JP4396253B2 - Intake control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

この発明は、内燃機関の吸気制御装置に関し、特に、吸気系の気筒毎に吸気制御弁を有し、その開閉作動による吸気脈動効果によって過給作用を与え、機関の充填効率を高めるようにした内燃機関の吸気制御装置に関する。   The present invention relates to an intake control device for an internal combustion engine, and in particular, has an intake control valve for each cylinder of an intake system, and gives a supercharging action by an intake pulsation effect due to its opening / closing operation to increase the charging efficiency of the engine. The present invention relates to an intake control device for an internal combustion engine.

内燃機関においては、吸気系の上流に配設されたサージタンクと各気筒との間の気筒別の吸気通路の通路長(吸気管長)を適切に設定することで、吸気通路内の圧力脈動により機関の充填効率を高めることが可能なことが知られている。しかしながら、この過給効果は、吸気通路内の圧力脈動が吸気弁の閉時期に正圧となるように同調する機関回転速度付近に限定される。より幅広い運転領域において充填効率の向上効果を得るためには吸気管長を変化させる必要があり、例えば、各気筒に長さの異なる吸気通路を2種類用意し、高速または低速といった機関の運転条件によってこれらを選択的に使用する技術等が知られている。   In an internal combustion engine, by appropriately setting the passage length (intake pipe length) of the intake passage for each cylinder between the surge tank disposed upstream of the intake system and each cylinder, pressure pulsation in the intake passage It is known that the charging efficiency of the engine can be increased. However, this supercharging effect is limited to the vicinity of the engine speed that synchronizes so that the pressure pulsation in the intake passage becomes positive at the closing timing of the intake valve. In order to obtain the effect of improving the charging efficiency in a wider range of operation, it is necessary to change the intake pipe length. For example, two types of intake passages with different lengths are prepared for each cylinder, depending on the engine operating conditions such as high speed or low speed. Techniques for selectively using these are known.

これとは別に、各気筒の吸気弁とサージタンクの間の吸気通路に該吸気通路を遮断可能な吸気制御弁を設け、この吸気制御弁を吸気行程中に適切なタイミングで開閉制御することにより、気筒別の吸気通路内に圧力脈動を生じさせ、機関の充填効率を向上させる技術が、例えば特許文献1等に開示されている。このタイプの吸気制御装置においては、吸気制御弁の開閉時期を機関の運転状態に応じて適切に制御することで、幅広い運転条件下において、充填効率を増大することが可能となる。   Separately, an intake control valve that can shut off the intake passage is provided in the intake passage between the intake valve and surge tank of each cylinder, and the intake control valve is controlled to open and close at an appropriate timing during the intake stroke. A technique for generating pressure pulsation in the intake passage for each cylinder to improve the charging efficiency of the engine is disclosed in, for example, Patent Document 1 and the like. In this type of intake control device, it is possible to increase the charging efficiency under a wide range of operating conditions by appropriately controlling the opening and closing timing of the intake control valve in accordance with the operating state of the engine.

その作動原理および作用効果を概説すると、特に機関回転速度が低速の場合において、吸気行程前半においては吸気制御弁を閉としてシリンダ内および吸気通路に負圧を形成し、吸気行程終盤において吸気制御弁を開弁する。すると、負圧波は吸気通路を上流に進み、サージタンクで正圧となって反射する。この反射波が吸気弁付近まで戻ってきた時期に吸気制御弁を再び閉弁すれば、正圧が吸気通路内に保持される。従って、開弁状態にある吸気弁を介して連通している気筒に対し過給作用が行われる。加えて、吸気弁閉弁後においても、吸気制御弁の閉状態を継続して吸気通路内に正圧を保持することで、次サイクルにおけるバルブオーバラップ期間中に燃焼室内の残留ガスを掃気する効果が得られ、混合気温度の低下によるノッキング抑制効果も期待することができる。
特開2000−248946号公報
The operating principle and effects are outlined. Especially when the engine speed is low, the intake control valve is closed in the first half of the intake stroke to create a negative pressure in the cylinder and in the intake passage, and the intake control valve at the end of the intake stroke. Open the valve. Then, the negative pressure wave travels upstream in the intake passage and is reflected as a positive pressure in the surge tank. If the intake control valve is closed again when the reflected wave returns to the vicinity of the intake valve, the positive pressure is maintained in the intake passage. Therefore, the supercharging action is performed on the cylinders communicating with each other via the intake valve in the valve open state. In addition, even after the intake valve is closed, the closed state of the intake control valve is continued to maintain a positive pressure in the intake passage, thereby scavenging residual gas in the combustion chamber during the valve overlap period in the next cycle. An effect is acquired and the knocking suppression effect by the fall of mixture gas temperature can also be anticipated.
JP 2000-248946 A

前述の原理による作用効果は、機関が定常状態にある場合には十分に得られるものであるが、吸気行程中の吸気制御弁の開閉によって生じる過給効果つまり充填効率向上作用は、その吸気行程が含まれるサイクル自体において得られるの対し、残留ガス掃気によるノッキング抑制効果は、次サイクルに及ぼす効果である、という特徴がある。従って、機関が過渡状態となり、吸気制御弁を開閉していない制御モードから吸気制御弁の開閉による過給が開始された際には、過給効果が直ちに有効となるのに対し、残留ガス掃気効果が有効となるまでには1サイクル分の遅れが存在することになる。   The operation and effect of the above principle can be sufficiently obtained when the engine is in a steady state, but the supercharging effect, that is, the charging efficiency improvement effect caused by the opening and closing of the intake control valve during the intake stroke is the intake stroke. Is obtained in the cycle itself, and the knocking suppression effect by the residual gas scavenging is characterized in that it is an effect on the next cycle. Therefore, when the engine is in a transient state and supercharging is started by opening / closing the intake control valve from a control mode in which the intake control valve is not opened / closed, the supercharging effect is immediately effective, whereas the residual gas scavenging is effective. There will be a delay of one cycle before the effect becomes effective.

例えば、吸気制御弁の制御モードとして、機関が高負荷状態にあるときには、上記吸気制御弁の開閉制御により充填効率を高めると同時に残留ガスの掃気を促進する充填効率向上モードを実行し、機関が低負荷状態にあるときには、過給効果は不要であるため吸気制御弁は常に開状態で固定して、残留ガスについても内部EGRとして活用する常時開モードを実行するものとした場合、加速時に、機関の運転状態が、吸気制御弁を開閉しない常時開モードから充填効率を高めるための充填効率向上モードへと移行した際に、その最初のサイクルに着目すると、過給効果により機関の充填効率は高められるものの、該サイクルでは残留ガスの掃気効果は得られない。従って、このサイクルについては、混合気の温度は高くなり、高負荷かつ高温な状態が発生する。この結果、一時的なノッキング発生の懸念があり、不快な打音の発生や、機関の耐久性に影響を生じる可能性がある。   For example, as a control mode of the intake control valve, when the engine is in a high load state, a charging efficiency improvement mode is executed to increase the charging efficiency by opening and closing control of the intake control valve and to promote scavenging of residual gas. When in the low load state, the supercharging effect is unnecessary, so the intake control valve is always fixed in the open state, and when the normally open mode in which the residual gas is also used as the internal EGR is executed, during acceleration, When the engine operating state shifts from the normally open mode in which the intake control valve is not opened and closed to the charging efficiency improvement mode for increasing the charging efficiency, paying attention to the first cycle, the charging efficiency of the engine is Although enhanced, the scavenging effect of the residual gas cannot be obtained in the cycle. Therefore, for this cycle, the temperature of the air-fuel mixture becomes high, and a high load and high temperature state occurs. As a result, there is a concern about the occurrence of temporary knocking, which may cause an unpleasant hitting sound and affect the durability of the engine.

この発明は、上記のように機関の運転状態の変化に応じて吸気制御弁の制御モードが変更される場合において、直後の1サイクルでは残留ガスの掃気効果が得られないことに起因する過渡的なノッキングの発生を回避することを目的とする。   In the present invention, when the control mode of the intake control valve is changed according to the change in the operating state of the engine as described above, the transient scavenging effect due to the fact that the scavenging effect of the residual gas cannot be obtained in the immediately following cycle. The purpose is to avoid the occurrence of knocking.

この発明に係る内燃機関の吸気制御装置は、吸気弁上流の気筒別の吸気通路内に該吸気通路を遮断可能な吸気制御弁を有するとともに、内燃機関の運転状態に応じて上記吸気制御弁の作動状態を複数の制御モードに切り替えて制御する吸気制御弁制御手段を備えており、上記制御モードとして、少なくとも、充填効率向上モードと非過給モードとを有している。   An intake control device for an internal combustion engine according to the present invention has an intake control valve capable of blocking the intake passage in an intake passage for each cylinder upstream of the intake valve, and the intake control valve of the intake control valve according to the operating state of the internal combustion engine. Intake control valve control means for controlling the operation state by switching to a plurality of control modes is provided, and the control mode has at least a charging efficiency improvement mode and a non-supercharging mode.

上記充填効率向上モードでは、吸気行程の途中で上記吸気制御弁を開閉して吸気弁閉時期における吸気通路内の圧力を目標過給圧に高めるとともに吸気弁閉弁後も吸気通路内が正圧に保持されるように、上記吸気制御弁の開閉時期が制御される。   In the charging efficiency improvement mode, the intake control valve is opened and closed during the intake stroke to increase the pressure in the intake passage to the target boost pressure at the intake valve closing timing, and the intake passage remains positive even after the intake valve is closed. The opening / closing timing of the intake control valve is controlled so as to be held at the same time.

つまり、吸気行程の途中までは吸気制御弁は閉じており、ピストンの下降に伴って負圧が発達する。吸気行程の途中の所定の開時期に吸気制御弁が開くと、負圧波が上流に進み、かつサージタンクで正圧となって反射してくるので、吸気弁付近の吸気通路内圧力が高まったときに吸気制御弁を閉じることにより、過給効果が得られる。また、吸気制御弁が閉じた後も吸気通路内圧力は正圧に保持されるので、次のサイクルのバルブオーバラップ期間に、残留ガスの掃気効果が得られる。   That is, the intake control valve is closed halfway through the intake stroke, and negative pressure develops as the piston descends. When the intake control valve opens at a predetermined opening timing during the intake stroke, the negative pressure wave advances upstream and is reflected as positive pressure at the surge tank, so the pressure in the intake passage near the intake valve increases. Sometimes a supercharging effect is obtained by closing the intake control valve. Further, even after the intake control valve is closed, the pressure in the intake passage is maintained at a positive pressure, so that a scavenging effect of residual gas can be obtained in the valve overlap period of the next cycle.

特に本発明においては、上記非過給モードから上記充填効率向上モードへと切り替わったときの各気筒の最初のサイクルにおいて、上記吸気制御弁の開閉時期が、吸気弁閉時期における吸気通路内圧力が上記目標過給圧よりも低く抑制されるように、かつ吸気弁閉弁後の吸気通路内圧力がモード切替前の吸気弁閉弁後の吸気通路内圧力よりも高くなるように、制御される。これにより、最初のサイクルにおける過給作用が抑制され、かつ次サイクルに対する掃気作用は、十分に得られる。従って、切替直後の過渡的なノッキングの発生が回避される。 Particularly in the present invention, in the first cycle of each cylinder when the non-supercharging mode is switched to the charging efficiency improvement mode, the opening / closing timing of the intake control valve is the same as the intake passage pressure at the intake valve closing timing. to so that is suppressed lower than the target supercharging pressure, and so the intake passage pressure after the intake valve is closed is higher than the intake passage pressure after the intake valve is closed before the mode switching is controlled . Thereby, the supercharging action in the first cycle is suppressed, and the scavenging action for the next cycle is sufficiently obtained. Therefore, the occurrence of transient knocking immediately after switching is avoided.

また本発明の第2の態様によれば、上記非過給モードから上記充填効率向上モードへと切り替わったときの各気筒の最初のサイクルについて、点火時期が、充填効率向上モードにおける通常の点火時期よりも遅角補正される。これにより、その最初のサイクルにおけるノッキングの発生が容易に回避される。   According to the second aspect of the present invention, for the first cycle of each cylinder when the non-supercharging mode is switched to the charging efficiency improvement mode, the ignition timing is the normal ignition timing in the charging efficiency improvement mode. Is more retarded. Thereby, the occurrence of knocking in the first cycle is easily avoided.

この発明によれば、過渡時に非過給モードから充填効率向上モードへと切り替わって吸気制御弁の開閉による過給が開始されたときに、残留ガスの掃気作用の1サイクル分の遅れに起因する過渡的なノッキングの発生を確実に回避することができる。   According to the present invention, when the supercharging is started by switching from the non-supercharging mode to the charging efficiency improving mode at the time of transition and the intake control valve is opened and closed, it is caused by the delay of one cycle of the scavenging action of the residual gas. The occurrence of transient knocking can be reliably avoided.

以下、図面に基づいて本発明の一実施例について説明する。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、この発明を、内燃機関として4サイクルガソリン機関の吸気制御装置に適用した一実施例を示している。この内燃機関は、シリンダ1内を摺動するピストン2によって画成された燃焼室3に対し、吸気通路7および排気通路8が接続されており、吸気通路7の燃焼室3側の開口端を、ポペット弁からなる吸気弁5が開閉し、かつ排気通路8の燃焼室3側の開口端を、同じくポペット弁からなる排気弁6が開閉している。これらの吸気弁5および排気弁6は、クランクシャフト4の回転に同期して回転する図示せぬカムシャフトによってそれぞれ開閉駆動され、従って、クランクシャフト4の回転に同期して開閉される。これらの開閉時期は、一般的な4サイクルガソリン機関と特に変わりはなく、吸気弁5は、吸気上死点の少し前に開弁し、吸気下死点の少し後に閉弁する。燃焼室3の中心部には、点火プラグ9が配置されている。また、上記クランクシャフト4のクランク角度を検出するクランク角センサ14が設けられている。   FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to an intake control device of a four-cycle gasoline engine as an internal combustion engine. In this internal combustion engine, an intake passage 7 and an exhaust passage 8 are connected to a combustion chamber 3 defined by a piston 2 sliding in a cylinder 1, and an opening end of the intake passage 7 on the combustion chamber 3 side is connected. The intake valve 5 composed of a poppet valve opens and closes, and the exhaust valve 6 composed of a poppet valve opens and closes the opening end of the exhaust passage 8 on the combustion chamber 3 side. The intake valve 5 and the exhaust valve 6 are respectively opened and closed by camshafts (not shown) that rotate in synchronization with the rotation of the crankshaft 4, and are thus opened and closed in synchronization with the rotation of the crankshaft 4. These opening / closing timings are not particularly different from those of a general four-cycle gasoline engine, and the intake valve 5 opens slightly before the intake top dead center and closes slightly after the intake bottom dead center. A spark plug 9 is disposed at the center of the combustion chamber 3. A crank angle sensor 14 for detecting the crank angle of the crankshaft 4 is provided.

気筒別に設けられている上記吸気通路7の吸気弁5上流側には、過給効果を得るために吸気通路7を遮断し得る吸気制御弁17が設けられている。この吸気制御弁17は、吸気制御弁駆動装置17aによって1サイクル中の任意の時期に応答性良く開閉可能な構成であり、例えば電磁石により開閉するフラップ弁あるいはバタフライバルブ型の弁などから構成されている。なお、この吸気制御弁17は、各気筒毎に独立した吸気通路7の各々に設けられているものであり、吸気制御弁17の配設位置は、吸気管長が慣性過給効果を得る上で最適となるように設定されている。   An intake control valve 17 that can shut off the intake passage 7 is provided on the upstream side of the intake valve 5 of the intake passage 7 provided for each cylinder in order to obtain a supercharging effect. The intake control valve 17 can be opened and closed with good responsiveness at any time in one cycle by the intake control valve driving device 17a. For example, the intake control valve 17 includes a flap valve or a butterfly valve type valve that is opened and closed by an electromagnet. Yes. The intake control valve 17 is provided in each intake passage 7 independent for each cylinder, and the position of the intake control valve 17 is determined so that the intake pipe length provides the inertia supercharging effect. It is set to be optimal.

各気筒毎に独立した吸気通路7は、上記吸気制御弁17の上流側において、各気筒に共通のサージタンク16に接続されている。このサージタンク16の吸気入口には、吸気通路面積を任意に調整可能なバタフライバルブ型のスロットル弁18が配設されている。このスロットル弁18は、モータ等のスロットル弁駆動装置18aにより開度が制御されるいわゆる電子制御スロットル弁である。   The intake passage 7 independent for each cylinder is connected to a surge tank 16 common to each cylinder on the upstream side of the intake control valve 17. At the intake inlet of the surge tank 16, a butterfly valve type throttle valve 18 capable of arbitrarily adjusting the intake passage area is disposed. The throttle valve 18 is a so-called electronically controlled throttle valve whose opening degree is controlled by a throttle valve driving device 18a such as a motor.

また、燃料噴射弁10が各気筒毎に吸気通路7に配設されており、負荷つまり吸入空気量に応じた量の燃料が噴射される。上記燃料噴射弁10は、上記吸気制御弁12より下流側の通路部分7aに位置し、吸気弁5を指向するように配置されている。   In addition, a fuel injection valve 10 is disposed in the intake passage 7 for each cylinder, and an amount of fuel corresponding to a load, that is, an intake air amount, is injected. The fuel injection valve 10 is located in the passage portion 7 a on the downstream side of the intake control valve 12 and is disposed to face the intake valve 5.

上記吸気制御弁17の開閉やスロットル弁18の開度、さらには、上記燃料噴射弁10からの燃料噴射量、点火プラグ9の点火時期、等は、エンジンコントロールユニット(ECU)11によって制御される。このエンジンコントロールユニット11には、クランク角センサ14の検出信号や水温センサ13の検出信号、ノッキングによるシリンダブロックの振動を検出するノックセンサ15の検出信号などが入力されるほか、運転者により操作されるアクセルペダルに設けられたアクセルペダルセンサ12からのアクセル開度信号が入力されている。   The engine control unit (ECU) 11 controls the opening / closing of the intake control valve 17, the opening degree of the throttle valve 18, the fuel injection amount from the fuel injection valve 10, the ignition timing of the spark plug 9, and the like. . The engine control unit 11 receives a detection signal from the crank angle sensor 14, a detection signal from the water temperature sensor 13, a detection signal from the knock sensor 15 that detects vibration of the cylinder block due to knocking, and the like, and is operated by the driver. An accelerator opening signal is input from an accelerator pedal sensor 12 provided in the accelerator pedal.

図2は、上記吸気制御弁17の制御モード切替のための制御マップを示す。上記吸気制御弁17の制御モードは、基本的に、機関回転速度Neと負荷Teとに基づいて切り替えられるようになっており、主に、機関低中速の高負荷域において、充填効率向上を目的とする充填効率向上モードとして1サイクル中に開閉制御される。そして、機関高速域では吸気制御弁17を使用しなくても吸気脈動による充填効率向上効果が得られること、また低負荷においては充填効率を向上させる必要が無いことから、吸気制御弁17は、常時開モードとなり、吸気制御弁17は、常に開状態に維持される。従って、例えば図中のA点からB点へと加速すると、吸気制御弁17の制御モードが、常時開モードから充填効率向上モードへと移行することになる。   FIG. 2 shows a control map for switching the control mode of the intake control valve 17. The control mode of the intake control valve 17 is basically switched based on the engine rotational speed Ne and the load Te, and the charging efficiency is improved mainly in the high load range of the engine low / medium speed. Opening / closing control is performed during one cycle as the target filling efficiency improvement mode. In addition, since it is possible to obtain the effect of improving the charging efficiency due to the intake pulsation without using the intake control valve 17 in the engine high speed range, and since it is not necessary to improve the charging efficiency at a low load, the intake control valve 17 is The normally open mode is set, and the intake control valve 17 is always kept open. Therefore, for example, when acceleration is performed from point A to point B in the figure, the control mode of the intake control valve 17 shifts from the normally open mode to the charging efficiency improvement mode.

まず初めに、図3を参照して、吸気制御弁17の制御モードが充填効率向上モードである場合の吸気制御弁17の開閉時期ならびに吸気圧力の時間推移を説明する。なお、この図3は、内燃機関が充填効率向上モードの領域内で定常運転されている場合を示している。この充填効率向上モードにおいては、吸気制御弁17は、各サイクル中において図中に示すように吸気行程の途中で1回開閉される。図の「吸気ポート圧」は、吸気制御弁17と吸気弁5の間の吸気通路7(通路部分7a)の圧力(より厳密には吸気弁5直前の圧力)を示しており、その時間推移を図に準じて説明すると、当該気筒が圧縮〜燃焼〜膨張行程にある間は、吸気制御弁17と吸気弁5は共に閉状態であり、吸気通路7の通路部分7aには前サイクルによる正圧が保持されている。この正圧は、吸気ポート壁面への伝熱による温度低下や吸気制御弁17からの微量の漏れにより徐々に低下することがあるものの、バルブオーバラップ時期まで保持される。所定の吸気弁開時期(IVO)において吸気弁5が開弁すると、通路部分7aに保持されていた圧力により、燃焼室3内に残留する既燃ガスが排気弁6を介して排気通路8へと押し出され、残留ガスの掃気が行われる。その後、吸気行程に入り、ピストン2が下降するに従い、吸気制御弁17より下流側の通路部分7aには負圧が発達する。吸気制御弁開時期(ICVO)にて吸気制御弁17が開弁すると、通路部分7aおよびシリンダ1内に発生していた負圧が圧力波となって吸気通路7を上流に向かって伝播する。負圧波は、サージタンク16で正圧となって反射し、再び通路部分7aおよびシリンダ1へと戻ってくる。正圧波が通路部分7aに戻ってきたタイミング(吸気制御弁閉時期(ICVC))で吸気制御弁17を閉弁すれば、この正圧によってシリンダ1内により多量の新気を充填することができ、過給効果が得られる。   First, with reference to FIG. 3, the opening / closing timing of the intake control valve 17 and the time transition of the intake pressure when the control mode of the intake control valve 17 is the charging efficiency improvement mode will be described. FIG. 3 shows the case where the internal combustion engine is in steady operation within the region of the charging efficiency improvement mode. In this charging efficiency improvement mode, the intake control valve 17 is opened and closed once during the intake stroke as shown in the figure during each cycle. The “intake port pressure” in the figure indicates the pressure in the intake passage 7 (passage portion 7a) between the intake control valve 17 and the intake valve 5 (more precisely, the pressure immediately before the intake valve 5), and the time transition thereof. When the cylinder is in the compression-combustion-expansion stroke, both the intake control valve 17 and the intake valve 5 are closed, and the passage portion 7a of the intake passage 7 is in the positive position due to the previous cycle. Pressure is maintained. Although this positive pressure may gradually decrease due to a temperature drop due to heat transfer to the wall surface of the intake port or a small amount of leakage from the intake control valve 17, it is maintained until the valve overlap time. When the intake valve 5 is opened at a predetermined intake valve opening timing (IVO), the burned gas remaining in the combustion chamber 3 is passed through the exhaust valve 6 to the exhaust passage 8 due to the pressure held in the passage portion 7a. The residual gas is scavenged. Thereafter, an intake stroke is entered, and negative pressure develops in the passage portion 7a downstream of the intake control valve 17 as the piston 2 descends. When the intake control valve 17 is opened at the intake control valve opening timing (ICVO), the negative pressure generated in the passage portion 7a and the cylinder 1 becomes a pressure wave and propagates upstream through the intake passage 7. The negative pressure wave is reflected as a positive pressure by the surge tank 16 and returns to the passage portion 7a and the cylinder 1 again. If the intake control valve 17 is closed at the timing when the positive pressure wave returns to the passage portion 7a (intake control valve closing timing (ICVC)), a large amount of fresh air can be filled in the cylinder 1 by this positive pressure. A supercharging effect is obtained.

なお、もしもそのまま吸気制御弁17を閉弁しなければ、図中に点線で示すように、圧力振動が繰り返されることになる。   If the intake control valve 17 is not closed as it is, the pressure oscillation is repeated as shown by the dotted line in the figure.

吸気弁5は、所定の吸気弁閉時期(IVC)において閉弁する。この吸気弁5が閉弁した後も、吸気制御弁17を閉弁状態のまま維持することで、図示するように通路部分7a内に正圧P1を保持することができ、次サイクルにおいて、残留ガスを掃気する効果を発生する。   The intake valve 5 is closed at a predetermined intake valve closing timing (IVC). Even after the intake valve 5 is closed, the positive pressure P1 can be maintained in the passage portion 7a as shown in the figure by maintaining the intake control valve 17 in the closed state. Generates the effect of scavenging gas.

定常状態における吸気制御弁17の開時期ICVOおよび閉時期ICVCは、充填効率を高めるための最適なタイミングが機関の運転状態によって異なるので、例えば機関回転速度に対するテーブルとしてエンジンコントロールユニット11内に予め記憶させておくことで、常に最適に制御することができる。なお、必ずしも過給圧が常に最大となるように制御する必要はなく、目標過給圧に沿うように、適宜なタイミングに設定することが可能である。   The opening timing ICVO and the closing timing ICVC of the intake control valve 17 in the steady state differ depending on the operating state of the engine because the optimum timing for increasing the charging efficiency varies. For example, the table is stored in advance in the engine control unit 11 as a table for the engine speed. By letting it go, it can always be optimally controlled. Note that it is not always necessary to perform control so that the supercharging pressure always becomes maximum, and it is possible to set it at an appropriate timing so as to follow the target supercharging pressure.

ところで、前述したように、吸気制御弁17の開閉動作による過給効果は、吸気制御弁17が作動した当該サイクル自体において直ちに得られるのに対し、吸気制御弁閉時期ICVC以降の通路部分7a内に正圧P1を保持して残留ガスを掃気する効果は、あくまでも次サイクルに対する効果である。そのため、吸気制御弁17の制御モードが、図2に示すA点からB点への加速のように、常時開モードから充填効率向上モードへと移行した際に、そのモード切替直後の最初のサイクル(各気筒の最初のサイクル)においては、過給効果により充填効率は向上するものの、残留ガスの掃気効果は得られず、負荷の増大と混合気温度の上昇とによって、一時的にノッキング発生の懸念がある。   Incidentally, as described above, the supercharging effect due to the opening / closing operation of the intake control valve 17 is immediately obtained in the cycle itself in which the intake control valve 17 is operated, whereas in the passage portion 7a after the intake control valve closing timing ICVC. The effect of scavenging the residual gas while maintaining the positive pressure P1 is only an effect on the next cycle. Therefore, when the control mode of the intake control valve 17 shifts from the normally open mode to the charging efficiency improving mode as in the acceleration from the point A to the point B shown in FIG. 2, the first cycle immediately after the mode switching. In the (first cycle of each cylinder), although the charging efficiency is improved by the supercharging effect, the scavenging effect of the residual gas cannot be obtained, and knocking occurs temporarily due to the increase in the load and the rise in the mixture temperature. There are concerns.

図4および図5は、このような問題に対処するために、制御モード切替直後の各気筒の最初のサイクルに対してなされる制御の第1実施例を示している。   4 and 5 show a first embodiment of the control performed for the first cycle of each cylinder immediately after switching the control mode in order to cope with such a problem.

図4は、図3と同様に、吸気制御弁17の開閉時期ならびに吸気圧力の時間推移を示しているが、特に、制御モードが常時開モードから充填効率向上モードに切り替えられた後の最初のサイクルの挙動を示す。なお、図では、制御モード切替のタイミングは示されていないが、制御モードの切替に伴って吸気制御弁17が閉弁し、少なくとも吸気弁5の開時期IVOよりも前に吸気制御弁17が閉じている。このとき、通路部分7aの圧力P0は、ほぼ大気圧である。   FIG. 4 shows the time variation of the intake control valve 17 opening / closing timing and the intake pressure as in FIG. 3. In particular, the first time after the control mode is switched from the normally open mode to the charging efficiency improving mode. The behavior of the cycle is shown. Although the timing for switching the control mode is not shown in the figure, the intake control valve 17 is closed along with the switching of the control mode, and the intake control valve 17 is at least before the opening timing IVO of the intake valve 5. Closed. At this time, the pressure P0 of the passage portion 7a is almost atmospheric pressure.

この第1実施例においては、図示するように、最初のサイクルにおける吸気制御弁17の開時期ICVOおよび閉時期ICVCは、図3に示した充填効率向上モードにおける通常の開閉時期に比較して、閉時期ICVCが僅かに遅角した特性となる。但し、吸気弁閉時期IVCよりも吸気制御弁閉時期ICVCが遅れることはない。つまり、定常時であれば、吸気制御弁17の閉時期ICVCは、過給効果を大とするために、例えば図3のように圧力振動が最大圧となる時点で閉じるように設定されるのであるが、切替時の最初のサイクルにおいては、吸気制御弁17の閉時期ICVCを、この定常時における設定よりも僅かに遅角することで、吸気制御弁閉時期ICVCにおける圧力を、定常時よりも低く抑制する。これに伴い、吸気弁閉時期IVCにおける圧力つまりシリンダ1内の過給圧が、定常時の目標である過給圧よりも低くなり、負荷の増大が抑えられるため、ノッキングの発生を回避することができる。   In the first embodiment, as shown in the drawing, the opening timing ICVO and the closing timing ICVC of the intake control valve 17 in the first cycle are compared with the normal opening / closing timing in the charging efficiency improvement mode shown in FIG. The closing timing ICVC has a slightly retarded characteristic. However, the intake control valve closing timing ICVC is not delayed from the intake valve closing timing IVC. In other words, in the steady state, the closing timing ICVC of the intake control valve 17 is set so as to be closed when the pressure vibration reaches the maximum pressure as shown in FIG. 3, for example, in order to increase the supercharging effect. However, in the first cycle at the time of switching, the closing timing ICVC of the intake control valve 17 is slightly delayed from the setting at the steady state, so that the pressure at the intake control valve closing timing ICVC is changed from the steady state. Also keep it low. Along with this, the pressure at the intake valve closing timing IVC, that is, the supercharging pressure in the cylinder 1, becomes lower than the supercharging pressure that is the target at the time of steady state, and the increase in load is suppressed, so that the occurrence of knocking is avoided. Can do.

一方、定常時におけるものよりも低いとは言え、この過給圧が吸気弁5の閉弁後も吸気通路7(通路部分7a)内に保持されるので、次サイクルにおいては、前述した図3の場合と同様に、バルブオーバラップ期間に残留ガスの掃気効果が得られ、混合気温度が抑制される。従って、次サイクルからは掃気によるノッキング抑制効果を得ることができるため、吸気制御弁17の効果を最大限に生かした過給を十分に行なうことができる。つまり、最初のサイクルの吸気弁5閉弁後の通路部分7a内の圧力P1が、モード切替前の吸気弁5閉弁後の通路部分7a内の圧力P0よりも高くなるように、吸気制御弁閉時期ICVCが制御される。   On the other hand, although the boost pressure is lower than that in the steady state, the supercharging pressure is maintained in the intake passage 7 (passage portion 7a) even after the intake valve 5 is closed. As in the case of, the scavenging effect of the residual gas is obtained during the valve overlap period, and the mixture temperature is suppressed. Therefore, since the knocking suppression effect by scavenging can be obtained from the next cycle, it is possible to sufficiently perform supercharging making the most of the effect of the intake control valve 17. That is, the intake control valve is set so that the pressure P1 in the passage portion 7a after the intake valve 5 is closed in the first cycle is higher than the pressure P0 in the passage portion 7a after the intake valve 5 is closed before mode switching. The closing timing ICVC is controlled.

吸気制御弁閉時期ICVCの遅角量は、定常時における吸気制御弁閉時期ICVCに対して所定値を加える手法が簡便であるが、機関回転速度に応じた遅角量をテーブルとして参照しても良いし、最初のサイクル用の遅角した閉時期をテーブルとして保持し、最初のサイクルのみ閉時期ICVCとしてその値を参照しても良い。   A method of adding a predetermined value to the intake control valve closing timing ICVC in a steady state is simple for the retard amount of the intake control valve closing timing ICVC. However, the retardation amount corresponding to the engine rotation speed is referred to as a table. Alternatively, the delayed closing timing for the first cycle may be held as a table, and only the first cycle may be referred to as the closing timing ICVC.

図5は、上記第1実施例の制御の流れを示すフローチャートである。この図5の制御ルーチンは、ステップS01から開始され、まずステップS02にて各種センサからの信号を読み込み、ステップS03でこれらの情報に基づいて機関の運転状態が総合的に判断される。ステップ04では、機関の運転状態に応じて、例えば図2の制御マップに基づいて、吸気制御弁17の制御モードが判断される。ステップS05において、制御モードが常時開モードであればステップS16へと進み、吸気制御弁17を常時開とするための設定が行われる。   FIG. 5 is a flowchart showing the control flow of the first embodiment. The control routine of FIG. 5 is started from step S01. First, signals from various sensors are read in step S02, and the operation state of the engine is comprehensively determined based on these information in step S03. In step 04, the control mode of the intake control valve 17 is determined based on, for example, the control map of FIG. In step S05, if the control mode is the normally open mode, the process proceeds to step S16, and the setting for normally opening the intake control valve 17 is performed.

ステップS17で制御モードが充填効率向上モードであった場合には、ステップS06へと進み、吸気制御弁17の開時期ICVOと閉時期ICVCとが、機関回転速度に対するテーブルからそれぞれ読み込まれる。ステップS07では、吸気制御弁17の制御モードが充填効率向上モードに移行してから各気筒の最初のサイクルであるかどうかが判断され、最初のサイクルと判断された場合には、ステップS08に進み、ステップS06にて設定された定常時の閉時期ICVCに対して遅角補正が行われる。ステップS20では、上記のようにして設定された値に基づき、実際に吸気制御弁17が駆動制御される。従って、充填効率向上モードへのモード切替後の最初のサイクルでは、図4に例示するようなタイミングで吸気制御弁17が開閉され、充填効率向上モードのその後のサイクルでは、図3に例示するようなタイミングで吸気制御弁17が開閉される。また、常時開モードであれば、吸気制御弁17の開閉は行われず、常に開状態に保持される。   When the control mode is the charging efficiency improvement mode in step S17, the process proceeds to step S06, and the opening timing ICVO and the closing timing ICVC of the intake control valve 17 are read from the table for the engine speed. In step S07, it is determined whether or not the control mode of the intake control valve 17 is the first cycle of each cylinder after shifting to the charging efficiency improvement mode. If it is determined that the cycle is the first cycle, the process proceeds to step S08. The delay angle correction is performed on the closing timing ICVC at the normal time set in step S06. In step S20, the intake control valve 17 is actually driven and controlled based on the value set as described above. Therefore, in the first cycle after the mode switching to the charging efficiency improvement mode, the intake control valve 17 is opened and closed at the timing illustrated in FIG. 4, and in the subsequent cycle of the charging efficiency improvement mode, as illustrated in FIG. The intake control valve 17 is opened and closed at a proper timing. In the normally open mode, the intake control valve 17 is not opened and closed and is always kept open.

以上のように、本実施例によれば、吸気制御弁17の閉時期ICVCを制御モード移行時の最初の1サイクルにおいて定常時よりも遅角制御することにより、最初のサイクルの過給圧を抑制してノッキングの発生を防止するとともに、通路部分7a内に正圧を保持して次サイクルの残留ガス掃気効果が得られ、それ以降は、大きな過給圧にて十分な加速トルクを得るとともに、ノッキングの発生を回避することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the closing pressure ICVC of the intake control valve 17 is retarded from the steady state in the first one cycle when the control mode is shifted, so that the boost pressure in the first cycle is reduced. Suppressing to prevent knocking and maintaining a positive pressure in the passage portion 7a to obtain the residual gas scavenging effect of the next cycle. After that, sufficient acceleration torque is obtained with a large supercharging pressure. It is possible to avoid the occurrence of knocking.

次に、図6のフローチャートは、上記第1実施例の処理を一部変更した第2実施例を示している。この実施例は、最初のサイクルでのノッキングの回避のために点火時期の遅角を併用するようにしたものであって、ステップS07で、充填効率向上モードに移行してから各気筒の最初のサイクルであると判断された場合には、ステップS08に進み、ステップS06にて設定された定常時の閉時期ICVCに対して遅角補正が行われるとともに、ステップS09において、当該気筒の点火時期が、充填効率向上モードでの定常時の点火時期(換言すれば2サイクル目以降の点火時期)よりも遅角して設定される。上記の点火時期の遅角補正量としては、前述した閉時期ICVCの遅角量と同様に、一定量でもよく、運転状態に応じた値であってもよく、あるいは遅角補正後の点火時期そのものをマップに割り付けた形としてもよい。なお、他のステップの処理は、図5のものと特に変わりがないので、その説明は省略する。   Next, the flowchart of FIG. 6 shows a second embodiment in which the processing of the first embodiment is partially changed. In this embodiment, in order to avoid knocking in the first cycle, the retard of the ignition timing is used together. In step S07, after the transition to the charging efficiency improvement mode, the first of each cylinder is changed. If it is determined that the current cycle is a cycle, the process proceeds to step S08, the delay angle correction is performed on the stationary closing timing ICVC set in step S06, and the ignition timing of the cylinder is determined in step S09. The ignition timing is set later than the ignition timing in the steady state in the charging efficiency improvement mode (in other words, the ignition timing after the second cycle). The ignition timing retardation correction amount may be a fixed amount, a value corresponding to the operating state, or the ignition timing after the retardation correction, similar to the retardation amount of the closing timing ICVC described above. It is good also as the form which allocated itself to the map. Note that the processing of the other steps is not particularly different from that in FIG.

このように点火時期補正を組み合わせた第2実施例によれば、制御モードが充填効率向上モードに移行した後の最初のサイクルにおけるノッキングが確実に回避される。また、最初のサイクルのノッキングが生じにくくなるので、それだけ吸気制御弁閉時期ICVCの遅角による過給圧の抑制代を小さく設定することができる。例えば、図4の圧力P1がより高くなるように、吸気制御弁閉時期ICVCの遅角量を小さくすることができ、ノッキングを回避しつつ加速の立ち上がりを向上できる。また、圧力P1を高くすることで、次サイクルの掃気作用も向上する。   Thus, according to the second embodiment combined with the ignition timing correction, knocking in the first cycle after the control mode shifts to the charging efficiency improvement mode is reliably avoided. In addition, since knocking in the first cycle is less likely to occur, the suppression margin for the supercharging pressure due to the retard of the intake control valve closing timing ICVC can be set to be small accordingly. For example, the retard amount of the intake control valve closing timing ICVC can be reduced so that the pressure P1 in FIG. 4 becomes higher, and the rising of acceleration can be improved while avoiding knocking. Moreover, the scavenging action of the next cycle is also improved by increasing the pressure P1.

次に、図7に基づいて本発明の第3実施例を説明する。本実施例は、制御モード切替時の最初のサイクルにおいて、吸気制御弁17の閉時期ICVCを定常時よりも遅角制御する場合に、その閉時期ICVCを吸気弁5の閉時期IVCよりも遅角側とする点が、第1実施例に対して異なる。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, when the closing timing ICVC of the intake control valve 17 is controlled to be retarded from the normal time in the first cycle when the control mode is switched, the closing timing ICVC is later than the closing timing IVC of the intake valve 5. The corner side is different from the first embodiment.

図7に示すように、制御モード切替直後の最初のサイクルにおいては、吸気制御弁17の閉時期ICVCが定常時(図3参照)の閉時期ICVCよりも比較大きく遅角し、吸気弁5の閉時期IVCよりも遅れ側となる。特に、吸気制御弁17の閉時期ICVCにおける通路部分7a内の圧力P1が、上記吸気弁閉時期IVCにおける通路部分7a内の圧力(つまり過給圧)P2よりも高くなるように、上記吸気制御弁17の閉時期ICVCが制御される。   As shown in FIG. 7, in the first cycle immediately after the control mode switching, the closing timing ICVC of the intake control valve 17 is delayed by a larger amount than the closing timing ICVC at the normal time (see FIG. 3). It is behind the closing timing IVC. In particular, the intake control is performed so that the pressure P1 in the passage portion 7a at the closing timing ICVC of the intake control valve 17 is higher than the pressure (that is, the supercharging pressure) P2 in the passage portion 7a at the intake valve closing timing IVC. The closing timing ICVC of the valve 17 is controlled.

このように吸気制御弁17の閉時期ICVCを吸気弁5の閉時期IVCよりも遅角することで、吸気弁閉時期IVCにおける過給圧P2よりも吸気弁閉時期IVC後に吸気通路7内に保持される圧力P1を高くすることが可能となり、最初のサイクルに対する過給効果を抑制しつつ、次サイクルの残留ガス掃気効果を高く得ることが可能となる。   Thus, by delaying the closing timing ICVC of the intake control valve 17 from the closing timing IVC of the intake valve 5, the intake valve 7 enters the intake passage 7 after the intake valve closing timing IVC than the supercharging pressure P2 at the intake valve closing timing IVC. The retained pressure P1 can be increased, and the residual gas scavenging effect of the next cycle can be obtained while suppressing the supercharging effect for the first cycle.

ここで、吸気制御弁17の開弁期間の間、吸気通路7内の圧力は図のように脈動するが、吸気制御弁17の閉時期ICVCを、圧力脈動の2回目の正圧波のタイミングとすれば、次サイクルの掃気のために保持される圧力P1が高くなり、最大限の残留ガス掃気効果を得ることができる。この吸気制御弁閉時期ICVCは、前述のように機関運転状態に応じたテーブルもしくはマップに記憶させておくことも有効であるが、下記のより簡便な手法により閉時期ICVCを決定することも可能である。   Here, during the opening period of the intake control valve 17, the pressure in the intake passage 7 pulsates as shown in the figure, but the closing timing ICVC of the intake control valve 17 is set to the timing of the second positive pressure wave of the pressure pulsation. Then, the pressure P1 held for scavenging in the next cycle is increased, and the maximum residual gas scavenging effect can be obtained. It is effective to store this intake control valve closing timing ICVC in a table or map corresponding to the engine operating state as described above, but it is also possible to determine the closing timing ICVC by the following simpler method. It is.

すなわち、定常時における吸気制御弁17の開弁期間(ICVO〜ICVCの期間)は、過給効果を最大とするためには、吸気制御弁17の開放により発生した負圧波がサージタンク16で正圧波となって反射し、吸気弁5近傍に戻ってくるまでの時間に一致するように設定される。従って、最初のサイクルにおいては、この開弁期間を定常時の略3倍とすれば、正圧波が逆に負圧波となって戻り、もう一度正圧波となって戻ってくる時期、すなわち2回目の正圧波のピークが閉時期ICVCとなる。   That is, during the valve opening period of the intake control valve 17 in a steady state (ICVO to ICVC period), the negative pressure wave generated by opening the intake control valve 17 is positive in the surge tank 16 in order to maximize the supercharging effect. It is set so as to coincide with the time until it is reflected as a pressure wave and returned to the vicinity of the intake valve 5. Therefore, in the first cycle, if this valve opening period is approximately three times that of the steady state, the positive pressure wave returns to the negative pressure wave and returns to the positive pressure wave again, that is, the second time. The peak of the positive pressure wave is the closing timing ICVC.

この第3実施例に係る制御フローチャートは、図5に示したものと特に変わりがないので、ここでは図を省略する。第3実施例では、前述したステップS08における吸気制御弁17の閉時期遅角量が、遅角した閉時期ICVCが吸気弁5の閉時期IVCよりも後になるように、予めテーブルにて設定されている。あるいは、吸気制御弁17の閉時期ICVCを、吸気制御弁17の開弁期間が定常時の3倍となるように設定する場合には、ステップS06にて設定済みである吸気制御弁17の開時期・閉時期から開弁期間を演算し、これを3倍して再び開弁時期に加算することで、遅角した閉時期を求めるようにすれば良い。   The control flowchart according to the third embodiment is not particularly different from that shown in FIG. In the third embodiment, the closing timing retard amount of the intake control valve 17 in step S08 described above is set in advance in a table so that the retarded closing timing ICVC is later than the closing timing IVC of the intake valve 5. ing. Alternatively, when the closing timing ICVC of the intake control valve 17 is set so that the valve opening period of the intake control valve 17 is three times as long as normal, the opening of the intake control valve 17 that has been set in step S06 is set. The retarded closing timing may be obtained by calculating the valve opening period from the timing / closing timing, multiplying this by 3 and adding it to the valve opening timing again.

以上のように、本実施例によれば、吸気制御弁17の閉時期ICVCを制御モード移行時の最初の1サイクルにおいて遅角制御することにより、過給圧P2を抑制してノッキングの発生を防止するとともに、通路部分7aに保持される正圧P1がより大きくなるため、次サイクルの残留ガス掃気効果が大きくなる利点がある。   As described above, according to the present embodiment, the closing timing ICVC of the intake control valve 17 is retarded in the first cycle when the control mode is shifted, thereby suppressing the boost pressure P2 and preventing the occurrence of knocking. In addition to preventing the positive pressure P1 held in the passage portion 7a, the effect of scavenging residual gas in the next cycle is increased.

次に、本発明の第4実施例について説明する。本実施例は、制御モード切替時の最初のサイクルにおいて、吸気制御弁17の閉時期ICVCを定常時よりも遅角制御する際に、その開時期ICVOも同時に遅角する点が、第3実施例に対して異なる。図8は、第4実施例における吸気制御弁17の開閉タイミングと、通路部分7a内の圧力履歴を示す。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, when the closing timing ICVC of the intake control valve 17 is controlled to be retarded from the steady state in the first cycle when the control mode is switched, the opening timing ICVO is also retarded at the same time. Different for example. FIG. 8 shows the opening / closing timing of the intake control valve 17 and the pressure history in the passage portion 7a in the fourth embodiment.

この実施例では、吸気制御弁17の開時期ICVOおよび閉時期ICVCを共に同じ遅角量だけ遅角するようにしている。従って、吸気制御弁17の開弁期間(ICVO〜ICVCの期間)は、定常時(図3参照)と変わりがなく、その開弁期間(ICVO〜ICVC)の間に、吸気弁5の閉時期IVCが位置する。すなわち、負圧波がサージタンク16で正圧波となって戻ってくるまでの期間は同じ機関回転速度であれば略一定であるので、吸気制御弁17の開弁期間を一定に保ちつつ開時期ICVOおよび閉時期ICVCを共に遅角することで、定常時と同様に、閉時期ICVCに1回目の正圧波のピークを同期させることができる。そのため、吸気弁5の閉時期IVCにおける過給圧P2を低く抑制しつつ、通路部分7a内に保持される圧力P1を最大化し、次サイクルの残留ガス掃気効果を最も有効に得ることが可能となる。   In this embodiment, the opening timing ICVO and the closing timing ICVC of the intake control valve 17 are both retarded by the same retardation amount. Therefore, the valve opening period (ICVO to ICVC period) of the intake control valve 17 is the same as that during normal operation (see FIG. 3), and the intake valve 5 is closed during the valve opening period (ICVO to ICVC). IVC is located. That is, the period until the negative pressure wave returns as a positive pressure wave in the surge tank 16 is substantially constant at the same engine speed, so that the opening timing ICVO is maintained while keeping the valve opening period of the intake control valve 17 constant. By delaying both the closing timing ICVC and the steady timing ICVC, the peak of the first positive pressure wave can be synchronized with the closing timing ICVC. Therefore, while suppressing the supercharging pressure P2 at the closing timing IVC of the intake valve 5 to be low, the pressure P1 held in the passage portion 7a can be maximized, and the residual gas scavenging effect of the next cycle can be most effectively obtained. Become.

図9は、第4実施例に係る制御の流れを示すフローチャートである。このフローチャートも既に説明した各実施例におけるフローチャートと類似しているので、共通する部分の説明は省略する。前述した図5のフローチャートでは、ステップS06にて設定された吸気制御弁17の閉時期ICVCを、ステップS08で補正する構成となっているが、第4実施例においては、吸気制御弁17の開時期ICVOと閉時期ICVCの双方を遅角する構成であることから、制御モードが充填効率向上モードである場合の定常時用の開閉時期テーブルと最初のサイクル用の開閉時期テーブルとが、それぞれ別個に用意されている。そして、ステップS06にて設定された開閉時期を、制御モード切替後の最初のサイクルであればステップS08にて遅角補正用の開閉時期テーブルから設定し直すようにしている。   FIG. 9 is a flowchart showing the flow of control according to the fourth embodiment. Since this flowchart is also similar to the flowcharts in the embodiments already described, description of common parts is omitted. In the flowchart of FIG. 5 described above, the closing timing ICVC of the intake control valve 17 set in step S06 is corrected in step S08. However, in the fourth embodiment, the intake control valve 17 is opened. Since both the timing ICVO and the closing timing ICVC are retarded, the opening / closing timing table for the steady state and the opening / closing timing table for the first cycle when the control mode is the charging efficiency improvement mode are separately provided. Is provided. Then, if the opening / closing timing set in step S06 is the first cycle after switching the control mode, it is reset from the opening / closing timing table for retardation correction in step S08.

以上のように、第4実施例によれば、吸気制御弁17の閉時期ICVCを制御モード移行時の最初の1サイクルにおいて遅角制御することにより、最初のサイクルの過給圧P2を抑制してノッキングの発生を防止するとともに、圧力脈動の最初の正圧ピークの圧力P1を吸気通路7内に保持することが可能であり、次サイクルの残留ガス掃気効果がより大きくなる利点がある。   As described above, according to the fourth embodiment, the closing timing ICVC of the intake control valve 17 is retarded in the first cycle when the control mode is shifted to suppress the supercharging pressure P2 in the first cycle. Thus, the occurrence of knocking can be prevented, and the pressure P1 of the first positive pressure peak of the pressure pulsation can be held in the intake passage 7, and there is an advantage that the residual gas scavenging effect of the next cycle becomes larger.

次に、図10のフローチャートは、この発明の第5実施例を示している。この実施例は、充填効率向上モードへの切替後の最初のサイクルについて、吸気制御弁17の開閉時期は変化させずに、点火時期を遅角補正することで、ノッキングの抑制を図ったものである。   Next, the flowchart of FIG. 10 shows a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, for the first cycle after switching to the charging efficiency improvement mode, the opening / closing timing of the intake control valve 17 is not changed, and the ignition timing is retarded to suppress knocking. is there.

すなわち、ステップS07で、充填効率向上モードに移行してから各気筒の最初のサイクルであると判断された場合には、ステップS08に進み、当該気筒の点火時期を、充填効率向上モードでの定常時の点火時期(換言すれば2サイクル目以降の点火時期)よりも遅角側に補正する。上記の点火時期の遅角補正量としては、前述した閉時期ICVCの遅角量と同様に、一定量でもよく、運転状態に応じた値であってもよく、あるいは遅角補正後の点火時期そのものをマップに割り付けた形としてもよい。なお、他のステップの処理は、前述した図5等と特に変わりがないので、その説明は省略する。   That is, if it is determined in step S07 that the cycle is the first cycle of each cylinder after shifting to the charging efficiency improvement mode, the process proceeds to step S08, and the ignition timing of the cylinder is determined in the charging efficiency improvement mode. The ignition timing is corrected to be retarded from the normal ignition timing (in other words, the ignition timing after the second cycle). The ignition timing retardation correction amount may be a fixed amount, a value corresponding to the operating state, or the ignition timing after the retardation correction, similar to the retardation amount of the closing timing ICVC described above. It is good also as the form which allocated itself to the map. The processing of other steps is not particularly different from the above-described FIG.

このように点火時期の遅角によりノッキングを回避する本実施例によれば、吸気制御弁17の開閉は、定常時と同様に、例えば図3のように実行される。従って、吸気弁5の閉時期IVCの後に通路部分7a内に保持される圧力は非常に高く、次サイクルに対する残留ガス掃気効果が大きくなる。なお、最初のサイクルの過給圧は高いが、点火時期の遅角により確実にノッキングを回避することが可能である。   Thus, according to the present embodiment in which knocking is avoided by retarding the ignition timing, the intake control valve 17 is opened and closed as shown in FIG. Accordingly, the pressure held in the passage portion 7a after the closing timing IVC of the intake valve 5 is very high, and the residual gas scavenging effect for the next cycle is increased. Although the supercharging pressure in the first cycle is high, knocking can be reliably avoided by retarding the ignition timing.

以上の各実施例では、図2のように、吸気制御弁17の制御モードとして、充填効率向上モードと常時開モードとを備えるものとして説明したが、これら以外にも、吸気制御弁17の制御モードとして、例えば吸気行程前半では開とし、吸気行程中盤で閉弁することで、シリンダ1に入る実質的な吸気量を制限しつつポンプロスを低減するモード(ポンプロス低減モード)などを設けることも可能である。このようなポンプロス低減モードから充填効率向上モードへの切替時においても、本発明は同様に適用可能である。   In each of the above embodiments, as shown in FIG. 2, the control mode of the intake control valve 17 has been described as including the charging efficiency improvement mode and the normally open mode. As a mode, for example, it is possible to provide a mode (pump loss reduction mode) that reduces the pump loss while limiting the substantial intake amount entering the cylinder 1 by opening in the first half of the intake stroke and closing in the middle of the intake stroke. It is. The present invention can be similarly applied when switching from the pump loss reduction mode to the charging efficiency improvement mode.

本発明に係る吸気制御装置を備えた内燃機関のシステム構成図。1 is a system configuration diagram of an internal combustion engine provided with an intake air control device according to the present invention. 吸気制御弁の制御モードの割り付けを示す特性図。The characteristic view which shows allocation of the control mode of an intake control valve. 定常時の開閉時期等を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the opening and closing time etc. of regular time. 第1実施例における最初のサイクルの開閉時期等を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the opening / closing timing etc. of the first cycle in 1st Example. 第1実施例の制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control of 1st Example. 第2実施例の制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control of 2nd Example. 第3実施例における最初のサイクルの開閉時期等を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the opening / closing timing etc. of the first cycle in 3rd Example. 第4実施例における最初のサイクルの開閉時期等を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the opening / closing timing etc. of the first cycle in 4th Example. 第4実施例の制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control of 4th Example. 第5実施例の制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control of 5th Example.

符号の説明Explanation of symbols

1…シリンダ
2…ピストン
5…吸気弁
7…吸気通路
11…ECU(エンジンコントロールユニット)
16…サージタンク
17…吸気制御弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder 2 ... Piston 5 ... Intake valve 7 ... Intake passage 11 ... ECU (engine control unit)
16 ... Surge tank 17 ... Intake control valve

Claims (13)

吸気弁上流の気筒別の吸気通路内に該吸気通路を遮断可能な吸気制御弁を有するとともに、内燃機関の運転状態に応じて上記吸気制御弁の作動状態を複数の制御モードに切り替えて制御する吸気制御弁制御手段を備えた内燃機関の吸気制御装置において、
上記制御モードとして、少なくとも、充填効率向上モードと非過給モードとを有し、
上記充填効率向上モードでは、吸気行程の途中で上記吸気制御弁を開閉して吸気弁閉時期における吸気通路内の圧力を目標過給圧に高めるとともに吸気弁閉弁後も吸気通路内が正圧に保持されるように、上記吸気制御弁の開閉時期が制御され、さらに、
上記非過給モードから上記充填効率向上モードへと切り替わったときの各気筒の最初のサイクルにおいては、上記吸気制御弁の開閉時期が、吸気弁閉時期における吸気通路内圧力が上記目標過給圧よりも低く抑制されるように、かつ吸気弁閉弁後の吸気通路内圧力がモード切替前の吸気弁閉弁後の吸気通路内圧力よりも高くなるように、制御されることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
An intake control valve capable of blocking the intake passage is provided in the intake passage for each cylinder upstream of the intake valve, and the operation state of the intake control valve is switched to a plurality of control modes according to the operating state of the internal combustion engine. In an intake control device for an internal combustion engine provided with an intake control valve control means,
As the control mode, it has at least a charging efficiency improvement mode and a non-supercharging mode,
In the charging efficiency improvement mode, the intake control valve is opened and closed during the intake stroke to increase the pressure in the intake passage to the target boost pressure at the intake valve closing timing, and the intake passage remains positive even after the intake valve is closed. The opening and closing timing of the intake control valve is controlled so as to be held at
In the first cycle of each cylinder when the non-supercharging mode is switched to the charging efficiency improving mode, the opening / closing timing of the intake control valve is the same as the target boost pressure at the intake passage closing timing. to so that is suppressed lower than, and as the intake passage pressure after the intake valve is closed is higher than the intake passage pressure after the intake valve is closed before the mode switching, characterized in that it is controlled An intake control device for an internal combustion engine.
上記非過給モードは、上記吸気制御弁が常に開状態に維持される常時開モードであることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気制御装置。   The intake control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the non-supercharging mode is a normally open mode in which the intake control valve is always maintained in an open state. 上記非過給モードは、上記吸気制御弁を予め開いておき吸気行程の途中で閉じるポンプロス低減モードであることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気制御装置。   2. The intake control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the non-supercharging mode is a pump loss reduction mode in which the intake control valve is opened in advance and closed in the middle of an intake stroke. 上記の最初のサイクルにおける上記吸気制御弁の開閉時期は、充填効率向上モードにおける通常の開閉時期に比較して、吸気制御弁の閉時期が遅角した特性となることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置。   2. The opening / closing timing of the intake control valve in the first cycle has a characteristic that the closing timing of the intake control valve is retarded as compared with a normal opening / closing timing in the charging efficiency improvement mode. The intake control device for an internal combustion engine according to any one of? 上記の最初のサイクルにおける吸気制御弁の閉時期は、吸気弁閉時期よりも遅角していることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の吸気制御装置。   5. The intake control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the closing timing of the intake control valve in the first cycle is retarded from the closing timing of the intake valve. 上記の最初のサイクルにおける吸気制御弁の閉時期における吸気通路内圧力が、上記吸気弁閉時期における吸気通路内圧力よりも高くなるように、上記吸気制御弁の閉時期が制御されることを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の吸気制御装置。   The closing timing of the intake control valve is controlled such that the pressure in the intake passage at the closing timing of the intake control valve in the first cycle is higher than the pressure in the intake passage at the closing timing of the intake valve. An intake control device for an internal combustion engine according to claim 5. 上記の最初のサイクルにおける吸気制御弁の閉時期が、吸気弁の閉時期後に吸気通路内圧力が最初の極大値となる時期に、制御されることを特徴とする請求項5または6に記載の内燃機関の吸気制御装置。   The closing timing of the intake control valve in the first cycle is controlled at a timing when the pressure in the intake passage becomes the first maximum value after the closing timing of the intake valve. An intake control device for an internal combustion engine. 上記の最初のサイクルにおける上記吸気制御弁の閉時期は、該吸気制御弁の開弁期間が、充填効率向上モードにおける通常の開閉時期による開弁期間の略3倍となるように制御されることを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置。   The closing timing of the intake control valve in the first cycle is controlled so that the opening period of the intake control valve is approximately three times the opening period of the normal opening / closing timing in the charging efficiency improvement mode. An intake control device for an internal combustion engine according to any one of claims 4 to 7. 上記の最初のサイクルにおける上記吸気制御弁の閉時期の遅角と併せて、吸気制御弁の開時期が充填効率向上モードにおける通常の開時期よりも遅角した特性となることを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置。   Along with the delay of the closing timing of the intake control valve in the first cycle, the opening timing of the intake control valve is delayed from the normal opening timing in the charging efficiency improvement mode. Item 8. The intake control device for an internal combustion engine according to any one of Items 4 to 7. 上記の最初のサイクルにおいては、点火時期が、充填効率向上モードにおける通常の点火時期よりも遅角補正されることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置。   10. The intake control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein, in the first cycle, the ignition timing is corrected to be retarded from the normal ignition timing in the charging efficiency improvement mode. . 吸気弁上流の気筒別の吸気通路内に該吸気通路を遮断可能な吸気制御弁を有するとともに、内燃機関の運転状態に応じて上記吸気制御弁の作動状態を複数の制御モードに切り替
えて制御する吸気制御弁制御手段を備えた内燃機関の吸気制御装置において、
上記制御モードとして、少なくとも、充填効率向上モードと非過給モードとを有し、
上記充填効率向上モードでは、吸気行程の途中で上記吸気制御弁を開閉して吸気弁閉時期における吸気通路内の圧力を目標過給圧に高めるとともに吸気弁閉弁後も吸気通路内が正圧に保持されるように、上記吸気制御弁の開閉時期が制御され、さらに、
上記非過給モードから上記充填効率向上モードへと切り替わったときの各気筒の最初のサイクルにおいては、点火時期が、充填効率向上モードにおける通常の点火時期よりも遅角補正されることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
An intake control valve capable of blocking the intake passage is provided in the intake passage for each cylinder upstream of the intake valve, and the operation state of the intake control valve is switched to a plurality of control modes according to the operating state of the internal combustion engine.
An intake control device for an internal combustion engine comprising an intake control valve control means for controlling
As the control mode, it has at least a charging efficiency improvement mode and a non-supercharging mode,
In the charging efficiency improvement mode, the intake control valve is opened and closed during the intake stroke to increase the pressure in the intake passage to the target boost pressure at the intake valve closing timing, and the intake passage remains positive even after the intake valve is closed. The opening and closing timing of the intake control valve is controlled so as to be held at
In the first cycle of each cylinder when the non-supercharging mode is switched to the charging efficiency improvement mode, the ignition timing is retarded from the normal ignition timing in the charging efficiency improvement mode. An intake control device for an internal combustion engine.
上記非過給モードは、上記吸気制御弁が常に開状態に維持される常時開モードであることを特徴とする請求項11に記載の内燃機関の吸気制御装置。   The intake control apparatus for an internal combustion engine according to claim 11, wherein the non-supercharging mode is a normally open mode in which the intake control valve is always maintained in an open state. 上記非過給モードは、上記吸気制御弁を予め開いておき吸気行程の途中で閉じるポンプロス低減モードであることを特徴とする請求項11に記載の内燃機関の吸気制御装置。
12. The intake control device for an internal combustion engine according to claim 11, wherein the non-supercharging mode is a pump loss reduction mode in which the intake control valve is opened in advance and closed in the middle of an intake stroke.
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