言う)について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, the configuration of the internal combustion engine and the control device thereof according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. In the present embodiment, a self-ignition internal combustion engine (hereinafter also referred to as a diesel engine) will be described as an example of the internal combustion engine.

図2は、本実施形態に係るディーゼルエンジンの全体構成の一例を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of the diesel engine according to the present embodiment.

本実施形態に係るディーゼルエンジン(内燃機関)Aは、エンジン本体10(燃焼室11、燃料噴射装置12、吸気バルブ13、排気バルブ14、吸気バルブ駆動機構13a、排気バルブ駆動機構14a、クランクシャフト15)、吸気通路20、排気通路30、エアクリーナー21、ターボチャージャー22、インタークーラー23、吸気スロットルバルブ24(本発明の「遮音バルブ」に相当)、外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)装置31、排気浄化装置32、各種センサー41〜46、ECU(Electronic Control Unit)50を含んで構成される。   The diesel engine (internal combustion engine) A according to this embodiment includes an engine body 10 (combustion chamber 11, fuel injection device 12, intake valve 13, exhaust valve 14, intake valve drive mechanism 13a, exhaust valve drive mechanism 14a, crankshaft 15). ), Intake passage 20, exhaust passage 30, air cleaner 21, turbocharger 22, intercooler 23, intake throttle valve 24 (corresponding to the “sound insulation valve” of the present invention), external EGR (Exhaust Gas Recirculation) device 31, exhaust purification device 32, various sensors 41 to 46, and an ECU (Electronic Control Unit) 50.

吸気通路20は、上流側の吸気口20aから新気(空気)を吸入し、燃焼室11に当該新気を導入する流路である。吸気通路20には、上流側の吸気口20aから燃焼室11にかけて、順に、エアクリーナー21、ターボチャージャー22のコンプレッサー、インタークーラー23、吸気スロットルバルブ24が設けられている。   The intake passage 20 is a flow path that draws fresh air (air) from the upstream intake port 20 a and introduces the fresh air into the combustion chamber 11. In the intake passage 20, an air cleaner 21, a compressor of a turbocharger 22, an intercooler 23, and an intake throttle valve 24 are provided in this order from the upstream intake port 20 a to the combustion chamber 11.

排気通路30は、燃焼室11から排出される燃焼後の排気ガスを、エンジンAの外部に排出する流路である。排気通路30には、燃焼室11から排気口(図示せず)にかけて、順に、外部EGR装置31、ターボチャージャー22のタービン、排気浄化装置32が設けられている。   The exhaust passage 30 is a flow path for discharging the exhaust gas after combustion discharged from the combustion chamber 11 to the outside of the engine A. In the exhaust passage 30, an external EGR device 31, a turbine of the turbocharger 22, and an exhaust purification device 32 are provided in this order from the combustion chamber 11 to an exhaust port (not shown).

エアクリーナー21は、吸気口20aから吸入された空気が導入され、当該空気から不純物質を除去してターボチャージャー22の側に送り出す。   The air cleaner 21 receives air sucked from the air inlet 20a, removes impurities from the air, and sends the air to the turbocharger 22 side.

ターボチャージャー22は、吸気通路20側に設けられたコンプレッサーと、排気通路30側に設けられたタービンと、タービンとコンプレッサーとを接続する軸部材を含んで構成される。ターボチャージャー22は、排気通路30の排気ガスの圧力を利用してタービンを回転させる。そして、ターボチャージャー22は、タービンの回転運動によって、同軸上のコンプレッサーを動作させ、エアクリーナー21から流入する空気を圧縮して、吸気通路20のインタークーラー23の側に送り出す。   The turbocharger 22 includes a compressor provided on the intake passage 20 side, a turbine provided on the exhaust passage 30 side, and a shaft member that connects the turbine and the compressor. The turbocharger 22 rotates the turbine using the pressure of the exhaust gas in the exhaust passage 30. The turbocharger 22 operates a coaxial compressor by the rotational motion of the turbine, compresses the air flowing in from the air cleaner 21, and sends it out to the intercooler 23 side of the intake passage 20.

インタークーラー23は、ターボチャージャー22から送り出された圧縮された空気を冷却して、燃焼室11側に流通させる。   The intercooler 23 cools the compressed air sent out from the turbocharger 22 and distributes it to the combustion chamber 11 side.

吸気スロットルバルブ24は、バルブの開度を制御することによって、吸気通路20を通流する空気の量を調整する。又、吸気スロットルバルブ24は、バルブの開度を制御することによって、吸気通路20の開度を調整し、上記した燃焼室11から吸気通路20側に向かう圧力波を遮蔽する(詳細は後述する)。吸気スロットルバルブ24は、例えば、電子制御式のバタフライバルブであって、ECU50からの制御信号scに応じて、当該バタフライバルブに連結する直流モータが駆動することによって当該バタフライバルブの開度を制御する。尚、吸気スロットルバルブ24は、全開状態と全閉状態の間で開度を連続的に制御することができる。   The intake throttle valve 24 adjusts the amount of air flowing through the intake passage 20 by controlling the opening of the valve. The intake throttle valve 24 adjusts the opening of the intake passage 20 by controlling the opening of the valve, and shields the pressure wave from the combustion chamber 11 toward the intake passage 20 (details will be described later). ). The intake throttle valve 24 is, for example, an electronically controlled butterfly valve, and controls the opening degree of the butterfly valve by driving a DC motor connected to the butterfly valve in accordance with a control signal sc from the ECU 50. . The intake throttle valve 24 can continuously control the opening degree between the fully open state and the fully closed state.

ここでは、吸気スロットルバルブ24は、吸気通路20のインタークーラー23の下流側で、且つ、吸気通路20とEGR管31aとの接続部の上流側に配設されている。つまり、吸気スロットルバルブ24は、燃焼室11から吸気通路20側に向かう圧力波が、インタークーラー23よりも上流側に向かうことを抑制する。   Here, the intake throttle valve 24 is disposed downstream of the intercooler 23 in the intake passage 20 and upstream of the connection portion between the intake passage 20 and the EGR pipe 31a. That is, the intake throttle valve 24 suppresses the pressure wave from the combustion chamber 11 toward the intake passage 20 toward the upstream side of the intercooler 23.

外部EGR装置31は、排気通路30を流れる排気ガスの一部を吸気通路20に環流させる。外部EGR装置31は、EGR通路31a、EGRクーラー31b、及びEGRバルブ31cを含んで構成される。ここで、EGR通路31aは、排気通路30と吸気通路20とを連通し、燃焼室11から排気通路30に排気される排気ガスを、吸気通路20の側に流通させる。EGRクーラー31bは、EGR通路31aを流通するEGRガスを冷却する。EGRバルブ31cは、EGR通路31aを流通するEGRガスの流量を調整する。   The external EGR device 31 circulates part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 30 to the intake passage 20. The external EGR device 31 includes an EGR passage 31a, an EGR cooler 31b, and an EGR valve 31c. Here, the EGR passage 31 a communicates the exhaust passage 30 and the intake passage 20, and distributes exhaust gas exhausted from the combustion chamber 11 to the exhaust passage 30 to the intake passage 20 side. The EGR cooler 31b cools the EGR gas flowing through the EGR passage 31a. The EGR valve 31c adjusts the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage 31a.

排気浄化装置32は、排気通路30内に設けられた不純物除去・フィルターであり、酸化触媒、ディーゼル・パティキュレイト・フィルター(DPF)、選択的還元触媒(SCR)等を含んで構成される。   The exhaust purification device 32 is an impurity removal / filter provided in the exhaust passage 30 and includes an oxidation catalyst, a diesel particulate filter (DPF), a selective reduction catalyst (SCR), and the like.

エンジン本体10は、燃焼室11、燃料噴射装置12、吸気バルブ13、吸気バルブ駆動機構13a、排気バルブ14、排気バルブ駆動機構14a、クランクシャフト15を含んで構成される。尚、ここでの詳細な説明は省略するが、本実施形態に係るディーゼルエンジンAは、4気筒エンジンであり、吸気通路20は、吸気マニホールド(図示せず)を介して四つの燃焼室11に分岐し、排気通路30は、当該四つの燃焼室11から排気マニホールド(図示せず)を介して合流する構成となっている。   The engine body 10 includes a combustion chamber 11, a fuel injection device 12, an intake valve 13, an intake valve drive mechanism 13a, an exhaust valve 14, an exhaust valve drive mechanism 14a, and a crankshaft 15. Although a detailed description is omitted here, the diesel engine A according to this embodiment is a four-cylinder engine, and the intake passage 20 is connected to the four combustion chambers 11 via an intake manifold (not shown). The exhaust passage 30 is branched and joined from the four combustion chambers 11 via an exhaust manifold (not shown).

燃焼室11は、シリンダ内のピストンの上面に形成されており、燃焼室11内で、空気の吸気行程、空気の圧縮行程、燃焼ガスの膨張行程、燃焼ガスの排気行程が繰り返し行われることよって、ピストンが往復動し、当該ピストンに連結するクランクシャフト15が回動する。   The combustion chamber 11 is formed on the upper surface of the piston in the cylinder. In the combustion chamber 11, the air intake stroke, the air compression stroke, the combustion gas expansion stroke, and the combustion gas exhaust stroke are repeatedly performed. The piston reciprocates, and the crankshaft 15 connected to the piston rotates.

燃料噴射装置12は、燃焼室11内が、高温高圧となるピストンの圧縮上死点の近傍で、燃焼室11内に、燃料を噴射する。燃料噴射装置12は、燃料噴射ノズルの先端が燃焼室11内に配設されるように燃焼室11の上部に設置されている。燃料噴射装置12は、電磁ソレノイドを制御することによって、当該燃料噴射ノズルから燃焼室11に燃料を噴射する。   The fuel injection device 12 injects fuel into the combustion chamber 11 in the vicinity of the compression top dead center of the piston in which the inside of the combustion chamber 11 becomes high temperature and pressure. The fuel injection device 12 is installed in the upper part of the combustion chamber 11 so that the tip of the fuel injection nozzle is disposed in the combustion chamber 11. The fuel injection device 12 controls the electromagnetic solenoid to inject fuel from the fuel injection nozzle into the combustion chamber 11.

吸気バルブ13は、吸気通路20の吸気ポートに設けられ、吸気通路20を開閉する動作をすることによって、吸気通路20から燃焼室11内へ空気を導入する。吸気バルブ13は、シリンダの上方に設けられる吸気バルブ駆動機構13aにより駆動されて、吸気通路20を開閉する動作を行う。   The intake valve 13 is provided in an intake port of the intake passage 20 and introduces air into the combustion chamber 11 from the intake passage 20 by opening and closing the intake passage 20. The intake valve 13 is driven by an intake valve drive mechanism 13a provided above the cylinder, and performs an operation of opening and closing the intake passage 20.

吸気バルブ駆動機構13aは、例えば、クランクシャフト15の回転運動に連動するカム機構である。吸気バルブ駆動機構13aは、クランクシャフト15が回動するに応じて、当該回転動力がタイミングベルト(図示せず)を介してカムシャフト(図示せず)に伝達され、カムシャフトに付されたカムが吸気バルブ13を周期的に押し下げることによって、吸気通路20を開閉するように往復動する構成となっている。   The intake valve drive mechanism 13a is, for example, a cam mechanism that is interlocked with the rotational movement of the crankshaft 15. As the crankshaft 15 rotates, the intake valve drive mechanism 13a transmits the rotational power to a camshaft (not shown) via a timing belt (not shown), and a cam attached to the camshaft. Is configured to reciprocate so as to open and close the intake passage 20 by periodically pushing down the intake valve 13.

排気バルブ14は、排気通路30の排気ポートに設けられ、排気通路30を開閉する動作をすることによって、燃焼室11から排気通路30へ排気ガスを排出する。排気バルブ14は、シリンダの上方に設けられる排気バルブ駆動機構14aにより駆動されて、排気通路30を開閉する動作を行う。   The exhaust valve 14 is provided at an exhaust port of the exhaust passage 30 and discharges exhaust gas from the combustion chamber 11 to the exhaust passage 30 by opening and closing the exhaust passage 30. The exhaust valve 14 is driven by an exhaust valve drive mechanism 14a provided above the cylinder, and performs an operation of opening and closing the exhaust passage 30.

排気バルブ駆動機構14aは、吸気バルブ駆動機構13aと同様のカム機構を有するとともに、ECU50からの制御信号によって、排気バルブ14の開閉タイミングを任意に制御し得る可変バルブ駆動機構となっている。   The exhaust valve drive mechanism 14a has a cam mechanism similar to the intake valve drive mechanism 13a, and is a variable valve drive mechanism that can arbitrarily control the opening / closing timing of the exhaust valve 14 by a control signal from the ECU 50.

排気バルブ駆動機構14aとしては、例えば、ベーン式可変バルブ駆動機構を用いることができる。ベーン式可変バルブ駆動機構は、クランクシャフト15の回転運動に対するカムシャフトの回転位相を変化させて、排気バルブ14の開閉タイミングを膨張行程側に進角させたり、吸気行程側に戻したりする。尚、ベーン式可変バルブ駆動機構は、カムシャフトに連結したロータと、当該ロータを収納し、クランクシャフト15と連動するハウジングと、当該ハウジングと当該ロータの間に形成された進角室及び遅角室における油の油圧を制御するオイルコントロールバルブを含んで構成される。そして、オイルコントロールバルブが、当該進角室及び遅角室における油の油圧を制御することによって、当該ハウジングに対する当該ロータの回転位相を前後にシフトさせるものである。排気バルブ駆動機構14aは、かかる構成によって、排気バルブ14の開閉タイミングを進角側又は遅角側に連続的に変化させる。   As the exhaust valve drive mechanism 14a, for example, a vane variable valve drive mechanism can be used. The vane variable valve drive mechanism changes the rotational phase of the camshaft relative to the rotational motion of the crankshaft 15 to advance the opening / closing timing of the exhaust valve 14 toward the expansion stroke or return it to the intake stroke. The vane variable valve drive mechanism includes a rotor connected to a camshaft, a housing that houses the rotor and interlocks with the crankshaft 15, an advance chamber and a retard angle formed between the housing and the rotor. An oil control valve that controls oil pressure in the chamber is included. The oil control valve controls the oil hydraulic pressure in the advance chamber and the retard chamber to shift the rotational phase of the rotor relative to the housing back and forth. With this configuration, the exhaust valve drive mechanism 14a continuously changes the opening / closing timing of the exhaust valve 14 to the advance side or the retard side.

尚、排気バルブ14を駆動する可変バルブ駆動機構としては、ベーン式に限定されず、カム切り替え式、電動モーター式、又は、カムレス式等の機構を用いてもよい。又、可変バルブ駆動機構は、排気バルブ14の開閉タイミングの位相に加えて、排気バルブ14のリフト量等も調整可能にしてもよい。又、吸気バルブ13の開閉タイミングを可変にするため、吸気バルブ駆動機構13aについても、可変バルブ駆動機構を用いてもよい。   The variable valve driving mechanism for driving the exhaust valve 14 is not limited to the vane type, and a cam switching type, an electric motor type, a camless type, or the like may be used. Further, the variable valve drive mechanism may adjust the lift amount of the exhaust valve 14 in addition to the phase of the opening / closing timing of the exhaust valve 14. In order to make the opening / closing timing of the intake valve 13 variable, a variable valve drive mechanism may also be used for the intake valve drive mechanism 13a.

各種センサー41〜46は、エンジンAの各部の状態等を検出するために設けられている。具体的には、エンジンAの各部には、エンジン回転センサー41、アクセル開度センサー42、スロットルバルブポジションセンサー43、カムポジションセンサー44、冷却水温センサー45、排気温度センサー46等が備え付けられている。そして、これら各種センサー41〜46で検出される検出値は、ECU50に送信される。   The various sensors 41 to 46 are provided for detecting the state of each part of the engine A and the like. Specifically, each part of the engine A is provided with an engine rotation sensor 41, an accelerator opening sensor 42, a throttle valve position sensor 43, a cam position sensor 44, a cooling water temperature sensor 45, an exhaust temperature sensor 46, and the like. The detected values detected by these various sensors 41 to 46 are transmitted to the ECU 50.

ここで、エンジン回転センサー41は、クランクシャフト15の回転数を検出するセンサーである。又、アクセル開度センサー42は、アクセル開度を検出するセンサーである。スロットルバルブポジションセンサー43は、吸気スロットルバルブ24の開度を検出するセンサーである。カムポジションセンサー44は、排気バルブ駆動機構14aのカムシャフトの回転位相を検出するセンサーである。冷却水温センサー45は、冷却水循環路内(図示せず)を流れる冷却水温を検出するセンサーである。排気温度センサー46は、排気通路30から排気浄化装置32に流入する排気ガスの温度を検出するセンサーである。尚、これらのセンサーは、いずれも公知のセンサーで実現することができる。   Here, the engine rotation sensor 41 is a sensor that detects the rotation speed of the crankshaft 15. The accelerator opening sensor 42 is a sensor that detects the accelerator opening. The throttle valve position sensor 43 is a sensor that detects the opening degree of the intake throttle valve 24. The cam position sensor 44 is a sensor that detects the rotational phase of the camshaft of the exhaust valve drive mechanism 14a. The cooling water temperature sensor 45 is a sensor that detects the temperature of the cooling water flowing in the cooling water circulation path (not shown). The exhaust temperature sensor 46 is a sensor that detects the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust purification device 32 from the exhaust passage 30. Any of these sensors can be realized by a known sensor.

尚、上記のセンサーに加えて、排気浄化装置32の触媒温度を検出するセンサーを設けたり、燃焼室11内の圧力を検出するセンサーを設けたりしてもよい。   In addition to the above sensor, a sensor for detecting the catalyst temperature of the exhaust purification device 32 or a sensor for detecting the pressure in the combustion chamber 11 may be provided.

ECU50(制御装置に相当)は、エンジンAの各部を統括制御するもので、例えば、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入力ポート、出力ポート等を含んで構成されている。   The ECU 50 (corresponding to a control device) controls each part of the engine A, and includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input port, an output port, and the like. It is configured to include.

ここでは、ECU50は、例えば、エンジンAが冷間運転の際には、排気バルブ14の開閉タイミングを進角させるとともに、遮音のために吸気スロットルバルブ24を開度が小さくなる方向に制御する(図3を参照して後述)。ECU50は、かかる機能を実現するための構成として、運転状態判定部51、排気バルブ制御部52、及びスロットルバルブ制御部53を有する。これらの機能は、例えば、CPUがコンピュータプログラムを実行することで実現される。   Here, for example, when the engine A is in a cold operation, the ECU 50 advances the opening / closing timing of the exhaust valve 14 and controls the intake throttle valve 24 in a direction in which the opening is reduced for sound insulation ( This will be described later with reference to FIG. The ECU 50 includes an operation state determination unit 51, an exhaust valve control unit 52, and a throttle valve control unit 53 as a configuration for realizing such a function. These functions are realized, for example, by the CPU executing a computer program.

運転状態判定部51は、冷却水温センサー45や排気温度センサー46の検出値に基づいて、エンジンAが冷間運転の状態であるか否かについて判定する。尚、冷間運転とは、エンジンAを始動した際等、エンジンAの冷却水温や潤滑油温が低い状態での運転を意味する。   The operation state determination unit 51 determines whether or not the engine A is in a cold operation state based on the detection values of the cooling water temperature sensor 45 and the exhaust temperature sensor 46. The cold operation means an operation in a state where the cooling water temperature or the lubricating oil temperature of the engine A is low, such as when the engine A is started.

排気バルブ制御部52は、排気バルブ駆動機構14aを制御して、クランクシャフト15の回転運動に対する排気バルブ14の開閉タイミングの位相を調整する。排気バルブ制御部52は、運転状態判定部51が冷間運転中と判定した場合には、排気バルブ駆動機構14aに制御信号saを出力して、排気バルブ14の開閉タイミングを膨張行程側に進角させる。   The exhaust valve control unit 52 controls the exhaust valve drive mechanism 14 a to adjust the phase of the opening / closing timing of the exhaust valve 14 with respect to the rotational movement of the crankshaft 15. When the operation state determination unit 51 determines that the cold operation is being performed, the exhaust valve control unit 52 outputs a control signal sa to the exhaust valve drive mechanism 14a to advance the opening / closing timing of the exhaust valve 14 to the expansion stroke side. Horn.

スロットルバルブ制御部53(本発明の「遮音バルブ制御部」に相当)は、吸気通路20に配設された吸気スロットルバルブ24を制御して、開度を調整する。スロットルバルブ制御部53は、排気バルブ制御部52が排気バルブ14の開閉タイミングを進角させた場合には、吸気スロットルバルブ24に制御信号scを出力して、開度が小さくなる方向に制御する。そうすることで、燃焼室11から吸気通路20側に向かう圧力波が、吸気スロットルバルブ24を通過する領域を狭め、当該圧力波を遮蔽する。尚、「開度が小さくなる方向に制御する」とは、吸気スロットルバルブ24の開度が、現在の開度よりも小さくなるように制御することを意味する。つまり、スロットルバルブ制御部53は、吸気スロットルバルブ24の開度を全開状態と全閉状態とで切り替える態様に限らず、全開状態から半閉状態に制御する態様も含むのは勿論である。又、スロットルバルブ制御部53は、アクセル開度等に応じて、吸気スロットルバルブ24の開度を更に微調整してもよい。   The throttle valve control unit 53 (corresponding to the “sound insulation valve control unit” of the present invention) controls the intake throttle valve 24 disposed in the intake passage 20 to adjust the opening degree. When the exhaust valve control unit 52 advances the opening / closing timing of the exhaust valve 14, the throttle valve control unit 53 outputs a control signal sc to the intake throttle valve 24 to control the opening degree to be decreased. . By doing so, the region where the pressure wave from the combustion chamber 11 toward the intake passage 20 side passes through the intake throttle valve 24 is narrowed, and the pressure wave is shielded. Note that “controlling in such a direction that the opening degree decreases” means that the opening degree of the intake throttle valve 24 is controlled to be smaller than the current opening degree. In other words, the throttle valve control unit 53 is not limited to a mode in which the opening degree of the intake throttle valve 24 is switched between the fully open state and the fully closed state, but naturally includes a mode in which the throttle valve control unit 53 is controlled from the fully open state to the semi-closed state. Further, the throttle valve control unit 53 may further finely adjust the opening degree of the intake throttle valve 24 according to the accelerator opening degree or the like.

尚、ECU50は、上記の他に、アクセル開度に基づいて燃料噴射装置12の燃料の噴射開始時期及び噴射量を決定し、当該決定された噴射開始時期及び噴射量となるように、燃料噴射装置12に対して制御信号sbを出力する。又、ECU50は、EGRバルブ31cの開度を制御するべく、EGRバルブ31cに対して制御信号sdを出力する。   In addition to the above, the ECU 50 determines the fuel injection start timing and the fuel injection amount of the fuel injection device 12 based on the accelerator opening, and the fuel injection is performed so that the determined fuel injection start timing and fuel injection amount are obtained. A control signal sb is output to the device 12. Further, the ECU 50 outputs a control signal sd to the EGR valve 31c in order to control the opening degree of the EGR valve 31c.

次に、排気バルブ14及び吸気スロットルバルブ24の制御フローの一例について説明する。   Next, an example of the control flow of the exhaust valve 14 and the intake throttle valve 24 will be described.

図3は、冷間運転時における排気バルブ14及び吸気スロットルバルブ24の制御フローの一例を示す図である。尚、図3は、上記したとおり、ECU50がコンピュータプログラムに従って実行するものである。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a control flow of the exhaust valve 14 and the intake throttle valve 24 during the cold operation. 3 is executed by the ECU 50 according to the computer program as described above.

ここでは、運転状態判定部51は、冷却水温センサー45や排気温度センサー46の検出値に基づいて、エンジンAが冷間運転中か否かを所定の時間毎(例えば、1秒毎)に判定しているものとする。そして、運転状態判定部51が、エンジンAが冷間運転中であると判定した場合には、図3に示すステップS1、S2の処理が実行され、当該冷間運転が終了したと判定した場合には、ステップS3、S4の処理が実行される。尚、運転状態判定部51は、例えば、冷却水温センサー45で検出される冷却水温が所定の暖機完了温度よりも低い場合や、排気温度センサー46で検出される排気温度が所定の触媒活性温度よりも低い場合にエンジンAが冷間運転であると判定し、例えば、冷却水温が暖機完了温度に達し、且つ、触媒温度が所定の触媒活性温度に達した場合には、冷間運転を終了させるものとする。   Here, the operation state determination unit 51 determines whether or not the engine A is in the cold operation every predetermined time (for example, every second) based on the detection values of the cooling water temperature sensor 45 and the exhaust temperature sensor 46. Suppose you are. And when the driving | running state determination part 51 determines with the engine A being in cold operation, when the process of step S1, S2 shown in FIG. 3 is performed, and it determines with the said cold operation having been complete | finished The processes of steps S3 and S4 are executed. Note that the operating state determination unit 51 determines, for example, when the cooling water temperature detected by the cooling water temperature sensor 45 is lower than a predetermined warm-up completion temperature or when the exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor 46 is a predetermined catalyst activation temperature. The engine A is determined to be in a cold operation when the temperature is lower than, for example, when the cooling water temperature reaches the warm-up completion temperature and the catalyst temperature reaches a predetermined catalyst activation temperature, the cold operation is performed. Shall be terminated.

冷間運転の際、排気バルブ制御部52は、図1に示したように、排気バルブ14の開閉タイミングを膨張行程側に進角させるように、排気バルブ駆動機構14aを制御する。より詳細には、排気バルブ制御部52は、排気バルブ14の開閉タイミングを膨張行程側に進角させることによって、圧縮上死点に対して早期に排気バルブ14を開けさせ、高温の燃焼ガスを排気通路30内に排出させるとともに、圧縮上死点に対して早期に排気バルブ14を閉じさせ、燃焼室11内に燃焼ガスを残留させる。   During the cold operation, the exhaust valve control unit 52 controls the exhaust valve drive mechanism 14a so that the opening / closing timing of the exhaust valve 14 is advanced to the expansion stroke side, as shown in FIG. More specifically, the exhaust valve control unit 52 advances the opening / closing timing of the exhaust valve 14 toward the expansion stroke side, thereby opening the exhaust valve 14 at an early stage with respect to the compression top dead center, and causing high-temperature combustion gas to flow. While exhausting into the exhaust passage 30, the exhaust valve 14 is closed early with respect to the compression top dead center, and the combustion gas remains in the combustion chamber 11.

このようにして燃焼室11内に残留した残留ガスによって、燃焼室11内における圧縮開始温度を昇温させ、燃焼室11内での燃料の燃焼を安定化させるとともに、冷間運転から通常運転への切り替え時間を短縮することができる。加えて、排気通路30内に排出される高温の燃焼ガスによって、排気浄化装置32の触媒温度を早期に上昇させることもできる。   Thus, the residual gas remaining in the combustion chamber 11 raises the compression start temperature in the combustion chamber 11 to stabilize the combustion of the fuel in the combustion chamber 11 and from the cold operation to the normal operation. Switching time can be shortened. In addition, the catalyst temperature of the exhaust gas purification device 32 can be raised at an early stage by the high-temperature combustion gas discharged into the exhaust passage 30.

但し、上記したとおり、排気バルブ14の開閉タイミングを進角させた場合には、吸気バルブ13を開けた際に、燃焼室11で圧縮された残留ガスが吸気通路20側に吹き出し、これによって、燃焼室11から吸気通路20に向かう圧力波が生じ、吸気口20aまで到達した場合にはエンジンAの外部に異音が発生してしまう。そこで、本実施形態に係るECU50は、排気バルブ14の開閉タイミングの進角制御と連動させるように、吸気スロットルバルブ24を開度が小さくなる方向に制御する。   However, as described above, when the opening / closing timing of the exhaust valve 14 is advanced, when the intake valve 13 is opened, the residual gas compressed in the combustion chamber 11 is blown out to the intake passage 20 side. When a pressure wave from the combustion chamber 11 toward the intake passage 20 is generated and reaches the intake port 20a, abnormal noise is generated outside the engine A. Therefore, the ECU 50 according to the present embodiment controls the intake throttle valve 24 in a direction in which the opening degree is decreased so as to be interlocked with the advance angle control of the opening / closing timing of the exhaust valve 14.

図3に戻って、制御フローについて説明する。   Returning to FIG. 3, the control flow will be described.

まず、ECU50(スロットルバルブ制御部53)は、吸気スロットルバルブ24を開度が小さくなる方向に制御する(ステップS1)。そして、かかる後に、ECU50(排気バルブ制御部52)は、排気バルブ14の開閉タイミングを膨張行程側に所定の角度だけ進角させるように、排気バルブ駆動機構14aを制御する(ステップS2)。尚、かかる制御は、例えば、スロットルバルブポジションセンサー43やカムポジションセンサー44の検出値を参照しながら、フィードバック制御により実行されるものとする。   First, the ECU 50 (throttle valve control unit 53) controls the intake throttle valve 24 in a direction in which the opening becomes smaller (step S1). After that, the ECU 50 (exhaust valve controller 52) controls the exhaust valve drive mechanism 14a so that the opening / closing timing of the exhaust valve 14 is advanced by a predetermined angle toward the expansion stroke (step S2). Note that this control is executed by feedback control with reference to detection values of the throttle valve position sensor 43 and the cam position sensor 44, for example.

ステップS2の後、ECU50(運転状態判定部51)は、上記と同様に、かかる状態における冷却水温センサー45や排気温度センサー46の検出値等を継続して監視し、冷間運転を終了させるタイミングを判定する。そして、ECU50(運転状態判定部51)は、冷間運転を終了させ、通常運転に切り替えると判定した場合には、続くステップS3の処理を行う。   After step S2, the ECU 50 (operating state determination unit 51) continuously monitors the detected values of the cooling water temperature sensor 45 and the exhaust temperature sensor 46 in such a state, and terminates the cold operation in the same manner as described above. Determine. If the ECU 50 (operation state determination unit 51) determines to end the cold operation and switch to the normal operation, the ECU 50 (operation state determination unit 51) performs the subsequent process of step S3.

通常運転に切り替える際には、まず、ECU50(排気バルブ制御部52)は、排気バルブ14の開閉タイミングを吸気行程側に戻すように、排気バルブ駆動機構14aを制御する(ステップS3)。次に、ECU50(スロットルバルブ制御部53)は、吸気スロットルバルブ24を開度が大きくなる方向に制御する(ステップS4)。   When switching to normal operation, first, the ECU 50 (exhaust valve control unit 52) controls the exhaust valve drive mechanism 14a so as to return the opening / closing timing of the exhaust valve 14 to the intake stroke side (step S3). Next, the ECU 50 (throttle valve control unit 53) controls the intake throttle valve 24 in a direction in which the opening degree increases (step S4).

尚、ディーゼルエンジンでは、吸気スロットルバルブ24によるポンピングロスを軽減するため、車両の走行速度等は、一般に、燃焼室11への燃料の噴射量によって制御される。そのため、本実施形態では、吸気スロットルバルブ24は、例えば、ステップS1の処理において全開の状態から半開程度まで閉じられ、ステップS4の処理において全開の状態まで開かれ、その後は当該状態にて保持されるものとする。   In a diesel engine, in order to reduce the pumping loss due to the intake throttle valve 24, the traveling speed of the vehicle is generally controlled by the amount of fuel injected into the combustion chamber 11. Therefore, in the present embodiment, for example, the intake throttle valve 24 is closed from the fully open state to the half-open state in the process of step S1, is opened to the fully open state in the process of step S4, and is then held in that state. Shall be.

このように、ECU50は、排気バルブ14の開閉タイミングを進角させるよりも前のタイミングで、吸気スロットルバルブ24を開度が小さくなる方向に制御するとともに、排気バルブ14の開閉タイミングを進角させた状態から吸気行程側に戻した後のタイミングで、吸気スロットルバルブ24を開度が大きくなる方向に制御する。そうすることで、吸気スロットルバルブ24によって、燃焼室11から吸気通路20側へ向かう圧力波を確実に抑制することができる。   As described above, the ECU 50 controls the intake throttle valve 24 in a direction in which the opening degree is reduced before the opening / closing timing of the exhaust valve 14 is advanced, and advances the opening / closing timing of the exhaust valve 14. The intake throttle valve 24 is controlled so as to increase the opening at the timing after the state is returned to the intake stroke side. By doing so, the pressure wave from the combustion chamber 11 toward the intake passage 20 can be reliably suppressed by the intake throttle valve 24.

以上、本実施形態に係るECU50によれば、排気バルブ14の開閉タイミングを進角させるときに、吸気スロットルバルブ24を開度が小さくなる方向に制御する構成としている。そのため、制御装置50は、燃焼室11から吸気通路20側へ向かう圧力波を、吸気スロットルバルブ24によって遮蔽することができ、その結果、当該圧力波によって生ずる異音を抑制することが可能となる。   As described above, according to the ECU 50 according to the present embodiment, when the opening / closing timing of the exhaust valve 14 is advanced, the intake throttle valve 24 is controlled so as to decrease the opening degree. Therefore, the control device 50 can shield the pressure wave from the combustion chamber 11 toward the intake passage 20 by the intake throttle valve 24. As a result, it is possible to suppress noise generated by the pressure wave. .

(第2の実施形態)
次に、図4〜図6を参照して、第2の実施形態に係る内燃機関の制御装置(ECU50)について説明する。
(Second Embodiment)
Next, an internal combustion engine control apparatus (ECU 50) according to a second embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態に係るECU50は、冷間運転のとき、排気バルブ14の進角量を段階的に変化させ、当該排気バルブ14の進角量に応じて吸気スロットルバルブ24の開度を変化させる点で、第1の実施形態と相違する。尚、第1の実施形態と共通する構成については、説明を省略する。   The ECU 50 according to this embodiment changes the advance amount of the exhaust valve 14 stepwise during cold operation, and changes the opening of the intake throttle valve 24 according to the advance amount of the exhaust valve 14. This is different from the first embodiment. Note that description of configurations common to the first embodiment is omitted.

図4は、排気バルブ14の進角量θ及び吸気スロットルバルブ24の開度μを設定するための制御マップを示す図である。図5は、制御マップの排気バルブ14の進角量θ〜θに対応する位相の位置を図示したものである。 FIG. 4 is a view showing a control map for setting the advance amount θ of the exhaust valve 14 and the opening degree μ of the intake throttle valve 24. FIG. 5 shows the position of the phase corresponding to the advance amounts θ 1 to θ 4 of the exhaust valve 14 in the control map.

本実施形態に係るECU50には、図4に示すような制御マップが予め記憶されているものとする。図4に示す制御マップは、エンジン回転数及びエンジン負荷の実測値に対する、排気バルブ14の進角量θの目標値及び吸気スロットルバルブ24の開度μの目標値を予め設定したデータである。そして、ECU50(排気バルブ制御部52、スロットルバルブ制御部53)は、当該制御マップに従って、排気バルブ14の進角量θを制御するとともに、吸気スロットルバルブ24の開度μを制御する。尚、エンジン負荷の実測値は、ここでは、アクセル開度に基づいて求められる。   It is assumed that a control map as shown in FIG. 4 is stored in advance in the ECU 50 according to the present embodiment. The control map shown in FIG. 4 is data in which the target value of the advance amount θ of the exhaust valve 14 and the target value of the opening μ of the intake throttle valve 24 are set in advance with respect to the actually measured values of the engine speed and the engine load. The ECU 50 (the exhaust valve control unit 52 and the throttle valve control unit 53) controls the advance angle θ of the exhaust valve 14 and the opening degree μ of the intake throttle valve 24 according to the control map. Here, the actual measured value of the engine load is obtained based on the accelerator opening.

制御マップでは、エンジン回転数及びエンジン負荷の実測値が高くなるほど、進角量θの目標値が小さくなるように設定されている(θ>θ)。換言すると、エンジンAの始動直後の冷間運転のときには進角量θが大きい(図4中の第4領域)状態として、エンジン回転数が上昇するに応じて進角量θが段階的に小さくなる(図4中の第3領域、第2領域、第1領域)ようになっている。これによって、エンジンAの始動直後の冷間運転のときには、燃焼室11の圧縮開始温度が大幅に昇温されることになる。一方、排気バルブ14の進角量θを大きくすると出力トルクが小さくなることを考慮して、制御マップでは、エンジンAを始動させて時間とともにエンジン回転数及びエンジン負荷が高くなるに従い、進角量θの目標値が段階的に小さくなるように設定されている。 In the control map, the target value of the advance amount θ is set to be smaller as the measured values of the engine speed and the engine load are higher (θ 4 > θ 1 ). In other words, in the cold operation immediately after the start of the engine A, the advance amount θ is large (fourth region in FIG. 4), and the advance amount θ decreases stepwise as the engine speed increases. (The third region, the second region, and the first region in FIG. 4). As a result, during the cold operation immediately after the start of the engine A, the compression start temperature of the combustion chamber 11 is significantly increased. On the other hand, in consideration of the fact that the output torque decreases when the advance amount θ of the exhaust valve 14 is increased, the advance amount is increased as the engine speed and the engine load increase with time in the control map. The target value of θ is set so as to decrease stepwise.

又、制御マップには、排気バルブ14の進角量θ〜θの目標値に応じた吸気スロットルバルブ24の開度μ〜μの目標値が設定されている(μ>μ)。具体的には、制御マップには、排気バルブ14の進角量θが大きくなるほど、吸気スロットルバルブ24の開度μが小さくなるように設定されている。つまり、排気バルブ14の進角量θが大きいほど、燃焼室11内の圧力は大きくなり、燃焼室11から吸気通路20側に向かう圧力波も大きくなる。他方、吸気スロットルバルブ24の開度μを小さくすると吸気スロットルバルブ24により生ずるポンピングロスも大きくなる。制御マップでは、かかる観点を考慮して、排気バルブ14の進角量θが段階的に小さくなるに応じて、吸気スロットルバルブ24の開度μが段階的に大きくなるように設定している。 Further, in the control map, target values for the openings μ 1 to μ 4 of the intake throttle valve 24 corresponding to the target values of the advance amounts θ 1 to θ 4 of the exhaust valve 14 are set (μ 1 > μ). 4 ). Specifically, the control map is set such that the opening degree μ of the intake throttle valve 24 decreases as the advance amount θ of the exhaust valve 14 increases. That is, as the advance amount θ of the exhaust valve 14 increases, the pressure in the combustion chamber 11 increases, and the pressure wave from the combustion chamber 11 toward the intake passage 20 increases. On the other hand, if the opening degree μ of the intake throttle valve 24 is decreased, the pumping loss caused by the intake throttle valve 24 also increases. In the control map, in consideration of such a viewpoint, the opening degree μ of the intake throttle valve 24 is set to increase stepwise as the advance amount θ of the exhaust valve 14 decreases stepwise.

このように、制御マップは、トルク特性や吸気スロットルバルブ24によって生ずるポンピングロスを考慮しつつ、冷間運転時におけるNOxの低減、排気浄化装置32の触媒の早期活性化、暖機時間の短縮等を図ることができるように設定されている。   Thus, the control map takes into account the torque characteristics and the pumping loss caused by the intake throttle valve 24, reduces NOx during cold operation, early activation of the catalyst of the exhaust purification device 32, shortens the warm-up time, etc. It is set to be able to plan.

図6は、制御マップを利用した排気バルブ14及び吸気スロットルバルブ24の制御フローの一例を示す図である。ここでは、第1の実施形態と同様に、燃焼室11から吸気通路20側へ向かう圧力波を確実に抑制するべく、排気バルブ14を膨張行程側に進角させる場合には、先に吸気スロットルバルブ24を開度が小さくなる方向に制御し、排気バルブ14を吸気行程側に戻す場合には、排気バルブ14を先に戻した後に吸気スロットルバルブ24を開度が大きくなる方向に制御する構成となっている。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a control flow of the exhaust valve 14 and the intake throttle valve 24 using the control map. Here, in the same way as in the first embodiment, when the exhaust valve 14 is advanced to the expansion stroke side in order to reliably suppress the pressure wave from the combustion chamber 11 toward the intake passage 20, the intake throttle first In the case where the valve 24 is controlled in a direction in which the opening is decreased and the exhaust valve 14 is returned to the intake stroke side, the intake throttle valve 24 is controlled in a direction in which the opening is increased after the exhaust valve 14 is returned first. It has become.

図6に示す制御フローは、運転状態判定部51が冷間運転の状態と判定している場合に、所定時間毎(例えば、0.5秒毎)に実行されるものとする。   The control flow shown in FIG. 6 is executed every predetermined time (for example, every 0.5 seconds) when the operation state determination unit 51 determines that it is in the cold operation state.

図6に示す制御フローにおいては、まず、ECU50(排気バルブ制御部52)は、制御マップに従って排気バルブ14の進角量の目標値を算出する(ステップS11)。そして、ECU50(排気バルブ制御部52)は、排気バルブ14の進角量の目標値が、カムポジションセンサー44から検出される排気バルブ14の進角量の実測値と一致しているか否かを判定し(ステップS12)、一致している場合には(ステップS12:YES)、処理を終了し、一致していない場合には(ステップS12:NO)、排気バルブ14及び吸気スロットルバルブ24を制御する。   In the control flow shown in FIG. 6, first, the ECU 50 (exhaust valve control unit 52) calculates a target value for the advance amount of the exhaust valve 14 according to the control map (step S11). Then, the ECU 50 (exhaust valve control unit 52) determines whether or not the target value of the advance amount of the exhaust valve 14 matches the measured value of the advance amount of the exhaust valve 14 detected from the cam position sensor 44. If it matches (step S12: YES), the process ends. If not (step S12: NO), the exhaust valve 14 and the intake throttle valve 24 are controlled. To do.

排気バルブ14の進角量の目標値が実測値よりも大きい場合には(ステップS13:YES)、まず、ECU50(スロットルバルブ制御部53)は吸気スロットルバルブ24を開度が小さくなる方向に制御し(ステップS14)、その後、ECU50(排気バルブ制御部52)は排気バルブ14を進角させる(ステップS15)。   When the target value of the advance amount of the exhaust valve 14 is larger than the actually measured value (step S13: YES), first, the ECU 50 (throttle valve control unit 53) controls the intake throttle valve 24 in a direction in which the opening is decreased. Then, the ECU 50 (exhaust valve controller 52) advances the exhaust valve 14 (step S15).

一方、排気バルブ14の進角量の目標値が実測値よりも小さい場合には(ステップS13:NO)、まず、ECU50(排気バルブ制御部52)は、排気バルブ14の開閉タイミングを吸気行程側に戻し(ステップS16)、その後、ECU50(スロットルバルブ制御部53)は、吸気スロットルバルブ24を開度が小さくなる方向に制御する(ステップS17)。   On the other hand, when the target value of the advance amount of the exhaust valve 14 is smaller than the actually measured value (step S13: NO), first, the ECU 50 (exhaust valve control unit 52) sets the opening / closing timing of the exhaust valve 14 to the intake stroke side. Then, the ECU 50 (throttle valve control unit 53) controls the intake throttle valve 24 in a direction in which the opening is reduced (step S17).

ECU50は、このような処理を繰り返して、制御マップに設定された排気バルブ14の進角量の目標値、及び吸気スロットルバルブ24の開度の目標値となるように、排気バルブ駆動機構14a及び吸気スロットルバルブ24を制御する。   The ECU 50 repeats such processing so that the exhaust valve drive mechanism 14a and the target value of the advance amount of the exhaust valve 14 and the target value of the opening degree of the intake throttle valve 24 set in the control map are obtained. The intake throttle valve 24 is controlled.

具体的にエンジンAを始動した直後から説明すると、エンジンAを始動した直後には、制御マップ上は、第4領域に対応する(ステップS12:NO、ステップS13:YES)。そのため、ECU50(スロットルバルブ制御部53)は、まず、進角時の圧力波を抑制するため、吸気スロットルバルブ24の開度を最小値μに制御する(ステップS14)。その後、ECU50(排気バルブ制御部52)は、排気バルブ14の進角量を最大値θになるように排気バルブ駆動機構14aを制御する(ステップS15)。 Specifically, immediately after starting the engine A, immediately after starting the engine A, the control map corresponds to the fourth region (step S12: NO, step S13: YES). Therefore, ECU 50 (throttle valve control unit 53), first, in order to suppress the pressure wave at the time of advance, and controls the opening degree of the intake throttle valve 24 to the minimum value mu 4 (step S14). Thereafter, ECU 50 (the exhaust valve control unit 52) controls the exhaust valve drive mechanism 14a so that the advance of the exhaust valve 14 to the maximum value theta 4 (step S15).

エンジン回転数が始動した直後から徐々に上昇し、制御マップの第3領域に到達した場合(ステップS12:NO、ステップS13:NO)、ECU50(排気バルブ制御部52)は、排気バルブ14の進角量をθよりも小さいθになるように排気バルブ駆動機構14aを制御する(ステップS16)。その後、ECU50(スロットルバルブ制御部53)は、吸気スロットルバルブ24の開度がμよりも大きなμになるよう制御する(ステップS17)。 When the engine speed gradually increases immediately after starting and reaches the third region of the control map (step S12: NO, step S13: NO), the ECU 50 (exhaust valve control unit 52) causes the exhaust valve 14 to advance. controlling the exhaust valve drive mechanism 14a such that the angular amount to a smaller theta 3 than theta 4 (step S16). Thereafter, ECU 50 (throttle valve control unit 53) performs control so that the opening degree of the intake throttle valve 24 becomes large mu 3 than mu 4 (step S17).

続いて、制御マップの第2領域、第1領域へと移行するに応じて、同様に、まず、ECU50は、排気バルブ14の進角量を小さくし(ステップS16)、その後、吸気スロットルバルブ24の開度を大きくする(ステップS17)という処理を実行する。   Subsequently, according to the shift to the second region and the first region of the control map, the ECU 50 first decreases the advance amount of the exhaust valve 14 (step S16), and then the intake throttle valve 24. The process of enlarging the opening degree (step S17) is executed.

そして、第1の実施形態と同様に、運転状態判定部51が冷間運転を終了させると判定した場合には、進角量0の通常運転に移行する。   Then, similarly to the first embodiment, when the operation state determination unit 51 determines to end the cold operation, the operation proceeds to the normal operation with the advance amount of zero.

以上のように、本実施形態に係る制御装置50によれば、排気バルブ14の進角量を段階的に小さくしていくとともに、吸気スロットルバルブ24の開度を段階的に大きくしていく構成となっている。そのため、吸気スロットルバルブ24によるポンピングロスやトルク特性を考慮しつつ、NOxの低減、排気浄化装置の触媒の早期活性化、暖機時間の短縮等を図ることができる。   As described above, according to the control device 50 according to the present embodiment, the advance amount of the exhaust valve 14 is decreased stepwise and the opening of the intake throttle valve 24 is increased stepwise. It has become. Therefore, while considering the pumping loss and torque characteristics of the intake throttle valve 24, it is possible to reduce NOx, activate the catalyst of the exhaust purification device early, shorten the warm-up time, and the like.

尚、上記実施形態では、ECU50(スロットルバルブ制御部53)は、排気バルブ14の進角量やエンジン回転数の実測値等に基づいて、吸気スロットルバルブ24の開度μを決定する構成となっている。しかし、ECU50(スロットルバルブ制御部53)は、燃焼室11から吸気通路20側に向かう圧力波の大きさを直接求めるべく、燃焼室11内の圧力を測定して、当該燃焼室11内の圧力の実測値に基づいて、吸気スロットルバルブ24の開度μを決定してもよいのは勿論である。   In the above embodiment, the ECU 50 (throttle valve control unit 53) is configured to determine the opening degree μ of the intake throttle valve 24 based on the advance amount of the exhaust valve 14, the actual measured value of the engine speed, and the like. ing. However, the ECU 50 (throttle valve control unit 53) measures the pressure in the combustion chamber 11 in order to directly obtain the magnitude of the pressure wave from the combustion chamber 11 toward the intake passage 20, and the pressure in the combustion chamber 11 is measured. Of course, the opening degree μ of the intake throttle valve 24 may be determined on the basis of the actually measured value.

(その他の実施形態)
尚、上記実施形態では、燃焼室11から吸気通路20側に向かう圧力波を遮蔽するための構成の一例として、吸気スロットルバルブ24を用いる態様を示した。しかし、吸気スロットルバルブ24以外に、別途、遮音用のバルブを設ける態様としてもよい。又、当該遮音用のバルブは、燃焼室11から吸気通路20側に向かう圧力波を遮蔽できればよいため、吸気マニホールドの各吸気ポートそれぞれの位置としてもよいし、吸気通路20のインタークーラー23の上流側の位置としてもよい。但し、部品点数を軽減し、コストを低下させる点から、内燃機関Aに既設の吸気スロットルバルブ24を用いるのが望ましい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, an aspect in which the intake throttle valve 24 is used as an example of a configuration for shielding a pressure wave from the combustion chamber 11 toward the intake passage 20 is shown. However, in addition to the intake throttle valve 24, a separate sound insulating valve may be provided. Further, since the sound insulating valve only needs to be able to shield pressure waves from the combustion chamber 11 toward the intake passage 20, it may be located at each intake port of the intake manifold or upstream of the intercooler 23 in the intake passage 20. It is good also as a position. However, it is desirable to use the existing intake throttle valve 24 in the internal combustion engine A from the viewpoint of reducing the number of parts and reducing the cost.

又、上記実施形態では、ECU50の排気バルブ制御部52及びスロットルバルブ制御部53の構成の一例として、冷間運転のときに処理を実行する態様を示した。しかし、排気バルブ制御部52は、冷間運転のとき以外にも、排気バルブ14の開閉タイミングを進角させてもよいのは勿論である。例えば、排気バルブ制御部52は、トルクを低減するべく、エンジンブレーキをかけるときにも、排気バルブ14の開閉タイミングを進角させてもよい。そして、スロットルバルブ制御部53は、これにあわせて、吸気スロットルバルブ24を開度が小さくなる方向に制御してもよい。但し、スロットルバルブ制御部53は、冷間運転以外の場合に吸気スロットルバルブ24を開度が小さくなる方向に制御する際は、燃焼室11での燃焼に必要な空気量を十分確保するため、冷間運転の場合と比して、開度が大きくなるように当該吸気スロットルバルブ24を制御するのが望ましい。   Moreover, in the said embodiment, the aspect which performs a process at the time of a cold operation was shown as an example of a structure of the exhaust valve control part 52 and the throttle valve control part 53 of ECU50. However, it goes without saying that the exhaust valve control unit 52 may advance the opening / closing timing of the exhaust valve 14 other than during the cold operation. For example, the exhaust valve control unit 52 may advance the opening / closing timing of the exhaust valve 14 even when the engine brake is applied in order to reduce the torque. Then, the throttle valve control unit 53 may control the intake throttle valve 24 in a direction in which the opening degree decreases in accordance with this. However, when the throttle valve control unit 53 controls the intake throttle valve 24 in a direction in which the opening becomes smaller in cases other than cold operation, the air amount necessary for combustion in the combustion chamber 11 is sufficiently secured. It is desirable to control the intake throttle valve 24 so that the opening degree is larger than in the case of cold operation.

又、上記実施形態では、ECU50の運転状態判定部51の構成の一例として、冷間運転の状態であるか否かを冷却水温センサー45や排気温度センサー46の検出値等に基づいて、逐次、判定する態様を示した。しかしながら、運転状態判定部51の態様は、任意であり、例えば、エンジンAを始動してから一定時間内を冷間運転の状態と判定する構成としてもよい。   In the above embodiment, as an example of the configuration of the operation state determination unit 51 of the ECU 50, whether or not it is in the cold operation state is sequentially determined based on the detection values of the cooling water temperature sensor 45 and the exhaust temperature sensor 46, and the like. The mode of determination was shown. However, the mode of the operation state determination unit 51 is arbitrary, and for example, a configuration in which a predetermined time period after the engine A is started is determined as a cold operation state.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。   As mentioned above, although the specific example of this invention was demonstrated in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。   At least the following matters will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

燃焼室11に連通する吸気通路20及び排気通路30と、前記燃焼室11と前記吸気通路20との間を開閉する吸気バルブ13と、前記燃焼室11と前記排気通路30との間を開閉する排気バルブ14と、を有し、前記排気バルブ14の駆動機構として開閉タイミングを可変とする可変バルブ駆動機構14aが用いられた内燃機関Aの制御装置50であって、前記可変バルブ駆動機構14aを制御して、前記内燃機関のクランクシャフト15の回転運動に対する前記排気バルブ14の開閉タイミングの位相を調整する排気バルブ制御部52と、前記吸気通路20に配設された遮音バルブ24の開度を制御する遮音バルブ制御部53を備え、前記遮音バルブ制御部53は、前記排気バルブ制御部52が前記排気バルブ14の開閉タイミングを膨張行程側に進角させているときには、前記遮音バルブ24を開度が小さくなる方向に制御する内燃機関Aの制御装置50を開示する。この内燃機関Aの制御装置50によれば、排気バルブ14の開閉タイミングを進角させるときに、燃焼室11から吸気通路20側へ向かう圧力波を、遮音バルブ24によって抑制することができ、その結果、当該圧力波によって生ずる異音を抑制することが可能となる。   An intake passage 20 and an exhaust passage 30 communicating with the combustion chamber 11, an intake valve 13 that opens and closes between the combustion chamber 11 and the intake passage 20, and an opening and closing between the combustion chamber 11 and the exhaust passage 30. And a control device 50 for an internal combustion engine A using a variable valve drive mechanism 14a having a variable opening / closing timing as a drive mechanism of the exhaust valve 14, and comprising the variable valve drive mechanism 14a. The exhaust valve control unit 52 for adjusting the opening / closing timing phase of the exhaust valve 14 with respect to the rotational movement of the crankshaft 15 of the internal combustion engine, and the opening degree of the sound insulation valve 24 disposed in the intake passage 20 are controlled. A sound insulation valve control unit 53 for controlling the sound insulation valve control unit 53, wherein the exhaust valve control unit 52 expands the opening / closing timing of the exhaust valve 14. When you are allowed to advance to the travel side, it discloses a control device 50 for an internal combustion engine A which controls the sound insulation valve 24 in the direction of opening is reduced. According to the control device 50 of the internal combustion engine A, when the opening / closing timing of the exhaust valve 14 is advanced, the pressure wave from the combustion chamber 11 toward the intake passage 20 can be suppressed by the sound insulation valve 24. As a result, it is possible to suppress abnormal noise caused by the pressure wave.

又、内燃機関Aの制御装置50における前記遮音バルブ制御部53は、前記排気バルブ制御部52が前記排気バルブ14の開閉タイミングを膨張行程側に進角させる前に、前記遮音バルブ24を開度が小さくなる方向に制御し、前記排気バルブ制御部52が前記排気バルブ14の開閉タイミングを吸気行程側に戻すよりも前に、開度が大きくなる方向に前記遮音バルブ24を制御するものであってもよい。この内燃機関Aの制御装置50によれば、上記した燃焼室11から吸気通路20側へ向かう圧力波を確実に抑制することができる。   Further, the sound insulation valve control unit 53 in the control device 50 of the internal combustion engine A opens the sound insulation valve 24 before the exhaust valve control unit 52 advances the opening / closing timing of the exhaust valve 14 to the expansion stroke side. And the exhaust valve controller 52 controls the sound insulation valve 24 in a direction in which the opening increases before the opening / closing timing of the exhaust valve 14 is returned to the intake stroke side. May be. According to the control device 50 of the internal combustion engine A, it is possible to reliably suppress the pressure wave from the combustion chamber 11 toward the intake passage 20 side.

又、内燃機関Aの制御装置50における前記遮音バルブ制御部53は、排気行程と吸気行程の間の圧縮上死点における前記燃焼室11の圧力に基づいて、前記遮音バルブ24の開度を決定し、当該開度となるように前記遮音バルブ24を制御するものであってもよい。この内燃機関Aの制御装置50によれば、遮音バルブ24によるポンピングロスを考慮しつつ、上記した圧力波の大きさ度合いに応じた遮音バルブ24の開度となるように制御することができる。   The sound insulation valve control unit 53 in the control device 50 of the internal combustion engine A determines the opening of the sound insulation valve 24 based on the pressure of the combustion chamber 11 at the compression top dead center between the exhaust stroke and the intake stroke. In addition, the sound insulation valve 24 may be controlled so as to achieve the opening degree. According to the control device 50 of the internal combustion engine A, it is possible to control the opening of the sound insulation valve 24 according to the magnitude of the pressure wave described above while considering the pumping loss due to the sound insulation valve 24.

又、内燃機関Aの制御装置50における前記遮音バルブ制御部53は、前記排気バルブ14の開閉タイミングの進角量に基づいて、前記遮音バルブ24の開度を決定し、当該開度となるように前記遮音バルブ24を制御するものであってもよい。この内燃機関Aの制御装置50によれば、遮音バルブ24によるポンピングロスを考慮しつつ、上記した圧力波の大きさ度合いに応じた遮音バルブ24の開度となるように制御することができる。   Further, the sound insulation valve control unit 53 in the control device 50 of the internal combustion engine A determines the opening degree of the sound insulation valve 24 based on the advance amount of the opening / closing timing of the exhaust valve 14 so as to be the opening degree. Alternatively, the sound insulation valve 24 may be controlled. According to the control device 50 of the internal combustion engine A, it is possible to control the opening of the sound insulation valve 24 according to the magnitude of the pressure wave described above while considering the pumping loss due to the sound insulation valve 24.

又、内燃機関Aは、自己着火式の内燃機関であってもよい。自己着火式の内燃機関おいては、点火式の内燃機関よりも燃焼室の圧縮比を高くするため、上記した圧力波が大きくなり、エンジンAの外部に生ずる異音も大きくなる傾向にある。そのため、この内燃機関の制御装置50は、特に自己着火式の内燃機関の制御装置50に、より好適に用いることができる。   The internal combustion engine A may be a self-ignition internal combustion engine. In a self-ignition type internal combustion engine, the compression wave in the combustion chamber is made higher than that in an ignition type internal combustion engine, so that the above-described pressure wave increases and abnormal noise generated outside the engine A tends to increase. Therefore, the control device 50 for the internal combustion engine can be more suitably used particularly for the control device 50 for the self-ignition internal combustion engine.

又、内燃機関Aの制御装置50においては、前記内燃機関が冷間運転の状態のとき、前記排気バルブ制御部52は、前記排気バルブ14の開閉タイミングが膨張行程側に進角するように、前記可変バルブ駆動機構14aを制御し、前記遮音バルブ制御部53は、前記遮音バルブ24を開度が小さくなる方向に制御するものであってもよい。この内燃機関Aの制御装置50によれば、進角化により発生する圧力波を遮音バルブ24によって抑制しつつ、冷間運転時におけるNOxの低減、排気浄化装置32の触媒の早期活性化、暖機時間の短縮等を図ることができる。   Further, in the control device 50 of the internal combustion engine A, when the internal combustion engine is in a cold operation state, the exhaust valve control unit 52 advances the opening / closing timing of the exhaust valve 14 to the expansion stroke side. The variable valve drive mechanism 14a may be controlled, and the sound insulation valve control unit 53 may control the sound insulation valve 24 in a direction in which the opening is reduced. According to the control device 50 of the internal combustion engine A, while suppressing the pressure wave generated by the advance angle by the sound insulation valve 24, the NOx is reduced during the cold operation, the catalyst of the exhaust purification device 32 is activated early, The machine time can be shortened.

又、内燃機関Aの制御装置50においては、前記内燃機関が冷間運転の状態のとき、前記排気バルブ制御部52は、前記排気バルブ14の開閉タイミングを膨張行程側に進角させた後、当該進角させる量が段階的に小さくなるように前記可変バルブ駆動機構14aを制御し、前記遮音バルブ制御部53は、前記遮音バルブ24を開度が小さくなる方向に制御した後、当該開度が段階的に大きくなるように前記遮音バルブ24を制御するものであってもよい。この内燃機関Aの制御装置50によれば、遮音バルブ24によって生ずるポンピングロスやトルク特性を考慮しつつ、冷間運転時におけるNOxの低減、排気浄化装置32の触媒の早期活性化、暖機時間の短縮等を図ることができる。   In the control device 50 of the internal combustion engine A, when the internal combustion engine is in a cold operation state, the exhaust valve control unit 52 advances the opening / closing timing of the exhaust valve 14 to the expansion stroke side, The variable valve drive mechanism 14a is controlled so that the amount of advance is reduced stepwise, and the sound insulation valve control unit 53 controls the sound insulation valve 24 in a direction in which the opening becomes smaller, and then the opening degree. The sound insulation valve 24 may be controlled so as to increase stepwise. According to the control device 50 of the internal combustion engine A, NOx reduction during cold operation, early activation of the catalyst of the exhaust purification device 32, warm-up time, taking into account the pumping loss and torque characteristics generated by the sound insulation valve 24 Can be shortened.

又、燃焼室11に連通する吸気通路20及び排気通路30と、前記燃焼室11と前記吸気通路20との間を開閉する吸気バルブ13と、前記燃焼室11と前記排気通路30との間を開閉する排気バルブ14と、を有し、前記排気バルブ14の駆動機構として開閉タイミングを可変とする可変バルブ駆動機構14aが用いられた内燃機関の制御方法であって、前記可変バルブ駆動機構14aを制御して、前記内燃機関のクランクシャフト15の回転運動に対する前記排気バルブ14の開閉タイミングの位相を調整する処理と、前記排気バルブ14の開閉タイミングを膨張行程側に進角させているときには、前記吸気通路20に配設された遮音バルブ24を開度が小さくなる方向に制御する処理と、を備える内燃機関の制御方法を開示する。   Further, an intake passage 20 and an exhaust passage 30 that communicate with the combustion chamber 11, an intake valve 13 that opens and closes between the combustion chamber 11 and the intake passage 20, and a space between the combustion chamber 11 and the exhaust passage 30 are provided. An internal combustion engine control method using a variable valve drive mechanism 14a having a variable opening / closing timing as a drive mechanism of the exhaust valve 14, wherein the variable valve drive mechanism 14a is When the control is performed to adjust the phase of the opening / closing timing of the exhaust valve 14 relative to the rotational movement of the crankshaft 15 of the internal combustion engine, and when the opening / closing timing of the exhaust valve 14 is advanced to the expansion stroke side, A control method for an internal combustion engine is disclosed that includes a process of controlling the sound insulation valve 24 disposed in the intake passage 20 in a direction in which the opening is reduced.

本開示に係る内燃機関の制御装置は、燃焼室から吸気通路側へ向かう圧力波によって発生する異音を抑制するために好適に用いることができる。   The control device for an internal combustion engine according to the present disclosure can be suitably used to suppress noise generated by a pressure wave from the combustion chamber toward the intake passage.

A 内燃機関
10 エンジン本体
11 燃焼室
12 燃料噴射装置
13 吸気バルブ
14 排気バルブ
15 クランクシャフト
20 吸気通路
21 エアクリーナー
22 ターボチャージャー
23 インタークーラー
24 吸気スロットルバルブ
30 排気通路
31 外部EGR装置
32 排気浄化装置
41 エンジン回転センサー
42 アクセル開度センサー
43 スロットルバルブポジションセンサー
44 カムポジションセンサー
45 冷却水温センサー
46 排気温度センサー
50 ECU
51 運転状態判定部
52 排気バルブ制御部
53 スロットルバルブ制御部
A Internal combustion engine 10 Engine body 11 Combustion chamber 12 Fuel injection device 13 Intake valve 14 Exhaust valve 15 Crankshaft 20 Intake passage 21 Air cleaner 22 Turbocharger 23 Intercooler 24 Intake throttle valve 30 Exhaust passage 31 External EGR device 32 Exhaust purification device 41 Engine Rotation sensor 42 Accelerator opening sensor 43 Throttle valve position sensor 44 Cam position sensor 45 Cooling water temperature sensor 46 Exhaust temperature sensor 50 ECU
51 Operation State Determination Unit 52 Exhaust Valve Control Unit 53 Throttle Valve Control Unit

Claims (8)

燃焼室に連通する吸気通路及び排気通路と、前記燃焼室と前記吸気通路との間を開閉する吸気バルブと、前記燃焼室と前記排気通路との間を開閉する排気バルブと、を有し、前記排気バルブの駆動機構として開閉タイミングを可変とする可変バルブ駆動機構が用いられた内燃機関の制御装置であって、
前記可変バルブ駆動機構を制御して、前記内燃機関のクランクシャフトの回転運動に対する前記排気バルブの開閉タイミングの位相を調整する排気バルブ制御部と、
前記吸気通路に配設された遮音バルブの開度を制御する遮音バルブ制御部と、を備え、
前記遮音バルブ制御部は、前記排気バルブ制御部が前記排気バルブの開閉タイミングを膨張行程側に進角させているときには、前記遮音バルブを開度が小さくなる方向に制御する
内燃機関の制御装置。
An intake passage and an exhaust passage that communicate with the combustion chamber, an intake valve that opens and closes between the combustion chamber and the intake passage, and an exhaust valve that opens and closes between the combustion chamber and the exhaust passage, A control device for an internal combustion engine using a variable valve drive mechanism that varies opening and closing timing as the exhaust valve drive mechanism,
An exhaust valve controller that controls the variable valve drive mechanism to adjust the phase of the opening / closing timing of the exhaust valve with respect to the rotational movement of the crankshaft of the internal combustion engine;
A sound insulation valve controller that controls the opening of the sound insulation valve disposed in the intake passage,
The control device for an internal combustion engine, wherein the sound insulation valve control unit controls the sound insulation valve in a direction in which the opening is reduced when the exhaust valve control unit advances the opening / closing timing of the exhaust valve to the expansion stroke side.
前記遮音バルブ制御部は、
前記排気バルブ制御部が前記排気バルブの開閉タイミングを膨張行程側に進角させる前に、前記遮音バルブを開度が小さくなる方向に制御し、
前記排気バルブ制御部が前記排気バルブの開閉タイミングを吸気行程側に戻すよりも前に、前記遮音バルブを開度が大きくなる方向に制御する
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 sound insulation valve controller
Before the exhaust valve control unit advances the opening / closing timing of the exhaust valve to the expansion stroke side, the sound insulation valve is controlled in a direction in which the opening is reduced,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein, before the exhaust valve control unit returns the opening / closing timing of the exhaust valve to the intake stroke side, the sound insulation valve is controlled in a direction in which the opening degree increases. Control device.
前記遮音バルブ制御部は、
排気行程と吸気行程の間の圧縮上死点における前記燃焼室の圧力に基づいて、前記遮音バルブの開度を決定し、当該開度となるように前記遮音バルブを制御する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。
The sound insulation valve controller
The opening of the sound insulation valve is determined based on the pressure of the combustion chamber at the compression top dead center between the exhaust stroke and the intake stroke, and the sound insulation valve is controlled so as to be the opening. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
前記遮音バルブ制御部は、
前記排気バルブの開閉タイミングの進角量に基づいて、前記遮音バルブの開度を決定し、当該開度となるように前記遮音バルブを制御する
ことを特徴とする請求項1乃至3いずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
The sound insulation valve controller
The opening of the sound insulation valve is determined based on the advance amount of the opening / closing timing of the exhaust valve, and the sound insulation valve is controlled to be the opening. The control apparatus for an internal combustion engine according to the item.
前記内燃機関は、自己着火式の内燃機関である
ことを特徴とする請求項1乃至4いずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the internal combustion engine is a self-ignition internal combustion engine.
前記内燃機関が冷間運転の状態のとき、
前記排気バルブ制御部は、前記排気バルブの開閉タイミングが膨張行程側に進角するように、前記可変バルブ駆動機構を制御し、
前記遮音バルブ制御部は、開度が小さくなる方向に前記遮音バルブを制御する
ことを特徴とする請求項1乃至5いずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
When the internal combustion engine is in a cold operation state,
The exhaust valve control unit controls the variable valve drive mechanism so that the opening / closing timing of the exhaust valve is advanced to the expansion stroke side,
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the sound insulation valve control unit controls the sound insulation valve in a direction in which an opening degree decreases.
前記内燃機関が冷間運転の状態のとき、
前記排気バルブ制御部は、前記排気バルブの開閉タイミングを膨張行程側に進角させた後、当該進角させる量が段階的に小さくなるように前記可変バルブ駆動機構を制御し、
前記遮音バルブ制御部は、前記遮音バルブを開度が小さくなる方向に制御した後、当該開度が段階的に大きくなるように前記遮音バルブを制御する
ことを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の制御装置。
When the internal combustion engine is in a cold operation state,
The exhaust valve control unit controls the variable valve drive mechanism so that the amount of advance is reduced stepwise after the exhaust valve opening / closing timing is advanced to the expansion stroke side,
The said sound insulation valve control part controls the said sound insulation valve so that the said opening may become large in steps, after controlling the said sound insulation valve in the direction where an opening becomes small. Control device for internal combustion engine.
燃焼室に連通する吸気通路及び排気通路と、前記燃焼室と前記吸気通路との間を開閉する吸気バルブと、前記燃焼室と前記排気通路との間を開閉する排気バルブと、を有し、前記排気バルブの駆動機構として開閉タイミングを可変とする可変バルブ駆動機構が用いられた内燃機関の制御方法であって、
前記可変バルブ駆動機構を制御して、前記内燃機関のクランクシャフトの回転運動に対する前記排気バルブの開閉タイミングの位相を調整する処理と、
前記排気バルブの開閉タイミングを膨張行程側に進角させているときには、前記吸気通路に配設された遮音バルブを開度が小さくなる方向に制御する処理と、
を備える内燃機関の制御方法。
An intake passage and an exhaust passage that communicate with the combustion chamber, an intake valve that opens and closes between the combustion chamber and the intake passage, and an exhaust valve that opens and closes between the combustion chamber and the exhaust passage, A control method for an internal combustion engine in which a variable valve drive mechanism that makes opening / closing timing variable is used as the exhaust valve drive mechanism,
A process of controlling the variable valve drive mechanism to adjust the phase of the opening / closing timing of the exhaust valve with respect to the rotational movement of the crankshaft of the internal combustion engine;
When the opening / closing timing of the exhaust valve is advanced to the expansion stroke side, a process of controlling the sound insulation valve disposed in the intake passage in a direction in which the opening is reduced;
An internal combustion engine control method comprising:
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008075557A (en) * 2006-09-21 2008-04-03 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine
JP2010084730A (en) * 2008-10-02 2010-04-15 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine
US20150144096A1 (en) * 2013-11-25 2015-05-28 Pacbrake Company Compression-release engine brake system for lost motion rocker arm assembly and method of operation thereof
JP2015132195A (en) * 2014-01-10 2015-07-23 いすゞ自動車株式会社 Control device of internal combustion engine
JP2015232323A (en) * 2014-05-13 2015-12-24 株式会社日本自動車部品総合研究所 Internal combustion engine control unit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008075557A (en) * 2006-09-21 2008-04-03 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine
JP2010084730A (en) * 2008-10-02 2010-04-15 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine
US20150144096A1 (en) * 2013-11-25 2015-05-28 Pacbrake Company Compression-release engine brake system for lost motion rocker arm assembly and method of operation thereof
JP2015132195A (en) * 2014-01-10 2015-07-23 いすゞ自動車株式会社 Control device of internal combustion engine
JP2015232323A (en) * 2014-05-13 2015-12-24 株式会社日本自動車部品総合研究所 Internal combustion engine control unit

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