JP5920237B2 - Control device for spark ignition engine - Google Patents

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Description

本発明は、火花点火式エンジン、詳しくは、気筒の温度上昇が著しい高負荷域では、ノッキングを抑制するために点火時期をリタードさせる火花点火式エンジンの制御装置に関する。   The present invention relates to a spark ignition engine, and more particularly, to a spark ignition engine control device that retards ignition timing in order to suppress knocking in a high load region where the temperature rise of a cylinder is significant.

一般に、火花点火式エンジンでは、加速時や登坂時等に使用されるスロットル全開域を含む高負荷域で、燃料噴射量の増量により気筒の温度上昇が著しいことからノッキング(火炎伝播の途中で未燃焼のエンドガスが自着火する異常燃焼)が起こり易くなる。そのため、前記運転領域では、点火時期(点火タイミング)を最もトルクの出るタイミング(通常は圧縮上死点付近)であるMBT(Minimum advance for Best Torque)から所定量リタード(遅角)させて、ノッキングを抑制することが行われる(特許文献1参照)。   In general, in a spark ignition type engine, knocking (not occurring during the propagation of flame) occurs in a high load range including the throttle full open range used for acceleration or climbing, because the temperature rise of the cylinder is remarkable due to the increase in fuel injection amount. Abnormal combustion in which the end gas of combustion self-ignites) is likely to occur. Therefore, in the operation region, the ignition timing (ignition timing) is retarded by a predetermined amount from the MBT (Minimum Advance for Best Torque), which is the timing at which the most torque is generated (usually near the compression top dead center), and knocking is performed. Is suppressed (see Patent Document 1).

また、水冷エキマニにおいて排気が形成する正圧波のピークが吸排気弁のオーバーラップ期間中に含まれなくなるように水冷エキマニを流通する冷媒の量を調節することにより排気の掃気効率が排気圧力によって低下することを回避する技術が知られている(特許文献2参照)。   In addition, the scavenging efficiency of the exhaust gas is reduced by the exhaust pressure by adjusting the amount of refrigerant flowing through the water-cooled exhaust manifold so that the positive pressure wave peak formed by the exhaust in the water-cooled exhaust manifold is not included in the overlap period of the intake and exhaust valves. A technique for avoiding this is known (see Patent Document 2).

特開2007−292050号公報JP 2007-292050 A 特開2010−159678号公報JP 2010-159678 A

ところで、排気通路内の排気脈動で生じる負圧波が吸気弁及び排気弁が共に開いた状態にある吸排気弁のオーバーラップ期間中に排気ポートに到達することにより気筒内の残留ガスが掃気されるように前記排気通路を構成する技術が周知である。この技術によれば、気筒内の残留ガスが減少し、体積効率が増すので、スロットル全開域を含む高負荷域のトルクが向上する。   By the way, the negative pressure wave generated by the exhaust pulsation in the exhaust passage reaches the exhaust port during the overlap period of the intake and exhaust valves where both the intake valve and the exhaust valve are open, thereby scavenging the residual gas in the cylinder. As described above, a technique for configuring the exhaust passage is well known. According to this technique, the residual gas in the cylinder is reduced and the volumetric efficiency is increased, so that the torque in the high load region including the throttle full open region is improved.

ここで、気筒と圧力波が反射する排気通路の部位(例えば複数の排気管の集合部等)との間の距離が固定されているから、排気弁が開弁してブローダウンガスが排気通路に高速で噴出してから排気脈動で生じた負圧波が排気ポートに到達するまでに要する時間が一定であるのに対し、エンジンの回転速度は運転状態によって様々に変化するので、エンジンの回転速度によって負圧波がうまく吸排気弁のオーバーラップ期間中に排気ポートに到達したりしなかったりする。そのため、掃気効率が高い速度域と低い速度域とが存在し、掃気効率が低い速度域では、他の速度域よりも、高負荷域トルクの落ち込みが発生する。   Here, since the distance between the cylinder and the portion of the exhaust passage where the pressure wave is reflected (for example, a collection portion of a plurality of exhaust pipes, etc.) is fixed, the exhaust valve is opened and the blowdown gas flows into the exhaust passage. Since the time required for the negative pressure wave generated by exhaust pulsation to reach the exhaust port is constant after it is ejected at a high speed, the engine speed varies depending on the operating conditions. As a result, the negative pressure wave may or may not reach the exhaust port during the overlap period of the intake and exhaust valves. Therefore, there are a speed range where the scavenging efficiency is high and a speed range where the scavenging efficiency is low. In the speed range where the scavenging efficiency is low, a drop in the high load range torque occurs compared to other speed ranges.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、排気脈動で生じる負圧波による掃気効率が相対的に低い速度域における高負荷域トルクの落ち込みを改善することが可能な火花点火式エンジンの制御装置の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a spark ignition type engine capable of improving a drop in high load range torque in a speed range where scavenging efficiency due to a negative pressure wave caused by exhaust pulsation is relatively low. The purpose is to provide a control device.

前記課題を解決するためのものとして、本発明は、エンジン本体を冷却する冷却機構と、少なくともエンジンの高負荷域において点火時期のリタードを行う制御手段とを備えた火花点火式エンジンの制御装置であって、所定のエンジン回転数域において排気通路内の排気脈動で生じる負圧波吸排気弁のオーバーラップ期間中に排気ポートに到達させることにより気筒内の残留ガス掃気効率を高めるように前記排気通路が構成され、前記制御手段は、前記高負荷域のうち最大負荷を含む所定負荷以上の領域において前記所定のエンジン回転数域以外のエンジン回転数域では前記所定のエンジン回転数域に比べて、前記冷却機構の冷却能力を高く設定することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置である(請求項1)。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a spark ignition engine control device comprising a cooling mechanism for cooling the engine body and a control means for retarding the ignition timing at least in a high load region of the engine. there are, said to enhance the scavenging efficiency of the residual gas in the cylinder by causing reach the exhaust port negative pressure wave caused by exhaust pulsation in the exhaust passage at a predetermined engine speed range during the overlap period of the intake and exhaust valves exhaust passage is constituted, wherein, in the region of more than a predetermined load including a maximum load of the high load region, in the predetermined engine speed range other than the engine speed range, the predetermined engine speed range Compared to the above, the control device for the spark ignition engine is characterized in that the cooling capacity of the cooling mechanism is set high.

本発明によれば、少なくともエンジンの高負荷域がリタード領域(ノッキング抑制のために点火時期のリタードを行うエンジンの運転領域をいう。以下同じ)である火花点火式エンジンにおいて、リタード領域である高負荷域のうち、排気脈動で生じる負圧波による掃気効率が相対的に低い速度域(所定のエンジン回転数域以外のエンジン回転数域、以下、適宜「掃気低下速度域」という)では、排気脈動で生じる負圧波による掃気効率が相対的に高い速度域(所定のエンジン回転数域、以下、適宜「掃気良好速度域」という)に比べて、冷却機構の冷却能力が高く設定されるので、前記掃気低下速度域では、前記掃気良好速度域よりも、エンジン本体の冷却が強化されてエンジン本体の温度が低下する。そのため、掃気低下速度域ではノッキングが抑制され、リタード量を少なくすること(点火時期のアドバンス(進角))ができるので、掃気低下速度域におけるトルクの落ち込みが補われる。その結果、フラットで高いトルクカーブが得られ、高トルクで扱い易いエンジンを実現することができる。
According to the present invention, in a spark ignition type engine in which at least the high load region of the engine is a retard region (referred to as an operation region of an engine that performs retarding of the ignition timing in order to suppress knocking; hereinafter the same), the high region that is the retard region. In the load range, in the speed range where the scavenging efficiency due to the negative pressure wave caused by exhaust pulsation is relatively low ( engine speed range other than the predetermined engine speed range, hereinafter referred to as “scavenging reduction speed range” as appropriate ), exhaust pulsation The cooling capacity of the cooling mechanism is set higher than the speed range in which the scavenging efficiency due to the negative pressure wave generated in the above is relatively high ( predetermined engine speed range, hereinafter referred to as “good scavenging speed range”). In the scavenging reduction speed region, the cooling of the engine body is enhanced and the temperature of the engine body is decreased compared to the scavenging good speed region. Therefore, knocking is suppressed in the scavenging reduction speed range, and the retard amount can be reduced (ignition timing advance (advance)), so that the torque drop in the scavenging reduction speed range is compensated. As a result, a flat and high torque curve can be obtained, and an engine that is easy to handle with high torque can be realized.

以上により、本発明によれば、掃気低下速度域における高負荷域トルクの落ち込みを改善することが可能な火花点火式エンジンの制御装置が提供される。   As described above, according to the present invention, there is provided a control device for a spark ignition engine capable of improving the drop in the high load region torque in the scavenging reduction speed region.

本発明において、好ましくは、前記エンジンは車両に搭載された車載用エンジンであり、前記エンジン本体の出力軸は、複数のギア段を有する変速機を介して車輪に連結されており、前記制御手段は、前記冷却機構の冷却能力を高く設定する制御を前記変速機のギア段が所定の段位以上のときにのみ実行する(請求項2)。   In the present invention, preferably, the engine is an in-vehicle engine mounted on a vehicle, and an output shaft of the engine body is connected to wheels via a transmission having a plurality of gear stages, and the control means The control for setting the cooling capacity of the cooling mechanism to be high is executed only when the gear stage of the transmission is equal to or higher than a predetermined level (Claim 2).

この構成によれば、エンジン本体の温度が実際に低下するまでの遅れ時間を考慮した適正な条件下で無駄なく冷却能力を高めることができる。すなわち、変速機のギア段が低い場合は、エンジンの運転ポイントの移動が激しく、すぐにシフトアップされる(変速段が段位の高いギア段に変更される)可能性がある。そのため、掃気低下速度域に運転ポイントが移動したからといって冷却能力を高めても、ギア段が低い場合は、実際にエンジン本体の各気筒の温度が下がったときには運転ポイントがすでに冷却能力を高める必要のない運転領域(例えば掃気良好速度域や低速中負荷域及び低速低負荷域等)に移動していることがあり得る。   According to this configuration, it is possible to increase the cooling capacity without waste under appropriate conditions in consideration of the delay time until the temperature of the engine body actually decreases. In other words, when the gear stage of the transmission is low, there is a possibility that the operating point of the engine moves sharply and shifts up immediately (the gear stage is changed to a higher gear stage). Therefore, even if the operating point moves to the scavenging reduction speed range, even if the cooling capacity is increased, if the gear stage is low, the operating point already has the cooling capacity when the temperature of each cylinder of the engine body actually decreases. There is a possibility that the vehicle has moved to an operation region that does not need to be increased (for example, a scavenging good speed region, a low-speed medium load region, a low-speed low-load region, etc.).

そこで、この構成では、冷却能力を高める制御を、変速機のギア段が高い場合(つまり運転ポイントの移動が緩やかで巡航状態に近い場合)にのみ行うようにしたものである。これにより、ギヤ段が低いにも拘らず冷却能力を高めた場合に起こり得る前記不具合が回避される。また、掃気低下速度域において冷却能力を高める制御を行う場合は、エンジン本体の温度が実際に低下するまでに多少の遅れ時間があっても、冷却能力を高める必要のない運転領域に運転ポイントが移動するまでには掃気低下速度域でエンジン本体の温度を充分に低下させられるので、冷却能力を高める制御が無駄にならない。   Therefore, in this configuration, the control for increasing the cooling capacity is performed only when the gear stage of the transmission is high (that is, when the operation point moves slowly and is close to the cruise state). As a result, the above-mentioned problem that may occur when the cooling capacity is increased despite the low gear position is avoided. Also, when performing control to increase the cooling capacity in the scavenging reduction speed range, even if there is some delay time until the temperature of the engine body actually decreases, the operating point is in the operating area where it is not necessary to increase the cooling capacity. Since the temperature of the engine body can be sufficiently lowered in the scavenging reduction speed range before moving, control for increasing the cooling capacity is not wasted.

本発明において、好ましくは、前記掃気効率が低いために前記冷却機構の冷却能力を高く設定する領域は、予め定められた基準速度未満の速度域に設定されている(請求項3)。   In the present invention, it is preferable that the region where the cooling capacity of the cooling mechanism is set high because the scavenging efficiency is low is set to a speed region less than a predetermined reference speed (Claim 3).

この構成によれば、たとえ掃気低下速度域が低速域にあっても、冷却能力を高める制御が行われる。   According to this configuration, control for increasing the cooling capacity is performed even if the scavenging reduction speed region is in the low speed region.

一般に、低速域は回転速度が低いために気筒内での混合気の流動性が低下し易く、本来であれば未燃HCが発生し易い。しかし、掃気低下速度域は高負荷域に属している上、掃気効率が低く、気筒内に残留ガスが相当量残っているので、気筒温度は高い状態にあり、燃料の気化霧化が促進される。そのため、たとえ掃気低下速度域でエンジン本体の冷却を強化しても、燃料の気化霧化が著しく阻害されることはない。それよりも、点火時期をアドバンス(進角)させ、高負荷域トルクを上昇させる効果のほうが大きい。   In general, since the rotational speed is low in the low speed region, the fluidity of the air-fuel mixture in the cylinder tends to decrease, and unburned HC tends to be generated. However, the scavenging reduction speed range belongs to the high load range, the scavenging efficiency is low, and a considerable amount of residual gas remains in the cylinder, so the cylinder temperature is high and fuel atomization is promoted. The For this reason, even if the cooling of the engine body is enhanced in the scavenging reduction speed region, the vaporization and atomization of the fuel is not significantly inhibited. The effect of advancing the ignition timing (advancing) and increasing the high load region torque is greater than that.

そこで、この構成では、たとえ掃気低下速度域が低速域にあっても、冷却能力を高めるようにしたものである。これにより、低速域内の高負荷域トルクの落ち込みが補われて、より一層フラットなトルクカーブが得られる。   Therefore, in this configuration, the cooling capacity is increased even if the scavenging reduction speed region is in the low speed region. As a result, the drop in the high load region torque in the low speed region is compensated, and a flatter torque curve can be obtained.

本発明において、好ましくは、前記制御手段は、エンジンの高速域内の中負荷域において点火時期のリタードを行い、エンジンの中負荷域内の高速域では、中負荷域内の低速域に比べて、前記冷却機構の冷却能力を高く設定する(請求項4)。   In the present invention, preferably, the control means retards the ignition timing in a medium load region in the high speed region of the engine, and the cooling means is higher in the high speed region in the medium load region than in the low speed region in the medium load region. The cooling capacity of the mechanism is set high (claim 4).

この構成によれば、エンジンの高負荷域に加えて、エンジンの高速中負荷域もリタード領域である火花点火式エンジンにおいて、リタード領域である高速中負荷域では、リタード領域でない低速中負荷域に比べて、冷却機構の冷却能力が高く設定されるので、そのように冷却機構の冷却能力が高く設定されないときに増大する燃費低下の問題が低減される。   According to this configuration, in a spark ignition engine in which the high-speed medium load region of the engine is the retard region in addition to the high load region of the engine, the high-speed medium load region that is the retard region is in the low-speed medium load region that is not the retard region. In comparison, since the cooling capacity of the cooling mechanism is set high, the problem of fuel consumption reduction that increases when the cooling capacity of the cooling mechanism is not set high is reduced.

すなわち、高速中負荷域は低速中負荷域に比べて高速側にあるから、単位時間当たりの発生熱量が大きい。そのため、高速中負荷域はノッキングを抑制するためにリタード領域とされている。   That is, since the high speed medium load region is on the high speed side compared to the low speed medium load region, the amount of heat generated per unit time is large. For this reason, the high-speed medium load region is set as a retard region in order to suppress knocking.

ところで、点火時期をリタードさせると、その分トルクが減るので、燃料噴射量を増やしてトルクを補う必要があり、燃費が低下するという問題がある。また、点火時期をリタードさせると、燃料が後燃えしたり燃焼ガスの膨張が少なくなることで排気ガス温度が高くなり、異常燃焼を引き起こす可能性が高まるので(例えば排気弁の温度上昇によりノッキングが起き易くなるので)、燃料噴射量を増やして余った燃料の気化潜熱で気筒温度を下げることが行われ、この点からも燃費が低下するという問題がある。   By the way, if the ignition timing is retarded, the torque is reduced by that amount, so it is necessary to increase the fuel injection amount to compensate for the torque, and there is a problem that the fuel consumption decreases. In addition, if the ignition timing is retarded, the exhaust gas temperature increases due to post-combustion of the fuel or the expansion of the combustion gas, which increases the possibility of causing abnormal combustion (for example, knocking occurs due to an increase in the temperature of the exhaust valve). Since it easily occurs), the cylinder temperature is lowered by increasing the fuel injection amount and the remaining latent heat of vaporization of the fuel, and this also causes a problem that the fuel consumption is lowered.

そこで、この構成では、同じエンジン中負荷域の中でも、リタード領域である高速域では、リタード領域でない低速域に比べて、冷却機構の冷却能力を高く設定したものである。これにより、高速中負荷域では、エンジン本体の冷却が強化されてエンジン本体の温度が低下し、ノッキングが抑制される。そのため、リタード量を少なくすること(点火時期のアドバンス(進角))ができるので、トルクが上昇して、燃費が向上する。また、リタード量の減少により排気ガス温度が低下するので、燃料噴射量を少なくすることができ、この点からも燃費が向上する。   Therefore, in this configuration, the cooling capacity of the cooling mechanism is set higher in the high speed region, which is the retard region, in the same engine medium load region than in the low speed region that is not the retard region. Thereby, in the high-speed medium load region, the cooling of the engine body is strengthened, the temperature of the engine body is lowered, and knocking is suppressed. As a result, the retard amount can be reduced (ignition timing advance (advance)), so that the torque is increased and the fuel efficiency is improved. Further, since the exhaust gas temperature decreases due to the decrease in the retard amount, the fuel injection amount can be reduced, and the fuel efficiency is also improved in this respect.

一方で、リタードしても排気温度が信頼性を低下させるほどに上昇しない低速中負荷域では、高速中負荷域に比べて、冷却機構の冷却能力が低く設定されるので、エンジン本体が過度に冷却されることがない。前述したように、低速域は回転速度が低いために気筒内での混合気の流動性が低下し易く、未燃HCが発生し易い。これに対し、本発明によれば、そのような低速中負荷域において、エンジン本体が過度に冷却されないので、前記のような筒内流動ないしミキシングの低下を助長するようなことがなく、前記未燃HCの発生量の増大が防止される。また、エンジン本体が過度に冷却されることがないから、フリクションロスの増大も防止される。これらにより、リタード領域でない低速中負荷域においても燃費の低下が防止される。
また、本発明は、エンジン本体を冷却する冷却機構と、少なくともエンジンの高負荷域において点火時期のリタードを行う制御手段とを備えた火花点火式エンジンの制御装置であって、前記エンジンは車両に搭載された車載用エンジンであり、前記エンジン本体の出力軸は、複数のギア段を有する変速機を介して車輪に連結されており、排気通路内の排気脈動で生じる負圧波が吸排気弁のオーバーラップ期間中に排気ポートに到達することにより気筒内の残留ガスが掃気されるように前記排気通路が構成され、前記制御手段は、高負荷域のうち、前記掃気の効率が他の速度域よりも低い速度域では、他の速度域に比べて、前記冷却機構の冷却能力を高く設定するとともに、前記冷却機構の冷却能力を高く設定する制御を前記変速機のギア段が所定の段位以上のときにのみ実行することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置を提供する(請求項5)。
また、本発明は、エンジン本体を冷却する冷却機構と、少なくともエンジンの高負荷域において点火時期のリタードを行う制御手段とを備えた火花点火式エンジンの制御装置であって、排気通路内の排気脈動で生じる負圧波が吸排気弁のオーバーラップ期間中に排気ポートに到達することにより気筒内の残留ガスが掃気されるように前記排気通路が構成され、前記制御手段は、高負荷域のうち、前記掃気の効率が他の速度域よりも低い速度域では、他の速度域に比べて、前記冷却機構の冷却能力を高く設定するとともに、エンジンの高速域内の中負荷域において点火時期のリタードを行い、エンジンの中負荷域内の高速域では、中負荷域内の低速域に比べて、前記冷却機構の冷却能力を高く設定することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置を提供する(請求項6)。
On the other hand, in the low-speed medium load range where the exhaust temperature does not rise to the extent that reliability is reduced even when retarded, the cooling capacity of the cooling mechanism is set lower than in the high-speed medium load region, so the engine body is excessively There is no cooling. As described above, since the rotational speed is low in the low speed region, the fluidity of the air-fuel mixture in the cylinder is likely to be lowered, and unburned HC is likely to be generated. On the other hand, according to the present invention, the engine body is not excessively cooled in such a low-speed and middle-load region. An increase in the amount of generated fuel HC is prevented. Further, since the engine body is not excessively cooled, an increase in friction loss is also prevented. As a result, a reduction in fuel consumption is prevented even in a low-speed medium load region that is not the retard region.
The present invention also provides a spark ignition type engine control device comprising a cooling mechanism for cooling the engine body and a control means for retarding the ignition timing at least in a high load region of the engine, wherein the engine is installed in a vehicle. The engine mounted on the vehicle has an output shaft connected to wheels via a transmission having a plurality of gear stages, and a negative pressure wave generated by exhaust pulsation in the exhaust passage is generated by the intake and exhaust valves. The exhaust passage is configured so that the residual gas in the cylinder is scavenged by reaching the exhaust port during the overlap period, and the control means has a scavenging efficiency in another speed range in a high load range. In the lower speed range, the gear speed of the transmission is controlled so that the cooling capacity of the cooling mechanism is set higher than that in the other speed ranges and the cooling capacity of the cooling mechanism is set higher. To provide a control apparatus for a spark-ignited internal combustion engine and executes only when the above constant of grade (claim 5).
The present invention also relates to a spark ignition type engine control device comprising a cooling mechanism for cooling the engine body and a control means for retarding the ignition timing at least in a high load region of the engine. The exhaust passage is configured so that residual gas in the cylinder is scavenged by the negative pressure wave generated by pulsation reaching the exhaust port during the overlap period of the intake and exhaust valves, and the control means In the speed range where the scavenging efficiency is lower than the other speed ranges, the cooling capacity of the cooling mechanism is set higher than in the other speed ranges, and the ignition timing retard is set in the medium load range in the high speed range of the engine. In the high-speed region in the medium load region of the engine, the cooling capacity of the cooling mechanism is set higher than in the low-speed region in the medium load region. Providing an apparatus (claim 6).

本発明は、排気脈動で生じる負圧波による掃気効率が相対的に低い速度域における高負荷域トルクの落ち込みを改善でき、ショックのないフラットなトルクカーブが得られる火花点火式エンジンの制御装置を提供するから、火花点火式エンジンのトルク向上技術の発展向上に寄与する。   The present invention provides a control device for a spark ignition engine that can improve a drop in high load range torque in a speed range where scavenging efficiency is relatively low due to a negative pressure wave caused by exhaust pulsation, and can obtain a flat torque curve without a shock. Therefore, it contributes to the development and improvement of torque improvement technology for spark ignition engines.

本発明の一実施形態に係る火花点火式エンジンの全体構成を示す平面図である。1 is a plan view showing an overall configuration of a spark ignition engine according to an embodiment of the present invention. 前記エンジンの主要部分の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the said engine. 前記エンジンの排気弁及び吸気弁の開閉タイミングとオーバーラップ期間とを示す図である。It is a figure which shows the opening / closing timing and overlap period of the exhaust valve and intake valve of the engine. 前記エンジンの排気弁及び吸気弁の開閉タイミング及び開弁期間の定義の説明図である。It is explanatory drawing of the definition of the opening / closing timing and valve opening period of the exhaust valve and intake valve of the engine. 前記エンジンの気筒と排気通路の第2集合部との間で圧力波が往復する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which a pressure wave reciprocates between the cylinder of the said engine, and the 2nd collection part of an exhaust passage. 前記エンジンの排気ポートに生じる圧力変化の説明図である。It is explanatory drawing of the pressure change which arises in the exhaust port of the said engine. 前記エンジンの回転速度に対する体積効率の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the volumetric efficiency with respect to the rotational speed of the said engine. 前記エンジンの制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of the said engine. 前記エンジンの運転領域を制御の相違によって区分けしたマップである。It is the map which divided the operation area | region of the said engine by the difference in control. 前記エンジンの運転中に実行される制御動作の手順を示すフローチャートの一部分である。It is a part of flowchart which shows the procedure of the control action performed during the driving | operation of the said engine. 前記フローチャートの残りの部分である。It is the remaining part of the flowchart. 前記エンジンの点火時期の進角の効果を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the effect of the advance of the ignition timing of the engine.

(1)エンジンの全体構成
図1及び図2は、本発明の一実施形態に係る火花点火式エンジンの全体構成を示す概略平面図である。これらの図に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される4サイクルの多気筒ガソリンエンジンである。具体的に、このエンジンは、直線状に並ぶ4つの気筒2を有する直列4気筒型のエンジン本体1と、エンジン本体1に空気を導入するための吸気通路20と、エンジン本体1で生成された排気ガスを排出するための排気通路25と、エンジン本体1を冷却する冷却機構30とを備えている。
(1) Overall Configuration of Engine FIGS. 1 and 2 are schematic plan views showing the overall configuration of a spark ignition engine according to an embodiment of the present invention. The engine shown in these drawings is a 4-cycle multi-cylinder gasoline engine mounted on a vehicle as a power source for traveling. Specifically, this engine is generated by an in-line four-cylinder engine main body 1 having four cylinders 2 arranged in a straight line, an intake passage 20 for introducing air into the engine main body 1, and the engine main body 1. An exhaust passage 25 for discharging exhaust gas and a cooling mechanism 30 for cooling the engine body 1 are provided.

エンジン本体1は、前記4つの気筒2が内部に形成されたシリンダブロック3と、シリンダブロック3の上部に設けられたシリンダヘッド4と、各気筒2に往復摺動可能に挿入されたピストン5とを有している。   The engine body 1 includes a cylinder block 3 in which the four cylinders 2 are formed, a cylinder head 4 provided at the top of the cylinder block 3, and a piston 5 that is slidably inserted into each cylinder 2. have.

ピストン5の上方には燃焼室10が形成されており、この燃焼室10には、ガソリンを主成分とする燃料が、後述するインジェクタ11からの噴射によって供給される。そして、噴射された燃料が燃焼室10で燃焼し、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン5が上下方向に往復運動するようになっている。   A combustion chamber 10 is formed above the piston 5, and fuel mainly composed of gasoline is supplied to the combustion chamber 10 by injection from an injector 11 described later. The injected fuel burns in the combustion chamber 10, and the piston 5 pushed down by the expansion force due to the combustion reciprocates in the vertical direction.

ピストン5は、エンジン本体1の出力軸であるクランク軸15とコネクティングロッド16を介して連結されており、前記ピストン5の往復運動に応じてクランク軸15が中心軸回りに回転するようになっている。   The piston 5 is connected to a crankshaft 15 that is an output shaft of the engine main body 1 via a connecting rod 16, and the crankshaft 15 rotates around the central axis in accordance with the reciprocating motion of the piston 5. Yes.

クランク軸15は、変速機40(図8)を介して図外の車輪と連結されている。変速機40は、複数のギア段(例えば前進6段、後退1段)を有する多段変速機であり、運転者により操作されるシフトレバーと連係されている。   The crankshaft 15 is connected to a wheel (not shown) via a transmission 40 (FIG. 8). The transmission 40 is a multi-stage transmission having a plurality of gear stages (for example, six forward stages and one reverse stage), and is linked to a shift lever operated by a driver.

シリンダブロック3には、クランク軸15の回転速度をエンジンの回転速度として検出するエンジン速度センサSN1が設けられている。   The cylinder block 3 is provided with an engine speed sensor SN1 that detects the rotational speed of the crankshaft 15 as the rotational speed of the engine.

シリンダヘッド4には、燃焼室10に向けて燃料(ガソリン)を噴射するインジェクタ11と、インジェクタ11から噴射された燃料と空気との混合気に対し火花放電による点火エネルギーを供給する点火プラグ12とが、各気筒2につきそれぞれ1組ずつ設けられている。   The cylinder head 4 includes an injector 11 that injects fuel (gasoline) toward the combustion chamber 10, and an ignition plug 12 that supplies ignition energy by spark discharge to the fuel / air mixture injected from the injector 11. However, one set is provided for each cylinder 2.

本実施形態のような4サイクル4気筒のガソリンエンジンでは、各気筒2に設けられたピストン5がクランク角で180°(180°CA)の位相差をもって上下運動する。これに対応して、各気筒2での点火のタイミングも、180°CAずつ位相をずらしたタイミングに設定される。具体的には、図1の左側の気筒2から順に1番、2番、3番、4番気筒とすると、1番気筒→3番気筒→4番気筒→2番気筒の順に点火が行われる。   In the four-cycle four-cylinder gasoline engine as in this embodiment, the piston 5 provided in each cylinder 2 moves up and down with a phase difference of 180 ° (180 ° CA) in crank angle. Correspondingly, the timing of ignition in each cylinder 2 is also set to a timing shifted in phase by 180 ° CA. Specifically, if the first, second, third, and fourth cylinders are sequentially arranged from the left cylinder 2 in FIG. 1, ignition is performed in the order of the first cylinder → the third cylinder → the fourth cylinder → the second cylinder. .

各気筒2ないしエンジン本体1の幾何学的圧縮比、つまり、ピストン5が下死点にあるときの燃焼室10の容積とピストン5が上死点にあるときの燃焼室10の容積との比は、ガソリンエンジンとしては高めの値である12以上に設定されている。   The geometric compression ratio of each cylinder 2 or engine body 1, that is, the ratio of the volume of the combustion chamber 10 when the piston 5 is at bottom dead center and the volume of the combustion chamber 10 when the piston 5 is at top dead center Is set to 12 or higher, which is a high value for a gasoline engine.

シリンダヘッド4には、吸気通路20から供給される空気を各気筒2の燃焼室10に導入するための吸気ポート6と、各気筒2の燃焼室10で生成された排気ガスを排気通路25に導出するための排気ポート7と、吸気ポート6の燃焼室10側の開口を開閉する吸気弁8と、排気ポート7の燃焼室10側の開口を開閉する排気弁9とが設けられている。なお、本実施形態では、1つの気筒2につき吸気弁8及び排気弁9が2つずつ設けられている。   The cylinder head 4 includes an intake port 6 for introducing air supplied from the intake passage 20 into the combustion chamber 10 of each cylinder 2, and exhaust gas generated in the combustion chamber 10 of each cylinder 2 into the exhaust passage 25. An exhaust port 7 for leading out, an intake valve 8 for opening and closing the opening of the intake port 6 on the combustion chamber 10 side, and an exhaust valve 9 for opening and closing the opening of the exhaust port 7 on the combustion chamber 10 side are provided. In the present embodiment, two intake valves 8 and two exhaust valves 9 are provided for each cylinder 2.

吸気弁8及び排気弁9は、それぞれ、シリンダヘッド4に配設された吸気弁駆動機構18及び排気弁駆動機構19により、クランク軸15の回転に連動して開閉駆動される。   The intake valve 8 and the exhaust valve 9 are driven to open and close in conjunction with the rotation of the crankshaft 15 by an intake valve drive mechanism 18 and an exhaust valve drive mechanism 19 disposed in the cylinder head 4, respectively.

吸気弁駆動機構18は、吸気弁8に連結された吸気カムシャフト18aと吸気VVT(Variable Valve Timing mechanism)18bとを有している。排気弁駆動機構19は、排気弁9に連結された排気カムシャフト19aと排気VVT19bとを有している。吸気カムシャフト18a及び排気カムシャフト19aは、周知のチェーン及びスプロケット機構等の動力伝達機構を介してクランク軸15に連結されており、クランク軸15の回転に伴い回転して、吸気弁19及び排気弁20を開閉駆動する。   The intake valve drive mechanism 18 includes an intake camshaft 18 a connected to the intake valve 8 and an intake VVT (Variable Valve Timing mechanism) 18 b. The exhaust valve drive mechanism 19 has an exhaust camshaft 19a connected to the exhaust valve 9 and an exhaust VVT 19b. The intake camshaft 18a and the exhaust camshaft 19a are connected to the crankshaft 15 via a power transmission mechanism such as a well-known chain and sprocket mechanism, and rotate with the rotation of the crankshaft 15, so that the intake valve 19 and the exhaust camshaft The valve 20 is driven to open and close.

吸気VVT18b及び排気VVT19bは、吸気弁8及び排気弁9のバルブタイミングを変更するためのものである。例えば、吸気VVT18bは、吸気カムシャフト18aと同軸に配置されてクランク軸15により直接駆動される所定の被駆動軸を有し、この被駆動軸と吸気カムシャフト18aとの間の位相差を変更する。これにより、クランク軸15と吸気カムシャフト18aとの間の位相差が変更され、吸気弁8のバルブタイミングが変更される。排気VVT19bについてもこれに準じて同様である。   The intake VVT 18b and the exhaust VVT 19b are for changing the valve timing of the intake valve 8 and the exhaust valve 9. For example, the intake VVT 18b has a predetermined driven shaft that is arranged coaxially with the intake camshaft 18a and is directly driven by the crankshaft 15, and changes the phase difference between the driven shaft and the intake camshaft 18a. To do. As a result, the phase difference between the crankshaft 15 and the intake camshaft 18a is changed, and the valve timing of the intake valve 8 is changed. The same applies to the exhaust VVT 19b.

吸気VVT18b及び排気VVT19bの具体的構成としては、例えば、前記被駆動軸と吸気カムシャフト18a又は排気カムシャフト19aとの間に周方向に並ぶ複数の液室を有し、これらの液室間に圧力差を設けることで前記位相差を変更する液圧式機構や、前記被駆動軸と吸気カムシャフト18a又は排気カムシャフト19aとの間に電磁石を配設し、この電磁石に電力を付与することで前記位相差を変更する電磁式機構等が挙げられる。   As specific configurations of the intake VVT 18b and the exhaust VVT 19b, for example, there are a plurality of liquid chambers arranged in the circumferential direction between the driven shaft and the intake camshaft 18a or the exhaust camshaft 19a. By providing a hydraulic mechanism that changes the phase difference by providing a pressure difference, or by placing an electromagnet between the driven shaft and the intake camshaft 18a or the exhaust camshaft 19a, and applying electric power to the electromagnet. Examples include an electromagnetic mechanism that changes the phase difference.

なお、本実施形態では、前記吸気VVT18bによる吸気弁8の閉弁時期の制御により、各気筒2ないしエンジン本体1の有効圧縮比、つまり、吸気弁8の閉弁時期における燃焼室10の容積とピストン5が上死点にあるときの燃焼室10の容積との比は、高負荷域(図9のマップにおける第3〜第5運転領域C1,C2,D)において、ガソリンエンジンとしては高めの値である10以上に設定されている。   In this embodiment, by controlling the closing timing of the intake valve 8 by the intake VVT 18b, the effective compression ratio of each cylinder 2 or the engine body 1, that is, the volume of the combustion chamber 10 at the closing timing of the intake valve 8 is determined. The ratio with the volume of the combustion chamber 10 when the piston 5 is at the top dead center is higher for a gasoline engine in a high load region (third to fifth operation regions C1, C2, and D in the map of FIG. 9). The value is set to 10 or more.

図3は排気弁9及び吸気弁8の開閉タイミングを示している。この図においてEVOは排気弁9の開弁時期、EVCは排気弁9の閉弁時期、IVOは吸気弁8の開弁時期、IVCは吸気弁8の閉弁時期である。また、OLは吸気弁8と排気弁9とのオーバーラップ期間(吸排気弁8,9のオーバーラップ期間)である。この図に示すように、排気弁9の開閉タイミング及び吸気弁8の開閉タイミングはそれぞれ実線で示すタイミングと破線で示すタイミングとに亘って変更可能となっている。   FIG. 3 shows opening / closing timings of the exhaust valve 9 and the intake valve 8. In this figure, EVO is the opening timing of the exhaust valve 9, EVC is the closing timing of the exhaust valve 9, IVO is the opening timing of the intake valve 8, and IVC is the closing timing of the intake valve 8. OL is an overlap period between the intake valve 8 and the exhaust valve 9 (overlap period of the intake and exhaust valves 8 and 9). As shown in this figure, the opening / closing timing of the exhaust valve 9 and the opening / closing timing of the intake valve 8 can be changed over the timing indicated by the solid line and the timing indicated by the broken line, respectively.

本実施形態では、吸気VVT18b及び排気VVT19bは、吸気弁8及び排気弁9の開弁期間及びリフト量、つまりバルブプロファイルをそれぞれ一定に保ったまま、吸気弁8及び排気弁9の開弁時期IVO,EVO及び閉弁時期IVC,EVCをそれぞれ変更する。   In the present embodiment, the intake VVT 18b and the exhaust VVT 19b are configured such that the valve opening period and the lift amount of the intake valve 8 and the exhaust valve 9, that is, the valve profile is kept constant, while the valve opening timing IVO of the intake valve 8 and the exhaust valve 9 is maintained. , EVO and valve closing timings IVC and EVC are changed.

本実施形態では、図4に示すように、排気弁9及び吸気弁8の開弁期間とは、バルブのリフト期間中、バルブの開弁開始側及び閉弁完了側においてバルブリフトの勾配が緩やかな部分(ランプ部)を除いた区間をいい、排気弁9及び吸気弁の開弁時期EVO,IVO及び閉弁時期EVC,IVCとは、前記開弁期間の開弁開始時期及び閉弁完了時期をいう。例えば、ランプ部の高さが0.3mmである場合は、バルブリフト量が0.3mmに増大した時期又は減少した時期が、それぞれ開弁時期及び閉弁時期である。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the valve opening period of the exhaust valve 9 and the intake valve 8 is a gentle valve lift gradient on the valve opening start side and valve closing completion side during the valve lift period. The valve opening timing EVO, IVO and the valve closing timing EVC, IVC of the exhaust valve 9 and the intake valve are the valve opening start timing and the valve closing completion timing of the valve opening period. Say. For example, when the height of the ramp portion is 0.3 mm, the timing when the valve lift amount increases or decreases to 0.3 mm is the valve opening timing and the valve closing timing, respectively.

図1に戻り、吸気通路20は、各気筒2の吸気ポート6と連通する4本の独立吸気通路21と、各独立吸気通路21の上流端部(吸入空気の流れ方向における上流側の端部)に共通に接続されたサージタンク22と、サージタンク22から上流側に延びる1本の吸気管23とを有している。   Returning to FIG. 1, the intake passage 20 includes four independent intake passages 21 communicating with the intake port 6 of each cylinder 2, and upstream end portions (upstream end portions in the intake air flow direction) of the individual intake passages 21. ) And a single intake pipe 23 extending upstream from the surge tank 22.

吸気管23の途中部には、エンジン本体1に吸入される空気の流量を調節する開閉可能なスロットル弁24が設けられており、サージタンク22には、前記吸入空気の流量を検出するエアフローセンサSN2が設けられている。   An openable and closable throttle valve 24 for adjusting the flow rate of air sucked into the engine body 1 is provided in the middle of the intake pipe 23, and an air flow sensor for detecting the flow rate of the intake air is provided in the surge tank 22. SN2 is provided.

排気通路25は、各気筒2の排気ポート7と連通する4本の独立排気通路26と、排気順序が隣り合わない2つの気筒2の独立排気通路26同士が集合した2つの第1集合部26aと、各第1集合部26aの下流(排気ガスの流れ方向における下流)に接続された2本の中間排気通路27と、2本の中間排気通路27同士が集合した1つの第2集合部27aと、この第2集合部27aの下流に接続された1本の排気管28とを有している。   The exhaust passage 25 includes four first exhaust portions 26a in which four independent exhaust passages 26 communicating with the exhaust ports 7 of the respective cylinders 2 and independent exhaust passages 26 of two cylinders 2 that are not adjacent to each other in the exhaust order are gathered. And two intermediate exhaust passages 27 connected downstream of each first collection portion 26a (downstream in the flow direction of the exhaust gas), and one second collection portion 27a in which the two intermediate exhaust passages 27 gather together. And one exhaust pipe 28 connected downstream of the second collecting portion 27a.

具体的に、本実施形態に係るエンジンでは、1番気筒→3番気筒→4番気筒→2番気筒の順に排気行程が行われるので、4本の独立排気通路26のうち、排気順序が隣り合わない1番気筒の独立排気通路26と4番気筒の独立排気通路26とが集合し、2番気筒の独立排気通路26と3番気筒の独立排気通路26とが集合して、2つの第1集合部26a及びその下流の1つの第2集合部27aが形成されている。   Specifically, in the engine according to the present embodiment, the exhaust stroke is performed in the order of the first cylinder → the third cylinder → the fourth cylinder → the second cylinder, and therefore, the exhaust order is adjacent in the four independent exhaust passages 26. The independent exhaust passage 26 of the first cylinder and the independent exhaust passage 26 of the fourth cylinder that do not match together, and the independent exhaust passage 26 of the second cylinder and the independent exhaust passage 26 of the third cylinder gather together to form two One set portion 26a and one second set portion 27a downstream thereof are formed.

なお、図示しないが、排気管28には、空燃比が理論空燃比(λ=1)のときに最も排気の浄化能力が良くなる三元触媒が配設されている。   Although not shown, the exhaust pipe 28 is provided with a three-way catalyst that provides the best exhaust purification capability when the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1).

ここで、1本の独立排気通路26の通路断面積S1と、1本の中間排気通路27の通路断面積S2と、1本の排気管28の通路断面積S3との関係が、(S2/S1)<(S3/S2)に設定されている。つまり、独立排気通路26の通路断面積S1に対する中間排気通路27の通路断面積S2の広がり度合いは比較的小さく、これと比べ、中間排気通路27の通路断面積S2に対する排気管28の通路断面積S3の広がり度合いが大きくされている。   Here, the relationship among the passage sectional area S1 of one independent exhaust passage 26, the passage sectional area S2 of one intermediate exhaust passage 27, and the passage sectional area S3 of one exhaust pipe 28 is expressed as (S2 / S1) <(S3 / S2). That is, the degree of spread of the passage sectional area S2 of the intermediate exhaust passage 27 relative to the passage sectional area S1 of the independent exhaust passage 26 is relatively small, and compared with this, the passage sectional area of the exhaust pipe 28 relative to the passage sectional area S2 of the intermediate exhaust passage 27. The degree of spread of S3 is increased.

本実施形態では、排気通路25内の排気脈動で生じる負圧波が吸排気弁8,9のオーバーラップ期間OL中に排気ポート7に到達することにより気筒2内の残留ガスが掃気されるように排気通路25が構成されている。   In this embodiment, the negative pressure wave generated by the exhaust pulsation in the exhaust passage 25 reaches the exhaust port 7 during the overlap period OL of the intake and exhaust valves 8 and 9 so that the residual gas in the cylinder 2 is scavenged. An exhaust passage 25 is configured.

すなわち、各気筒2において、排気弁9の開弁直後にはブローダウンガスによる高い正圧波が生じ、それによって排気通路25内に排気脈動が生じる。この場合、前記のように、排気通路25においては、(S2/S1)<(S3/S2)の関係が成り立つことから、排気順序が隣り合わない気筒2の独立排気通路26同士が集合した第1集合部26aでは圧力波のほとんどが反射せずにそのまま通過し、第2集合部27aで圧力波が正負反転して反射される。   That is, in each cylinder 2, a high positive pressure wave due to the blowdown gas is generated immediately after the exhaust valve 9 is opened, thereby causing exhaust pulsation in the exhaust passage 25. In this case, as described above, in the exhaust passage 25, since the relationship of (S2 / S1) <(S3 / S2) is established, the independent exhaust passages 26 of the cylinders 2 whose exhaust orders are not adjacent to each other are gathered. Most pressure waves pass through the first collecting portion 26a without being reflected, and the pressure waves are reflected by the second collecting portion 27a with the polarity reversed.

そのため、図5に示すように、気筒2と第2集合部27aとの間で圧力波が往復し、かつ、第2集合部27aで正圧と負圧とが反転する。これにより、排気ポート7には負圧波と正圧波とが交互に到達し、その結果、排気ポート7に到達する圧力波は、1次(1往復目)、3次(3往復目)、5次(5往復目)…が負圧波、2次(2往復目)、4次(4往復目)、6次(6往復目)…が正圧波となる。   Therefore, as shown in FIG. 5, the pressure wave reciprocates between the cylinder 2 and the second collecting portion 27a, and the positive pressure and the negative pressure are reversed at the second collecting portion 27a. As a result, negative pressure waves and positive pressure waves alternately reach the exhaust port 7, and as a result, the pressure waves reaching the exhaust port 7 are primary (first reciprocation), third (third reciprocation), 5 The next (5th reciprocation) is a negative pressure wave, the second (2nd reciprocation), the 4th (4th reciprocation), the 6th (6th reciprocation), etc. are positive pressure waves.

図6に示すように、排気ポート7に作用する圧力波は変動し、交互に負圧と正圧とに変化しつつ、圧力波の往復が繰り返されるにつれて、圧力波は次第に減衰する。   As shown in FIG. 6, the pressure wave acting on the exhaust port 7 fluctuates. The pressure wave gradually attenuates as the reciprocation of the pressure wave is repeated while alternately changing to a negative pressure and a positive pressure.

このように、排気通路25内の排気脈動で生じる負圧波が吸排気弁8,9のオーバーラップ期間OL中に排気ポート7に到達すれば、気筒2内から残留ガスが吸い出されて気筒2の掃気性が高められる。   Thus, if the negative pressure wave generated by the exhaust pulsation in the exhaust passage 25 reaches the exhaust port 7 during the overlap period OL of the intake and exhaust valves 8 and 9, residual gas is sucked out from the cylinder 2 and the cylinder 2 The scavenging performance is improved.

ここで、気筒2と圧力波が反射する第2集合部27aとの間の距離が固定されており、したがって排気弁9が開弁してブローダウンガスが排気通路25に高速で噴出してから排気脈動で生じた負圧波が排気ポート7に到達するまでに要する時間が一定であるのに対し、エンジンの回転速度が変わると、排気弁9の開弁直後の正圧波の発生時点から吸排気弁8,9のオーバーラップ期間OLまでの時間が変化するので、負圧波が排気ポート7に到達するタイミングはオーバーラップ期間OLに対して変化する。   Here, the distance between the cylinder 2 and the second collecting portion 27a from which the pressure wave is reflected is fixed. Therefore, after the exhaust valve 9 is opened and the blowdown gas is jetted into the exhaust passage 25 at a high speed. While the time required for the negative pressure wave generated by the exhaust pulsation to reach the exhaust port 7 is constant, if the engine speed changes, the intake and exhaust air starts from the time when the positive pressure wave occurs immediately after the exhaust valve 9 is opened. Since the time until the overlap period OL of the valves 8 and 9 changes, the timing at which the negative pressure wave reaches the exhaust port 7 changes with respect to the overlap period OL.

本実施形態では、5000rpm付近の速度域で1次の負圧波がオーバーラップ期間OL中に排気ポート7に到達するように気筒2と圧力波が反射する第2集合部27aとの間の距離が設定されている。その結果、2500〜3000rpm付近の速度域で3次の負圧波がオーバーラップ期間OL中に排気ポート7に到達し、1500〜2000rpm付近の速度域で5次の負圧波がオーバーラップ期間OL中に排気ポート7に到達する。本実施形態では、このように排気通路25が構成されており、これにより、エンジンの低〜中速域において、排気脈動で生じる負圧波による気筒2の掃気効率が相対的に高められる。   In the present embodiment, the distance between the cylinder 2 and the second collecting portion 27a where the pressure wave is reflected so that the primary negative pressure wave reaches the exhaust port 7 during the overlap period OL in the speed range near 5000 rpm. Is set. As a result, the third-order negative pressure wave reaches the exhaust port 7 during the overlap period OL in the speed range near 2500 to 3000 rpm, and the fifth-order negative pressure wave occurs during the overlap period OL in the speed range near 1500 to 2000 rpm. The exhaust port 7 is reached. In the present embodiment, the exhaust passage 25 is configured in this way, and thereby the scavenging efficiency of the cylinder 2 due to the negative pressure wave generated by exhaust pulsation is relatively enhanced in the low to medium speed range of the engine.

その結果、本実施形態に係るエンジンでは、図7に示すように、1500〜2000rpm付近、2500〜3000rpm付近、5000rpm付近の速度域において、排気通路25内の排気脈動で生じる負圧波が吸排気弁8,9のオーバーラップ期間OL中に排気ポート7に到達することにより気筒2の掃気効率が高められ、気筒2内の残留ガスが減少し、体積効率が増し、スロットル全開域を含む高負荷域のトルクが向上する。   As a result, in the engine according to the present embodiment, as shown in FIG. 7, the negative pressure wave generated by the exhaust pulsation in the exhaust passage 25 is generated in the intake and exhaust valves in the speed range of about 1500 to 2000 rpm, about 2500 to 3000 rpm, and about 5000 rpm. By reaching the exhaust port 7 during the overlap period OL of 8 and 9, the scavenging efficiency of the cylinder 2 is increased, the residual gas in the cylinder 2 is reduced, the volumetric efficiency is increased, and the high load range including the throttle full open range Torque is improved.

しかし、一方で、負圧波がオーバーラップ期間OL中に排気ポート7に到達しない速度域が存在し、そのため、掃気効率が高い速度域(すなわち掃気良好速度域)と掃気効率が低い速度域(すなわち掃気低下速度域)とが混在する。掃気低下速度域では、掃気良好速度域よりも、高負荷域トルクの落ち込みが発生する。その結果、フラットなトルクカーブ(エンジン性能曲線)が得られず、ショックの原因となる。   However, on the other hand, there is a speed range in which the negative pressure wave does not reach the exhaust port 7 during the overlap period OL. Therefore, a speed range where the scavenging efficiency is high (that is, a scavenging good speed range) and a speed range where the scavenging efficiency is low (ie, Scavenging reduction speed range). In the scavenging reduction speed region, the high load region torque drops more than in the scavenging good speed region. As a result, a flat torque curve (engine performance curve) cannot be obtained, causing a shock.

図1に戻り、冷却機構30は、エンジン冷却用の冷却水を圧送する冷却水ポンプ31と、冷却水ポンプ31により圧送された冷却水が循環する冷却水路32と、冷却水を冷却するラジエータ33と、冷却水路32内の冷却水の流れを切り替える切替弁34と、冷却水の温度を検出する水温センサSN3とを備えている。   Returning to FIG. 1, the cooling mechanism 30 includes a cooling water pump 31 that pumps cooling water for engine cooling, a cooling water passage 32 through which the cooling water pumped by the cooling water pump 31 circulates, and a radiator 33 that cools the cooling water. And a switching valve 34 for switching the flow of the cooling water in the cooling water channel 32, and a water temperature sensor SN3 for detecting the temperature of the cooling water.

冷却水路32は、エンジン本体1から排出された冷却水をラジエータ33を通すことなく再びエンジン本体1に戻すための第1水路32aと、エンジン本体1から排出された冷却水をラジエータ33に導入するための第2水路32bと、ラジエータ33から排出された冷却水を第1水路32aの下流部に導入するための第3水路32cとを有している。第1水路32aの下流部を通ってエンジン本体1に導入された冷却水は、エンジン本体1のシリンダブロック3及びシリンダヘッド4の内部に形成された図略のウォータージャケット等を通過した後に、エンジン本体1から排出されて、切替弁34を通じて第1水路32aの上流部又は第2水路32bに導出される。   The cooling water channel 32 introduces the cooling water discharged from the engine body 1 into the radiator 33 and the first water channel 32 a for returning the cooling water discharged from the engine body 1 to the engine body 1 again without passing through the radiator 33. And a third water channel 32c for introducing the cooling water discharged from the radiator 33 into the downstream portion of the first water channel 32a. The cooling water introduced into the engine main body 1 through the downstream portion of the first water passage 32a passes through an unillustrated water jacket or the like formed inside the cylinder block 3 and the cylinder head 4 of the engine main body 1, and then the engine. It is discharged from the main body 1 and led out to the upstream portion of the first water passage 32a or the second water passage 32b through the switching valve 34.

冷却水ポンプ31は、例えばエンジン本体1のクランク軸15から駆動力を得て冷却水を圧送する機械式のポンプからなり、第3水路32cと第1水路32aとの合流部よりも下流側に位置するエンジン本体1の近傍部に設けられている。   The cooling water pump 31 is composed of, for example, a mechanical pump that obtains driving force from the crankshaft 15 of the engine body 1 and pumps the cooling water, and is located downstream of the junction between the third water passage 32c and the first water passage 32a. It is provided in the vicinity of the located engine body 1.

ラジエータ33は、外気との熱交換により冷却水を冷却するものであり、車両の走行風があたるエンジンルーム内の所定位置に配設されている。例えば、車両がフロントエンジン方式の車両である場合、エンジンルームの前面に設けられたフロントグリル35の車両後方にラジエータ33が配置されており、このフロントグリル35に備わる空気導入口から導入される外気(走行風)がラジエータ33に吹き付けられることにより、ラジエータ33内の冷却水が冷却される。   The radiator 33 cools the cooling water by exchanging heat with the outside air, and is disposed at a predetermined position in the engine room where the traveling wind of the vehicle hits. For example, when the vehicle is a front engine type vehicle, a radiator 33 is disposed behind the front grill 35 provided in the front of the engine room, and the outside air introduced from the air inlet provided in the front grill 35. The (running wind) is blown to the radiator 33, whereby the cooling water in the radiator 33 is cooled.

切替弁34は、例えばサーミスタを用いた電気検知式のサーモスタットからなり、第1水路32aと第2水路32bとの分岐部に設けられている。この切替弁34は、第2水路32bに流入する冷却水の流れを遮断する閉弁状態と、第2水路32bへの冷却水の流れを許容する開弁状態との間で切り替え可能である。   The switching valve 34 is composed of, for example, an electric detection type thermostat using a thermistor, and is provided at a branch portion between the first water channel 32a and the second water channel 32b. This switching valve 34 can be switched between a closed state in which the flow of the cooling water flowing into the second water passage 32b is blocked and an open state in which the flow of the cooling water into the second water passage 32b is allowed.

具体的には、水温センサSN3により検出される冷却水の温度が予め定められた基準温度未満であれば、切替弁34が閉弁される。このとき、冷却水は第1水路32aのみを循環するので、エンジン本体1で発生する熱によって冷却水の温度は徐々に上昇する。一方、冷却水の温度が基準温度以上になったときには、切替弁34が開弁されて、冷却水は第2水路32bにも流入するようになる。すなわち、エンジン本体1から導出された冷却水は、第1水路32aを循環するだけでなく、第2水路32bを通じてラジエータ33にも供給され、このラジエータ33で冷却された後に、第3水路32c等を通じて再びエンジン本体1へと戻される。このときの切替弁34の開度は連続的に変更することが可能であり、当該開度の設定により、ラジエータ33に流入する冷却水の流量が任意に調整される。切替弁34の開度が大きくされてラジエータ33への冷却水の流入量が増加すれば、それに伴って冷却機構30の冷却能力が高められ、冷却水温が急速に低下することになる。   Specifically, when the temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor SN3 is lower than a predetermined reference temperature, the switching valve 34 is closed. At this time, since the cooling water circulates only through the first water passage 32a, the temperature of the cooling water gradually increases due to the heat generated in the engine body 1. On the other hand, when the temperature of the cooling water becomes equal to or higher than the reference temperature, the switching valve 34 is opened, and the cooling water flows into the second water channel 32b. That is, the cooling water led out from the engine body 1 not only circulates through the first water passage 32a but is also supplied to the radiator 33 through the second water passage 32b, and after being cooled by the radiator 33, the third water passage 32c, etc. Through the engine body 1 again. The opening degree of the switching valve 34 at this time can be continuously changed, and the flow rate of the cooling water flowing into the radiator 33 is arbitrarily adjusted by setting the opening degree. If the opening degree of the switching valve 34 is increased and the amount of cooling water flowing into the radiator 33 is increased, the cooling capacity of the cooling mechanism 30 is increased accordingly, and the cooling water temperature is rapidly lowered.

(2)制御系
次に、図8を用いて、エンジンの制御系について説明する。本実施形態に係るエンジンは、その各部がECU(エンジン制御ユニット)50によって統括的に制御される。ECU50は、周知のとおり、CPU、ROM、RAM等から構成されるマイクロプロセッサからなり、本発明の制御手段に相当するものである。
(2) Control System Next, the engine control system will be described with reference to FIG. Each part of the engine according to this embodiment is comprehensively controlled by an ECU (engine control unit) 50. As is well known, the ECU 50 includes a microprocessor including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and corresponds to the control means of the present invention.

ECU50には、各種センサからの情報が逐次入力される。具体的に、ECU50は、エンジンの各部に設けられた前記エンジン速度センサSN1、エアフローセンサSN2、及び水温センサSN3と電気的に接続されている。また、本実施形態の車両には、ドライバーにより操作される図外のアクセルペダルの開度(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサSN4と、変速機40の変速段を検出するシフトポジションセンサSN5とが設けられており、ECU50は、これらアクセル開度センサSN4及びシフトポジションセンサSN5とも電気的に接続されている。ECU50は、これらセンサSN1〜SN5からの入力信号に基いて、エンジンの回転速度、吸入空気量、冷却水の温度、アクセル開度、変速機40のギア段といった種々の情報を取得する。   Information from various sensors is sequentially input to the ECU 50. Specifically, the ECU 50 is electrically connected to the engine speed sensor SN1, the airflow sensor SN2, and the water temperature sensor SN3 provided in each part of the engine. In addition, the vehicle according to the present embodiment includes an accelerator opening sensor SN4 that detects an opening degree of an accelerator pedal (accelerator opening degree) that is operated by a driver, and a shift position sensor that detects a gear position of the transmission 40. SN5 is provided, and the ECU 50 is also electrically connected to the accelerator opening sensor SN4 and the shift position sensor SN5. The ECU 50 acquires various information such as the engine speed, the intake air amount, the coolant temperature, the accelerator opening, and the gear stage of the transmission 40 based on the input signals from the sensors SN1 to SN5.

ECU50は、前記各センサ(SN1〜SN5)からの入力信号に基いて種々の演算等を実行しつつ、エンジンの各部を制御する。すなわち、ECU50は、インジェクタ11、点火プラグ12、吸気VVT18b、排気VVT19b、スロットル弁24、及び切替弁34と電気的に接続されており、前記演算の結果等に基いて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。   ECU50 controls each part of an engine, performing various calculations etc. based on the input signal from each said sensor (SN1-SN5). That is, the ECU 50 is electrically connected to the injector 11, the spark plug 12, the intake VVT 18b, the exhaust VVT 19b, the throttle valve 24, and the switching valve 34, and is driven by these devices based on the calculation results and the like. Output control signal.

(3)運転状態に応じた制御
次に、図9〜図11を用いて、運転状態に応じたエンジン制御の具体的内容について説明する。
(3) Control according to operation state Next, the specific contents of the engine control according to the operation state will be described with reference to FIGS.

図9のマップは、エンジンの回転速度を横軸に、エンジンの負荷を縦軸にとったマップである。図中、R1はエンジンのアイドリング速度、R2は前記図7における所定の掃気低下速度域の低速側の掃気良好速度域との境界速度(例えば2000rpm)、R3は前記掃気低下速度域の高速側の掃気良好速度域との境界速度(例えば2500rpm)、R4はエンジンの中速域にある基準速度、R5はエンジンの定格速度である。   The map in FIG. 9 is a map in which the rotation speed of the engine is taken on the horizontal axis and the engine load is taken on the vertical axis. In the figure, R1 is the idling speed of the engine, R2 is the boundary speed (for example, 2000 rpm) with the good scavenging speed area on the low speed side of the predetermined scavenging reduction speed area in FIG. 7, and R3 is the high speed side of the scavenging reduction speed area. A boundary speed with the good scavenging speed range (for example, 2500 rpm), R4 is a reference speed in the middle speed range of the engine, and R5 is a rated speed of the engine.

このマップに示すように、本実施形態に係るエンジンの運転領域は、低負荷域の全速度域と中負荷域内の前記基準速度R4未満の領域を少なくとも含むように設定された第1運転領域Aと、中負荷域内の前記第1運転領域Aを除く領域に設定された第2運転領域Bと、最高負荷Lmaxが得られるスロットル全開域を含む高負荷域内の前記低速側境界速度R2未満の領域に設定された第3運転領域C1と、同じく高負荷域内の前記高速側境界速度R3以上の領域に設定された第4運転領域C2と、同じく高負荷域内の前記低速側境界速度R2以上前記高速側境界速度R3未満の領域に設定された第5運転領域Dとに区分される。つまり、第3運転領域C1及び第4運転領域C2は掃気良好速度域に属し、第5運転領域Dは掃気低下速度域に属している。   As shown in this map, the operating region of the engine according to the present embodiment is a first operating region A that is set to include at least a region that is less than the reference speed R4 in the entire speed region in the low load region and the medium load region. And a second operating region B set in a region excluding the first operating region A in the middle load region, and a region less than the low speed side boundary speed R2 in the high load region including the throttle fully open region where the maximum load Lmax is obtained. The third operating region C1 set in the above, the fourth operating region C2 set in the region equal to or higher than the high speed side boundary speed R3 in the high load region, and the high speed above the low speed side boundary velocity R2 in the same high load region. It is divided into a fifth operation region D set in a region less than the side boundary speed R3. That is, the third operation region C1 and the fourth operation region C2 belong to the scavenging good speed range, and the fifth operation region D belongs to the scavenging reduction speed region.

図10〜図11のフローチャートに従ってエンジンの運転中にECU50が行う制御動作を具体的に説明する。なお、このフローチャートに示す処理が実行される前提として、エンジンは温間状態にあり、よって冷却水の温度は所定値(例えば80℃)以上まで上昇しているものとする。   A control operation performed by the ECU 50 during operation of the engine will be specifically described with reference to the flowcharts of FIGS. In addition, as a premise that the process shown in this flowchart is executed, it is assumed that the engine is in a warm state, and thus the temperature of the cooling water is increased to a predetermined value (for example, 80 ° C.) or more.

図10に示す処理がスタートすると、ECU50は、各種センサ値を読み込む処理を実行する(ステップS1)。すなわち、ECU50は、エンジン速度センサSN1、エアフローセンサSN2、水温センサSN3、アクセル開度センサSN4、及びシフトポジションセンサSN5からそれぞれの検出信号を読み込み、これらの信号に基いて、エンジンの回転速度、吸入空気量、冷却水の温度、アクセル開度、変速機40のギア段等の各種情報を取得する。   When the process shown in FIG. 10 starts, the ECU 50 executes a process of reading various sensor values (step S1). That is, the ECU 50 reads the detection signals from the engine speed sensor SN1, the airflow sensor SN2, the water temperature sensor SN3, the accelerator opening sensor SN4, and the shift position sensor SN5, and based on these signals, the engine speed, the suction Various information such as the amount of air, the temperature of the cooling water, the accelerator opening, and the gear stage of the transmission 40 is acquired.

次いで、ECU50は、前記ステップS1で読み込んだ情報に基いて、エンジンが第1運転領域Aで運転されているか否かを判定する処理を実行する(ステップS2)。すなわち、ECU50は、エンジン速度センサSN1、エアフローセンサSN2、及びアクセル開度センサSN4等から得られる情報に基いて、エンジンの負荷及び回転速度を特定すると共に、両者の値から求まるエンジンの運転ポイントが、図9に示した第1運転領域Aに含まれるか否かを判定する。   Next, the ECU 50 executes a process of determining whether or not the engine is operating in the first operation area A based on the information read in step S1 (step S2). That is, the ECU 50 specifies the engine load and rotation speed based on information obtained from the engine speed sensor SN1, the airflow sensor SN2, the accelerator opening sensor SN4, and the like, and the engine operating point obtained from both values is determined. It is determined whether or not it is included in the first operation area A shown in FIG.

前記ステップS2でYESと判定されてエンジンが第1運転領域Aで運転されていることが確認された場合、ECU50は、冷却機構30の切替弁34が開弁される温度(ラジエータ33への冷却水の流入が許容される温度)である冷却水の基準温度として、予め定められたノーマル基準温度Thighを設定する処理を実行する(ステップS3)。なお、ノーマル基準温度Thighの値は、例えば88℃とすることができる。 When it is determined YES in step S2 and it is confirmed that the engine is operating in the first operating region A, the ECU 50 determines the temperature at which the switching valve 34 of the cooling mechanism 30 is opened (cooling to the radiator 33). A process of setting a predetermined normal reference temperature T high as a reference temperature of the cooling water that is a temperature at which water inflow is allowed (step S3). Note that the value of the normal reference temperature T high can be set to 88 ° C., for example.

次いで、ECU50は、エンジンの冷却水の温度(以下、冷却水温Twという)が、前記ステップS3で設定したノーマル基準温度Thighに維持されるように、切替弁34の開度を制御する処理を実行する(ステップS4)。具体的に、ECU50は、冷却水温Twがノーマル基準温度Thigh以上であれば切替弁34を開弁させ、冷却水温Twがノーマル基準温度Thigh未満であれば切替弁34を閉弁させるというように、切替弁34の開度を制御する。これにより、冷却水温Twがノーマル基準温度Thigh以上のときにのみ冷却水がラジエータ33に流入して冷却されるので、冷却水温Twはノーマル基準温度Thighを大きく上回ることも下回ることもなく、その近傍値に維持される。 Next, the ECU 50 performs a process of controlling the opening degree of the switching valve 34 so that the temperature of the engine coolant (hereinafter referred to as the coolant temperature Tw) is maintained at the normal reference temperature T high set in step S3. Execute (step S4). Specifically, ECU 50 is cooling water temperature Tw is allowed to open the switching valve 34 as long as more than the normal reference temperature T high, so that the cooling water temperature Tw is to close the switching valve 34 is less than the normal reference temperature T high In addition, the opening degree of the switching valve 34 is controlled. Thus, the cooling water temperature Tw is the cooling water only when more than the normal reference temperature T high is cooled and flows into the radiator 33, the cooling water temperature Tw is possible also without below greatly exceeds the normal reference temperature T high, Its neighborhood value is maintained.

また、ECU50は、点火プラグ12の点火タイミング(点火時期)を最もトルクの出るタイミング(通常は圧縮上死点付近)であるMBTに設定し(ステップS5)、インジェクタ11からの燃料噴射量を三元触媒の排気浄化能力が最も良くなる理論空燃比(λ=1)が実現する燃料噴射量に設定する(ステップS6)。   Further, the ECU 50 sets the ignition timing of the spark plug 12 (ignition timing) to MBT, which is the timing at which torque is most generated (usually near the compression top dead center) (step S5), and sets the fuel injection amount from the injector 11 to three. The stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1) at which the exhaust gas purification performance of the original catalyst is the best is set to a fuel injection amount that realizes (step S6).

前記ステップS2でNOと判定された場合、ECU50は、前記ステップS1で読み込んだ情報に基いて、エンジンが第1運転領域Bで運転されているか否かを判定する処理を実行する(ステップS7)。すなわち、ECU50は、エンジン速度センサSN1、エアフローセンサSN2、及びアクセル開度センサSN4等から得られる情報に基いて、エンジンの負荷及び回転速度を特定すると共に、両者の値から求まるエンジンの運転ポイントが、図9に示した第2運転領域Bに含まれるか否かを判定する。   When it is determined NO in Step S2, the ECU 50 executes a process for determining whether or not the engine is operated in the first operation region B based on the information read in Step S1 (Step S7). . That is, the ECU 50 specifies the engine load and rotation speed based on information obtained from the engine speed sensor SN1, the airflow sensor SN2, the accelerator opening sensor SN4, and the like, and the engine operating point obtained from both values is determined. It is determined whether or not it is included in the second operation region B shown in FIG.

前記ステップS7でYESと判定されてエンジンが第2運転領域Bで運転されていることが確認された場合、ECU50は、シフトポジションセンサSN5から得られる情報に基いて、現在の変速機40のギア段が予め定められた所定の段位以上であるか否かを判定する処理を実行する(ステップS8)。ここで、「所定の段位」としては、変速機40が有する複数のギア段の中でも高めの段位(例えば半分より上の段位)が設定される。例えば、変速機40が前進6段のものである場合には、所定の段位として「4」を設定することができる。このときは、ギア段が1〜3速のいずれかであれば前記ステップS8での判定がNOとなり、ギア段が4〜6速のいずれかであれば前記ステップS8の判定がYESとなる。   When it is determined YES in step S7 and it is confirmed that the engine is operating in the second operation region B, the ECU 50 determines the gear of the current transmission 40 based on the information obtained from the shift position sensor SN5. A process of determining whether or not the level is equal to or higher than a predetermined level is performed (step S8). Here, as the “predetermined stage”, a higher stage (for example, a stage higher than half) among the plurality of gear stages of the transmission 40 is set. For example, when the transmission 40 has six forward gears, “4” can be set as the predetermined gear. At this time, if the gear stage is one of the first to third speeds, the determination in step S8 is NO, and if the gear stage is any of the fourth to sixth speeds, the determination in step S8 is YES.

前記ステップS8でYESと判定されて現在のギア段が所定の段位以上であることが確認された場合、ECU50は、冷却水の基準温度(切替弁34が開弁される温度)として、前記ノーマル基準温度Thighよりも低い値である低温基準温度Tlowを設定する処理を実行する(ステップS9)。なお、低温基準温度Tlowの値は、例えば78℃とすることができる。すなわち、エンジンの運転ポイント第2運転領域Bにある場合は、第1運転領域Aにある場合(ステップS3参照)に比べて、冷却機構30の冷却能力を高く設定するのである(Tlow<Thigh)。 When it is determined YES in step S8 and it is confirmed that the current gear stage is equal to or higher than the predetermined stage, the ECU 50 sets the normal temperature as the reference temperature of cooling water (the temperature at which the switching valve 34 is opened). A process of setting a low temperature reference temperature T low that is lower than the reference temperature T high is executed (step S9). Note that the value of the low temperature reference temperature T low can be set to 78 ° C., for example. That is, when the engine operating point is in the second operating region B, the cooling capacity of the cooling mechanism 30 is set higher than when the engine is in the first operating region A (see step S3) (T low <T high ).

次いで、ECU50は、水温センサSN3から得られる情報に基いて、現在のエンジンの冷却水温Twが、前記ステップS9で設定した低温基準温度Tlow以上であるか否かを判定する処理を実行する(ステップS10)。そして、ここでYESと判定されてTw≧Tlowであることが確認された場合に、切替弁34を開弁させて冷却水をラジエータ33に流入させる処理を実行する(ステップS11)。これにより、ラジエータ33で熱交換が行われて冷却水が冷却され、冷却水温Twが低下し始める。一方、冷却水温Twが低温基準温度Tlowを下回ると(ステップS10でNO)、切替弁34が閉じられるので、それ以上冷却は進行しなくなり、冷却水温Twは低温基準温度Tlowの近傍値に維持される。 Next, the ECU 50 executes a process of determining whether or not the current engine coolant temperature Tw is equal to or higher than the low temperature reference temperature T low set in step S9 based on information obtained from the water temperature sensor SN3 ( Step S10). And when it determines with YES here and it is confirmed that it is Tw> = Tlow , the process which opens the switching valve 34 and makes cooling water flow in into the radiator 33 is performed (step S11). Thereby, heat exchange is performed by the radiator 33, cooling water is cooled, and cooling water temperature Tw begins to fall. On the other hand, when the cooling water temperature Tw falls below the low temperature reference temperature T low (NO in step S10), the switching valve 34 is closed, so that the cooling does not proceed any further and the cooling water temperature Tw becomes a value near the low temperature reference temperature T low. Maintained.

ここで、前記ステップS11で開弁される切替弁34の開度は、冷却水温Twが低温基準温度Tlowに比べて高いほど大きく設定される。すなわち、実際の冷却水温Twと低温基準温度Tlowとの温度差(Tw−Tlow)が大きいほど、ラジエータ33に流入する冷却水の流量が多く設定され、冷却能力が高められる。これは、前記温度差が大きいほど冷却水温Twを素早く低下させて低温基準温度Tlowに近づけるためである。 Here, the opening degree of the switching valve 34 opened in the step S11 is set to be larger as the cooling water temperature Tw is higher than the low temperature reference temperature T low . That is, as the temperature difference (Tw−T low ) between the actual cooling water temperature Tw and the low temperature reference temperature T low is larger, the flow rate of the cooling water flowing into the radiator 33 is set, and the cooling capacity is enhanced. This is because as the temperature difference is larger, the cooling water temperature Tw is quickly lowered to approach the low temperature reference temperature T low .

例えば、前記ステップS10での判定の直前における冷却水温Twが、上述したノーマル基準温度Thighの近傍値であったと仮定する。この場合、前記ステップS10の判定では、冷却水温Twが低温基準温度Tlowよりも大幅に高いことになるので(例えばThigh=88℃、Tlow=78℃の場合は約10℃高いことになる)、前記ステップS11では、切替弁34の開度が充分に大きく設定される。これにより、冷却水のラジエータ33への流入量が増えて冷却機構30の冷却能力が充分に高められるので、冷却水温Twが急速に低下してエンジン本体1の冷却が促進される。 For example, it is assumed that the cooling water temperature Tw immediately before the determination in step S10 is a value close to the normal reference temperature T high described above. In this case, in the determination of the step S10, the cooling water temperature Tw is significantly higher than the low temperature reference temperature T low (for example, when T high = 88 ° C. and T low = 78 ° C., it is about 10 ° C. higher). In step S11, the opening degree of the switching valve 34 is set to be sufficiently large. As a result, the amount of cooling water flowing into the radiator 33 is increased and the cooling capacity of the cooling mechanism 30 is sufficiently increased, so that the cooling water temperature Tw is rapidly lowered and the cooling of the engine body 1 is promoted.

前記のようにして冷却水を冷却した後、ECU50は、点火プラグ12の点火タイミングをMBTよりも所定量リタード(遅角)させる処理を実行する(ステップS12)。すなわち、点火プラグ12の点火タイミングは、特に支障のない限り、最もトルクの出るタイミングであるMBTに設定されるが(ステップS5参照)、ステップS12では、点火タイミングが前記MBTよりも所定のクランク角分だけ遅く設定される。   After cooling the cooling water as described above, the ECU 50 executes a process of retarding the ignition timing of the spark plug 12 by a predetermined amount from the MBT (step S12). In other words, the ignition timing of the spark plug 12 is set to MBT, which is the timing at which the torque is most generated (see step S5), as long as there is no particular trouble (see step S5), but in step S12, the ignition timing is set to a predetermined crank angle from the MBT. Set slower by minutes.

前記のように点火タイミングをリタードさせるのは、第2運転領域Bでの異常燃焼を回避するためである。すなわち、エンジンの中負荷域の中でも高速側に位置する第2運転領域Bは、低速側に位置する第1運転領域に比べて、単位時間当たりの発生熱量が大きいので、気筒2の温度上昇が著しく、ノッキングが起こり易い。そこで、このようなノッキングを回避するために、前記ステップS12では点火タイミングをリタードさせている。すなわち、第2運転領域Bは、ノッキング抑制のために点火タイミングのリタードを行うエンジンの運転領域、つまりリタード領域である。   The reason for retarding the ignition timing as described above is to avoid abnormal combustion in the second operation region B. That is, in the second operating region B located on the high speed side in the medium load region of the engine, the amount of heat generated per unit time is larger than that in the first operating region located on the low speed side. Remarkably, knocking is likely to occur. In order to avoid such knocking, the ignition timing is retarded in step S12. That is, the second operation region B is an engine operation region where the ignition timing is retarded to suppress knocking, that is, a retard region.

ただし、このステップS12におけるリタード量(MBTからの遅角量)は相対的に小さい値に設定されている。具体的に、後述するステップS17(エンジンが第3運転領域C1又は第4運転領域C2で運転されている場合)で設定されるリタード量よりも小さいリタード量に設定される。その理由は、エンジンの冷却水温Twが低温基準温度Tlowまで下げられるので(前記ステップS9〜S11)、ノッキングが起き易い環境が改善され、そのため、点火タイミングのリタード量を減らしても、ノッキングが回避できるからである。 However, the retard amount (retard amount from MBT) in step S12 is set to a relatively small value. Specifically, the retard amount is set to be smaller than the retard amount set in step S17 (when the engine is operated in the third operation region C1 or the fourth operation region C2) described later. The reason is that the engine coolant temperature Tw is lowered to the low temperature reference temperature T low (steps S9 to S11), so that the environment in which knocking is likely to occur is improved. Therefore, even if the ignition timing retard amount is reduced, knocking is not caused. This is because it can be avoided.

なお、図9に示すように、第2運転領域Bは基準速度R4に近い低速寄りほど高負荷寄りに縮小され、定格速度R5に近い高速寄りほど低負荷寄りまで拡大されている。その理由は、高速時は単位時間当たりの発生熱量が大きいため、ひとたびノッキングが起きると重大な事態になる。そのため、高速時は低速時に比べて低負荷寄りまで広い範囲で点火タイミングをリタードさせる必要があるからである。   As shown in FIG. 9, the second operation region B is reduced toward a higher load as the speed decreases closer to the reference speed R4, and expanded toward a lower load as the speed approaches closer to the rated speed R5. The reason is that, since the amount of heat generated per unit time is large at high speed, once knocking occurs, it becomes a serious situation. For this reason, it is necessary to retard the ignition timing in a wide range up to a lower load at a high speed than at a low speed.

次いで、ECU50は、インジェクタ11からの燃料噴射量を三元触媒の排気浄化能力が最も良くなる理論空燃比(λ=1)が実現する燃料噴射量に設定する(ステップS13)。   Next, the ECU 50 sets the fuel injection amount from the injector 11 to a fuel injection amount that realizes the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1) that provides the best exhaust purification capability of the three-way catalyst (step S13).

前記ステップS7でNOと判定された場合、ECU50は、前記ステップS1で読み込んだ情報に基いて、エンジンが第3運転領域C1又は第4運転領域C2で運転されているか否かを判定する処理を実行する(ステップS14)。すなわち、ECU50は、エンジン速度センサSN1、エアフローセンサSN2、及びアクセル開度センサSN4等から得られる情報に基いて、エンジンの負荷及び回転速度を特定すると共に、両者の値から求まるエンジンの運転ポイントが、図9に示した第3運転領域C1又は第4運転領域C2に含まれるか否かを判定する。   When it is determined NO in Step S7, the ECU 50 performs processing for determining whether or not the engine is operated in the third operation region C1 or the fourth operation region C2 based on the information read in Step S1. Execute (Step S14). That is, the ECU 50 specifies the engine load and rotation speed based on information obtained from the engine speed sensor SN1, the airflow sensor SN2, the accelerator opening sensor SN4, and the like, and the engine operating point obtained from both values is determined. It is determined whether or not it is included in the third operation region C1 or the fourth operation region C2 shown in FIG.

前記ステップS14でYESと判定されてエンジンが第3運転領域C1又は第4運転領域C2で運転されていることが確認された場合、ECU50は、前記ステップS3と同様、冷却機構30の切替弁34が開弁される温度(ラジエータ33への冷却水の流入が許容される温度)である冷却水の基準温度として、予め定められたノーマル基準温度Thighを設定する処理を実行する(ステップS15)。なお、ノーマル基準温度Thighの値は、例えば88℃とすることができる。 When it is determined YES in step S14 and it is confirmed that the engine is operating in the third operation region C1 or the fourth operation region C2, the ECU 50 switches the switching valve 34 of the cooling mechanism 30 as in step S3. Is set to a normal reference temperature T high that is set in advance as the reference temperature of the cooling water that is the temperature at which the valve is opened (the temperature at which the cooling water is allowed to flow into the radiator 33) (step S15). . Note that the value of the normal reference temperature T high can be set to 88 ° C., for example.

次いで、ECU50は、前記ステップS4と同様、エンジンの冷却水温Twが、前記ステップS15で設定したノーマル基準温度Thighに維持されるように、切替弁34の開度を制御する処理を実行する(ステップS16)。具体的に、ECU50は、冷却水温Twがノーマル基準温度Thigh以上であれば切替弁34を開弁させ、冷却水温Twがノーマル基準温度Thigh未満であれば切替弁34を閉弁させるというように、切替弁34の開度を制御する。これにより、冷却水温Twがノーマル基準温度Thigh以上のときにのみ冷却水がラジエータ33に流入して冷却されるので、冷却水温Twはノーマル基準温度Thighを大きく上回ることも下回ることもなく、その近傍値に維持される。 Next, as in step S4, the ECU 50 executes a process for controlling the opening of the switching valve 34 so that the engine coolant temperature Tw is maintained at the normal reference temperature T high set in step S15 ( Step S16). Specifically, ECU 50 is cooling water temperature Tw is allowed to open the switching valve 34 as long as more than the normal reference temperature T high, so that the cooling water temperature Tw is to close the switching valve 34 is less than the normal reference temperature T high In addition, the opening degree of the switching valve 34 is controlled. Thus, the cooling water temperature Tw is the cooling water only when more than the normal reference temperature T high is cooled and flows into the radiator 33, the cooling water temperature Tw is possible also without below greatly exceeds the normal reference temperature T high, Its neighborhood value is maintained.

次いで、ECU50は、前記ステップS12と同様、点火プラグ12の点火タイミングをMBTよりも所定量リタード(遅角)させる処理を実行する(ステップS17)。すなわち、点火プラグ12の点火タイミングは、特に支障のない限り、最もトルクの出るタイミングであるMBTに設定されるが(ステップS5参照)、ステップS17では、点火タイミングが前記MBTよりも所定のクランク角分だけ遅く設定される。   Next, as in step S12, the ECU 50 executes a process of retarding the ignition timing of the spark plug 12 by a predetermined amount from the MBT (step S17). In other words, the ignition timing of the spark plug 12 is set to MBT, which is the timing at which the torque is most generated (see step S5), unless there is a particular problem (see step S5). Set slower by minutes.

前記のように点火タイミングをリタードさせるのは、第3運転領域C1又は第4運転領域C2での異常燃焼を回避するためである。すなわち、第3運転領域C1又は第4運転領域C2はスロットル全開域を含む高負荷域に設定されているので、燃料噴射量が増量され、発生熱量が大きいので、気筒2の温度上昇が著しく、ノッキングが起こり易い。そこで、このようなノッキングを回避するために、前記ステップS17では点火タイミングをリタードさせている。すなわち、第3運転領域C1又は第4運転領域C2は、ノッキング抑制のために点火タイミングのリタードを行うエンジンの運転領域、つまりリタード領域である。   The reason for retarding the ignition timing as described above is to avoid abnormal combustion in the third operation region C1 or the fourth operation region C2. That is, since the third operation region C1 or the fourth operation region C2 is set to a high load region including the throttle fully open region, the fuel injection amount is increased and the generated heat amount is large, so the temperature rise of the cylinder 2 is remarkably increased. Knocking easily occurs. Therefore, in order to avoid such knocking, the ignition timing is retarded in step S17. That is, the third operation region C1 or the fourth operation region C2 is an engine operation region where the ignition timing is retarded to suppress knocking, that is, a retard region.

しかも、このステップS17におけるリタード量(MBTからの遅角量)は相対的に大きい値に設定されている。具体的に、前述したステップS12(エンジンが第2運転領域Bで運転されている場合)で設定されるリタード量よりも大きいリタード量に設定される。その理由は、エンジンの冷却水温Twがノーマル基準温度Thighに維持され(前記ステップS15,S16)、高負荷域に設定された第3運転領域C1又は第4運転領域C2では発生熱量が過大なため、ノッキングが起き易い環境が維持され、そのため、点火タイミングのリタード量を大きくして、ノッキングを回避する必要があるからである。 Moreover, the retard amount (retard amount from MBT) in step S17 is set to a relatively large value. Specifically, the retard amount is set to be larger than the retard amount set in the above-described step S12 (when the engine is operated in the second operation region B). The reason is that the engine coolant temperature Tw is maintained at the normal reference temperature T high (steps S15 and S16), and the generated heat amount is excessive in the third operation region C1 or the fourth operation region C2 set in the high load region. Therefore, an environment in which knocking is likely to occur is maintained, and therefore it is necessary to avoid the knocking by increasing the retard amount of the ignition timing.

次いで、ECU50は、インジェクタ11からの燃料噴射量を空燃比が理論空燃比(λ=1)よりもリッチとなる燃料噴射量に設定する(ステップS18)。その理由は、点火タイミングをリタードさせると(しかも第3運転領域C1又は第4運転領域C2では点火タイミングを大きくリタードさせている)、トルクが減るので、燃料噴射量を増やしてトルクを補う必要があるからである。また、点火タイミングをリタードさせると、燃料が後燃えしたり燃焼ガスの膨張が少なくなることで排気ガス温度が高くなるので、燃料噴射量を増やして余った燃料の気化潜熱で気筒2の温度を下げる必要があるからである。   Next, the ECU 50 sets the fuel injection amount from the injector 11 to a fuel injection amount that makes the air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1) (step S18). The reason is that if the ignition timing is retarded (and the ignition timing is largely retarded in the third operation region C1 or the fourth operation region C2), the torque decreases, so it is necessary to increase the fuel injection amount to compensate for the torque. Because there is. In addition, when the ignition timing is retarded, the exhaust gas temperature rises because the fuel burns afterward or the expansion of the combustion gas decreases. Therefore, the temperature of the cylinder 2 is increased by increasing the fuel injection amount and the vaporization latent heat of the surplus fuel. This is because it needs to be lowered.

なお、前記ステップS8でNOと判定されて現在のギア段が所定の段位未満であることが確認された場合、ECU50は、ステップS3〜S6を実行する。つまり、ECU50は、エンジンが第2運転領域Bで運転されているけれども、第1運転領域Aで運転されているときと同じ動作を行う。ただし、その動作内容はすでに述べたので説明は省略する。   If it is determined NO in step S8 and it is confirmed that the current gear stage is less than the predetermined stage, the ECU 50 executes steps S3 to S6. That is, the ECU 50 performs the same operation as when the engine is operated in the first operation region A, although the engine is operated in the second operation region B. However, since the operation content has already been described, description thereof will be omitted.

図11に移り、前記ステップS14でNOと判定された場合、つまり、エンジンが第5運転領域Dで運転されていることが確認された場合、さらにいえば、現在のエンジン回転速度が掃気低下速度域(すなわち排気通路25内の排気脈動で生じる負圧波による気筒2の掃気効率が他の速度域よりも低い速度域)にある場合、ECU50は、前記ステップS8と同様、シフトポジションセンサSN5から得られる情報に基いて、現在の変速機40のギア段が予め定められた所定の段位以上であるか否かを判定する処理を実行する(ステップS19)。ここで、「所定の段位」としては、変速機40が有する複数のギア段の中でも高めの段位(例えば半分より上の段位)が設定される。例えば、変速機40が前進6段のものである場合には、所定の段位として「4」を設定することができる。このときは、ギア段が1〜3速のいずれかであれば前記ステップS19での判定がNOとなり、ギア段が4〜6速のいずれかであれば前記ステップS19の判定がYESとなる。   Turning to FIG. 11, when it is determined NO in Step S <b> 14, that is, when it is confirmed that the engine is operating in the fifth operation region D, more specifically, the current engine rotation speed is the scavenging reduction speed. ECU 50 obtains from the shift position sensor SN5 in the same manner as in step S8, when the scavenging efficiency of the cylinder 2 due to the negative pressure wave generated by exhaust pulsation in the exhaust passage 25 is in a lower speed range than other speed ranges. Based on the obtained information, a process of determining whether or not the current gear position of the transmission 40 is equal to or higher than a predetermined predetermined position is executed (step S19). Here, as the “predetermined stage”, a higher stage (for example, a stage higher than half) among the plurality of gear stages of the transmission 40 is set. For example, when the transmission 40 has six forward gears, “4” can be set as the predetermined gear. At this time, if the gear stage is one of the first to third gears, the determination in step S19 is NO, and if the gear stage is any of the fourth to sixth gears, the determination in step S19 is YES.

前記ステップS19でYESと判定されて現在のギア段が所定の段位以上であることが確認された場合、ECU50は、前記ステップS9と同様、冷却水の基準温度(切替弁34が開弁される温度)として、前記ノーマル基準温度Thighよりも低い値である低温基準温度Tlowを設定する処理を実行する(ステップS20)。なお、低温基準温度Tlowの値は、例えば78℃とすることができる。すなわち、エンジン回転速度が掃気低下速度域にある場合は、ない場合(つまりエンジン回転速度が掃気良好速度域にある場合:ステップS15参照)に比べて、冷却機構30の冷却能力を高く設定するのである(Tlow<Thigh)。 When it is determined as YES in Step S19 and it is confirmed that the current gear stage is equal to or higher than a predetermined stage, the ECU 50 determines the reference temperature of the cooling water (the switching valve 34 is opened) as in Step S9. As the temperature, a process of setting a low temperature reference temperature T low that is lower than the normal reference temperature T high is executed (step S20). Note that the value of the low temperature reference temperature T low can be set to 78 ° C., for example. That is, when the engine speed is in the scavenging reduction speed range, the cooling capacity of the cooling mechanism 30 is set higher than when there is no engine speed (that is, when the engine speed is in the scavenging good speed range: see step S15). Yes (T low <T high ).

次いで、ECU50は、前記ステップS10と同様、水温センサSN3から得られる情報に基いて、現在のエンジンの冷却水温Twが、前記ステップS20で設定した低温基準温度Tlow以上であるか否かを判定する処理を実行する(ステップS21)。そして、ここでYESと判定されてTw≧Tlowであることが確認された場合に、切替弁34を開弁させて冷却水をラジエータ33に流入させる処理を実行する(ステップS22)。これにより、ラジエータ33で熱交換が行われて冷却水が冷却され、冷却水温Twが低下し始める。一方、冷却水温Twが低温基準温度Tlowを下回ると(ステップS21でNO)、切替弁34が閉じられるので、それ以上冷却は進行しなくなり、冷却水温Twは低温基準温度Tlowの近傍値に維持される。 Next, as in step S10, the ECU 50 determines whether or not the current engine coolant temperature Tw is equal to or higher than the low temperature reference temperature T low set in step S20, based on information obtained from the water temperature sensor SN3. The process which performs is performed (step S21). And when it determines with YES here and it is confirmed that it is Tw> = Tlow , the process which opens the switching valve 34 and makes cooling water flow into the radiator 33 is performed (step S22). Thereby, heat exchange is performed by the radiator 33, cooling water is cooled, and cooling water temperature Tw begins to fall. On the other hand, when the cooling water temperature Tw falls below the low temperature reference temperature T low (NO in step S21), the switching valve 34 is closed, so that the cooling does not proceed any further, and the cooling water temperature Tw becomes a value near the low temperature reference temperature T low. Maintained.

前記のようにして冷却水を冷却した後、ECU50は、前記ステップS12と同様、点火プラグ12の点火タイミングをMBTよりも所定量リタード(遅角)させる処理を実行する(ステップS23)。すなわち、点火プラグ12の点火タイミングは、特に支障のない限り、最もトルクの出るタイミングであるMBTに設定されるが(ステップS5参照)、ステップS23では、点火タイミングが前記MBTよりも所定のクランク角分だけ遅く設定される。   After cooling the cooling water as described above, the ECU 50 executes a process of retarding the ignition timing of the spark plug 12 by a predetermined amount from the MBT (step S23), similarly to step S12. In other words, the ignition timing of the spark plug 12 is set to MBT, which is the timing at which the torque is most generated as long as there is no particular trouble (see step S5). In step S23, the ignition timing is set to a predetermined crank angle from the MBT. Set slower by minutes.

前記のように点火タイミングをリタードさせるのは、第5運転領域Dでの異常燃焼を回避するためである。すなわち、第5運転領域Dは、第3運転領域C1及び第4運転領域C2と同様、スロットル全開域を含む高負荷域に設定されているので、燃料噴射量が増量され、発生熱量が大きいので、気筒2の温度上昇が著しく、ノッキングが起こり易い。そこで、このようなノッキングを回避するために、前記ステップS23では点火タイミングをリタードさせている。すなわち、第5運転領域Dは、ノッキング抑制のために点火タイミングのリタードを行うエンジンの運転領域、つまりリタード領域である。   The reason for retarding the ignition timing as described above is to avoid abnormal combustion in the fifth operation region D. That is, since the fifth operation region D is set to a high load region including the throttle full open region, similarly to the third operation region C1 and the fourth operation region C2, the fuel injection amount is increased and the generated heat amount is large. The temperature rise of the cylinder 2 is remarkable and knocking is likely to occur. In order to avoid such knocking, the ignition timing is retarded in step S23. That is, the fifth operation region D is an engine operation region in which ignition timing is retarded to suppress knocking, that is, a retard region.

ただし、このステップS23におけるリタード量(MBTからの遅角量)は相対的に小さい値に設定されている。具体的に、前述したステップS17(エンジンが第3運転領域C1又は第4運転領域C2で運転されている場合)で設定されるリタード量よりも小さいリタード量に設定される。その理由は、エンジンの冷却水温Twが低温基準温度Tlowまで下げられるので(前記ステップS20〜S22)、ノッキングが起き易い環境が改善され、そのため、点火タイミングのリタード量を減らしても、ノッキングが回避できるからである。すなわち、エンジン回転速度が掃気低下速度域にある場合は、ない場合(つまりエンジン回転速度が掃気良好速度域にある場合:ステップS17参照)に比べて、リタード量が減らされる(つまり点火タイミングが進角される)ので、この掃気低下速度域に属する第5運転領域Dにおいては、トルク(高負荷域トルク)が上昇し、掃気低下速度域における高負荷域トルクの落ち込みが補われることになる。 However, the retard amount (retard amount from MBT) in step S23 is set to a relatively small value. Specifically, the retard amount is set to be smaller than the retard amount set in step S17 (when the engine is operated in the third operation region C1 or the fourth operation region C2). The reason is that the engine cooling water temperature Tw is lowered to the low temperature reference temperature T low (steps S20 to S22), so that the environment in which knocking is likely to occur is improved. Therefore, even if the ignition timing retard amount is reduced, knocking is not caused. This is because it can be avoided. That is, when the engine speed is in the scavenging reduction speed range, the retard amount is reduced (that is, the ignition timing is advanced) as compared with the case where there is no engine speed (that is, when the engine speed is in the scavenging good speed range: see step S17). Therefore, in the fifth operation region D belonging to this scavenging reduction speed region, the torque (high load region torque) increases, and the drop in the high load region torque in the scavenging reduction speed region is compensated.

次いで、ECU50は、前記ステップS18と同様、インジェクタ11からの燃料噴射量を空燃比が理論空燃比(λ=1)よりもリッチとなる燃料噴射量に設定する(ステップS24)。その理由は、点火タイミングをリタードさせると、トルクが減るので、燃料噴射量を増やしてトルクを補う必要があるからである。また、点火タイミングをリタードさせると、燃料が後燃えしたり燃焼ガスの膨張が少なくなることで排気ガス温度が高くなるので、燃料噴射量を増やして余った燃料の気化潜熱で気筒2の温度を下げる必要があるからである。ただし、この第5運転領域Dにおいてはリタード量が相対的に少なくされている(ステップS23)ので、このステップS24における空燃比のリッチの程度は前記ステップS18における空燃比のリッチの程度に比べて軽微なものとなる。   Next, as in step S18, the ECU 50 sets the fuel injection amount from the injector 11 to a fuel injection amount that makes the air-fuel ratio richer than the theoretical air-fuel ratio (λ = 1) (step S24). The reason is that if the ignition timing is retarded, the torque is reduced, so that it is necessary to increase the fuel injection amount to compensate for the torque. In addition, when the ignition timing is retarded, the exhaust gas temperature rises because the fuel burns afterward or the expansion of the combustion gas decreases. Therefore, the temperature of the cylinder 2 is increased by increasing the fuel injection amount and the vaporization latent heat of the surplus fuel. This is because it needs to be lowered. However, in the fifth operation region D, the retard amount is relatively reduced (step S23), so the richness of the air-fuel ratio in this step S24 is compared with the richness of the air-fuel ratio in the step S18. It will be minor.

なお、前記ステップS19でNOと判定されて現在のギア段が所定の段位未満であることが確認された場合、ECU50は、ステップS15〜S18を実行する。つまり、ECU50は、エンジンが第5運転領域Dで運転されているけれども、第3運転領域C1又は第4運転領域C2で運転されているときと同じ動作を行う。ただし、その動作内容はすでに述べたので説明は省略する。   When it is determined NO in step S19 and it is confirmed that the current gear stage is less than the predetermined stage, the ECU 50 executes steps S15 to S18. That is, the ECU 50 performs the same operation as when the engine is operated in the fifth operation region D but is operated in the third operation region C1 or the fourth operation region C2. However, since the operation content has already been described, description thereof will be omitted.

(4)作用等
前記実施形態に係る火花点火式エンジンは、エンジン本体1を冷却する冷却機構30と、第2運転領域B、第3運転領域C1、第4運転領域C2及び第5運転領域Dにおいて点火時期のリタードを行うECU50とを備える。エンジンの排気通路25は、排気通路25内の排気脈動で生じる負圧波が吸排気弁8,9のオーバーラップ期間OL中に排気ポート7に到達することにより気筒2内の残留ガスが掃気されるように構成されている。前記第3運転領域C1及び第4運転領域C2は、前記掃気の効率が相対的に高い速度域(掃気良好速度域)に属し、前記第5運転領域Dは、前記掃気の効率が相対的に低い速度域(掃気低下速度域)に属している。ECU50は、同じ高負荷域でも、掃気低下速度域に属する第5運転領域Dでは、掃気良好速度域に属する第3運転領域C1や第4運転領域C2に比べて、冷却機構30の冷却能力を高く設定する(ステップS20でTlow<Thigh)。
(4) Action, etc. The spark ignition type engine according to the embodiment includes the cooling mechanism 30 that cools the engine body 1, the second operation region B, the third operation region C1, the fourth operation region C2, and the fifth operation region D. And an ECU 50 for retarding the ignition timing. In the exhaust passage 25 of the engine, the residual pressure in the cylinder 2 is scavenged when a negative pressure wave generated by exhaust pulsation in the exhaust passage 25 reaches the exhaust port 7 during the overlap period OL of the intake and exhaust valves 8 and 9. It is configured as follows. The third operation region C1 and the fourth operation region C2 belong to a speed region (scavenging good speed region) in which the scavenging efficiency is relatively high, and the fifth operation region D has a relatively high scavenging efficiency. It belongs to a low speed range (scavenging reduction speed range). The ECU 50 has the cooling capability of the cooling mechanism 30 in the fifth operation region D belonging to the scavenging reduction speed region even in the same high load region as compared to the third operation region C1 and the fourth operation region C2 belonging to the scavenging good speed region. A high value is set (T low <T high in step S20).

本実施形態によれば、少なくともエンジンの高負荷域、つまり第3運転領域C1、第4運転領域C2及び第5運転領域Dがリタード領域である火花点火式エンジンにおいて、前記第3〜第5運転領域C1,C2,Dのうち、排気脈動で生じる負圧波による掃気効率が相対的に低い掃気低下速度域に属する第5運転領域Dでは、排気脈動で生じる負圧波による掃気効率が相対的に高い掃気良好速度域に属する第3運転領域C1及び第4運転領域C2に比べて、冷却機構30の冷却能力が高く設定されるので、前記第5運転領域Dでは、前記第3運転領域C1及び第4運転領域C2よりも、エンジン本体1の冷却が強化されてエンジン本体1の温度が低下する。そのため、第5運転領域D、すなわち掃気低下速度域ではノッキングが抑制され、リタード量を少なくすること(点火時期のアドバンス(進角))ができるので、図7に鎖線aで示すように、掃気低下速度域におけるトルクの落ち込みが補われる。その結果、フラットで高いトルクカーブが得られ、高トルクで扱い易いエンジンを実現することができる。   According to the present embodiment, in the spark ignition type engine in which at least the high load region of the engine, that is, the third operation region C1, the fourth operation region C2, and the fifth operation region D are retard regions, the third to fifth operations. Of the regions C1, C2 and D, in the fifth operation region D belonging to the scavenging reduction speed region where the scavenging efficiency due to the negative pressure wave caused by the exhaust pulsation is relatively low, the scavenging efficiency due to the negative pressure wave caused by the exhaust pulsation is relatively high. Since the cooling capacity of the cooling mechanism 30 is set higher than in the third operation region C1 and the fourth operation region C2 that belong to the scavenging good speed region, in the fifth operation region D, the third operation region C1 and the second operation region C1. The cooling of the engine main body 1 is strengthened and the temperature of the engine main body 1 is lowered than in the four-operation region C2. Therefore, in the fifth operation region D, that is, the scavenging reduction speed region, knocking is suppressed and the retard amount can be reduced (ignition timing advance (advance)). Therefore, as shown by the chain line a in FIG. The torque drop in the decreasing speed range is compensated. As a result, a flat and high torque curve can be obtained, and an engine that is easy to handle with high torque can be realized.

特に、前述したように、本実施形態では、高負荷域(第3〜第5運転領域C1,C2,D)において、エンジン本体1の有効圧縮比をガソリンエンジンとしては高めの値である10以上に設定している。そのため、第5運転領域Dでは本来的にノッキングが起き易いので、傾向としては、第5運転領域Dにおける点火タイミングのリタード量は大きくなる傾向にある。しかし、本実施形態では、第5運転領域Dでエンジン本体1の冷却を強化してリタード量を減少させるので、図12に示すように、同じ進角量でも、リタード量が大きい状態での点火進角はリタード量が小さい状態での点火進角に比べてトルクの上昇が大きいことから、高負荷域トルクを上昇させる効果がより大きいものとなる。   In particular, as described above, in the present embodiment, the effective compression ratio of the engine body 1 is 10 or more, which is a higher value for a gasoline engine, in a high load region (third to fifth operation regions C1, C2, D). Is set. For this reason, knocking is inherently likely to occur in the fifth operation region D, and as a tendency, the ignition timing retard amount in the fifth operation region D tends to increase. However, in the present embodiment, the cooling of the engine body 1 is strengthened in the fifth operation region D to reduce the retard amount. Therefore, as shown in FIG. 12, the ignition in the state where the retard amount is large even with the same advance amount. Since the advance of the torque is larger than that of the ignition advance when the retard amount is small, the effect of increasing the high load region torque is greater.

以上により、本実施形態によれば、掃気低下速度域における高負荷域トルクの落ち込みを改善することが可能な火花点火式エンジンの制御装置が提供される。   As described above, according to the present embodiment, there is provided a control device for a spark ignition engine capable of improving the drop in the high load region torque in the scavenging reduction speed region.

また、前記実施形態では、たとえ第5運転領域Dでの運転であっても、変速機40のギア段が低いとき(ステップS19でNO)は、前記冷却能力を高める制御が実行されない(ステップS15で基準温度=Thigh)ので、エンジン本体1の温度が実際に低下するまでの遅れ時間を考慮した適正な条件下で無駄なく冷却能力を高めることができる。すなわち、変速機40のギア段が低いときは、エンジンの運転ポイントの移動が激しく、また、すぐにシフトアップされる(変速段が高速ギア段に変更される)可能性がある。このため、ギア段が低いときに冷却能力を高めても、実際にエンジン本体1の各気筒2の温度が下がったときには、すでに第5運転領域D以外の運転領域に移動していることがあり得るし、これでは冷却能力を高める意味がなくなってしまう。これに対し、前記実施形態のように、冷却能力を高める制御を、変速機40のギア段が高いとき、つまり、運転ポイントの移動が緩やかで(つまり巡航に近い状態で)、直ちには第5運転領域Dを外れないと予想されるときにのみ許容した場合には、エンジン本体1の温度が実際に低下するまでに多少の遅れ時間があっても、第5運転領域Dでの運転中にエンジン本体1の温度を充分に低下させられると考えられるので、冷却能力が高める制御が無駄になることがない。 In the embodiment, even when the operation is in the fifth operation region D, when the gear position of the transmission 40 is low (NO in step S19), the control for increasing the cooling capacity is not executed (step S15). in the reference temperature = T high), it is possible to increase the cooling capacity without waste under proper conditions in consideration of the delay time until the temperature of the engine body 1 is actually reduced. That is, when the gear stage of the transmission 40 is low, there is a possibility that the operating point of the engine moves violently and the gear is shifted up immediately (the gear stage is changed to a high speed gear stage). For this reason, even if the cooling capacity is increased when the gear stage is low, when the temperature of each cylinder 2 of the engine body 1 actually decreases, it may have already moved to an operation region other than the fifth operation region D. This means that there is no point in increasing the cooling capacity. On the other hand, as in the above-described embodiment, the control for increasing the cooling capacity is performed when the gear stage of the transmission 40 is high, that is, the movement of the operating point is slow (that is, in a state close to cruising), and immediately When it is allowed only when it is predicted that the operation region D is not deviated, even if there is some delay time until the temperature of the engine body 1 actually decreases, Since it is considered that the temperature of the engine body 1 can be sufficiently lowered, the control for increasing the cooling capacity is not wasted.

特に、ギア段が低いときに、図9に示す第5運転領域D以外の運転領域として、例えば第1運転領域A内の低速域に移動した場合は、次のような不具合がある。すなわち、低速域は回転速度が低いためにピストン5の移動速度が遅く、したがって気筒2内での混合気の流動性ないしミキシングが低下し易く、その結果、燃料の気化霧化にかかる時間が長くなって、未燃のHC(Raw HC)が発生し易い。したがって、そのような第1運転領域A内の低速域でエンジン本体1の温度が下がることは好ましくない。また、エンジン本体1の温度が下がるとエンジンオイルの粘度上昇に起因する種々のフリクションロス(ピストン5の摺動抵抗等)が増えるので、エンジン本体1の温度を下げる必要のない領域でエンジン本体1の温度が下がることはフリクションロス増大の点からも好ましくない。これに対し、前記実施形態では、冷却能力を高める制御を変速機40のギア段が高いとき(すなわち直ちには第5運転領域Dを外れないと予想されるとき)にのみ許容するので、前記のようなギア段が低いにも拘らず冷却能力を高めた場合に起こり得る不具合が回避される。   In particular, when the gear stage is low, when moving to a low speed region in the first operation region A as an operation region other than the fifth operation region D shown in FIG. That is, since the rotational speed is low in the low speed region, the moving speed of the piston 5 is slow, and therefore the fluidity or mixing of the air-fuel mixture in the cylinder 2 is liable to be reduced, and as a result, the time required for vaporization and atomization of the fuel is long. Thus, unburned HC (Raw HC) is likely to be generated. Therefore, it is not preferable that the temperature of the engine body 1 decreases in such a low speed region within the first operation region A. Further, when the temperature of the engine body 1 is lowered, various friction losses (sliding resistance of the piston 5 and the like) due to the increase in the viscosity of the engine oil are increased. Therefore, the engine body 1 is not required to be lowered in the region. Lowering the temperature is not preferable from the viewpoint of increasing friction loss. On the other hand, in the above embodiment, the control for increasing the cooling capacity is permitted only when the gear stage of the transmission 40 is high (that is, when it is predicted that the fifth operation region D cannot be immediately deviated). Such a problem that can occur when the cooling capacity is increased even though the gear stage is low is avoided.

また、前記実施形態では、図9に示すように、掃気効率が低いために冷却機構30の冷却能力を高く設定する領域、すなわち第5運転領域Dは、エンジンの中速域に予め定められた基準速度R4未満の速度域に設定されている。つまり、第5運転領域Dが基準速度R4未満の速度域であっても、換言すれば低速域にあっても、冷却機構30の冷却能力を高く設定する制御が実行される(ステップS20〜S22)。これにより、次のような作用が得られる。   In the embodiment, as shown in FIG. 9, since the scavenging efficiency is low, the region where the cooling capacity of the cooling mechanism 30 is set high, that is, the fifth operation region D is predetermined in the medium speed region of the engine. The speed range is set to be lower than the reference speed R4. That is, even when the fifth operation region D is in the speed region below the reference speed R4, in other words, in the low speed region, control for setting the cooling capacity of the cooling mechanism 30 to be high is executed (steps S20 to S22). ). Thereby, the following operation is obtained.

前述したように、低速域は、回転速度が低いためにピストン5の移動速度が遅く、したがって気筒2内での混合気の流動性ないしミキシングが低下し易く、その結果、燃料の気化霧化にかかる時間が長くなって、本来であれば未燃のHC(Raw HC)が発生し易い。しかし、第5運転領域Dは高負荷域に属している上、掃気効率が低く、気筒2内に残留ガスが相当量残っているので、気筒2の温度は高い状態にあり、燃料の気化霧化が促進される。そのため、たとえ第5運転領域Dでエンジン本体1の冷却を強化しても、燃料の気化霧化が著しく阻害されることはない。それよりも、点火時期をアドバンス(進角)させ、高負荷域トルクを上昇させる効果のほうが大きい。   As described above, in the low speed region, since the rotational speed is low, the moving speed of the piston 5 is slow. Therefore, the fluidity or mixing of the air-fuel mixture in the cylinder 2 is likely to be lowered, and as a result, the fuel is atomized and atomized. Such time becomes longer, and unburned HC is likely to be generated. However, since the fifth operation region D belongs to the high load region, the scavenging efficiency is low, and a considerable amount of residual gas remains in the cylinder 2, the temperature of the cylinder 2 is high, and the vaporization mist of the fuel Is promoted. Therefore, even if the cooling of the engine main body 1 is enhanced in the fifth operation region D, fuel vaporization and atomization is not significantly inhibited. The effect of advancing the ignition timing (advancing) and increasing the high load region torque is greater than that.

そこで、前記実施形態では、たとえ第5運転領域Dが低速域にあっても、冷却能力を高めるようにしたものである。これにより、低速域内の高負荷域トルクの落ち込みが補われて、より一層フラットなトルクカーブが得られる。   Therefore, in the embodiment, the cooling capacity is increased even if the fifth operation region D is in the low speed region. As a result, the drop in the high load region torque in the low speed region is compensated, and a flatter torque curve can be obtained.

また、前記実施形態では、ECU50は、第2運転領域Bにおいて点火時期のリタードを行い、第2運転領域Bでは、第1運転領域Aに比べて、冷却機構30の冷却能力を高く設定する(ステップS9でTlow<Thigh)。すなわち、第2運転領域Bがリタード領域である火花点火式エンジンにおいて、リタード領域である第2運転領域Bでは、リタード領域でない第1運転領域Aに比べて、冷却機構30の冷却能力が高く設定されるので、以下のような理由により、リタード領域である第2運転領域Bで冷却機構30の冷却能力が高く設定されないときに増大する燃費低下の問題が低減される。 In the above embodiment, the ECU 50 retards the ignition timing in the second operation region B, and the cooling capability of the cooling mechanism 30 is set higher in the second operation region B than in the first operation region A ( In step S9, T low <T high ). That is, in the spark ignition type engine in which the second operation region B is the retard region, the cooling capacity of the cooling mechanism 30 is set higher in the second operation region B that is the retard region than in the first operation region A that is not the retard region. Therefore, for the following reason, the problem of fuel consumption decrease that increases when the cooling capacity of the cooling mechanism 30 is not set high in the second operation region B that is the retard region is reduced.

まず、中負荷域において、第2運転領域Bは第1運転領域Aに比べて高速側にあるから、単位時間当たりの発生熱量が大きい。そのため、第2運転領域Bはノッキングを抑制するためにリタード領域とされている。   First, in the middle load region, the second operation region B is on the higher speed side than the first operation region A, and thus the amount of heat generated per unit time is large. Therefore, the second operation region B is a retard region in order to suppress knocking.

そして、点火時期をリタードさせると、その分トルクが減るので、燃料噴射量を増やしてトルクを補う必要があり、燃費が低下するという問題がある。また、点火時期をリタードさせると、燃料が後燃えしたり燃焼ガスの膨張が少なくなることで排気ガス温度が高くなるので、異常燃焼防止等の観点から、燃料噴射量を増やして余った燃料の気化潜熱で気筒2の温度を下げることが行われ、この点からも燃費が低下するという問題がある。   When the ignition timing is retarded, the torque is reduced by that amount. Therefore, it is necessary to increase the fuel injection amount to compensate for the torque, resulting in a problem that the fuel consumption is lowered. In addition, when the ignition timing is retarded, the exhaust gas temperature rises because the fuel burns later or the expansion of the combustion gas decreases, so from the standpoint of preventing abnormal combustion, etc. The temperature of the cylinder 2 is lowered by the latent heat of vaporization. From this point, there is a problem that the fuel consumption is lowered.

そこで、ECU50は、同じエンジン中負荷域の中でも、リタード領域である第2運転領域Bでは、リタード領域でない第1運転領域Aに比べて、冷却機構30の冷却能力を高く設定した(ステップS9でTlow<Thigh)ものである。これにより、第2運転領域Bでは、エンジン本体1の冷却が強化されてエンジン本体1の温度が低下し、ノッキングが抑制される。そのため、リタード量を少なくして点火タイミングをアドバンスできるので(エンジンが第3運転領域C1や第4運転領域C2で運転されている場合は、ステップS17で、リタード量が相対的に大きくされるのに対し、エンジンが第2運転領域Bで運転されている場合は、ステップS12で、リタード量が相対的に小さくされる。すなわち、点火タイミングがアドバンスされる。)、トルクが上昇して、燃費が向上する。また、リタード量の減少により排気ガス温度が低下するので、燃料噴射量を少なくして混合気をリーン化でき(エンジンが第3運転領域C1や第4運転領域C2で運転されている場合は、ステップS18で、空燃比が理論空燃比よりもリッチ(λ<1)とされるのに対し、エンジンが第2運転領域Bで運転されている場合は、ステップS13で、空燃比がそれよりもリーンな理論空燃比(λ=1)とされる。)、この点からも燃費が向上する。 Therefore, the ECU 50 sets the cooling capacity of the cooling mechanism 30 to be higher in the second operation region B that is the retard region than in the first operation region A that is not the retard region even in the same engine medium load region (in step S9). T low <T high ). Thereby, in the 2nd driving | operation area | region B, the cooling of the engine main body 1 is strengthened, the temperature of the engine main body 1 falls, and knocking is suppressed. Therefore, the retard amount can be reduced and the ignition timing can be advanced (if the engine is operated in the third operation region C1 or the fourth operation region C2, the retard amount is relatively increased in step S17). On the other hand, when the engine is operated in the second operation region B, the retard amount is relatively decreased in step S12 (that is, the ignition timing is advanced), and the torque is increased and the fuel consumption is increased. Will improve. Further, since the exhaust gas temperature decreases due to the reduction in the retard amount, the fuel injection amount can be reduced to make the air-fuel mixture lean (when the engine is operated in the third operation region C1 or the fourth operation region C2) If the air-fuel ratio is made richer (λ <1) than the stoichiometric air-fuel ratio in step S18, but the engine is operating in the second operating region B, the air-fuel ratio is made higher than that in step S13. A lean stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1)). This also improves fuel efficiency.

以上により、本実施形態によれば、リタード領域である第2運転領域Bにおける燃費低下の問題が低減されて、第2運転領域Bにおける燃費性能を改善することが可能な火花点火式エンジンの制御装置が提供される。   As described above, according to the present embodiment, the control of the spark ignition engine capable of reducing the problem of fuel consumption reduction in the second operation region B that is the retard region and improving the fuel consumption performance in the second operation region B. An apparatus is provided.

一方で、リタードしても排気温度が信頼性を低下させるほどに上昇しない第1運転領域Aでは、第2運転領域Bに比べて、冷却機構30の冷却能力が低く設定される(ステップS3でThigh>Tlow)ので、エンジン本体1が過度に冷却されることがない。そもそも、低速域は、回転速度が低いためにピストン5の移動速度が遅く、したがって気筒2内での混合気の流動性ないしミキシングが低下し易く、その結果、燃料の気化霧化にかかる時間が長くなって、未燃のHC(Raw HC)が発生し易い。これに対し、前記実施形態によれば、そのような第1運転領域Aにおいて、エンジン本体1が過度に冷却されないので、前記のような筒内流動ないしミキシングの低下を助長するようなことがなく、前記未燃HCの発生量の増大が防止される。また、エンジン本体1が過度に冷却されることがないから、エンジンオイルの粘度上昇に起因する種々のフリクションロス(ピストン5の摺動抵抗等)の増大も防止される。これらにより、リタード領域でない第1運転領域Aにおいても燃費の低下が防止される。 On the other hand, in the first operation region A in which the exhaust temperature does not rise to such an extent that the reliability is lowered even when retarded, the cooling capacity of the cooling mechanism 30 is set lower than that in the second operation region B (in step S3). (T high > T low ), the engine body 1 is not excessively cooled. In the first place, since the rotational speed is low in the low speed region, the moving speed of the piston 5 is slow, so that the fluidity or mixing of the air-fuel mixture in the cylinder 2 is likely to be reduced, and as a result, the time required for the vaporization and atomization of the fuel is reduced. It becomes long and unburned HC (Raw HC) is likely to be generated. On the other hand, according to the embodiment, since the engine body 1 is not excessively cooled in such a first operating region A, the above-described in-cylinder flow or mixing is not promoted. The increase in the amount of unburned HC generated is prevented. Further, since the engine body 1 is not excessively cooled, an increase in various friction losses (such as sliding resistance of the piston 5) due to an increase in the viscosity of the engine oil is also prevented. Accordingly, a reduction in fuel consumption is prevented even in the first operation region A that is not the retard region.

また、前記実施形態に係るエンジンは、エンジン本体1の幾何学的圧縮比が12以上とされており、ガソリンエンジンとしては高めの圧縮比に設定されているため、本来的にノッキングが起き易い。これに対し、前記実施形態では、前記のような冷却水温Twの制御を行い、リタード領域における燃費性能が改善されるので、高圧縮比化に伴う熱効率の向上と相俟って、より優れた燃費性能を得ることが可能になる。   Further, in the engine according to the embodiment, the geometric compression ratio of the engine body 1 is set to 12 or more, and a high compression ratio is set as a gasoline engine. On the other hand, in the above embodiment, the cooling water temperature Tw is controlled as described above, and the fuel efficiency performance in the retard region is improved. Therefore, in combination with the improvement of the thermal efficiency accompanying the increase in the compression ratio, it is more excellent. It becomes possible to obtain fuel consumption performance.

なお、前記実施形態では、切替弁34が開弁する温度である基準温度を下げる(つまりラジエータ33への冷却水の流入をより低い温度条件から許可する)ことにより、冷却機構30の冷却能力を高めるようにしたが、冷却能力は、前記のような基準温度の変更によらない他の方法によっても高めることが可能である。   In the above-described embodiment, the cooling temperature of the cooling mechanism 30 is increased by lowering the reference temperature that is the temperature at which the switching valve 34 opens (that is, allowing the cooling water to flow into the radiator 33 from a lower temperature condition). Although the cooling capacity is increased, the cooling capacity can be increased by another method not depending on the change of the reference temperature as described above.

例えば、冷却水ポンプ31として、電気モータで駆動される電動式のポンプを設け、電気モータの回転速度を調整して冷却水の流量を変化させることにより、冷却能力を制御するようにしてもよい。   For example, an electric pump driven by an electric motor may be provided as the cooling water pump 31, and the cooling capacity may be controlled by changing the flow rate of the cooling water by adjusting the rotation speed of the electric motor. .

あるいは、冷却機構30の冷却能力を高めるための装置として、グリルシャッタを設けてもよい。このグリルシャッタは、ラジエータ33の車両前方に配置されたフロントグリルの内部に収容されており、フロントグリルの空気導入口の開口面積を増大したり減少したり可変に調節するものである。グリルシャッタによりフロントグリルの開口面積が増大されてラジエータ33に吹き付けられる空気(走行風)の流量が増加すれば(高まれば)、それに伴って冷却機構30の冷却能力が高められ、冷却水温が急速に低下することになる。   Alternatively, a grill shutter may be provided as a device for increasing the cooling capacity of the cooling mechanism 30. The grill shutter is housed in a front grill disposed in front of the radiator 33 and adjusts the opening area of the air inlet of the front grill to be increased or decreased. If the opening area of the front grille is increased by the grill shutter and the flow rate of the air (running wind) blown to the radiator 33 is increased (increased), the cooling capacity of the cooling mechanism 30 is increased accordingly, and the cooling water temperature is rapidly increased. Will be reduced.

したがって、このグリルシャッタを開閉制御してフロントグリルの空気導入口からラジエータに吹き付けられる空気(走行風)の流量を調節して変化させることにより、ラジエータでの熱変換量を調節して変化させて、冷却機構30の冷却能力を適正かつ確実に調整し制御することが可能となる。   Therefore, by adjusting the flow rate of air (running wind) blown to the radiator from the air inlet port of the front grill by controlling the opening and closing of the grill shutter, the amount of heat conversion in the radiator is adjusted and changed. The cooling capacity of the cooling mechanism 30 can be adjusted and controlled appropriately and reliably.

また、グリルシャッタに代えてファンを用い、ファンを回転駆動してラジエータ33に空気(風)を当て、その空気の風量を調節してもよい。   Alternatively, a fan may be used instead of the grille shutter, and the fan may be rotationally driven to apply air (wind) to the radiator 33 to adjust the air volume of the air.

また、前記実施形態では、エンジン本体1の幾何学的圧縮比を12以上に設定したが、オクタン価(RON)が高いガソリンを燃料として用いる場合には、ノッキング等の異常燃焼が相対的に起き難くなるので、幾何学的圧縮比をさらに高く設定してもよい。具体的には、オクタン価が95以上のガソリンを燃料として用いる場合には、幾何学的圧縮比を13以上とすることができる。逆に、オクタン価が91以上95未満である場合には、やはり前記実施形態のように、幾何学的圧縮比を12以上とするのがよい。   Moreover, in the said embodiment, although the geometric compression ratio of the engine main body 1 was set to 12 or more, when gasoline with a high octane number (RON) is used as a fuel, abnormal combustions, such as knocking, do not occur relatively easily. Therefore, the geometric compression ratio may be set higher. Specifically, when gasoline having an octane number of 95 or more is used as a fuel, the geometric compression ratio can be 13 or more. Conversely, when the octane number is 91 or more and less than 95, the geometric compression ratio is preferably 12 or more as in the above embodiment.

また、前記実施形態では、ステップS13で空燃比を理論空燃比とした(λ=1)が、冷却機構30の冷却能力を高めない場合に比べてリーンであればよく、必ずしもλ=1にする必要はない。   In the embodiment, the air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio in step S13 (λ = 1). However, it is sufficient that the air-fuel ratio is lean as compared with the case where the cooling capacity of the cooling mechanism 30 is not increased. There is no need.

1 エンジン本体
2 気筒
15 クランク軸(出力軸)
30 冷却機構
32 冷却水路
33 ラジエータ
34 切替弁
40 変速機
50 ECU(制御手段)
A 第1運転領域
B 第2運転領域
C1 第3運転領域
C2 第4運転領域
D 第5運転領域
R4 基準速度
1 Engine body 2 Cylinder 15 Crankshaft (output shaft)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 Cooling mechanism 32 Cooling water channel 33 Radiator 34 Switching valve 40 Transmission 50 ECU (control means)
A 1st operation area B 2nd operation area C1 3rd operation area C2 4th operation area D 5th operation area R4 Reference speed

Claims (6)

エンジン本体を冷却する冷却機構と、少なくともエンジンの高負荷域において点火時期のリタードを行う制御手段とを備えた火花点火式エンジンの制御装置であって、
所定のエンジン回転数域において排気通路内の排気脈動で生じる負圧波吸排気弁のオーバーラップ期間中に排気ポートに到達させることにより気筒内の残留ガス掃気効率を高めるように前記排気通路が構成され、
前記制御手段は、前記高負荷域のうち最大負荷を含む所定負荷以上の領域において前記所定のエンジン回転数域以外のエンジン回転数域では前記所定のエンジン回転数域に比べて、前記冷却機構の冷却能力を高く設定することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。
A spark ignition engine control device comprising a cooling mechanism for cooling an engine body and a control means for retarding ignition timing at least in a high load region of the engine,
Said exhaust passage to enhance the scavenging efficiency of the residual gas in cylinders by causing reach the exhaust port during the overlap period the intake and exhaust valves of the negative pressure wave generated by the exhaust pulsation in the exhaust passage at a predetermined engine speed range Configured,
Wherein, in the region of more than a predetermined load including a maximum load of the high load region, in the predetermined engine speed range the engine speed range other than, than the predetermined engine speed range, the cooling A control device for a spark ignition engine characterized by setting a high cooling capacity of the mechanism.
請求項1に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、
前記エンジンは車両に搭載された車載用エンジンであり、
前記エンジン本体の出力軸は、複数のギア段を有する変速機を介して車輪に連結されており、
前記制御手段は、前記冷却機構の冷却能力を高く設定する制御を前記変速機のギア段が所定の段位以上のときにのみ実行することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。
The control device for a spark ignition engine according to claim 1,
The engine is an in-vehicle engine mounted on a vehicle,
The output shaft of the engine body is connected to wheels via a transmission having a plurality of gear stages,
The control device for a spark ignition engine, wherein the control means executes control for setting the cooling capacity of the cooling mechanism to be high only when a gear stage of the transmission is a predetermined level or higher.
請求項1又は2に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、
前記掃気効率が低いために前記冷却機構の冷却能力を高く設定する領域は、予め定められた基準速度未満の速度域に設定されていることを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。
In the control device for the spark ignition engine according to claim 1 or 2,
The control device for a spark ignition type engine, wherein a region in which the cooling capacity of the cooling mechanism is set high because the scavenging efficiency is low is set to a speed region that is less than a predetermined reference speed.
請求項1から3のいずれか1項に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、
前記制御手段は、エンジンの高速域内の中負荷域において点火時期のリタードを行い、エンジンの中負荷域内の高速域では、中負荷域内の低速域に比べて、前記冷却機構の冷却能力を高く設定することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。
The control device for a spark ignition engine according to any one of claims 1 to 3,
The control means retards the ignition timing in a medium load range in the high speed range of the engine, and the cooling capacity of the cooling mechanism is set higher in the high speed range in the medium load range than in the low speed range in the medium load range. A control device for a spark ignition type engine.
エンジン本体を冷却する冷却機構と、少なくともエンジンの高負荷域において点火時期のリタードを行う制御手段とを備えた火花点火式エンジンの制御装置であって、A spark ignition engine control device comprising a cooling mechanism for cooling an engine body and a control means for retarding ignition timing at least in a high load region of the engine,
前記エンジンは車両に搭載された車載用エンジンであり、  The engine is an in-vehicle engine mounted on a vehicle,
前記エンジン本体の出力軸は、複数のギア段を有する変速機を介して車輪に連結されており、  The output shaft of the engine body is connected to wheels via a transmission having a plurality of gear stages,
排気通路内の排気脈動で生じる負圧波が吸排気弁のオーバーラップ期間中に排気ポートに到達することにより気筒内の残留ガスが掃気されるように前記排気通路が構成され、  The exhaust passage is configured such that a negative pressure wave caused by exhaust pulsation in the exhaust passage reaches the exhaust port during the overlap period of the intake and exhaust valves, thereby scavenging residual gas in the cylinder,
前記制御手段は、高負荷域のうち、前記掃気の効率が他の速度域よりも低い速度域では、他の速度域に比べて、前記冷却機構の冷却能力を高く設定するとともに、前記冷却機構の冷却能力を高く設定する制御を前記変速機のギア段が所定の段位以上のときにのみ実行することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。  The control means sets the cooling capacity of the cooling mechanism higher in the speed range where the efficiency of the scavenging is lower than the other speed range in the high load range, and the cooling mechanism A control device for a spark ignition engine, wherein control for setting a high cooling capacity is executed only when a gear stage of the transmission is equal to or higher than a predetermined stage.
エンジン本体を冷却する冷却機構と、少なくともエンジンの高負荷域において点火時期のリタードを行う制御手段とを備えた火花点火式エンジンの制御装置であって、A spark ignition engine control device comprising a cooling mechanism for cooling an engine body and a control means for retarding ignition timing at least in a high load region of the engine,
排気通路内の排気脈動で生じる負圧波が吸排気弁のオーバーラップ期間中に排気ポートに到達することにより気筒内の残留ガスが掃気されるように前記排気通路が構成され、  The exhaust passage is configured such that a negative pressure wave caused by exhaust pulsation in the exhaust passage reaches the exhaust port during the overlap period of the intake and exhaust valves, thereby scavenging residual gas in the cylinder,
前記制御手段は、高負荷域のうち、前記掃気の効率が他の速度域よりも低い速度域では、他の速度域に比べて、前記冷却機構の冷却能力を高く設定するとともに、エンジンの高速域内の中負荷域において点火時期のリタードを行い、エンジンの中負荷域内の高速域では、中負荷域内の低速域に比べて、前記冷却機構の冷却能力を高く設定することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。  The control means sets the cooling capacity of the cooling mechanism higher in the speed range where the efficiency of the scavenging gas is lower than the other speed range in the high load range, and increases the engine speed. Ignition timing is retarded in the medium load range in the region, and the cooling capacity of the cooling mechanism is set higher in the high speed region in the medium load region than in the low speed region in the medium load region. Type engine control device.
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