JP6044370B2 - Internal combustion engine ignition control device - Google Patents

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JP6044370B2 JP2013018445A JP2013018445A JP6044370B2 JP 6044370 B2 JP6044370 B2 JP 6044370B2 JP 2013018445 A JP2013018445 A JP 2013018445A JP 2013018445 A JP2013018445 A JP 2013018445A JP 6044370 B2 JP6044370 B2 JP 6044370B2
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Description

この発明は、内燃機関の点火制御装置に係り、特に、筒内に渦流（タンブル流またはスワール流）を生じさせる内燃機関のために点火を制御する装置として好適な内燃機関の点火制御装置に関する。 The present invention relates to an ignition control device for an internal combustion engine, and more particularly to an ignition control device for an internal combustion engine, which is suitable as a device for controlling ignition for an internal combustion engine that generates a vortex flow (tumble flow or swirl flow) in a cylinder.

従来、例えば特許文献１に開示されるように、気筒内に渦流を生じさせるエンジン渦流制御装置が知られている。このエンジン渦流制御装置は、気筒内に渦流を生じさせる渦流発生バルブと、この渦流発生バルブの開度を可変させる電動アクチュエータと、この電動アクチュエータを通電制御する制御装置とを備えている。また、本特許文献１には、スロットルバルブ上流の吸気流量と渦流発生バルブ下流の吸気流量との関係を用いて推定渦流比を求め、この推定渦流比が運転状態に応じた目標渦流比に追従するように電動アクチュエータを介して渦流発生バルブの開度をフィードバック制御することが開示されている。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, for example, an engine vortex control device that generates a vortex in a cylinder is known. This engine vortex control device includes a vortex generation valve that generates a vortex in the cylinder, an electric actuator that changes the opening degree of the vortex generation valve, and a control device that energizes and controls the electric actuator. Further, in Patent Document 1, the estimated vortex flow ratio is obtained by using the relationship between the intake flow rate upstream of the throttle valve and the intake flow rate downstream of the vortex generation valve, and the estimated vortex flow ratio follows the target vortex flow ratio according to the operating state. It is disclosed that the opening degree of the vortex generating valve is feedback-controlled via an electric actuator.

特開２０１２−０２１５０１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-021501

上記特許文献１に記載のように推定渦流比が目標渦流比に追従するようにフィードバック制御を行っている場合において、吸気弁の開弁期間の後期（特に、吸気弁が閉じる直前の終期）において推定渦流比と目標渦流比との間に乖離（差）が生じている場合（例えば、上記の乖離をフィードバック制御によって解消し切れていないような場合）には、渦流発生バルブの制御を行ったとしても時間的な余裕がないため、推定渦流比と目標渦流比との乖離が生じたまま圧縮行程に入ってしまう可能性がある。その結果、燃焼悪化が生じてしまうことが懸念される。 In the case where feedback control is performed so that the estimated vortex ratio follows the target vortex ratio as described in Patent Document 1, in the latter half of the valve opening period of the intake valve (particularly, the final stage immediately before the intake valve closes). When there is a divergence (difference) between the estimated vortex ratio and the target vortex ratio (for example, when the above divergence is not completely eliminated by feedback control), the vortex generation valve is controlled. Even so, since there is no time to spare, there is a possibility that the compression stroke will be entered with a discrepancy between the estimated vortex ratio and the target vortex ratio. As a result, there is a concern that combustion will deteriorate.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、吸気弁の開弁期間の後期において実渦流比と目標渦流比との間に乖離が生じたまま圧縮行程を迎える場合であっても、燃焼悪化を抑制することのできる内燃機関の点火制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and when the compression stroke is reached with a divergence between the actual vortex ratio and the target vortex ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve. Even if there is, it is an object of the present invention to provide an ignition control device for an internal combustion engine capable of suppressing deterioration of combustion.

第１の発明は、内燃機関の点火制御装置であって、
筒内の混合気に点火するための点火プラグと、
筒内に生成されるタンブル流またはスワール流を調整する調整手段と、
筒内の実タンブル比または実スワール比を推定する推定手段と、
目標タンブル比または目標スワール比を設定する設定手段と、
前記実タンブル比が前記目標タンブル比になるように、または前記実スワール比が前記目標スワール比になるように前記調整手段を制御する制御手段と、
吸気弁の閉じ時期直前の所定期間内の判定タイミングにおける前記実タンブル比と前記目標タンブル比との差に応じて、または前記判定タイミングにおける前記実スワール比と前記目標スワール比との差に応じて、当該差を検出したサイクルと同じサイクルの点火時期を変更する点火時期調整手段と、
を備えることを特徴とする。 The first invention is an ignition control device for an internal combustion engine.
A spark plug for igniting the air-fuel mixture in the cylinder,
And that adjustment means to adjust the tumble flow or swirl flow is generated in the cylinder,
And estimated means you estimating real tumble ratio or actual swirl ratio in the cylinder,
Setting means for setting the target tumble ratio or target swirl ratio,
Wherein the actual tumble ratio the target so that the tumble ratio or the actual swirl ratio is the target swirl system that controls the front Sulfur butterfly integer unit to be ratio control means,
According to the difference between the actual tumble ratio and the target tumble ratio at the determination timing within a predetermined period immediately before the closing timing of the intake valve , or according to the difference between the actual swirl ratio and the target swirl ratio at the determination timing. , An ignition timing adjusting means for changing the ignition timing of the same cycle as the cycle in which the difference was detected,
It is characterized by having.

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記点火時期調整手段は、前記判定タイミングにおける前記実タンブル比が前記目標タンブル比よりも小さい場合に、または前記判定タイミングにおける前記実スワール比が前記目標スワール比よりも小さい場合に、点火時期を遅角することを特徴とする。 Further, the second invention is the first invention.
The ignition timing adjusting means delays the ignition timing when the actual tumble ratio at the determination timing is smaller than the target tumble ratio , or when the actual swirl ratio at the determination timing is smaller than the target swirl ratio. It is characterized by being horned.

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記判定タイミングにおける前記実タンブル比と前記目標タンブル比との差が所定値よりも大きい場合に、または前記判定タイミングにおける前記実スワール比と前記目標スワール比との差が所定値よりも大きい場合に、前記点火プラグに追加の点火エネルギーを供給する追加点火エネルギー供給手段を更に備えることを特徴とする。 Further, the third invention is the first or second invention.
If the difference between the actual tumble ratio and the target tumble ratio in the judgment timing is greater than a predetermined value, or when the difference between the actual swirl ratio and the target swirl ratio in said determination timing is greater than a predetermined value The spark plug is further provided with additional ignition energy supply means for supplying additional ignition energy.

また、第４の発明は、第２または第３の発明において、
前記判定タイミングにおける前記実タンブル比が前記目標タンブル比よりも小さい場合において空燃比が所定値よりもリーンである場合に、または前記判定タイミングにおける前記実スワール比が前記目標スワール比よりも小さい場合において空燃比が所定値よりもリーンである場合に、前記点火プラグに追加の点火エネルギーを供給する追加点火エネルギー供給手段を更に備えることを特徴とする。 Further, the fourth invention is the second or third invention.
When the actual tumble ratio at the determination timing is smaller than the target tumble ratio and the air-fuel ratio is leaner than a predetermined value, or when the actual swirl ratio at the determination timing is smaller than the target swirl ratio. It is further provided with additional ignition energy supply means for supplying additional ignition energy to the spark plug when the air-fuel ratio is leaner than a predetermined value.

また、第５の発明は、第１または第２の発明において、
筒内の混合気に点火するための第２の点火プラグと、
前記判定タイミングにおける前記実タンブル比と前記目標タンブル比との差が所定値よりも大きい場合に、または前記判定タイミングにおける前記実スワール比と前記目標スワール比との差が所定値よりも大きい場合に、前記点火プラグによる点火に加えて前記第２の点火プラグによる点火を実行する点火エネルギー増大手段と、
を更に備えることを特徴とする。 Further, the fifth invention is the first or second invention.
A second spark plug for igniting the air-fuel mixture in the cylinder,
If the difference between the actual tumble ratio and the target tumble ratio in the judgment timing is greater than a predetermined value, or when the difference between the actual swirl ratio and the target swirl ratio in said determination timing is greater than a predetermined value the ignition energy increasing means for executing ignition by the second ignition plug in addition to the ignition by the spark plug,
Is further provided.

また、第６の発明は、第２または第３の発明において、
筒内の混合気に点火するための第２の点火プラグと、
前記判定タイミングにおける前記実タンブル比が前記目標タンブル比よりも小さい場合において空燃比が所定値よりもリーンである場合に、または前記判定タイミングにおける前記実スワール比が前記目標スワール比よりも小さい場合において空燃比が所定値よりもリーンである場合に、前記点火プラグによる点火に加えて前記第２の点火プラグによる点火を実行する点火エネルギー増大手段と、
を更に備えることを特徴とする。 Further, the sixth invention is the second or third invention.
A second spark plug for igniting the air-fuel mixture in the cylinder,
When the actual tumble ratio at the determination timing is smaller than the target tumble ratio and the air-fuel ratio is leaner than a predetermined value, or when the actual swirl ratio at the determination timing is smaller than the target swirl ratio. When the air-fuel ratio is leaner than a predetermined value, an ignition energy increasing means for executing ignition by the second spark plug in addition to ignition by the spark plug, and an ignition energy increasing means.
Is further provided.

第１の発明によれば、吸気弁の閉じ時期直前の所定期間内の判定タイミングにおける前記実タンブル比と前記目標タンブル比との差に応じてまたは前記判定タイミングにおける前記実スワール比と前記目標スワール比との差に応じてこの比較の対象となるサイクルの点火時期を変更することにより、制御手段による制御が間に合わずに実タンブル比と目標タンブル比との間または実スワール比と目標スワール比との間に乖離が生じたまま圧縮行程を迎える場合であっても、点火時期の調整によって、燃焼悪化を抑制することが可能となる。 According to the first invention, according to the difference between the actual tumble ratio and the target tumble ratio at the determination timing within a predetermined period immediately before the closing timing of the intake valve, or according to the difference between the actual swirl ratio and the target swirl at the determination timing. by changing the difference subject to cycle the ignition timing of the comparison in accordance with the ratio, braking or during actual swirl ratio between the actual tumble ratio and the target tumble ratio too late control by control means and a target swirl ratio Even when the compression stroke is reached with a divergence between the two, it is possible to suppress the deterioration of combustion by adjusting the ignition timing.

第２の発明によれば、上記判定タイミングにおける実タンブル比が目標タンブル比よりも小さい場合または上記判定タイミングにおける実スワール比が目標スワール比よりも小さい場合に点火時期を遅角することにより、目標タンブル比に対する実タンブル比の不足または目標スワール比に対する実スワール比の不足に起因する燃焼悪化を抑制することができる。 According to the second invention, when the actual tumble ratio at the determination timing is smaller than the target tumble ratio or when the actual swirl ratio at the determination timing is smaller than the target swirl ratio, the ignition timing is retarded to achieve the target. It is possible to suppress deterioration of combustion caused by a shortage of the actual tumble ratio with respect to the tumble ratio or a shortage of the actual swirl ratio with respect to the target swirl ratio.

第３の発明によれば、実タンブル比と目標タンブル比との差、または実スワール比と目標スワール比との差が大きいために点火時期の調整だけでは燃焼悪化を抑制することが難しい状況において、燃焼悪化をより確実に抑制できるようになる。 According to the third invention, in a situation where it is difficult to suppress combustion deterioration only by adjusting the ignition timing because the difference between the actual tumble ratio and the target tumble ratio or the difference between the actual swirl ratio and the target swirl ratio is large. , It becomes possible to suppress the deterioration of combustion more reliably.

第４の発明によれば、大きくリーン化された空燃比に制御されているために点火時期の調整だけでは燃焼悪化を抑制することが難しい状況において、燃焼悪化をより確実に抑制できるようになる。 According to the fourth invention, since the air-fuel ratio is controlled to be greatly leaned, it becomes possible to more reliably suppress the combustion deterioration in a situation where it is difficult to suppress the combustion deterioration only by adjusting the ignition timing. ..

第５の発明によれば、実タンブル比と目標タンブル比との差、または実スワール比と目標スワール比との差が大きいために点火時期の調整だけでは燃焼悪化を抑制することが難しい状況において、燃焼悪化をより確実に抑制できるようになる。 According to the fifth invention, in a situation where it is difficult to suppress combustion deterioration only by adjusting the ignition timing because the difference between the actual tumble ratio and the target tumble ratio or the difference between the actual swirl ratio and the target swirl ratio is large. , It becomes possible to suppress the deterioration of combustion more reliably.

第６の発明によれば、大きくリーン化された空燃比に制御されているために点火時期の調整だけでは燃焼悪化を抑制することが難しい状況において、燃焼悪化をより確実に抑制できるようになる。 According to the sixth invention, since the air-fuel ratio is controlled to be greatly leaned, it becomes possible to more reliably suppress the combustion deterioration in a situation where it is difficult to suppress the combustion deterioration only by adjusting the ignition timing. ..

本発明の実施の形態１の内燃機関のシステム構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the system structure of the internal combustion engine of Embodiment 1 of this invention. タンブル比と吸気ポートの流量係数と吸気弁のバルブリフト量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the tumble ratio, the flow coefficient of an intake port, and the valve lift amount of an intake valve. 本発明の実施の形態１において実行される渦流比フィードバック制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the vortex ratio feedback control routine executed in Embodiment 1 of this invention. 本実施形態のシステムにおける計測タンブル履歴を設計タンブル履歴に一致させる渦流比フィードバック制御の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the vortex ratio feedback control which matches the measurement tumble history with the design tumble history in the system of this embodiment. 本発明の実施の形態１における特徴的な点火制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic ignition control in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１において実行される点火制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the ignition control routine executed in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２の内燃機関のシステム構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the system structure of the internal combustion engine of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２において実行される点火制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the ignition control routine executed in Embodiment 2 of this invention.

実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１の内燃機関１０のシステム構成を説明するための模式図である。本実施形態のシステムは、火花点火式の内燃機関（ここでは、一例としてガソリンエンジンであるものとする）１０を備えている。内燃機関１０では、所定の運転領域において、均質リーン燃焼運転が行われる。内燃機関１０の各気筒の燃焼室１２には、吸気通路１４および排気通路１６が連通している。内燃機関１０の各気筒には、筒内に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁１８が設けられている。 Embodiment 1.
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the system configuration of the internal combustion engine 10 according to the first embodiment of the present invention. The system of the present embodiment includes a spark-ignition type internal combustion engine (here, a gasoline engine is assumed as an example) 10. In the internal combustion engine 10, a homogeneous lean combustion operation is performed in a predetermined operation region. An intake passage 14 and an exhaust passage 16 communicate with each other in the combustion chamber 12 of each cylinder of the internal combustion engine 10. Each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with a fuel injection valve 18 for directly injecting fuel into the cylinder.

更に、内燃機関１０の各気筒には、筒内の混合気に点火するための点火プラグ２０ａを含む点火装置（点火プラグ２０ａ以外の構成要素の図示は省略）２０が設けられている。点火装置２０は、通常の点火時に使用する点火エネルギーよりも大きな点火エネルギーを必要に応じて点火プラグ２０ａに供給可能に構成されているものとする。このような構成は、例えば、通常の点火時に使用するメイン点火コイルとは別に追加の点火エネルギー供給のためのサブ点火コイルを備えておき、必要に応じてサブ点火コイルをも利用するようにすることで実現することができる。また、クランク軸（図示省略）の近傍には、エンジン回転数を検出するためのクランク角センサ２２が配置されている。 Further, each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with an ignition device (the components other than the ignition plug 20a are not shown) 20 including an ignition plug 20a for igniting the air-fuel mixture in the cylinder. It is assumed that the ignition device 20 is configured so that ignition energy larger than the ignition energy used at the time of normal ignition can be supplied to the spark plug 20a as needed. In such a configuration, for example, a sub-ignition coil for supplying additional ignition energy is provided in addition to the main ignition coil used for normal ignition, and the sub-ignition coil is also used as needed. It can be realized by. Further, a crank angle sensor 22 for detecting the engine speed is arranged in the vicinity of the crankshaft (not shown).

吸気通路１４の入口近傍には、吸気通路１４に吸入される空気の流量を計測するための第１流量計２４が設けられている。第１流量計２４の下流には、吸気通路１４を流れる空気の流量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ２６が設けられている。吸気通路１４は、スロットルバルブ２６の下流において各気筒に分岐し、各気筒の吸気ポート１４ａを形成している。 A first flow meter 24 for measuring the flow rate of air sucked into the intake passage 14 is provided near the inlet of the intake passage 14. An electronically controlled throttle valve 26 for adjusting the flow rate of air flowing through the intake passage 14 is provided downstream of the first flow meter 24. The intake passage 14 branches into each cylinder downstream of the throttle valve 26, and forms an intake port 14a of each cylinder.

各吸気ポート１４ａには、気流制御弁２８が配置されている。本実施形態の気流制御弁２８は、一例として、筒内のタンブル流（縦渦流）を調整するためのタンブルコントロールバルブとして備えられている。このような気流制御弁２８によれば、バルブを立てることによってバルブ開度を小さくして吸気ポート１４ａの開口面積を小さくすることにより、筒内に生成されるタンブル流を強めることができる。 An airflow control valve 28 is arranged at each intake port 14a. As an example, the airflow control valve 28 of the present embodiment is provided as a tumble control valve for adjusting the tumble flow (vertical vortex flow) in the cylinder. According to such an airflow control valve 28, the tumble flow generated in the cylinder can be strengthened by reducing the valve opening degree and the opening area of the intake port 14a by raising the valve.

気流制御弁２８の下流側の吸気ポート１４ａ（気流制御弁２８によって流路が絞られることによって吸気の流速が高められる部位）には、その位置での吸気の流量を計測するための第２流量計３０が設けられている。第２流量計３０は各気筒の吸気ポート１４ａに配置されているため気筒毎に吸気の流量を計測することができる。また、各吸気ポート１４ａの下流端には、吸気ポート１４ａを開閉するための吸気弁３２が配置されている。吸気弁３２は、当該吸気弁３２のリフト量および作用角を変更可能とする可変動弁機構３４によって開閉駆動される。 A second flow rate for measuring the flow rate of the intake air at that position at the intake port 14a on the downstream side of the air flow control valve 28 (a portion where the flow rate of the intake air is increased by narrowing the flow path by the air flow control valve 28) A total of 30 are provided. Since the second flow meter 30 is arranged at the intake port 14a of each cylinder, the flow rate of intake air can be measured for each cylinder. Further, at the downstream end of each intake port 14a, an intake valve 32 for opening and closing the intake port 14a is arranged. The intake valve 32 is opened and closed by a variable valve mechanism 34 that can change the lift amount and the working angle of the intake valve 32.

更に、排気通路１６には、排気ガスの空燃比を検知するためのＡ／Ｆセンサ３６が取り付けられている。図１に示すシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０を備えている。ＥＣＵ４０の入力部には、上述したクランク角センサ２２、第１流量計２４、第２流量計３０およびＡ／Ｆセンサ３６等の内燃機関１０の運転状態を検知するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ４０の出力部には、上述した燃料噴射弁１８、点火装置２０、スロットルバルブ２６、気流制御弁２８および可変動弁機構３４等の内燃機関１０の運転を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ４０は、上述した各種センサと所定のプログラムとに従って各種アクチュエータを作動させることにより、燃料噴射制御および点火制御などの所定のエンジン制御を行うものである。 Further, an A / F sensor 36 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas is attached to the exhaust passage 16. The system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 40. Various sensors for detecting the operating state of the internal combustion engine 10 such as the crank angle sensor 22, the first flow meter 24, the second flow meter 30, and the A / F sensor 36 described above are connected to the input unit of the ECU 40. There is. Further, various actuators for controlling the operation of the internal combustion engine 10 such as the fuel injection valve 18, the ignition device 20, the throttle valve 26, the airflow control valve 28, and the variable valve mechanism 34 described above are connected to the output unit of the ECU 40. Has been done. The ECU 40 performs predetermined engine control such as fuel injection control and ignition control by operating various actuators according to the various sensors described above and a predetermined program.

［実施の形態１における特徴的制御］
（気流制御弁を用いた渦流比フィードバック制御）
筒内の気流や圧縮上死点近傍のガスの乱れには、サイクル間でばらつきが生じる。そこで、本実施形態のシステムでは、１サイクル内で実タンブル比を運転状態（例えば、エンジン負荷とエンジン回転数とで規定）に応じた目標タンブル比に一致させるべく、計測タンブル比と設計タンブル比との差を気流制御弁２８の制御値にフィードバックする渦流比フィードバック制御を実行する。ここでいう計測タンブル比とは、図２を参照して後述する手法によって算出される値であり、実タンブル比の推定値に相当するものである。また、設計タンブル比とは、運転状態に応じて事前に設定されたタンブル比であり、本実施形態では、これが目標タンブル比として用いられる。 [Characteristic control in Embodiment 1]
(Void ratio feedback control using airflow control valve)
The airflow in the cylinder and the turbulence of the gas near the compression top dead center vary from cycle to cycle. Therefore, in the system of the present embodiment, the measured tumble ratio and the design tumble ratio are adjusted so that the actual tumble ratio matches the target tumble ratio according to the operating state (for example, the engine load and the engine speed) within one cycle. The vortex ratio feedback control that feeds back the difference between the above and the air flow control valve 28 to the control value is executed. The measured tumble ratio referred to here is a value calculated by a method described later with reference to FIG. 2, and corresponds to an estimated value of the actual tumble ratio. Further, the design tumble ratio is a tumble ratio set in advance according to the operating state, and in the present embodiment, this is used as the target tumble ratio.

渦流比フィードバック制御について図２乃至図４を用いて説明する。
図２は、タンブル比と吸気ポート１４ａの流量係数と吸気弁３２のバルブリフト量との関係を示す図である。渦流比（タンブル比）は、ピストンが１往復する間に燃焼室１２内で気流（タンブル流）がどれだけ回転するかを無次元化した値である。 The vortex ratio feedback control will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the tumble ratio, the flow coefficient of the intake port 14a, and the valve lift amount of the intake valve 32. The eddy current ratio (tumble ratio) is a dimensionless value of how much the air flow (tumble flow) rotates in the combustion chamber 12 while the piston makes one reciprocation.

タンブル比と吸気ポート１４ａの流量係数とは強い相関関係があり、瞬時の（あるクランクアングルにおける）タンブル比は、この流量係数とバルブリフト量とから一意に定まる（図２）。これは、タンブル比は吸気ポート１４ａの端部の流線の絞りによって決まるからである。具体的には、流量係数が大きいほど、吸気ポート１４ａの絞りは小さくなる。一方、流量係数が小さいほど、吸気ポート１４ａの絞りは大きくなる。 There is a strong correlation between the tumble ratio and the flow coefficient of the intake port 14a, and the instantaneous tumble ratio (at a certain crank angle) is uniquely determined by this flow coefficient and the valve lift amount (FIG. 2). This is because the tumble ratio is determined by the streamline throttle at the end of the intake port 14a. Specifically, the larger the flow coefficient, the smaller the throttle of the intake port 14a. On the other hand, the smaller the flow coefficient, the larger the throttle of the intake port 14a.

吸気ポート１４ａの流量係数は、例えば、第１流量計２４を用いて計測される空気流量と第２流量計３０を用いて計測される空気流量との比に基づいて算出することができる。そのうえで、本実施形態では、シミュレーションや実験等に基づいて図２に示すようなタンブル比と流量係数とバルブリフト量との関係を定めたマップを用意しておくことで、流量計２４、３０を用いて算出される瞬時の流量係数とバルブリフト量とに対応する瞬時のタンブル比が「計測タンブル比」として算出される。図２の関係（マップ）は、同一バルブリフト量下においては流量係数が小さいほどタンブル比が大きくなり、かつ、バルブリフト量が大きいほど、同一流量係数下におけるタンブル比が大きくなるように設定されている。 The flow coefficient of the intake port 14a can be calculated, for example, based on the ratio of the air flow rate measured using the first flow meter 24 and the air flow rate measured using the second flow meter 30. Then, in the present embodiment, the flow meters 24 and 30 are provided by preparing a map that defines the relationship between the tumble ratio, the flow coefficient, and the valve lift amount as shown in FIG. 2 based on simulations, experiments, and the like. The instantaneous tumble ratio corresponding to the instantaneous flow coefficient calculated using the valve lift amount is calculated as the "measured tumble ratio". The relationship (map) in FIG. 2 is set so that the smaller the flow coefficient is, the larger the tumble ratio is under the same valve lift amount, and the larger the valve lift amount is, the larger the tumble ratio is under the same flow coefficient. ing.

（渦流比フィードバック制御ルーチン）
本実施形態のシステムにおいてＥＵＣ４０が実行する渦流比フィードバック制御ルーチンについて説明する。
図３は、本発明の実施の形態１においてＥＣＵ４０が実行する渦流比フィードバック制御ルーチンのフローチャートである。渦流比フィードバック制御ルーチンは各気筒においてサイクル毎に実行される。ＥＣＵ４０には、図２に示すような流量係数とタンブル比との関係を定めたマップや、運転状態に応じた設計タンブル履歴が記憶されている。具体的には、設計タンブル履歴として、クランクアングル毎の設計タンブル比が記憶されている。 (Vortex ratio feedback control routine)
The vortex ratio feedback control routine executed by the EUC 40 in the system of the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a flowchart of a vortex ratio feedback control routine executed by the ECU 40 in the first embodiment of the present invention. The eddy current ratio feedback control routine is performed cycle by cycle in each cylinder. The ECU 40 stores a map that defines the relationship between the flow coefficient and the tumble ratio as shown in FIG. 2, and a design tumble history according to the operating state. Specifically, the design tumble ratio for each crank angle is stored as the design tumble history.

ＥＣＵ４０は、先ず、流量計２４、３０を用いて吸気ポート１４ａの流量係数を求める（Ｓ１０）。所定クランクアングルは、吸気弁３２が開弁している期間中のクランクアングルである。次いで、ＥＣＵ４０は、図２に示すような傾向を定めたマップを用いて、Ｓ１０で求められた流量係数と現在のバルブリフト量とに対応する瞬時のタンブル比（現サイクルの吸気弁３２の開弁期間中の計測タンブル比）を取得する（Ｓ１１）。 First, the ECU 40 obtains the flow coefficient of the intake port 14a using the flow meters 24 and 30 (S10). The predetermined crank angle is the crank angle during the period when the intake valve 32 is open. Next, the ECU 40 uses a map that defines the tendency as shown in FIG. 2 to obtain an instantaneous tumble ratio (opening of the intake valve 32 in the current cycle) corresponding to the flow coefficient obtained in S10 and the current valve lift amount. The measured tumble ratio during the valve period) is acquired (S11).

次に、ＥＣＵ４０は、運転状態に応じた設計タンブル履歴から上記所定クランクアングルに対応する設計タンブル比を取得し、計測タンブル比と設計タンブル比との差を算出する（Ｓ１２）。次いで、ＥＣＵ４０は、算出した差に応じて気流制御弁２８のフィードバック制御値を決定する（Ｓ１３）。具体的には、現サイクルの吸気弁３２の開弁期間中に取得した計測タンブル比が設計タンブル比よりも小さい場合には、現サイクルの吸気行程中に気流制御弁２８の弁開度を下げる（タンブルコントロールバルブにおいてはバルブを立てる）方向に制御する制御値を決定する。一方、計測タンブル比が設計タンブル比よりも大きい場合には気流制御弁２８の弁開度を上げる方向に制御する制御値を決定する。制御値を決定後、ＥＣＵ４０は、Ｓ１３において設定された制御値に応じた制御信号を現サイクルの吸気行程中に気流制御弁２８に出力する（Ｓ１４）。その後、本ルーチンの処理は終了される。次サイクルにおいて再び本ルーチンは実行される。 Next, the ECU 40 acquires the design tumble ratio corresponding to the predetermined crank angle from the design tumble history according to the operating state, and calculates the difference between the measured tumble ratio and the design tumble ratio (S12). Next, the ECU 40 determines the feedback control value of the airflow control valve 28 according to the calculated difference (S13). Specifically, when the measured tumble ratio acquired during the valve opening period of the intake valve 32 of the current cycle is smaller than the design tumble ratio, the valve opening degree of the airflow control valve 28 is lowered during the intake stroke of the current cycle. Determine the control value to be controlled in the direction (in the case of the tumble control valve, the valve is raised). On the other hand, when the measured tumble ratio is larger than the design tumble ratio, the control value for controlling the airflow control valve 28 in the direction of increasing the valve opening degree is determined. After determining the control value, the ECU 40 outputs a control signal corresponding to the control value set in S13 to the airflow control valve 28 during the intake stroke of the current cycle (S14). After that, the processing of this routine is terminated. This routine is executed again in the next cycle.

上述した制御ルーチンによれば、気筒毎に、各サイクルの吸気弁３２の開弁期間中に計測タンブル比を設計タンブル比に一致させるように気流制御弁２８の開度を制御することができる。図４は、本実施形態のシステムにおける計測タンブル履歴を設計タンブル履歴に一致させる渦流比フィードバック制御の例を示す図である。図４には、運転状態に応じた設計タンブル履歴に比して計測タンブル比が小さい例が示されている。上述の渦流比フィードバック制御ルーチンにより、気流制御弁２８を立ててタンブル比を増大させることで、計測タンブル履歴（破線）を設計タンブル履歴（実線）まで回復させることができる。これにより、各気筒のサイクル間の気流パターン、筒内ガスの乱れの変動を低減することができる。 According to the control routine described above, the opening degree of the airflow control valve 28 can be controlled for each cylinder so that the measured tumble ratio matches the design tumble ratio during the valve opening period of the intake valve 32 in each cycle. FIG. 4 is a diagram showing an example of vortex ratio feedback control for matching the measurement tumble history with the design tumble history in the system of the present embodiment. FIG. 4 shows an example in which the measured tumble ratio is smaller than the design tumble history according to the operating state. By raising the airflow control valve 28 and increasing the tumble ratio by the vortex ratio feedback control routine described above, the measurement tumble history (broken line) can be restored to the design tumble history (solid line). This makes it possible to reduce fluctuations in the airflow pattern between the cycles of each cylinder and the turbulence of the in-cylinder gas.

（実施の形態１における点火制御）
図５は、本発明の実施の形態１における特徴的な点火制御を説明するための図である。尚、計測タンブル比の算出自体は、上述したように吸気弁３２の開弁期間中において行われるものであり、図５において吸気弁３２の開弁期間の経過後の期間中に破線で示す波形は、吸気弁３２の開弁期間の終了時の図５中の計測タンブル比の強さであったタンブル流がその後の圧縮行程において示すタンブル比として想定される値の履歴である。 (Ignition control in the first embodiment)
FIG. 5 is a diagram for explaining the characteristic ignition control according to the first embodiment of the present invention. The calculation of the measured tumble ratio itself is performed during the valve opening period of the intake valve 32 as described above, and the waveform shown by the broken line during the period after the valve opening period of the intake valve 32 has elapsed in FIG. Is a history of values that the tumble flow, which was the strength of the measured tumble ratio in FIG. 5 at the end of the valve opening period of the intake valve 32, is assumed as the tumble ratio shown in the subsequent compression stroke.

気流制御弁２８を用いた上述の渦流比フィードバック制御を行っている場合であっても、図５に示すように、吸気弁３２の開弁期間の後期（特に、吸気弁３２が閉じる直前の終期）において計測タンブル比（実タンブル比）と設計タンブル比（目標タンブル比）との間に乖離（差）が残存することもあり得る。このような場合に、気流制御弁２８の制御を行ったとしても時間的な余裕がないため、計測タンブル比と設計タンブル比との乖離が生じたまま圧縮行程に入ってしまう可能性がある。その結果、計測タンブル比が設計タンブル比と乖離している状態で点火時期を迎える状況が生じ得る。図５に示すように、吸気弁３２の開弁期間の後期において計測タンブル比が設計タンブル比を下回っている場合に、運転状態に応じた通常の点火時期で点火を行うこととすると、点火の実行時に点火プラグ２０ａ周りの筒内ガスの流速を十分に確保できなくなり、燃焼悪化、更には失火が生じてしまうことが懸念される。このような課題は、理論空燃比よりもリーンな空燃比の下で行うリーン運転時において顕著となる。 Even when the above-mentioned vortex ratio feedback control using the airflow control valve 28 is performed, as shown in FIG. 5, the latter stage of the valve opening period of the intake valve 32 (particularly, the final stage immediately before the intake valve 32 closes). ), The deviation (difference) between the measured tumble ratio (actual tumble ratio) and the design tumble ratio (target tumble ratio) may remain. In such a case, even if the airflow control valve 28 is controlled, there is no time margin, so that there is a possibility that the compression stroke is entered with a discrepancy between the measured tumble ratio and the design tumble ratio. As a result, the ignition timing may be reached in a state where the measured tumble ratio deviates from the design tumble ratio. As shown in FIG. 5, when the measured tumble ratio is lower than the design tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32, it is assumed that ignition is performed at the normal ignition timing according to the operating state. At the time of execution, the flow velocity of the in-cylinder gas around the ignition plug 20a cannot be sufficiently secured, and there is a concern that combustion may deteriorate and misfire may occur. Such a problem becomes remarkable at the time of lean operation performed under the air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

そこで、本実施形態では、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比（実タンブル比）と設計タンブル比（目標タンブル比）との差に応じて、点火時期を変更するようにした。より具体的には、吸気弁３２の開弁期間の後期（例えば、吸気弁３２の閉じ時期に対して５°ＣＡだけ早いタイミング）における計測タンブル比が設計タンブル比よりも小さい場合には、運転状態に応じた通常の点火時期（すなわち、計測タンブル比と設計タンブル比との差が実質的に無い時に用いる点火時期）に対して点火時期を遅角するようにした。より具体的には、点火時期の遅角は、当該遅角を行うことによって点火実行時の筒内温度がより高くなる範囲内で実行される。すなわち、この場合には、圧縮上死点よりも進角側のクランク角度に設定される通常時の点火時期に対して、圧縮上死点に近づくように点火時期が遅角される。 Therefore, in the present embodiment, the ignition timing is changed according to the difference between the measured tumble ratio (actual tumble ratio) and the design tumble ratio (target tumble ratio) in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32. More specifically, when the measured tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 (for example, the timing 5 ° CA earlier than the closing timing of the intake valve 32) is smaller than the design tumble ratio, the operation is performed. The ignition timing is delayed with respect to the normal ignition timing according to the state (that is, the ignition timing used when there is substantially no difference between the measured tumble ratio and the design tumble ratio). More specifically, the retardation timing of the ignition timing is executed within a range in which the temperature inside the cylinder at the time of ignition execution becomes higher by performing the retardation. That is, in this case, the ignition timing is retarded so as to approach the compression top dead center with respect to the normal ignition timing set at the crank angle on the advance angle side of the compression top dead center.

更に、本実施形態では、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比と設計タンブル比との差が所定値よりも大きい（つまり、計測タンブル比が設計タンブル比を大きく下回る）場合には、点火プラグ２０ａに対して追加の点火エネルギーを供給するようにした。 Further, in the present embodiment, when the difference between the measured tumble ratio and the design tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 is larger than a predetermined value (that is, the measured tumble ratio is significantly lower than the design tumble ratio). , To supply additional ignition energy to the spark plug 20a.

（点火制御ルーチン）
図６は、本発明の実施の形態１においてＥＣＵ４０が実行する点火制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、上記図３に示す渦流比フィードバック制御ルーチンと並行して実行されるものとする。 (Ignition control routine)
FIG. 6 is a flowchart of an ignition control routine executed by the ECU 40 in the first embodiment of the present invention. This routine shall be executed in parallel with the vortex ratio feedback control routine shown in FIG.

図６に示すルーチンでは、ＥＣＵ４０は、先ず、現時点における計測タンブル比が設計タンブル比を下回るか否かを判定する（Ｓ１５）。その結果、計測タンブル比が設計タンブル比を下回ると判定された場合には、ＥＣＵ４０は、次いで、今回の判定タイミングが吸気弁３２の閉じ時期直前の所定期間（ここでは、５°ＣＡ）内であるか否かを判定する（Ｓ１６）。 In the routine shown in FIG. 6, the ECU 40 first determines whether or not the measured tumble ratio at the present time is lower than the design tumble ratio (S15). As a result, when it is determined that the measured tumble ratio is lower than the design tumble ratio, the ECU 40 then determines that the timing of this determination is within a predetermined period (here, 5 ° CA) immediately before the closing time of the intake valve 32. It is determined whether or not there is (S16).

上記Ｓ１６における判定が不成立となる場合、つまり、気流制御弁２８の制御によって計測タンブル比を設計タンブル比に近づけるための時間的余裕がある状況であると判断できる場合には、本ルーチンに基づく処理は行われず、上記図３に示す渦流比フィードバック制御が実行されることとなる。一方、上記Ｓ１６の判定が成立する場合、つまり、気流制御弁２８の制御によって計測タンブル比を設計タンブル比に近づけるための時間的余裕がない状況であると判断できる場合には、ＥＣＵ４０は、次いで、設計タンブル比と設計タンブル比との差が所定値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ１７）。 If the determination in S16 is unsuccessful, that is, if it can be determined that there is time to bring the measured tumble ratio closer to the design tumble ratio by controlling the airflow control valve 28, the process based on this routine is performed. Is not performed, and the vortex ratio feedback control shown in FIG. 3 is executed. On the other hand, if the determination in S16 is satisfied, that is, if it can be determined that there is not enough time to bring the measured tumble ratio closer to the design tumble ratio by controlling the airflow control valve 28, the ECU 40 then moves the ECU 40. , It is determined whether or not the difference between the design tumble ratio and the design tumble ratio is larger than a predetermined value (S17).

上記Ｓ１７における判定が不成立となる場合には、ＥＣＵ４０は、次いで、今回のサイクルにおいて用いられる点火時期を、より筒内温度が高くなるタイミングで点火が実行されるように、運転状態に応じた通常の点火時期に対して所定値だけ遅角させる処理を実行する（Ｓ１８）。一方、上記Ｓ１８における判定が成立する場合、つまり、計測タンブル比と設計タンブル比との差が大きいために上記の点火時期の遅角だけでは燃焼悪化や失火を抑制することが難しい状況にあると判断できる場合には、ＥＣＵ４０は、今回のサイクルにおける点火の実行時に、点火エネルギーを通常の点火エネルギーよりも増加させるための処理（サブコイルを用いて追加の点火エネルギーを供給する処理）を実行する（Ｓ１９）。 If the determination in S17 is unsuccessful, the ECU 40 then sets the ignition timing used in this cycle to the timing when the in-cylinder temperature becomes higher, so that the ignition is normally executed according to the operating state. A process of retarding the ignition timing by a predetermined value is executed (S18). On the other hand, when the determination in S18 is established, that is, because the difference between the measured tumble ratio and the design tumble ratio is large, it is difficult to suppress combustion deterioration and misfire only by the retardation of the ignition timing. If it can be determined, the ECU 40 executes a process for increasing the ignition energy from the normal ignition energy (a process of supplying additional ignition energy using the subcoil) at the time of executing the ignition in this cycle (the process of supplying additional ignition energy using the subcoil). S19).

以上説明した図６に示す点火制御ルーチンによれば、吸気弁３２の開弁期間の後期（上記判定タイミング）における計測タンブル比が設計タンブル比よりも小さい場合には、同一サイクルの点火時期を遅角することにより、筒内温度がより高くなるタイミングで点火が行われるように点火時期が遅角されるようになる。これにより、設計タンブル比に対する実タンブル比（計測タンブル比）の不足に起因する燃焼悪化や失火を抑制することができる。 According to the ignition control routine shown in FIG. 6 described above, when the measured tumble ratio in the latter half of the valve opening period (the above determination timing) of the intake valve 32 is smaller than the design tumble ratio, the ignition timing of the same cycle is delayed. By making the angle, the ignition timing is delayed so that the ignition is performed at the timing when the temperature inside the cylinder becomes higher. As a result, it is possible to suppress combustion deterioration and misfire caused by a shortage of the actual tumble ratio (measured tumble ratio) with respect to the design tumble ratio.

更に、上記点火制御ルーチンによれば、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比と設計タンブル比との差が所定値よりも大きいために点火時期の遅角だけでは燃焼悪化や失火を抑制することが難しい状況にあると判断できる場合には、点火プラグ２０ａへの点火エネルギーの供給量を増やすことにより、点火時期の遅角を行う場合と比べ、燃焼悪化や失火をより確実に抑制できるようになる。 Further, according to the ignition control routine, since the difference between the measured tumble ratio and the design tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 is larger than a predetermined value, combustion deterioration or misfire may occur only by the retardation timing of the ignition timing. When it can be determined that the situation is difficult to suppress, by increasing the amount of ignition energy supplied to the spark plug 20a, deterioration of combustion and misfire can be suppressed more reliably than when the ignition timing is retarded. become able to.

ところで、上述した実施の形態１においては、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比と設計タンブル比との差が所定値よりも大きい場合に、点火プラグ２０ａに対して追加の点火エネルギーを供給するようにしている。しかしながら、このような追加の点火エネルギーの供給は、上記の判断結果に基づく場合の実行に代え、或いは当該判断結果に基づく場合の実行とともに、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比が設計タンブル比よりも小さい場合において空燃比が所定値よりもリーンである場合に、実行されるものであってもよい。更に、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比と設計タンブル比との差が所定値よりも大きい場合に、或いは、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比が設計タンブル比よりも小さい場合において空燃比が所定値よりもリーンである場合に、上記の追加の点火エネルギーの供給とともに、上述した点火時期の遅角をも行うようにしてもよい。 By the way, in the above-described first embodiment, when the difference between the measured tumble ratio and the design tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 is larger than a predetermined value, additional ignition energy is added to the spark plug 20a. I am trying to supply. However, the supply of such additional ignition energy is performed in place of the execution based on the above judgment result, or with the execution based on the judgment result, the measured tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 is increased. It may be executed when the air-fuel ratio is leaner than a predetermined value when it is smaller than the design tumble ratio. Further, when the difference between the measured tumble ratio and the design tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 is larger than a predetermined value, or when the measured tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 is the design tumble ratio. If the air-fuel ratio is less than the predetermined value and the air-fuel ratio is leaner than the predetermined value, the above-mentioned retardation of the ignition timing may be performed in addition to the supply of the above-mentioned additional ignition energy.

尚、上述した実施の形態１においては、気流制御弁２８が前記第１の発明における「調整手段」に相当している。また、ＥＣＵ４０が上記Ｓ１０およびＳ１１の処理を実行することにより前記第１の発明における「推定手段」が実現されており、ＥＣＵ４０が上記図３に示すルーチンの一連の処理を実行することにより前記第１の発明における「制御手段」が実現されており、ＥＣＵ４０が上記Ｓ１５およびＳ１６の判定がともに成立し、かつ上記Ｓ１７の判定が不成立となる場合に上記Ｓ１８の処理を実行することにより前記第１の発明における「点火時期調整手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が上記Ｓ１５〜Ｓ１７の判定がすべて成立する場合に上記Ｓ１９の処理を実行することにより前記第３の発明における「追加点火エネルギー供給手段」が実現されている。また、前記第４の発明における「追加点火エネルギー供給手段」は、ＥＣＵ４０が、上記Ｓ１７の判定に代え、空燃比が所定値よりもリーンであると判定された場合に上記Ｓ１９の処理を実行することにより実現することができる。 In the first embodiment described above, the airflow control valve 28 corresponds to the "adjustment means" of the invention. Further, ECU 40 is "estimated means" is implemented in the first embodiment is realized by executing the processing in S10 and S11, the by ECU 40 executes a series of processing of the routine shown in FIG. 3 a first "control means" are implemented in the invention, the by ECU40 determination of the S15 and S16 are both satisfied, and the determination in S17 is performing the processing of S18 when not satisfied The "ignition timing adjusting means" in the first invention has been realized.
Further, in the first embodiment described above, the "additional ignition energy supply means" in the third invention is realized by executing the process of S19 when the ECU 40 satisfies all the determinations of S15 to S17. ing. Further, the "additional ignition energy supply means" in the fourth invention executes the process of S19 when the ECU 40 determines that the air-fuel ratio is leaner than the predetermined value instead of the determination of S17. It can be realized by this.

実施の形態２．
次に、図７および図８を主に参照して本発明の実施の形態２について説明する。
[実施の形態２のシステム構成]
図７は、本発明の実施の形態２の内燃機関５０のシステム構成を説明するための模式図である。図７において、上記図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図７に示すシステムの構成は、点火装置５２の構成が点火装置２０と異なっている点を除き、上述した実施の形態１のシステムの構成と同様である。すなわち、本実施形態の点火装置５２は、図７に示すように、第１（メイン）の点火プラグ５２ａとともに、第２（サブ）の点火プラグ５２ｂを備えている。第２の点火プラグ５２ｂの配置場所は、ここでは、一例として排気ポート１６ａの近傍としている。点火装置５２は上述したＥＣＵ４０により制御される。 Embodiment 2.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
[System Configuration of Embodiment 2]
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the system configuration of the internal combustion engine 50 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
The configuration of the system shown in FIG. 7 is the same as the configuration of the system of the first embodiment described above, except that the configuration of the ignition device 52 is different from that of the ignition device 20. That is, as shown in FIG. 7, the ignition device 52 of the present embodiment includes a second (sub) spark plug 52b together with a first (main) spark plug 52a. Here, the location of the second spark plug 52b is set to the vicinity of the exhaust port 16a as an example. The ignition device 52 is controlled by the ECU 40 described above.

[実施の形態２における特徴的な制御]
本実施形態においても、上述した渦流比フィードバック制御が行われている点については、実施の形態１と同様である。以下、本実施形態における特徴的な点火制御について説明する。 [Characteristic control in the second embodiment]
Also in this embodiment, the point that the above-mentioned vortex ratio feedback control is performed is the same as that of the first embodiment. Hereinafter, the characteristic ignition control in this embodiment will be described.

（実施の形態２における点火制御）
本実施形態においても、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比（実タンブル比）と設計タンブル比（目標タンブル比）との差に応じて、点火時期の変更を行う点は、実施の形態１と同様である。 (Ignition control in the second embodiment)
Also in this embodiment, the ignition timing is changed according to the difference between the measured tumble ratio (actual tumble ratio) and the design tumble ratio (target tumble ratio) in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32. It is the same as the form 1 of.

そのうえで、本実施形態では、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比と設計タンブル比との差が所定値よりも大きい（計測タンブル比が設計タンブル比を大きく下回る）場合には、第１の点火プラグ５２ａとともに第２の点火プラグ５２ｂをも用いて多点点火を行うことにより、通常の点火エネルギーよりも大きな点火エネルギーの供給を行うようにした。 Then, in the present embodiment, when the difference between the measured tumble ratio and the design tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 is larger than a predetermined value (the measured tumble ratio is significantly lower than the design tumble ratio), the first step is made. By performing multi-point ignition using the second spark plug 52b together with the first spark plug 52a, ignition energy larger than the normal ignition energy is supplied.

（点火制御ルーチン）
図８は、本発明の実施の形態２においてＥＣＵ４０が実行する点火制御ルーチンのフローチャートである。尚、図８において、実施の形態１における図６に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。 (Ignition control routine)
FIG. 8 is a flowchart of an ignition control routine executed by the ECU 40 in the second embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same steps as those shown in FIG. 6 in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.

図８に示すルーチンでは、Ｓ１５〜Ｓ１７の判定がすべて成立する場合、すなわち、計測タンブル比が設計タンブル比を下回ると判定され、当該判定タイミングが吸気弁３２の閉じ時期の直前であり、かつ、計測タンブル比と設計タンブル比との差が所定値よりも大きい場合には、ＥＣＵ４０は、今回のサイクルにおける点火の実行時に、複数の点火プラグ（本実施形態では、第１の点火プラグ５２ａと第２の点火プラグ５２ｂ）を用いた点火を行う処理を実行する（Ｓ２０）。 In the routine shown in FIG. 8, when all the determinations of S15 to S17 are satisfied, that is, it is determined that the measured tumble ratio is lower than the design tumble ratio, the determination timing is immediately before the closing time of the intake valve 32, and When the difference between the measured tumble ratio and the design tumble ratio is larger than a predetermined value, the ECU 40 performs a plurality of spark plugs (in the present embodiment, the first spark plug 52a and the first spark plug 52a) at the time of executing ignition in this cycle. The process of igniting using the spark plug 52b) of No. 2 is executed (S20).

以上説明した図８に示すルーチンによれば、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比と設計タンブル比との差が所定値よりも大きいために点火時期の遅角だけでは燃焼悪化や失火を抑制することが難しい状況にあると判断できる場合には、同一気筒内に備えられている複数の点火プラグ５２ａ、５２ｂを用いた点火を行うことによって点火エネルギーの供給を増やすという手法により、燃焼悪化や失火を抑制できるようになる。 According to the routine shown in FIG. 8 described above, since the difference between the measured tumble ratio and the design tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 is larger than the predetermined value, combustion deterioration may occur only by the retardation of the ignition timing. When it can be determined that it is difficult to suppress misfire, the ignition energy supply is increased by igniting using a plurality of spark plugs 52a and 52b provided in the same cylinder. It becomes possible to suppress deterioration of combustion and misfire.

ところで、上述した実施の形態２においては、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比と設計タンブル比との差が所定値よりも大きい場合に、複数の点火プラグ５２ａ、５２ｂを用いた点火を行うことによって点火エネルギーを増大させている。しかしながら、このような点火エネルギーの増大は、上記の判断結果に基づく場合の実行に代え、或いは当該判断結果に基づく場合の実行とともに、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比が設計タンブル比よりも小さい場合において空燃比が所定値よりもリーンである場合に、実行されるものであってもよい。更に、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比と設計タンブル比との差が所定値よりも大きい場合に、或いは、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比が設計タンブル比よりも小さい場合において空燃比が所定値よりもリーンである場合に、上記の点火エネルギーの増大とともに、上述した点火時期の遅角をも行うようにしてもよい。 By the way, in the above-described second embodiment, when the difference between the measured tumble ratio and the design tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 is larger than a predetermined value, a plurality of spark plugs 52a and 52b are used. The ignition energy is increased by igniting. However, such an increase in ignition energy is performed in place of the execution based on the above judgment result, or together with the execution based on the judgment result, the measured tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 is the design tumble. It may be executed when the air-fuel ratio is leaner than a predetermined value when it is smaller than the ratio. Further, when the difference between the measured tumble ratio and the design tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 is larger than a predetermined value, or when the measured tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 is the design tumble ratio. When the air-fuel ratio is leaner than the predetermined value in the case where it is smaller than the predetermined value, the retard angle of the ignition timing described above may be performed in addition to the increase in the ignition energy described above.

また、上述した実施の形態２においては、第１の点火プラグ５２ａとともに、第２の点火プラグとして１つの点火プラグ５２ｂを備える点火装置５２を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明における「第２の点火プラグ」は、１つに限らず、２つ以上であってもよい。そして、本発明における「点火エネルギー増大手段」は、２つ以上備えられる第２の点火プラグのうちの少なくとも１つ以上の点火プラグを点火エネルギーの増大のために追加的に使用するものであってもよい。 Further, in the second embodiment described above, the ignition device 52 including the first spark plug 52a and one spark plug 52b as the second spark plug has been described as an example. However, the "second spark plug" in the present invention is not limited to one, and may be two or more. Then, the "ignition energy increasing means" in the present invention additionally uses at least one or more spark plugs of the two or more provided second spark plugs for increasing the ignition energy. May be good.

尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が上記Ｓ１５〜Ｓ１７の判定がすべて成立する場合に上記Ｓ２０の処理を実行することにより前記第５の発明における「点火エネルギー増大手段」が実現されている。また、前記第６の発明における「点火エネルギー増大手段」は、ＥＣＵ４０が、上記Ｓ１７の判定に代え、空燃比が所定値よりもリーンであると判定された場合に上記Ｓ２０の処理を実行することにより実現することができる。 In the second embodiment described above, the "ignition energy increasing means" in the fifth invention is realized by executing the process of S20 when the ECU 40 satisfies all the determinations of S15 to S17. There is. Further, the "ignition energy increasing means" in the sixth invention executes the process of S20 when the ECU 40 determines that the air-fuel ratio is leaner than the predetermined value instead of the determination of S17. Can be realized by.

ところで、上述した実施の形態１および２においては、渦流比としてタンブル比を用いることとしているが、スワール比を用いることとしてもよい。スワール比を用いる場合には、上記気流制御弁２８に代えて、バルブ開度を絞ることによりスワール流を強めることのできるスワールコントロールバルブとして機能する気流制御弁を備えることにより、上述した渦流比フィードバック制御と同様の制御を行うことができる。また、渦流比を制御するために用いるアクチュエータ（調整手段）は、タンブルコントロールバルブもしくはスワールコントロールバルブとして機能する気流制御弁を用いたものに限らず、例えば、上記可変動弁機構３４を用いた吸気弁３２のバルブリフト量の調整によるもの、更には、例えば、同一気筒内の複数の吸気弁の開き時期に位相差を設けることが可能な可変動弁機構（図示省略）を用いたものであってもよい。
By the way, in the above-described first and second embodiments, the tumble ratio is used as the eddy current ratio, but the swirl ratio may be used. When the swirl ratio is used, the above-mentioned vortex ratio feedback is provided by providing an airflow control valve that functions as a swirl control valve capable of strengthening the swirl flow by narrowing the valve opening instead of the above-mentioned airflow control valve 28. Control similar to control can be performed. The actuator (adjustment means) to be used to control the swirl ratio is not limited to using an airflow control valve that functions as a tumble control valve or a swirl control valve, for example, using the above variable valve mechanism 34 By adjusting the valve lift amount of the intake valve 32, for example, a variable valve mechanism (not shown) capable of providing a phase difference at the opening timing of a plurality of intake valves in the same cylinder is used. There may be.

また、上述した実施の形態１および２においては、図２のマップに示す流量係数とバルブリフト量とタンブル比（渦流比）との関係を用いて制御を実行しているが、これに限定されるものではない。例えば、流量係数に代えて第２流量計３０の出力値から算出される流量を直接的に用いてもよい。 Further, in the above-described first and second embodiments, the control is executed using the relationship between the flow coefficient, the valve lift amount, and the tumble ratio (vortex ratio) shown in the map of FIG. 2, but the control is limited to this. It's not something. For example, the flow rate calculated from the output value of the second flow meter 30 may be directly used instead of the flow coefficient.

また、上述した実施の形態１および２においては、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比が設計タンブル比よりも小さい場合に、運転状態に応じた通常の点火時期に対して点火時期を遅角するようにしている。このような点火遅角制御に代え、或いはこれとともに、吸気弁３２の開弁期間の後期における計測タンブル比が設計タンブル比以上となる場合に、運転状態に応じた通常の点火時期に対して点火時期を進角するようにしてもよい。 Further, in the above-described first and second embodiments, when the measured tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 is smaller than the design tumble ratio, the ignition timing is set with respect to the normal ignition timing according to the operating state. I try to retard the angle. Instead of such ignition retard control, or in addition to this, when the measured tumble ratio in the latter half of the valve opening period of the intake valve 32 becomes equal to or higher than the design tumble ratio, ignition is performed with respect to the normal ignition timing according to the operating state. The timing may be advanced.

１０、５０ 内燃機関
１２ 燃焼室
１４ 吸気通路
１４ａ 吸気ポート
１６ 排気通路
１６ａ 排気ポート
１８ 燃料噴射弁
２０、５２ 点火装置
２０ａ、５２ａ 点火プラグ
２２ クランク角センサ
２４ 第１流量計
２６ スロットルバルブ
２８ 気流制御弁
３０ 第２流量計
３２ 吸気弁
３４ 可変動弁機構
３６ Ａ／Ｆセンサ
４０ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５２ｂ 第２点火プラグ 10, 50 Internal combustion engine 12 Combustion chamber 14 Intake passage 14a Intake port 16 Exhaust passage 16a Exhaust port 18 Fuel injection valve 20, 52 Ignition device 20a, 52a Spark plug 22 Crank angle sensor 24 First flow meter 26 Throttle valve 28 Airflow control valve 30 Second flow meter 32 Intake valve 34 Variable valve mechanism 36 A / F sensor 40 ECU (Electronic Control Unit)
52b 2nd spark plug

Claims (6)

筒内の混合気に点火するための点火プラグと、
筒内に生成されるタンブル流またはスワール流を調整する調整手段と、
筒内の実タンブル比または実スワール比を推定する推定手段と、
目標タンブル比または目標スワール比を設定する設定手段と、
前記実タンブル比が前記目標タンブル比になるように、または前記実スワール比が前記目標スワール比になるように前記調整手段を制御する制御手段と、
吸気弁の閉じ時期直前の所定期間内の判定タイミングにおける前記実タンブル比と前記目標タンブル比との差に応じて、または前記判定タイミングにおける前記実スワール比と前記目標スワール比との差に応じて、当該差を検出したサイクルと同じサイクルの点火時期を変更する点火時期調整手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 A spark plug for igniting the air-fuel mixture in the cylinder,
And that adjustment means to adjust the tumble flow or swirl flow is generated in the cylinder,
And estimated means you estimating real tumble ratio or actual swirl ratio in the cylinder,
Setting means for setting the target tumble ratio or target swirl ratio,
Wherein the actual tumble ratio the target so that the tumble ratio or the actual swirl ratio is the target swirl system that controls the front Sulfur butterfly integer unit to be ratio control means,
According to the difference between the actual tumble ratio and the target tumble ratio at the determination timing within a predetermined period immediately before the closing timing of the intake valve , or according to the difference between the actual swirl ratio and the target swirl ratio at the determination timing. , An ignition timing adjusting means for changing the ignition timing of the same cycle as the cycle in which the difference was detected,
An ignition control device for an internal combustion engine. 前記点火時期調整手段は、前記判定タイミングにおける前記実タンブル比が前記目標タンブル比よりも小さい場合に、または前記判定タイミングにおける前記実スワール比が前記目標スワール比よりも小さい場合に、点火時期を遅角することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の点火制御装置。 The ignition timing adjusting means delays the ignition timing when the actual tumble ratio at the determination timing is smaller than the target tumble ratio , or when the actual swirl ratio at the determination timing is smaller than the target swirl ratio. The ignition control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the ignition control device is angled. 前記判定タイミングにおける前記実タンブル比と前記目標タンブル比との差が所定値よりも大きい場合に、または前記判定タイミングにおける前記実スワール比と前記目標スワール比との差が所定値よりも大きい場合に、前記点火プラグに追加の点火エネルギーを供給する追加点火エネルギー供給手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の点火制御装置。 If the difference between the actual tumble ratio and the target tumble ratio in the judgment timing is greater than a predetermined value, or when the difference between the actual swirl ratio and the target swirl ratio in said determination timing is greater than a predetermined value , ignition control system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, further comprising additional ignition energy supply means for supplying additional ignition energy to the spark plug. 前記判定タイミングにおける前記実タンブル比が前記目標タンブル比よりも小さい場合において空燃比が所定値よりもリーンである場合に、または前記判定タイミングにおける前記実スワール比が前記目標スワール比よりも小さい場合において空燃比が所定値よりもリーンである場合に、前記点火プラグに追加の点火エネルギーを供給する追加点火エネルギー供給手段を更に備えることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の点火制御装置。 When the actual tumble ratio at the determination timing is smaller than the target tumble ratio and the air-fuel ratio is leaner than a predetermined value, or when the actual swirl ratio at the determination timing is smaller than the target swirl ratio. The ignition control of an internal combustion engine according to claim 2 or 3, further comprising an additional ignition energy supply means for supplying additional ignition energy to the spark plug when the air-fuel ratio is leaner than a predetermined value. apparatus. 筒内の混合気に点火するための第２の点火プラグと、
前記判定タイミングにおける前記実タンブル比と前記目標タンブル比との差が所定値よりも大きい場合に、または前記判定タイミングにおける前記実スワール比と前記目標スワール比との差が所定値よりも大きい場合に、前記点火プラグによる点火に加えて前記第２の点火プラグによる点火を実行する点火エネルギー増大手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の点火制御装置。 A second spark plug for igniting the air-fuel mixture in the cylinder,
If the difference between the actual tumble ratio and the target tumble ratio in the judgment timing is greater than a predetermined value, or when the difference between the actual swirl ratio and the target swirl ratio in said determination timing is greater than a predetermined value the ignition energy increasing means for executing ignition by the second ignition plug in addition to the ignition by the spark plug,
The ignition control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, further comprising. 筒内の混合気に点火するための第２の点火プラグと、
前記判定タイミングにおける前記実タンブル比が前記目標タンブル比よりも小さい場合において空燃比が所定値よりもリーンである場合に、または前記判定タイミングにおける前記実スワール比が前記目標スワール比よりも小さい場合において空燃比が所定値よりもリーンである場合に、前記点火プラグによる点火に加えて前記第２の点火プラグによる点火を実行する点火エネルギー増大手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の点火制御装置。 A second spark plug for igniting the air-fuel mixture in the cylinder,
When the actual tumble ratio at the determination timing is smaller than the target tumble ratio and the air-fuel ratio is leaner than a predetermined value, or when the actual swirl ratio at the determination timing is smaller than the target swirl ratio. When the air-fuel ratio is leaner than a predetermined value, an ignition energy increasing means for executing ignition by the second spark plug in addition to ignition by the spark plug, and an ignition energy increasing means.
The ignition control device for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, further comprising.
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