JP7412595B2 - Valve control device and valve control method - Google Patents
Valve control device and valve control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7412595B2 JP7412595B2 JP2022565091A JP2022565091A JP7412595B2 JP 7412595 B2 JP7412595 B2 JP 7412595B2 JP 2022565091 A JP2022565091 A JP 2022565091A JP 2022565091 A JP2022565091 A JP 2022565091A JP 7412595 B2 JP7412595 B2 JP 7412595B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- intake valve
- lift amount
- intake
- timing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 41
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 30
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 19
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 11
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 238000010206 sensitivity analysis Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
- F02B31/04—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder by means within the induction channel, e.g. deflectors
- F02B31/06—Movable means, e.g. butterfly valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
本発明は、エンジンの吸気バルブを制御するバルブ制御装置及びバルブ制御方法に関する。 The present invention relates to a valve control device and a valve control method for controlling intake valves of an engine.
近年の自動車への燃費向上及び排気低減といったエンジン性能向上の要求に対して、様々な取り組みが行われており、その対策の一つとしてエンジンのシリンダ内に吸入した空気の流動(以下「筒内流動」と略記する。)の強化が挙げられる。特にDI(Direct Injection)と呼ばれるシリンダ内に直接、燃料を噴射する方式では、極めて短時間に噴射した燃料と吸入した空気とを混合させる必要があるため、筒内流動の強さが混合気の形成とその後の燃焼性能に与える影響が大きい。 In recent years, various efforts have been made to meet the demands for improving engine performance in automobiles, such as improving fuel efficiency and reducing exhaust emissions. (abbreviated as “flow”)). In particular, in a method called DI (Direct Injection) in which fuel is injected directly into the cylinder, it is necessary to mix the injected fuel with the intake air in an extremely short period of time, so the strength of the in-cylinder flow increases the It has a large influence on the formation and subsequent combustion performance.
筒内流動を強化する方法として、吸気ポート形状及びピストン冠面形状を工夫する方法や、吸気ポート内部を上下に仕切り、タンブルコントロールバルブを用いて、上下一方への流れを制止することによって流速を上げて筒内に縦渦であるタンブルを強化する方法がある。また、左右の吸気ポートの片方への流れをスワールコントロールバルブによって塞ぐことで、シリンダ内に横渦であるスワール(旋回流)を発生させる方法などがある。 Methods to strengthen the flow in the cylinder include improving the shape of the intake port and piston crown, or dividing the inside of the intake port into upper and lower parts and using a tumble control valve to restrict the flow to one side. There is a method to strengthen the tumble, which is a vertical vortex, in the cylinder by raising the cylinder. There is also a method of generating a horizontal swirl (swirling flow) within the cylinder by blocking the flow to one of the left and right intake ports with a swirl control valve.
また、その他の手段として吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングの制御等によっても筒内流動が変化する。これに関連して、特許文献1には、2つの吸気バルブのバルブプロファイルの違いによって、筒内にスワールを発生させる方法が示されている。
In addition, the in-cylinder flow is also changed by controlling the valve timing of the intake valve and exhaust valve as other means. In connection with this,
特許文献1に記載の技術は、2つの吸気バルブのバルブリフトカーブを異ならせ、それぞれの吸気バルブからシリンダ内に吸入した空気量の違いによって筒内にスワールを発生させるが、必ずしも十分なスワール強度が得られるものではなかった。
The technology described in
上記の状況から、2つの吸気バルブの開度差によって筒内にスワールを発生させる場合に、筒内流動をより強化することを可能にする手法が望まれていた。 Under the above circumstances, there has been a demand for a method that can further strengthen the in-cylinder flow when generating swirl in the cylinder due to the difference in opening between the two intake valves.
上記課題を解決するために、本発明の一態様のバルブ制御装置は、内燃機関の筒内と連通する吸気ポートに設けられた、第1の吸気バルブ及び第2の吸気バルブの開閉駆動を制御するバルブ制御装置であって、内燃機関の1サイクル中に、第1の吸気バルブのリフト量と第2の吸気バルブのリフト量の大小関係が少なくとも1回逆転するように、第1の吸気バルブのリフト量及び第2の吸気バルブのリフト量を制御する制御装置を備える。 In order to solve the above problems, a valve control device according to one aspect of the present invention controls the opening/closing drive of a first intake valve and a second intake valve provided in an intake port communicating with the inside of a cylinder of an internal combustion engine. The first intake valve is controlled so that the magnitude relationship between the lift amount of the first intake valve and the lift amount of the second intake valve is reversed at least once during one cycle of the internal combustion engine. and a control device for controlling the lift amount of the second intake valve and the lift amount of the second intake valve.
本発明の少なくとも一態様によれば、2つの吸気バルブの開度差によって筒内にスワールを発生させ、かつ、スワールの回転方向を途中で逆転させることができる。それにより、筒内流動をより強化することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。According to at least one aspect of the present invention, it is possible to generate a swirl in the cylinder due to the difference in opening between two intake valves, and to reverse the rotational direction of the swirl midway. This makes it possible to further strengthen the in-cylinder flow.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear by the following description of the embodiments.
以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照して説明する。説明は下記の順序で行う。本明細書及び添付図面において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
1.第1の実施形態(2つの吸気バルブのピークタイミングに位相差がある例)
2.第2の実施形態(バルブリフトカーブの開弁側又は閉弁側に平坦な部分がある例)
3.第3の実施形態(2つの吸気バルブのピークタイミングとピーク値が異なる例)
4.第4の実施形態(2つの吸気バルブのピークタイミングがともに進角している例)
5.第5の実施形態(2つの吸気バルブの一方がピーク1個、他方がピーク2個の例)
6.第6の実施形態(2つの吸気バルブの一方のバルブリフトカーブに平坦部がある例)
7.第7の実施形態(2つの吸気バルブのバルブリフトカーブに複数のピークがある例)
8.第8の実施形態(2つの吸気バルブのピークタイミングが同じでピーク値が異なる、かつ閉弁タイミングが異なる例)
9.第9の実施形態(2つの吸気バルブのピークタイミングが同じでピーク値が異なる、かつ開閉弁タイミングが異なる例)Hereinafter, examples of modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The explanation will be given in the following order. In this specification and the accompanying drawings, components having substantially the same functions or configurations are given the same reference numerals and redundant explanations are omitted.
1. First embodiment (example where there is a phase difference between the peak timings of two intake valves)
2. Second embodiment (example where the valve lift curve has a flat portion on the valve opening side or valve closing side)
3. Third embodiment (example where two intake valves have different peak timings and peak values)
4. Fourth embodiment (example where the peak timings of two intake valves are both advanced)
5. Fifth embodiment (example where one of the two intake valves has one peak and the other has two peaks)
6. Sixth embodiment (example where one valve lift curve of two intake valves has a flat part)
7. Seventh embodiment (example where the valve lift curves of two intake valves have multiple peaks)
8. Eighth embodiment (example where two intake valves have the same peak timing but different peak values and different valve closing timings)
9. Ninth embodiment (example where two intake valves have the same peak timing but different peak values and different opening/closing valve timings)
まず、本発明が適用されるエンジンの概略構成について図1及び図2を参照して説明する。
図1は、エンジンの概略構成図である。
図2は、吸気バルブ及び排気バルブを示す概略図である。First, a schematic configuration of an engine to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an intake valve and an exhaust valve.
図1において、エンジン100は、シリンダ1、シリンダヘッド2、及びピストン3から構成される燃焼室12に、吸気ポート4、及び排気ポート5が接続されている。吸気ポート4のシリンダヘッド2との接続部分は、第1の吸気ポートと第2の吸気ポートに分岐している。第1の吸気ポートには吸気バルブ6aが設けられ、第2の吸気ポートには吸気バルブ6bが設けられている。また、排気ポート5のシリンダヘッド2との接続部分は、第1の排気ポートと第2の排気ポートに分岐している。第1の排気ポートには排気バルブ7aが設けられ、第2の排気ポートには排気バルブ7bが設けられている。一対の吸気バルブ6a及び6bにより、燃焼室12と吸気ポート4との間が仕切られるように構成されている。また、一対の排気バルブ7a及び7bにより、燃焼室12と排気ポート5との間が仕切られるように構成されている。
In FIG. 1, an
エンジン100は、ピストン3の上下運動と、吸気バルブ6a及び6b、排気バルブ7a及び7bの開閉によって、吸気ポート4と燃焼室12との間、並びに排気ポート5と燃焼室12との間で混合気を出し入れする仕組みになっている。つまり、通常の運転状態において、排気行程では吸気バルブ6a及び6bは閉まった状態になっていて、ピストン3が上昇するとともに、排気バルブ7a及び7bが開くことで、燃焼室12から排気ポート5へ排気が行われる。続く吸気行程では排気バルブ7a及び7bは閉まった状態になっていて、ピストン3が下降するとともに、吸気バルブ6a及び6bが開くことで、吸気ポート4から燃焼室12内へ吸気が行われる。
The
吸気バルブ6a及び6bは、吸気バルブ駆動装置8a及び8bによって開閉が行われる。ここで吸気バルブ駆動装置8a及び8bは、バルブリフトカーブが互いに異なるようなカム形状を有していてもよい。また、吸気バルブ6a及び6bは、バルブリフトカーブをそれぞれ独立して変更することが可能な電磁式装置あるいは機械式装置であってもよい。バルブリフトカーブをそれぞれ独立して変更できる構成の場合には、運転領域によってバルブリフトカーブを切り替えることも可能である。例えば、高負荷運転領域では、低負荷運転領域に比べてバルブリフト量が大きい値に設定されたバルブリフトカーブを用いるようにしてもよい。また、排気バルブ7a及び7bは排気バルブ駆動装置9a及び9bによって開閉が行われる。
The
また、燃焼室12には燃料を噴射する燃料噴射弁10と、混合気に点火する点火プラグ11が設置されている。クランク角センサ14は、ピストン3による往復運動を回転運動へと変換するためのシャフト(軸)であるクランク13の回転角位置を検出して出力信号を、エンジンコントロールユニット(Engine Control Unit :ECU)20へ送る装置である。
Furthermore, a
以上のような部品からエンジン100が構成される。吸気バルブ駆動装置8a及び8b、排気バルブ駆動装置9a及び9b、燃料噴射弁10、及び点火プラグ11は、ECU20により制御される。ECU20は、バルブ制御装置の一例である。
The
すなわち、ECU20により、吸気バルブ駆動装置8a及び8bを介して、吸気バルブ6a及び6bの開閉弁に係わるバルブタイミング、バルブリフトカーブ等が制御される。また、ECU20により、排気バルブ駆動装置9a及び9bを介して、排気バルブ7a及び7bの開閉弁に係わるバルブタイミング、バルブリフトカーブ等が制御される。さらに、ECU20により、燃料噴射弁10における燃料の噴射タイミング、噴射パルス幅等が制御され、点火プラグ11における点火タイミング等が制御される。
That is, the
[ECUのハードウェア構成]
図3は、ECU20のハードウェア構成例を示すブロック図である。
ECU20は、入力回路191、A/D変換部192、中央演算装置であるCPU(Central Processing Unit)193、ROM(Read Only Memory)194、RAM(Random Access Memory)195、及び出力回路196を備えている。また、ECU20は、通信回路199を備える。ECU20は、例えばマイクロコンピュータにより構成される。[ECU hardware configuration]
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the
The
CPU193が、ROM194(記憶部の一例)に格納されたプログラムをRAM195に展開して実行することで、本実施形態の後述する複数の機能を実現する。CPU193は、制御装置の一例である。例えば、CPU193は、吸気バルブ6a及び6bの開閉駆動を制御する制御信号を生成して、吸気バルブ駆動装置8a及び8b、並びに排気バルブ駆動装置9a及び9bへ出力する制御を行う。
The
入力回路191は、センサ類200から出力された信号を入力信号190として取り込む。センサ類200は、例えば、スロットルセンサ、水温センサ、クランク角センサ14、吸気カム角センサ、排気カム角センサ等である。入力回路191は、入力信号190がアナログ信号(例えば、水温センサ、スロットルセンサ等からの信号)の場合に、入力信号190からノイズ成分の除去等を行い、ノイズ除去後の信号をA/D変換部192に出力する。
The
A/D変換部192は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、CPU193に出力する。CPU193は、A/D変換部192から出力されたデジタル信号を取り込み、ROM194等の記憶媒体に記憶された制御ロジック(プログラム)を実行することによって、多種多様な演算、診断及び制御等を実行する。なお、CPU193の演算結果、及びA/D変換部192の変換結果は、RAM195に一時的に記憶される。また、本実施形態では、ROM194として、内容の書き換えが可能なEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)等の不揮発メモリを用いている。例えば、ROM194又は不図示の補助記憶装置に、本発明のバルブ制御方法を実現するためのアルゴリズムが記述されたプログラムが記憶される。
The A/
CPU193の演算結果は、出力回路196から制御信号197として出力され、エンジン100を駆動するためのアクチュエータ等の制御対象210の制御に用いられる。制御対象は、例えば、吸気バルブ駆動装置8a、8b、排気バルブ駆動装置9a,9b、燃料噴射弁10、点火プラグ11等である。
The calculation result of the
入力信号190がデジタル信号の場合は、入力信号190が入力回路191から信号線198を介して直接CPU193に送られ、CPU193が必要な演算及び制御等を実行する。
When the
通信回路199は、図示しない通信装置や他のECUとデータの送受信が可能に接続された通信インターフェースである。 The communication circuit 199 is a communication interface that is connected to a communication device (not shown) and other ECUs so as to be able to transmit and receive data.
<1.第1の実施形態>
次に、本発明の第1の実施形態について図4~図13を参照して説明する。まず、2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフトカーブについて図4を参照して説明する。<1. First embodiment>
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 13. First, the valve lift curves of the two
[バルブリフトカーブ]
図4は、第1の実施形態に係る2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量とクランク角との関係を表した動作特性曲線図(バルブリフトカーブ)である。図4の横軸はクランク角、縦軸はバルブリフト量を表す。[Valve lift curve]
FIG. 4 is an operating characteristic curve diagram (valve lift curve) showing the relationship between the valve lift amount and crank angle of the two
従来、吸気バルブのバルブリフトカーブCnは破線で示すように、シリンダ1内への吸気に適した開弁開始時期と閉弁終了時期との略中央で最大値を迎えるようになっており、概ね左右対称な形状である。そして、2つの吸気バルブが設けられた場合、2つの吸気バルブは同じバルブリフトカーブCnで動作するようになっている。開弁開始から閉弁終了までの吸気期間に、吸気バルブ6a及び6bが開いてシリンダ1内に空気が吸入される。
Conventionally, the valve lift curve Cn of the intake valve reaches its maximum value approximately in the middle between the valve opening start time and the valve closing end time, which are suitable for intake into the
本実施形態では、吸気バルブ駆動装置8aによって、吸気バルブ6aの開弁開始タイミング及び閉弁終了タイミングを、吸気バルブ6bの開弁開始タイミング及び閉弁終了タイミングと合わせるともに、吸気バルブ6aのバルブリフト量が最大となるバルブタイミング(クランク角Pa)を通常よりも進角させて、左右非対称なバルブリフトカーブC6aとなるようにする。同様に、吸気バルブ駆動装置8bによって、吸気バルブ6bの開弁開始タイミング及び閉弁終了タイミングを、吸気バルブ6aの開弁開始タイミング及び閉弁終了タイミングと合わせるともに、吸気バルブ6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミング(クランク角Pb)を通常よりも遅角させて、左右非対称なバルブリフトカーブC6bになるようにする。すなわち、吸気バルブ6a及び6bの開弁開始タイミングと閉弁終了タイミングとを変更せずに、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミング(クランク角Pa,Pb)に位相差Dpを与えている。
In this embodiment, the intake
吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量の変化率で見ると、吸気バルブ6aについては、バルブリフト量が最大となるまでのバルブリフト量の変化率が大きく、そして、ピーク以降、閉弁するまでのバルブリフト量の変化率が小さい。また、吸気バルブ6bのバルブリフト量の変化率については、バルブリフト量が最大となるまでのバルブリフト量の変化率が吸気バルブ6bの場合よりも小さく、そして、ピーク以降、閉弁するまでのバルブリフト量の変化率が大きい。
Looking at the rate of change in the valve lift amount of the
以上のとおり、本実施形態に係るバルブ制御装置(ECU20)では、制御装置(CPU193)は、第1の吸気バルブ(クランク角Pa)のリフト量がピークに達するまでのリフト量の変化率と、第2の吸気バルブ(クランク角Pb)のリフト量がピークに達するまでのリフト量の変化率をそれぞれ制御するように構成されている。 As described above, in the valve control device (ECU 20) according to the present embodiment, the control device (CPU 193) determines the rate of change in the lift amount until the lift amount of the first intake valve (crank angle Pa) reaches its peak; It is configured to control the rate of change in the lift amount of the second intake valve (crank angle Pb) until the lift amount reaches its peak.
このように構成された本実施形態に係るバルブ制御装置によれば、第1の吸気バルブのリフト量がピークに達するタイミングと、第2の吸気バルブのリフト量がピークに達するタイミングを自在に制御することができる。したがって、本実施形態に係るバルブ制御装置によれば、第1の吸気バルブのリフト量がピークに達するタイミングと、第2の吸気バルブのリフト量がピークに達するタイミングを異ならせる(位相差Dpを設ける)ことができる。そして、1サイクル中(吸気期間)に2つの吸気バルブのリフト量がピークに達するタイミングが異なることで、2つの吸気バルブのリフト量の大小関係が少なくとも1回(図4では1回)逆転し、燃焼室12内のスワールの回転方向を反転させることが可能となる。
According to the valve control device according to the present embodiment configured in this way, the timing at which the lift amount of the first intake valve reaches its peak and the timing at which the lift amount of the second intake valve reaches its peak can be freely controlled. can do. Therefore, according to the valve control device according to the present embodiment, the timing at which the lift amount of the first intake valve reaches its peak is different from the timing at which the lift amount of the second intake valve reaches its peak (the phase difference Dp is ) can be provided. Since the lift amounts of the two intake valves reach their peaks at different times during one cycle (intake period), the magnitude relationship between the lift amounts of the two intake valves is reversed at least once (once in Figure 4). , it becomes possible to reverse the rotational direction of the swirl within the
[スワールの方向の変化]
図5は、図4のバルブリフトカーブに従って吸気バルブ6a及び6bを動作させたときの、燃焼室12内のスワールの方向の変化を表す概略図である。スワ-ルは、ピストンの駆動方向に対して垂直な方向に発生する空気流れの渦(横渦)である。矢印の数は、流量の大きさを表す。[Change in direction of swirl]
FIG. 5 is a schematic diagram showing changes in the direction of swirl within the
上述したようにバルブリフトカーブC6a,C6bを設定することによって、図5上段に示すように、はじめに吸気バルブ6aの方が吸気バルブ6bよりも大きく開いた状態になり、吸気バルブ6a側から流れ込む空気の流量が多くなる。このため、流量差によって燃焼室12内に時計回りのスワールSWaを形成する。
By setting the valve lift curves C6a and C6b as described above, the
その後、図5下段に示すように、反対に吸気バルブ6bの方が吸気バルブ6aよりも大きく開いた状態になり、今度は吸気バルブ6b側から流れ込む空気の流量が多くなる。このため、流量差によって燃焼室12内に反時計回りのスワールSWbを形成するようになる。つまり、燃焼室12内に発生するスワールの回転方向が吸気行程の途中で逆転する。
Thereafter, as shown in the lower part of FIG. 5, on the contrary, the
[シミュレーション結果]
本実施形態についてCFD(Computational Fluid Dynamics)によるシミュレーションを実施した結果を、以下に説明する。[simulation result]
The results of a simulation using CFD (Computational Fluid Dynamics) for this embodiment will be described below.
(スワール比の変化)
図6は、第1の実施形態におけるスワール比の変化を示すシミュレーション結果である。図6の横軸はクランク角[°bTDC]、縦軸はスワール比を表す。スワ-ル比は、スワールの回転速度とエンジンの回転速度の比で表される。(Change in swirl ratio)
FIG. 6 shows simulation results showing changes in swirl ratio in the first embodiment. The horizontal axis in FIG. 6 represents the crank angle [°bTDC], and the vertical axis represents the swirl ratio. The swirl ratio is expressed as the ratio of the rotational speed of the swirl to the rotational speed of the engine.
吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングに位相差がない場合には、左右の吸気バルブ6a及び6bから筒内に同じように空気が流れ込み、偏りがないため破線で示したようにスワールは発生しない。これに対し、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングに位相差がある場合には、実線で示したように、はじめにマイナス(図5に示した時計回り方向)のスワール比になっている。その後、スワール比がプラス(図5に示した反時計回り方向)に変化し、スワールの回転方向が途中で逆転していることが示されている。
If there is no phase difference between the valve timings at which the valve lift amount of the
(タンブル比の変化)
図7は、第1の実施形態におけるタンブル比の変化を示すシミュレーション結果である。図7の横軸はクランク角[°bTDC]、縦軸はタンブル比を表す。タンブルは、燃焼室12内に発生する縦渦である。タンブル比は、タンブルの回転速度とエンジンの回転速度の比で表される。(Change in tumble ratio)
FIG. 7 shows simulation results showing changes in tumble ratio in the first embodiment. The horizontal axis in FIG. 7 represents the crank angle [°bTDC], and the vertical axis represents the tumble ratio. A tumble is a vertical vortex generated within the
吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングに位相差がある場合には、位相差がない場合に比べて、タンブルも強くなっていることが示されている。開弁開始から吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が逆転するバルブタイミング(クランク角Pr)付近までは、吸気バルブ6a及び6bから吸入される互いの吸気が衝突することによって、位相差がない場合のタンブル(破線)の方が、位相差がある場合のタンブル(実線)よりも強い。その後、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が逆転する際に、スワールの回転方向が逆転するとともに流動に乱れが生じる。すなわち、バルブリフト量が逆転した際に、横方向の流動の一部が斜め方向や縦方向に移行する。そのため、バルブリフト量が逆転した頃からピストン3が上死点に近づくにつれて、位相差がない場合のタンブルの強度は減少するが、位相差がある場合のタンブルはより高い強度を維持している。
It is shown that when there is a phase difference between the valve timings at which the valve lift amount of the
(乱流の運動エネルギーの変化)
図8は、第1の実施形態における筒内の乱流の運動エネルギーの変化を示すシミュレーション結果である。図8の横軸はクランク角[°bTDC]、縦軸は乱流運動エネルギー[mJ]を表す。
吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングに位相差がある場合には、位相差がない場合に比べて、図6に示したスワールの回転方向が逆転した際に流動に乱れが生じて、その後の乱流運動エネルギーが増大することが示されている。(Change in kinetic energy of turbulent flow)
FIG. 8 is a simulation result showing changes in the kinetic energy of turbulent flow in the cylinder in the first embodiment. The horizontal axis in FIG. 8 represents the crank angle [°bTDC], and the vertical axis represents the turbulent kinetic energy [mJ].
If there is a phase difference between the valve timings at which the valve lift amount of the
(平均流れの運動エネルギーの変化)
図9は、第1の実施形態における平均流れの運動エネルギーの変化を示すシミュレーション結果である。図9の横軸はクランク角[°bTDC]、縦軸は乱流運動エネルギー[mJ]を表す。
図8に示した乱流運動エネルギーと同様に、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングに位相差がある場合には、位相差がない場合に比べて、図6に示したスワールの回転方向が逆転した後に平均流れの運動エネルギーが大きくなっていることが示されている。(Change in kinetic energy of average flow)
FIG. 9 shows simulation results showing changes in the kinetic energy of the average flow in the first embodiment. The horizontal axis in FIG. 9 represents the crank angle [°bTDC], and the vertical axis represents the turbulent kinetic energy [mJ].
Similar to the turbulent kinetic energy shown in FIG. 8, when there is a phase difference in the valve timing at which the valve lift amount of the
以上のシミュレーション結果から示されるように、2つの吸気バルブ6a及び6bの開弁開始時期と閉弁終了時期とを変更することなく、バルブリフト量が最大となるバルブタイミングを一方の吸気バルブは進角側にもう一方の吸気バルブは遅角側にずらすように、2つの吸気バルブ6a及び6bの動作を制御することが好適である。2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるタイミングに位相差を設けることによって、2つの吸気バルブ6a及び6bからの空気の流量に差が生じてスワールが発生し、かつ、その回転方向が途中で逆転し、その結果、筒内流動が強化される。こうした筒内流動の強化によって、EGR(Exhaust Gas Recirculation)限界やリーン限界が改善し、エンジン100の燃焼性能を向上させることが可能になる。
As shown from the above simulation results, without changing the valve opening start timing and valve closing end timing of the two
[バルブタイミングの位相差と感度]
さらに、2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングの位相差をパラメータとして、感度解析を実施したのでその結果を以下に示す。[Valve timing phase difference and sensitivity]
Furthermore, a sensitivity analysis was performed using the phase difference between the valve timings at which the valve lift amount of the two
(スワール比の感度解析結果)
図10は、第1の実施形態における2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングの位相差に対する、スワール比の感度を解析したシミュレーション結果である。図10の横軸はクランク角[°bTDC]、縦軸はスワール比を表す。ここでは、バルブリフト量が最大となるバルブタイミングの位相差を、クランク角にして40度、60度、80度、100度、120度に設定した際のシリンダ1内のスワール比の変化を比較している。(Swirl ratio sensitivity analysis results)
FIG. 10 is a simulation result of analyzing the sensitivity of the swirl ratio to the phase difference in valve timing at which the valve lift amount of the two
図10において、クランク角がいずれの条件であっても、2つの吸気バルブの開弁を開始してから閉弁を終了するまでにスワール比の値がマイナスからプラスに転じており、スワールの回転方向が途中で逆転することが示されている。スワール比の値がマイナスからプラスに転じた後のスワール比の大きさは、バルブリフト量が最大となるバルブタイミングの位相差に応じて大きくなる。 In Figure 10, no matter what the crank angle is, the value of the swirl ratio turns from negative to positive from the time the two intake valves start opening to the time they end closing. It is shown that the direction reverses halfway. The magnitude of the swirl ratio after the value of the swirl ratio changes from negative to positive increases in accordance with the phase difference in valve timing at which the valve lift amount is maximum.
しかし、開弁開始直後に、はじめに生じるマイナス方向のスワール比の絶対値の大きさについては、位相差が40度から100度までの場合と位相差が100度から120度までの場合とで、スワール比の絶対値の増加幅が異なる。すなわち、位相差が100度以上である場合に弁開始直後のスワール比の感度が高くなり、位相差が80度以下の場合と100度以上の場合とでスワ-ル比のレベルに大きな違いが見られる。図示していないが、位相差が140度の場合、はじめに生じるマイナス方向のスワール比の絶対値の大きさについて40度、60度、80度で見られるような増加幅はなく、120度の場合よりも僅かに大きいだけであった。よって、2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングの差(位相差)は、100度以上であることが望ましいと言える。
However, regarding the magnitude of the absolute value of the swirl ratio in the negative direction that initially occurs immediately after the valve starts opening, there are two cases: when the phase difference is from 40 degrees to 100 degrees and when the phase difference is from 100 degrees to 120 degrees. The increase width of the absolute value of the swirl ratio is different. In other words, when the phase difference is 100 degrees or more, the sensitivity of the swirl ratio immediately after the valve starts increases, and there is a large difference in the level of the swirl ratio when the phase difference is 80 degrees or less and when it is 100 degrees or more. Can be seen. Although not shown, when the phase difference is 140 degrees, there is no increase in the absolute value of the swirl ratio in the negative direction that occurs at the beginning, as seen at 40 degrees, 60 degrees, and 80 degrees, but when the phase difference is 120 degrees, It was only slightly larger. Therefore, it can be said that it is desirable that the difference in valve timing (phase difference) at which the valve lift amount of the two
このように、バルブタイミングの位相差を100度以上とすることによって、バルブタイミングの位相差が100度未満の場合と比べて逆転するスワールの強度の差をより大きくすることができ、筒内流動をさらに強化することができる。 In this way, by setting the phase difference in the valve timing to 100 degrees or more, it is possible to make the difference in the strength of the reversed swirl larger than when the phase difference in the valve timing is less than 100 degrees, and to improve the in-cylinder flow. can be further strengthened.
(タンブル比の感度解析結果)
図11は、第1の実施形態における2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングの位相差に対する、タンブル比の感度を解析したシミュレーション結果である。図11の横軸はクランク角[°bTDC]、縦軸はタンブル比を表す。ここでは、バルブリフト量が最大となるバルブタイミングの位相差を、クランク角にして80度、100度、120度に設定した際のシリンダ1内のタンブル比の変化を比較している。(Tumble ratio sensitivity analysis results)
FIG. 11 is a simulation result of analyzing the sensitivity of the tumble ratio to the phase difference in valve timing at which the valve lift amount of the two
図11において、2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングの位相差が大きいほど、タンブルが全体として強くなる傾向が示されている。なお、図示を省略しているが、バルブタイミングの位相差が40度、60度、140度の場合でも、同様の傾向であった。
In FIG. 11, it is shown that the larger the phase difference between the valve timings at which the valve lift amount of the two
(乱流の運動エネルギーの感度解析結果)
図12は、第1の実施形態における2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングの位相差に対する、シリンダ1内の乱流の運動エネルギーの感度を解析したシミュレーション結果である。図12の横軸はクランク角[°bTDC]、縦軸は乱流運動エネルギー[mJ]を表す。(Results of sensitivity analysis of turbulent kinetic energy)
FIG. 12 is a simulation result of analyzing the sensitivity of the kinetic energy of turbulent flow in the
図12において、図10に示したスワールの回転方向が逆転した後のタイミングから乱流運動エネルギーに差異が見られ、2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングの位相差が大きいほど、乱流運動エネルギーが大きくなることが示されている。なお、図示を省略しているが、バルブタイミングの位相差が40度、60度、140度の場合でも、同様の傾向であった。 In FIG. 12, a difference is seen in the turbulent kinetic energy from the timing after the rotating direction of the swirl shown in FIG. It has been shown that the larger the value, the greater the turbulent kinetic energy. Although not shown, the same tendency was observed even when the phase difference in valve timing was 40 degrees, 60 degrees, and 140 degrees.
(平均流れの運動エネルギーの感度解析結果)
図13は、第1の実施形態における2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングの位相差に対する、平均流れの運動エネルギーの感度を解析したシミュレーション結果である。図13の横軸はクランク角[°bTDC]、縦軸は平均流れの乱流運動エネルギー[mJ]を表す。(Results of sensitivity analysis of average flow kinetic energy)
FIG. 13 is a simulation result of analyzing the sensitivity of the kinetic energy of the average flow to the phase difference in valve timing at which the valve lift amount of the two
図13においても、乱流運動エネルギーの場合と同様に、図10に示したスワールの回転方法が逆転した後のタイミングから平均流れの運動エネルギーに差が生じている。すなわち、図13において、2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングの位相差が大きいほど、平均流れの運動エネルギーが大きくなる傾向が示されている。なお、図示を省略しているが、バルブタイミングの位相差が40度、60度、140度の場合でも、同様の傾向であった。
In FIG. 13, as in the case of turbulent kinetic energy, a difference occurs in the kinetic energy of the average flow from the timing after the swirl rotation method shown in FIG. 10 is reversed. That is, FIG. 13 shows a tendency that the larger the phase difference between the valve timings at which the valve lift amount of the two
以上のとおり、第1の実施形態に係るバルブ制御装置(ECU20)は、内燃機関の筒内(燃焼室12)と連通する吸気ポートに設けられた、第1の吸気バルブ(吸気バルブ6a)及び第2の吸気バルブ(吸気バルブ6b)の開閉駆動を制御するバルブ制御装置であって、内燃機関の1サイクル中に、第1の吸気バルブのリフト量と第2の吸気バルブのリフト量の大小関係が少なくとも1回逆転するように、第1の吸気バルブのリフト量及び第2の吸気バルブのリフト量を制御する制御装置(CPU193)を備える。
As described above, the valve control device (ECU 20) according to the first embodiment includes the first intake valve (
上記のように構成された第1の実施形態に係るバルブ制御装置によれば、第1の吸気バルブのリフト量と第2の吸気バルブのリフト量の大小関係を少なくとも1回逆転させることによって、2つの吸気バルブの開度差によって筒内に発生するスワールの回転方向を吸気動作の途中で逆転させることができる。それにより、筒内流動をより強化することが可能となる。 According to the valve control device according to the first embodiment configured as described above, by reversing the magnitude relationship between the lift amount of the first intake valve and the lift amount of the second intake valve at least once, The rotational direction of the swirl generated in the cylinder can be reversed during the intake operation due to the difference in the opening degrees of the two intake valves. This makes it possible to further strengthen the in-cylinder flow.
また、本実施形態に係るバルブ制御装置(ECU20)では、制御装置(CPU193)は、第1の吸気バルブ(吸気バルブ6a)のリフト量がピークに達するタイミング(クランク角Pa)と、第2の吸気バルブ(吸気バルブ6b)のリフト量がピークに達するタイミング(クランク角Pb)が異なるように制御する。
Furthermore, in the valve control device (ECU 20) according to the present embodiment, the control device (CPU 193) determines the timing (crank angle Pa) when the lift amount of the first intake valve (
このように構成された本実施形態に係るバルブ制御装置によれば、第1の吸気バルブのリフト量と第2の吸気バルブのリフト量の大小関係を少なくとも1回逆転させることができる。 According to the valve control device according to the present embodiment configured in this way, the magnitude relationship between the lift amount of the first intake valve and the lift amount of the second intake valve can be reversed at least once.
また、本実施形態に係るバルブ制御装置(ECU20)では、制御装置(CPU193)は、第1の吸気バルブ(吸気バルブ6a)のリフト量がピークに達するタイミング(クランク角Pa)と、第2の吸気バルブ(吸気バルブ6a)のリフト量がピークに達するタイミング(クランク角Pb)との差が、クランク角にして100度以上となるように制御する。
Furthermore, in the valve control device (ECU 20) according to the present embodiment, the control device (CPU 193) determines the timing (crank angle Pa) when the lift amount of the first intake valve (
このように構成された本実施形態に係るバルブ制御装置によれば、2つの吸気バルブのリフト量がピークに達するタイミングの位相差を100度以上とすることによって、回転方向が逆転する前後でスワールの強度の差をより大きくすることができる。そして、逆転するスワールの強度の差をより大きくすることで、筒内流動をさらに強化することが可能となる。 According to the valve control device according to the present embodiment configured in this way, by setting the phase difference between the timings at which the lift amounts of the two intake valves reach their peaks to be 100 degrees or more, a swirl is created before and after the rotation direction is reversed. The difference in strength can be made larger. By increasing the difference in strength of the reversed swirl, it becomes possible to further strengthen the in-cylinder flow.
また、本実施形態に係るバルブ制御装置(ECU20)では、制御装置(CPU193)は、第1の吸気バルブ(クランク角Pa)と第2の吸気バルブ(クランク角Pb)との間で開弁開始タイミングと開弁終了タイミングをそれぞれ合わせて、第1の吸気バルブ及び第2の吸気バルブの開閉駆動を制御するように構成されている。 Further, in the valve control device (ECU 20) according to the present embodiment, the control device (CPU 193) starts opening the valve between the first intake valve (crank angle Pa) and the second intake valve (crank angle Pb). It is configured to control the opening/closing drive of the first intake valve and the second intake valve by matching the timing and the valve opening end timing, respectively.
このように構成された本実施形態に係るバルブ制御装置によれば、2つの吸気バルブの間で開弁開始タイミングと開弁終了タイミングを合わせて2つの吸気バルブの開閉駆動を制御することで、予め設計された最適な期間で吸気を行いつつ、筒内流量をより強化することができる。 According to the valve control device according to the present embodiment configured as described above, by controlling the opening/closing drive of the two intake valves by matching the valve opening start timing and the valve opening end timing between the two intake valves, It is possible to further increase the in-cylinder flow rate while performing intake at an optimal period designed in advance.
<2.第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態に係る2つの吸気バルブ6a及び6bの動作について図14を参照して説明する。本実施形態においても図1に示したエンジン100を対象とする。<2. Second embodiment>
Next, the operation of the two
図14は、第2の実施形態に係る2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量とクランク角との関係を表した動作特性曲線図(バルブリフトカーブ)である。図14の横軸はクランク角、縦軸はバルブリフト量を表す。
FIG. 14 is an operating characteristic curve diagram (valve lift curve) showing the relationship between the valve lift amount and crank angle of the two
上述した図4では、吸気バルブ6aのバルブリフト量が最大となった後、バルブリフト量が漸減しているが、図14に示すように、バルブリフト量の減少の途中でバルブリフト量が概ね一定になる期間を与えてもよい。同様に、図4で、は吸気バルブ6bのバルブリフト量が最大値に至るまでの間、バルブリフト量が漸増しているが、図14に示すように、バルブリフト量の増加の途中でバルブリフト量が概ね一定になる期間を与えてもよい。
In FIG. 4 described above, after the valve lift amount of the
このように、バルブリフトの途中でバルブリフト量が一定に維持される期間を設けることによっても、開弁開始時期と開弁終了時期の中央を軸に左右非対称なバルブリフトカーブを形成することができる。したがって、2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングに位相差を与えることが可能となる。これにより、吸気バルブ6a及び6bの開度差によって燃焼室12内にスワールを生じさせ、かつ、その回転方向を途中で逆転させて、筒内流動をより強化することができる。
In this way, by providing a period in which the valve lift amount is maintained constant during the valve lift, it is possible to form an asymmetrical valve lift curve centered around the center of the valve opening start time and valve opening end time. can. Therefore, it is possible to provide a phase difference to the valve timing at which the valve lift amount of the two
<3.第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態に係る2つの吸気バルブ6a及び6bの動作について図15を参照して説明する。本実施形態においても図1に示したエンジン100を対象とする。<3. Third embodiment>
Next, the operation of the two
図15は、第3の実施形態に係る2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量とクランク角との関係を表した動作特性曲線図(バルブリフトカーブ)である。図15の横軸はクランク角、縦軸はバルブリフト量を表す。
FIG. 15 is an operating characteristic curve diagram (valve lift curve) showing the relationship between the valve lift amount and crank angle of the two
上述した第1及び第2の実施形態(図4及び図14参照)では、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量の最大値を同等としているが、図15に示すように、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量の最大値をそれぞれ変えることも可能である。すなわち、第3の実施形態に係るバルブ制御装置(ECU20)では、制御装置(CPU193)は、第1の吸気バルブ(クランク角Pa)のリフト量のピーク値と、第2の吸気バルブ(クランク角Pb)のリフト量のピーク値をそれぞれ制御する。図15には、吸気バルブ6bのバルブリフトカーブC6bのピーク値が、吸気バルブ6aのバルブリフトカーブC6aのピーク値よりも大きい例が示されている。吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量がピークとなるバルブタイミングの位相差Dpは、図4の位相差Dpと同じである。
In the first and second embodiments described above (see FIGS. 4 and 14), the maximum valve lift amounts of the
上述した第1及び第2の実施形態で説明したとおり、バルブリフト量が最大となるバルブタイミングにおける吸気バルブ6a及び6bの開度差はスワールの強度(筒内流動)に作用する。さらに、図15に示すように、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量のピーク値を変えることによっても、吸気バルブ6a及び6bの開度差が変化し、生成されるスワールの強度を制御することが可能になる。
As explained in the first and second embodiments, the difference in opening between the
例えば、図15に示した例では、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が逆転したバルブタイミング(クランク角Pr)以降、吸気バルブ6a及び6bの開度差が大きくなり、スワールの強度が高まる。さらに、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が逆転するバルブタイミング(クランク角Pr)が、第1及び第2の実施形態のバルブタイミング(バルブリフトカーブCnがピークとなるバルブタイミングと同じ)と比較して、進角側に変化している。このように、2つの吸気バルブのバルブリフト量が逆転するバルブタイミングが進角化することで、バルブタイミングが進角化しない場合と比べて点火・燃焼時期におけるスワールの強度が高まり、筒内流動がさらに強化される。
For example, in the example shown in FIG. 15, after the valve timing (crank angle Pr) at which the valve lift amounts of the
なお、図15では、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が逆転するバルブタイミング(クランク角Pr)が、バルブリフトカーブCnがピークとなるバルブタイミングよりも進角側に変化しているが、当該バルブタイミングが遅角側に変化することを排除しない。
In addition, in FIG. 15, the valve timing (crank angle Pr) at which the valve lift amounts of the
<4.第4の実施形態>
次に、本発明の第4の実施形態に係る2つの吸気バルブ6a及び6bの動作について図16を参照して説明する。本実施形態においても図1に示したエンジン100を対象とする。<4. Fourth embodiment>
Next, the operation of the two
図16は、第4の実施形態に係る吸気バルブのバルブリフト量とクランク角との関係を表した動作特性曲線図(バルブリフトカーブ)である。図16の横軸はクランク角、縦軸はバルブリフト量を表す。 FIG. 16 is an operating characteristic curve diagram (valve lift curve) showing the relationship between the valve lift amount and crank angle of the intake valve according to the fourth embodiment. In FIG. 16, the horizontal axis represents the crank angle, and the vertical axis represents the valve lift amount.
図16には、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量の最大値が同等であるが、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングが、第1及び第2の実施形態のバルブタイミング(バルブリフトカーブCnがピークとなるバルブタイミング)と比較して進角側である。すなわち、図16では、2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が逆転するバルブタイミング(クランク角Pr)が、第1及び第2の実施形態のバルブタイミングよりも進角側に変化している。
FIG. 16 shows that the maximum values of the valve lift amounts of the
このように構成された第4の実施形態は、2つの吸気バルブのバルブリフト量が逆転するバルブタイミングを進角化させることで、第3の実施形態と同様に、バルブタイミングを進角化しない場合と比べて点火・燃焼時期におけるスワールの強度を高めることができる。それにより、筒内流動がさらに強化される。 The fourth embodiment configured as described above advances the valve timing at which the valve lift amounts of the two intake valves are reversed, but does not advance the valve timing as in the third embodiment. The intensity of the swirl at the ignition/combustion timing can be increased compared to the case where the This further strengthens the in-cylinder flow.
なお、図16では、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大となるバルブタイミングが、バルブリフトカーブCnがピークとなるバルブタイミングよりも進角側であるが、この例に限らない。すなわち、バルブリフトカーブC6aとバルブリフトカーブCnのピークとなるバルブタイミングの差分が、バルブリフトカーブC6bとバルブリフトカーブCnのピークとなるバルブタイミングの差分よりも大きくなるように制御すればよい。
Note that in FIG. 16, the valve timing at which the valve lift amount of the
なお、図16では、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量がピークとなるバルブタイミング(クランク角Pr,Pb)が、バルブリフトカーブCnのピークのバルブタイミングよりも進角側に変化しているが、当該バルブタイミングが遅角側に変化することを排除しない。
In addition, in FIG. 16, the valve timings (crank angles Pr, Pb) at which the valve lift amounts of the
<5.第5の実施形態>
次に、本発明の第5の実施形態に係る2つの吸気バルブ6a及び6bの動作について図17及び図18を参照して説明する。本実施形態においても図1に示したエンジン100を対象とする。<5. Fifth embodiment>
Next, the operation of the two
[バルブリフトカーブ]
図17は、第5の実施形態に係る2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量とクランク角との関係を表した動作特性曲線図(バルブリフトカーブ)である。図17の横軸はクランク角、縦軸はバルブリフト量を表す。[Valve lift curve]
FIG. 17 is an operating characteristic curve diagram (valve lift curve) showing the relationship between the valve lift amount and crank angle of the two
図17では、吸気バルブ6aが1サイクル中に開弁と閉弁を1回行い、吸気バルブ6bが1サイクル中に開弁と閉弁を2回行う。ECU20のCPU193は、吸気バルブ6aの1回目の開弁開始タイミングと吸気バルブ6bの1回目の開弁開始タイミングとを合わせるとともに、吸気バルブ6aの閉弁終了タイミングと吸気バルブ6bの2回目の閉弁終了タイミングとを合わせる。そして、吸気バルブ6aのバルブリフト量のピーク値は、そのピーク値となるバルブタイミングにおける吸気バルブ6bのバルブリフト量よりも大きい。また、吸気バルブ6bのバルブリフト量の2つのピーク値は、それらのピーク値となるバルブタイミングにおける吸気バルブ6aのバルブリフト量よりも大きい。
In FIG. 17, the
なお、図17には、吸気バルブ6aのバルブリフト量のピーク値が、吸気バルブ6bのバルブリフト量のピーク値よりも大きい例が示されているが、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量のピーク値は同じであってもよい。また、吸気バルブ6bのバルブリフト量の2つのピーク値は、異なる値でもよい。また、吸気バルブ6bは、1回目の開閉弁動作で完全に閉弁(バルブリフト量が0になる)してから2回目の開閉弁動作を行っているが、完全に閉弁する前に2回目の開閉弁動作を行うようにしてもよい。
Note that although FIG. 17 shows an example in which the peak value of the valve lift amount of the
[スワールの方向の変化]
図18は、図17のバルブリフトカーブに従って吸気バルブ6a及び6bを動作させたときの、燃焼室12内のスワールの方向の変化を表す概略図である。
図18に示すように時間を追って見ていくと、はじめに吸気バルブ6bのバルブリフト量が吸気バルブ6aのバルブリフト量よりも大きいため、吸気バルブ6bから入る空気の流量が多く、燃焼室12内に反時計回りのスワールSWbが形成される(図18上段)。次に、吸気バルブ6aのバルブリフト量が大きくなり、吸気バルブ6bのバルブリフト量が小さくなって吸気バルブ6aからの空気の流量が多くなって、反対に時計回りのスワールSWaが形成される(図18中段)。さらに、再び吸気バルブ6bのバルブリフト量が吸気バルブ6aのバルブリフト量よりも大きくなることで、吸気バルブ6bからの空気の流量が多くなり、再度、反時計回りのスワールSWbを形成する力が働く(図18下段)。[Change in direction of swirl]
FIG. 18 is a schematic diagram showing changes in the direction of swirl within the
As shown in FIG. 18, when looking over time, first the valve lift amount of the
つまり、2つの吸気バルブ6a及び6bの開弁回数を異ならせることによっても2つの吸気バルブ6a及び6bの開度差を時間とともに変化させることができる。そして、生成されるスワールの方向が変化していくことによりシリンダ1内の空気の乱れを大きくし、筒内流動を強化することが可能になる。
In other words, by varying the number of times the two
以上のとおり、第5の実施形態に係るバルブ制御装置(ECU20)では、第1の吸気バルブ(吸気バルブ6a)は1サイクル中に開閉弁を1回、第2の吸気バルブ(吸気バルブ6b)は1サイクル中に開閉弁を2回行うように設定されている。そして、制御装置(CPU193)は、第1の吸気バルブのリフト量のピーク値が、当該ピークタイミングにおける第2の吸気バルブのリフト量よりも大きく、かつ、第2の吸気バルブのリフト量の1回目及び2回目のピーク値が、当該ピークタイミングにおける第1の吸気バルブのリフト量よりも大きくなるように制御する。
As described above, in the valve control device (ECU 20) according to the fifth embodiment, the first intake valve (
このように構成された第5の実施形態では、第1の吸気バルブのリフト量と第2の吸気バルブのリフト量の大小関係を2回逆転させることができる。これにより、2つの吸気バルブの開度差によって筒内に発生するスワールの回転方向が吸気動作の途中で2回逆転し、1回逆転する場合よりも複雑な空気の流れを引き起こし、さらに筒内流動を強化することが可能となる。 In the fifth embodiment configured as described above, the magnitude relationship between the lift amount of the first intake valve and the lift amount of the second intake valve can be reversed twice. As a result, the rotational direction of the swirl generated in the cylinder due to the difference in the opening degree of the two intake valves is reversed twice during the intake operation, causing a more complicated air flow than when reversing once. It becomes possible to strengthen the flow.
<第5の実施形態の変形例>
上述した第5の実施形態では、吸気バルブ6bが1サイクルに2回開閉弁を行う場合には、2回連続して開弁及び閉弁を実施するようにしたが他の動作でもよい。<Modification of fifth embodiment>
In the fifth embodiment described above, when the
図19は、第5の実施形態(図17参照)における2つの吸気バルブ6a及び6bの別の動作特性曲線図(バルブリフトカーブ)である。図19の横軸はクランク角、縦軸はバルブリフト量を表す。
図19に示すように、吸気バルブ6bの1回目の閉弁終了タイミングと2回目の開弁開始タイミングの間に休止期間Tiを設けて、吸気バルブ6bの1回目の開閉弁動作と2回目の開閉弁動作の間隔を広げるように構成する。このような構成とした場合でも、第1の吸気バルブのリフト量と第2の吸気バルブのリフト量の大小関係を2回逆転させることができるため、1回逆転する場合よりもさらに筒内流動を強化することが可能となる。FIG. 19 is another operating characteristic curve diagram (valve lift curve) of the two
As shown in FIG. 19, a pause period Ti is provided between the first closing end timing and the second opening start timing of the
<6.第6の実施形態>
次に、本発明の第6の実施形態に係る2つの吸気バルブ6a及び6bの動作について図20を参照して説明する。本実施形態においても図1に示したエンジン100を対象とする。<6. Sixth embodiment>
Next, the operation of the two
図20は、第6の実施形態に係る吸気バルブのバルブリフト量とクランク角との関係を表した動作特性曲線図(バルブリフトカーブ)である。図20の横軸はクランク角、縦軸はバルブリフト量を表す。 FIG. 20 is an operating characteristic curve diagram (valve lift curve) showing the relationship between the valve lift amount and crank angle of the intake valve according to the sixth embodiment. In FIG. 20, the horizontal axis represents the crank angle, and the vertical axis represents the valve lift amount.
吸気バルブ6aのバルブリフトカーブC6aは、バルブリフトカーブC6aの中央(クランク角Pa)でバルブリフト量が最大(ピーク)になっており、概ね三角形状の形状を有している。一方、吸気バルブ6bのバルブリフトカーブC6bは、吸気バルブ6aのバルブリフトカーブC6aよりも立ち上がりと立下りの変化率が大きく、かつ、最大値が維持された期間(平坦な部分)を有する概ね台形状の形状となっている。この例では、バルブリフトカーブC6bの最大値が維持された期間の真ん中のバルブタイミングはクランク角Pbであり、クランク角Paと同じであるが、クランク角Paと異なっていてもよい。
The valve lift curve C6a of the
ここで、吸気バルブ6aのバルブリフト量のピーク値は、吸気バルブ6bのバルブリフト量の最大値よりも大きい。さらに、バルブリフトカーブC6bの最大値が維持されている期間のうち、吸気バルブ6aのバルブリフト量のピーク値が吸気バルブ6bのバルブリフト量の最大値よりも大きい期間T1の両側(進角側及び遅角側)の期間T2では、吸気バルブ6bのバルブリフト量の最大値が吸気バルブ6aのバルブリフト量よりも大きい。また、吸気バルブ6aと吸気バルブ6bの開弁開始タイミング及び閉弁終了時期は等しくなっている。
Here, the peak value of the valve lift amount of the
そのため、はじめに吸気バルブ6bの開弁量の方が吸気バルブ6aの開弁量よりも大きく、その後、吸気バルブ6aのバルブリフト量が最大となる周辺では、吸気バルブ6aの開弁量の方が吸気バルブ6bの開弁量よりも大きくなる。その後再び、吸気バルブ6bの開弁量の方が吸気バルブ6aの開弁量よりも大きくなる。
Therefore, initially the opening amount of the
したがって、本実施形態においても図18に示したように、開弁開始後はじめは吸気バルブ6bからの空気の流量が多いため、燃焼室12内に反時計回りのスワールSWbを形成し、その後、吸気バルブ6aからの空気の流量が多くなることで反対に時計回りのスワールSWaを誘起し、その後、吸気バルブ6bからの吸気の流量が多くなることで再び反時計回りのスワールSWbを形成するようになる。このように2つの吸気バルブ6a及び6bにそれぞれ左右対称なバルブリフトカーブC6a及びC6bを用いても、バルブリフト量の違いによって流量に差が生じ、燃焼室12内に形成されるスワールの方向が2回逆転することになる。
Therefore, in this embodiment as well, as shown in FIG. 18, since the flow rate of air from the
以上のとおり、第6の実施形態に係るバルブ制御装置(ECU20)では、第1の吸気バルブ(吸気バルブ6a)及び第2の吸気バルブ(吸気バルブ6b)は1サイクル中に開閉弁を1回行うように設定されている。そして、制御装置(CPU193)は、第2の吸気バルブのリフト量がピークに達した状態を一定期間維持し、一定期間内における第1の吸気バルブのリフト量がピークに達したタイミング(クランク角Pa)を含む第1の期間(期間T1)で、第1の吸気バルブのリフト量が、第2の吸気バルブのリフト量よりも大きく、かつ、一定期間内における第1の期間よりも進角側及び遅角側の第2の期間(期間T2)で、第2の吸気バルブのリフト量が、第1の吸気バルブのリフト量よりも大きくなるように制御する。
As described above, in the valve control device (ECU 20) according to the sixth embodiment, the first intake valve (
このように構成された第6の実施形態では、第2の吸気バルブの開弁状態を維持した状態で、第1の吸気バルブのリフト量と第2の吸気バルブのリフト量の大小関係を2回逆転させることができる。これにより、2つの吸気バルブの開度差によって筒内に発生するスワールの回転方向が吸気動作の途中で2回逆転し、1回逆転する場合よりも複雑な空気の流れを引き起こし、さらに筒内流動を強化することが可能となる。 In the sixth embodiment configured in this way, the magnitude relationship between the lift amount of the first intake valve and the lift amount of the second intake valve is set to 2 while the second intake valve is maintained in the open state. It can be reversed several times. As a result, the rotational direction of the swirl generated in the cylinder due to the difference in the opening degree of the two intake valves is reversed twice during the intake operation, causing a more complicated air flow than when reversing once. It becomes possible to strengthen the flow.
<7.第7の実施形態>
次に、本発明の第7の実施形態に係る2つの吸気バルブ6a及び6bの動作について図21を参照して説明する。本実施形態においても図1に示したエンジン100を対象とする。<7. Seventh embodiment>
Next, the operation of the two
本実施形態では、吸気バルブ6a及び6bの開弁開始及び閉弁終了のタイミングを合わせるともに、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフトカーブはそれぞれ複数のピークを有しており、かつ、ピークになる位相が互いにずれているものとする。つまり、吸気バルブ6aのバルブリフト量の複数のピーク付近では、吸気バルブ6aのバルブリフト量の方が吸気バルブ6bのバルブリフト量よりも大きい。反対に、吸気バルブ6bのバルブリフト量の複数のピーク付近では、吸気バルブ6bのバルブリフト量の方が吸気バルブ6aのバルブリフト量よりも大きい。
In this embodiment, the opening start and closing timings of the
図21は、第7の実施形態に係る吸気バルブのバルブリフト量とクランク角との関係を表した動作特性曲線図(バルブリフトカーブ)である。図21の横軸はクランク角、縦軸はバルブリフト量を表す。 FIG. 21 is an operating characteristic curve diagram (valve lift curve) showing the relationship between the valve lift amount and crank angle of the intake valve according to the seventh embodiment. In FIG. 21, the horizontal axis represents the crank angle, and the vertical axis represents the valve lift amount.
図21に示すように、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフトカーブC6a及びC6bはそれぞれピークを2個有するため、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量の大小関係が異なる状態が合計4回発生する。吸気バルブのリフト量が大きい方が、燃焼室12に流れ込む空気の流量が多くなり、燃焼室12内にスワールを生じさせる。このため、バルブリフト量の大小が入れ替わる度に、逆方向の流れを引き起こす。したがって、バルブリフトカーブC6a,C6bによれば、スワールの回転方向を3回逆転させる作用が働き、より複雑な流れが生じることで筒内流動が強化される。
As shown in FIG. 21, since the valve lift curves C6a and C6b of the
なお、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフトカーブC6a及びC6bがそれぞれ2個のピークを持つ場合を説明したが、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフトカーブのピークの数は3個以上でもよい。また、吸気バルブ6a及び6bは、1回目の開閉弁動作で完全に閉弁する(バルブリフト量が0になる)前に2回目の開閉弁動作を行っているが、1度完全に閉弁してから2回目の開閉弁動作を行うようにしてもよい。
Although a case has been described in which the valve lift curves C6a and C6b of the
以上のとおり、第7の実施形態に係るバルブ制御装置(ECU20)では、第1の吸気バルブ(吸気バルブ6a)及び第2の吸気バルブ(吸気バルブ6b)は1サイクル中に開閉弁を複数回行うように設定されている。そして、制御装置(CPU193)は、第1の吸気バルブのリフト量の複数のピーク値が、当該ピークタイミングにおける第2の吸気バルブのリフト量よりも大きく、かつ、第2の吸気バルブのリフト量の複数のピーク値が、当該ピークタイミングにおける第1の吸気バルブのリフト量よりも大きくなるように制御する。
As described above, in the valve control device (ECU 20) according to the seventh embodiment, the first intake valve (
このように構成された第7の実施形態では、第2の吸気バルブの開弁状態を維持した状態で、第1の吸気バルブのリフト量と第2の吸気バルブのリフト量の大小関係を複数回逆転させることができる。この逆転回数は、2つの吸気バルブのバルブリフト量のピーク数の合計となる。これにより、2つの吸気バルブの開度差によって筒内に発生するスワールの回転方向が吸気動作の途中で複数回逆転し、1回及び2回逆転する場合よりも複雑な空気の流れを引き起こし、さらに筒内流動を強化することが可能となる。 In the seventh embodiment configured as described above, while the second intake valve is kept open, a plurality of magnitude relationships between the lift amount of the first intake valve and the lift amount of the second intake valve are set. It can be reversed several times. This number of reverse rotations is the sum of the number of peaks of valve lift amounts of the two intake valves. As a result, the rotational direction of the swirl generated in the cylinder due to the difference in the opening degree of the two intake valves is reversed multiple times during the intake operation, causing a more complicated air flow than when the swirl is reversed once or twice. Furthermore, it becomes possible to strengthen the in-cylinder flow.
<8.第8の実施形態>
上述した第1の実施形態から第7の実施形態において、吸気バルブ6a及び6bの開弁開始及び閉弁終了のタイミングを合わせることによって、予め設計された吸排気に最適なタイミングから変更しないことが望ましい。ただし、吸気バルブ6a及び6bの開弁開始及び閉弁終了のタイミングを互いに異ならせることも可能である。この場合においても、吸気バルブ6a及び6bのバルブリフト量が最大値(ピーク)となるバルブタイミングに位相差を与えることによって、吸気バルブ6aと吸気バルブ6bに開度差が生じてスワールが発生し、かつ、吸気バルブ6aと吸気バルブ6bの開度の大小が入れ替わる。そして、燃焼室12内に発生するスワールの方向が逆転し、筒内流動が強化される。こうした筒内流動の強化によって、EGR限界やリーン限界が改善し、エンジン100の燃焼性能を向上させることが可能になる。<8. Eighth embodiment>
In the first to seventh embodiments described above, by aligning the opening and closing timings of the
<9.第9の実施形態>
次に、本発明の第9の実施形態として、2つの吸気バルブ6a及び6bのバルブリフトカーブのピークが一致する第1及び第2の例について、図22及び図23を参照して説明する。<9. Ninth embodiment>
Next, as a ninth embodiment of the present invention, first and second examples in which the peaks of the valve lift curves of the two
[第1の例]
図22は、第9の実施形態の第1の例に係る吸気バルブのバルブリフト量とクランク角との関係を表した動作特性曲線図(バルブリフトカーブ)である。図22の横軸はクランク角、縦軸はバルブリフト量を表す。[First example]
FIG. 22 is an operating characteristic curve diagram (valve lift curve) showing the relationship between the valve lift amount of the intake valve and the crank angle according to the first example of the ninth embodiment. In FIG. 22, the horizontal axis represents the crank angle, and the vertical axis represents the valve lift amount.
図22において、吸気バルブ6aのバルブリフトカーブC6aは、クランク角Paでピークとなる。また、吸気バルブ6bのバルブリフトカーブC6bは、クランク角Paと同じクランク角Pbでピークとなる。すなわち、吸気バルブ6a及び6bは、バルブリフト量が最大となるバルブタイミングが同じである。ただし、吸気バルブ6aのバルブリフト量の最大値(ピーク値)は、吸気バルブ6bのバルブリフト量の最大値(ピーク値)よりも大きい。
In FIG. 22, the valve lift curve C6a of the
さらに、バルブリフトカーブC6aは概ねピークとなるバルブタイミング(クランク角Pa)を軸に左右対称であるが、バルブリフトカーブC6bはピークとなるまでのバルブリフト量の変化率よりも、ピーク以降、閉弁するまでのバルブリフト量の変化率が小さい。別の観点では、吸気バルブ6aの開弁開始タイミングは、吸気バルブ6bの開弁開始タイミングと同じであるが、吸気バルブ6aの閉弁終了タイミングは、吸気バルブ6bの閉弁終了タイミングよりも早い。
Furthermore, although the valve lift curve C6a is approximately symmetrical around the valve timing (crank angle Pa) that reaches its peak, the valve lift curve C6b shows that the rate of change in valve lift amount after the peak is higher than the rate of change in the valve lift amount until the peak. The rate of change in valve lift until valve opening is small. From another perspective, the opening timing of the
[第2の例]
図23は、第9の実施形態の第2の例に係る吸気バルブのバルブリフト量とクランク角との関係を表した動作特性曲線図(バルブリフトカーブ)である。図23の横軸はクランク角、縦軸はバルブリフト量を表す。[Second example]
FIG. 23 is an operating characteristic curve diagram (valve lift curve) showing the relationship between the valve lift amount and crank angle of the intake valve according to the second example of the ninth embodiment. In FIG. 23, the horizontal axis represents the crank angle, and the vertical axis represents the valve lift amount.
図23において、吸気バルブ6aのバルブリフトカーブC6aは、クランク角Paでピークとなる。また、吸気バルブ6bのバルブリフトカーブC6bは、クランク角Paと同じクランク角Pbでピークとなる。すなわち、吸気バルブ6a及び6bは、バルブリフト量が最大(ピーク)となるバルブタイミングが同じである。ただし、吸気バルブ6aのバルブリフト量の最大値(ピーク値)は、吸気バルブ6bのバルブリフト量の最大値(ピーク値)よりも大きい。
In FIG. 23, the valve lift curve C6a of the
さらに、バルブリフトカーブC6a,C6bは概ねピークとなるバルブタイミング(クランク角Pa,Pb)を軸に左右対称である。ただし、バルブリフトカーブC6aがピークに達するまでのバルブリフト量の変化率と、ピーク以降、閉弁するまでのバルブリフト量の変化率はそれぞれ、バルブリフトカーブC6bがピークに達するまでのバルブリフト量の変化率と、ピーク以降、閉弁するまでのバルブリフト量の変化率よりも大きい。別の観点では、吸気バルブ6aの開弁開始タイミングは、吸気バルブ6bの開弁開始タイミングよりも遅く、吸気バルブ6aの閉弁終了タイミングは、吸気バルブ6bの閉弁終了タイミングよりも早い。
Furthermore, the valve lift curves C6a and C6b are symmetrical about the valve timings (crank angles Pa and Pb) that are approximately at their peaks. However, the rate of change in the amount of valve lift until the valve lift curve C6a reaches its peak and the rate of change in the amount of valve lift from the peak until the valve closes are respectively the amount of valve lift until the valve lift curve C6b reaches its peak. is larger than the rate of change in the valve lift amount from the peak until the valve closes. From another perspective, the opening timing of the
以上のとおり、第9の実施形態に係るバルブ制御装置(ECU20)では、制御装置(CPU193)は、第1の吸気バルブ(吸気バルブ6a)のリフト量がピークに達するタイミングと、第2の吸気バルブ(吸気バルブ6b)のリフト量がピークに達するタイミング(クランク角Pa,Pb)を合わせるとともに、第1の吸気バルブのリフト量のピーク値と、第2の吸気バルブのリフト量のピーク値を異ならせ、さらに、第1の吸気バルブと第2の吸気バルブとの間で開弁開始タイミングと開弁終了タイミングの少なくとも一つをずらすように、第1の吸気バルブ及び第2の吸気バルブの開閉駆動を制御する。
As described above, in the valve control device (ECU 20) according to the ninth embodiment, the control device (CPU 193) controls the timing at which the lift amount of the first intake valve (
このように構成された本実施形態では、第1の吸気バルブと第2の吸気バルブのリフト量がピークとなるバルブタイミングを合わせた場合であっても、2つの吸気バルブに開度差が生じて筒内にスワールを発生させることができる。さらに、本実施形態では、2つの吸気バルブの開度の大小を入れ替えることができるため、スワールの方向が逆転し、筒内流動がより強化される。 In this embodiment configured in this way, even when the valve timings at which the lift amounts of the first intake valve and the second intake valve reach their peaks are matched, a difference in opening degree occurs between the two intake valves. can generate swirl inside the cylinder. Furthermore, in this embodiment, since the opening degrees of the two intake valves can be switched, the direction of the swirl is reversed and the in-cylinder flow is further strengthened.
さらに、本発明は上述した各実施形態に限られるものではなく、請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した各実施形態は本発明を分かりやすく説明するためにエンジンコントロールユニット(バルブ制御装置)のバルブ制御を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成要素に置き換えることが可能である。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成要素を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成要素の追加又は置換、削除をすることも可能である。Furthermore, the present invention is not limited to the embodiments described above, and it goes without saying that various other applications and modifications may be made without departing from the gist of the present invention as set forth in the claims.
For example, each of the embodiments described above describes valve control of an engine control unit (valve control device) in detail and specifically in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and does not necessarily include all of the described components. but not limited to. Moreover, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the component of another embodiment. It is also possible to add components of other embodiments to the configuration of one embodiment. Further, it is also possible to add, replace, or delete other components to a part of the configuration of each embodiment.
また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。ハードウェアとして、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの広義のプロセッサデバイスを用いてもよい。 Further, each of the configurations, functions, processing units, etc. described above may be partially or entirely realized in hardware by designing, for example, an integrated circuit. As the hardware, a broadly defined processor device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) may be used.
1…シリンダ、 2…シリンダヘッド、 3…ピストン、 4…吸気ポート、 5…排気ポート、 6a,6b…吸気バルブ、 7a,7b…排気バルブ、 8a,8b…吸気バルブ駆動装置、 9a,9b…排気バルブ駆動装置、 10…燃料噴射弁、 11…点火プラグ、 12…燃焼室、 14…クランク角センサ、 20…ECU(バルブ制御装置)、 100…エンジン、 193…CPU(制御装置)、 C6a,C6b…バルブリフトカーブ、 Pa,Pb…バルブリフト量がピークとなるクランク角
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記内燃機関の1サイクル中に、前記第1の吸気バルブのリフト量と前記第2の吸気バルブのリフト量の大小関係が2回逆転するように、前記第1の吸気バルブのリフト量及び前記第2の吸気バルブのリフト量を制御する制御装置を備え、
前記第1の吸気バルブは1サイクル中に開閉弁動作を1回、前記第2の吸気バルブは1サイクル中に開閉弁動作を2回行うように設定され、
前記制御装置は、前記第1の吸気バルブのリフト量のピーク値が、当該ピークタイミングにおける前記第2の吸気バルブのリフト量よりも大きく、かつ、前記第2の吸気バルブのリフト量の1回目及び2回目のピーク値が、当該ピークタイミングにおける前記第1の吸気バルブのリフト量よりも大きくなるように制御する
バルブ制御装置。 A valve control device that controls opening/closing driving of a first intake valve and a second intake valve provided in an intake port communicating with the inside of a cylinder of an internal combustion engine,
The lift amount of the first intake valve and the lift amount of the second intake valve are reversed twice during one cycle of the internal combustion engine. comprising a control device for controlling the lift amount of the second intake valve ;
The first intake valve is set to perform an on-off valve operation once during one cycle, and the second intake valve is set to perform an on-off valve operation twice during one cycle,
The control device is configured such that the peak value of the lift amount of the first intake valve is larger than the lift amount of the second intake valve at the peak timing, and the first lift amount of the second intake valve is larger than the lift amount of the second intake valve at the peak timing. and controlling the second peak value to be larger than the lift amount of the first intake valve at the peak timing.
Valve control device.
請求項1に記載のバルブ制御装置。 The control device is configured to match the opening start timing of the first intake valve and the first opening start timing of the second intake valve, and to match the closing end timing of the first intake valve and the first opening start timing of the second intake valve. Align with the second closing end timing of intake valve 2.
The valve control device according to claim 1.
前記内燃機関の1サイクル中に、前記第1の吸気バルブのリフト量と前記第2の吸気バルブのリフト量の大小関係が少なくとも3回逆転するように、前記第1の吸気バルブのリフト量及び前記第2の吸気バルブのリフト量を制御する制御装置を備え、
前記第1の吸気バルブ及び第2の吸気バルブは1サイクル中に開閉弁動作を複数回行うように設定され、
前記制御装置は、前記第1の吸気バルブのリフト量の複数のピーク値が、当該ピークタイミングにおける前記第2の吸気バルブのリフト量よりも大きく、かつ、前記第2の吸気バルブのリフト量の複数のピーク値が、当該ピークタイミングにおける前記第1の吸気バルブのリフト量よりも大きくなるように制御する
バルブ制御装置。 A valve control device that controls opening/closing driving of a first intake valve and a second intake valve provided in an intake port communicating with the inside of a cylinder of an internal combustion engine,
The lift amount of the first intake valve and the lift amount of the second intake valve are reversed at least three times during one cycle of the internal combustion engine. comprising a control device that controls a lift amount of the second intake valve ,
The first intake valve and the second intake valve are set to perform open/close valve operations multiple times during one cycle,
The control device is configured such that the plurality of peak values of the lift amount of the first intake valve are larger than the lift amount of the second intake valve at the peak timing, and the lift amount of the second intake valve is larger than the lift amount of the second intake valve at the peak timing. Control is performed such that the plurality of peak values are larger than the lift amount of the first intake valve at the peak timing.
Valve control device.
請求項3に記載のバルブ制御装置。 The control device synchronizes the first valve opening start timing and the final valve opening end timing between the first intake valve and the second intake valve, and controls the first intake valve and the second intake valve. The valve control device according to claim 3 , wherein the valve control device controls opening and closing drive of an intake valve.
前記制御装置が、前記内燃機関の1サイクル中に、前記第1の吸気バルブのリフト量と前記第2の吸気バルブのリフト量の大小関係が2回逆転するように、前記第1の吸気バルブのリフト量及び前記第2の吸気バルブのリフト量を制御し、
前記第1の吸気バルブは1サイクル中に開閉弁動作を1回、前記第2の吸気バルブは1サイクル中に開閉弁動作を2回行うように設定され、
前記制御装置は、前記第1の吸気バルブのリフト量のピーク値が、当該ピークタイミングにおける前記第2の吸気バルブのリフト量よりも大きく、かつ、前記第2の吸気バルブのリフト量の1回目及び2回目のピーク値が、当該ピークタイミングにおける前記第1の吸気バルブのリフト量よりも大きくなるように制御する
バルブ制御方法。 A valve control method for a control device that controls opening/closing driving of a first intake valve and a second intake valve provided in an intake port communicating with the inside of a cylinder of an internal combustion engine, the method comprising:
The control device controls the first intake valve so that the magnitude relationship between the lift amount of the first intake valve and the lift amount of the second intake valve is reversed twice during one cycle of the internal combustion engine. and the lift amount of the second intake valve ,
The first intake valve is set to perform an on-off valve operation once during one cycle, and the second intake valve is set to perform an on-off valve operation twice during one cycle,
The control device is configured such that the peak value of the lift amount of the first intake valve is larger than the lift amount of the second intake valve at the peak timing, and the first lift amount of the second intake valve is larger than the lift amount of the second intake valve at the peak timing. and controlling the second peak value to be larger than the lift amount of the first intake valve at the peak timing.
Valve control method.
前記制御装置が、前記内燃機関の1サイクル中に、前記第1の吸気バルブのリフト量と前記第2の吸気バルブのリフト量の大小関係が少なくとも3回逆転するように、前記第1の吸気バルブのリフト量及び前記第2の吸気バルブのリフト量を制御し、
前記第1の吸気バルブ及び第2の吸気バルブは1サイクル中に開閉弁動作を複数回行うように設定され、
前記制御装置は、前記第1の吸気バルブのリフト量の複数のピーク値が、当該ピークタイミングにおける前記第2の吸気バルブのリフト量よりも大きく、かつ、前記第2の吸気バルブのリフト量の複数のピーク値が、当該ピークタイミングにおける前記第1の吸気バルブのリフト量よりも大きくなるように制御する
バルブ制御方法。 A valve control method for a control device that controls opening/closing driving of a first intake valve and a second intake valve provided in an intake port communicating with the inside of a cylinder of an internal combustion engine, the method comprising:
The control device controls the first intake valve so that the magnitude relationship between the lift amount of the first intake valve and the lift amount of the second intake valve is reversed at least three times during one cycle of the internal combustion engine. controlling the lift amount of the valve and the lift amount of the second intake valve ;
The first intake valve and the second intake valve are set to perform open/close valve operations multiple times during one cycle,
The control device is configured such that the plurality of peak values of the lift amount of the first intake valve are larger than the lift amount of the second intake valve at the peak timing, and the lift amount of the second intake valve is larger than the lift amount of the second intake valve at the peak timing. Control is performed such that the plurality of peak values are larger than the lift amount of the first intake valve at the peak timing.
Valve control method.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020198618 | 2020-11-30 | ||
JP2020198618 | 2020-11-30 | ||
PCT/JP2021/035649 WO2022113511A1 (en) | 2020-11-30 | 2021-09-28 | Valve control device, and valve control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2022113511A1 JPWO2022113511A1 (en) | 2022-06-02 |
JP7412595B2 true JP7412595B2 (en) | 2024-01-12 |
Family
ID=81755525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022565091A Active JP7412595B2 (en) | 2020-11-30 | 2021-09-28 | Valve control device and valve control method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7412595B2 (en) |
WO (1) | WO2022113511A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004144052A (en) | 2002-10-28 | 2004-05-20 | Hitachi Ltd | Theoretical air fuel ratio stratified charge combustion internal combustion engine |
JP2008064008A (en) | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Honda Motor Co Ltd | Stratified combustion type internal combustion engine |
JP2008150973A (en) | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Hitachi Ltd | Variable valve gear of internal combustion engine |
JP2010019179A (en) | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Variable valve gear for internal combustion engine |
WO2013140596A1 (en) | 2012-03-23 | 2013-09-26 | トヨタ自動車株式会社 | Variable valve device of internal combustion engine |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5694820U (en) * | 1979-12-21 | 1981-07-28 | ||
JPS6369730U (en) * | 1986-10-24 | 1988-05-11 | ||
JPH11229913A (en) * | 1998-02-12 | 1999-08-24 | Toyota Motor Corp | Valve system of internal combustion engine |
JP4381500B2 (en) * | 1999-03-24 | 2009-12-09 | 本田技研工業株式会社 | Stratified combustion internal combustion engine |
JP2005127273A (en) * | 2003-10-27 | 2005-05-19 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Internal combustion engine |
JP4930365B2 (en) * | 2007-12-26 | 2012-05-16 | トヨタ自動車株式会社 | In-cylinder direct injection internal combustion engine |
-
2021
- 2021-09-28 JP JP2022565091A patent/JP7412595B2/en active Active
- 2021-09-28 WO PCT/JP2021/035649 patent/WO2022113511A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004144052A (en) | 2002-10-28 | 2004-05-20 | Hitachi Ltd | Theoretical air fuel ratio stratified charge combustion internal combustion engine |
JP2008064008A (en) | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Honda Motor Co Ltd | Stratified combustion type internal combustion engine |
JP2008150973A (en) | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Hitachi Ltd | Variable valve gear of internal combustion engine |
JP2010019179A (en) | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Variable valve gear for internal combustion engine |
WO2013140596A1 (en) | 2012-03-23 | 2013-09-26 | トヨタ自動車株式会社 | Variable valve device of internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022113511A1 (en) | 2022-06-02 |
JPWO2022113511A1 (en) | 2022-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101235518B1 (en) | Engine with variable valve driving mechanism | |
JP4124224B2 (en) | Control device for four-cycle premixed compression self-ignition internal combustion engine | |
JP5272611B2 (en) | Spark ignition internal combustion engine | |
JP5626369B2 (en) | Internal combustion engine | |
US7077084B2 (en) | Method for operating an internal combustion engine | |
JP4345724B2 (en) | Intake method and intake structure of internal combustion engine | |
JP2009162113A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP7412595B2 (en) | Valve control device and valve control method | |
JP5851463B2 (en) | Valve timing control device for internal combustion engine | |
JP4425839B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2005083285A (en) | Valve system of engine with supercharger | |
JP5585526B2 (en) | Spark ignition internal combustion engine | |
JP2009085162A (en) | Control system for internal combustion engine | |
JP5581996B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP2013072390A (en) | Internal combustion engine | |
JP5293640B2 (en) | Engine valve timing control device | |
JP4957542B2 (en) | Intake control device for internal combustion engine | |
JPH01159417A (en) | Valve system for internal combustion engine | |
JP5987734B2 (en) | Compression ignition engine | |
JP5765535B2 (en) | Fuel injection engine in the intake passage | |
JP2006161633A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5553049B2 (en) | Valve operating device for internal combustion engine | |
JP5293638B2 (en) | Engine valve timing control device | |
KR100296599B1 (en) | Intake device of internal combustion engine | |
JP5293639B2 (en) | Engine valve timing control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230303 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230815 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231013 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231205 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231226 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7412595 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |