JP7412595B2 - Valve control device and valve control method - Google Patents

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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, Patent Document 1 discloses a method of generating swirl in a cylinder by using a difference in valve profile between two intake valves.

特開平11-229913号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-229913

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 Patent Document 1 differs the valve lift curves of two intake valves and generates swirl in the cylinder due to the difference in the amount of air sucked into the cylinder from each intake valve, but the swirl strength is not necessarily sufficient. was not something that could be obtained.

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.

本発明が適用されるエンジンの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine to which the present invention is applied. 吸気バルブ及び排気バルブを示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an intake valve and an exhaust valve. ECUのハードウェア構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of an ECU. 本発明の第1の実施形態に係る2つの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。FIG. 3 is an operating characteristic curve diagram (valve lift curve) showing the relationship between the valve lift amount and crank angle of two intake valves according to the first embodiment of the present invention. 図4のバルブリフトカーブに従って2つの吸気バルブ及びを動作させたときの、燃焼室内のスワールの方向の変化を表す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing changes in the direction of swirl within the combustion chamber when two intake valves are operated according to the valve lift curve of FIG. 4. FIG. 本発明の第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。It is a simulation result which shows the change of the swirl ratio in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第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。It is a simulation result which shows the change of the tumble ratio in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における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。It is a simulation result which shows the change of the kinetic energy of turbulent flow in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第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。It is a simulation result which shows the change of the kinetic energy of the average flow in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における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。3 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 is maximum in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における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。3 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 is maximum in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における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、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。3 is a simulation result of analyzing the sensitivity of turbulent flow kinetic energy to a phase difference in valve timing at which the valve lift amount is maximum in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における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。3 is a simulation result of analyzing the sensitivity of the kinetic energy of the average flow to the phase difference of the valve timing at which the valve lift amount is maximum in the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る2つの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。FIG. 7 is an operating characteristic curve diagram (valve lift curve) showing the relationship between the valve lift amount and crank angle of two intake valves according to the second embodiment of the present invention. 本発明の第3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。FIG. 7 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 third embodiment of the present invention. 本発明の第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。FIG. 7 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 of the present invention. 本発明の第5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。FIG. 7 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 fifth embodiment of the present invention. 図17のバルブリフトカーブに従って2つの吸気バルブ及びを動作させたときの、燃焼室内のスワールの方向の変化を表す概略図である。FIG. 18 is a schematic diagram showing changes in the direction of swirl within the combustion chamber when two intake valves are operated according to the valve lift curve of FIG. 17; 本発明の第5の実施形態における吸気バルブの別の動作特性曲線図(バルブリフトカーブ)である。FIG. 7 is another operating characteristic curve diagram (valve lift curve) of the intake valve in the fifth embodiment of the present invention. 本発明の第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。FIG. 7 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 of the present invention. 本発明の第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。FIG. 12 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 of the present invention. 本発明の第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。FIG. 7 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 first example of the ninth embodiment of the present invention. 本発明の第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。FIG. 7 is an operating characteristic curve diagram (valve lift curve) showing the relationship between the valve lift amount and crank angle of an intake valve according to a second example of the ninth embodiment of the present invention.

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 engine 100 has an intake port 4 and an exhaust port 5 connected to a combustion chamber 12 made up of a cylinder 1, a cylinder head 2, and a piston 3. A connecting portion of the intake port 4 with the cylinder head 2 is branched into a first intake port and a second intake port. The first intake port is provided with an intake valve 6a, and the second intake port is provided with an intake valve 6b. Further, the connection portion of the exhaust port 5 with the cylinder head 2 is branched into a first exhaust port and a second exhaust port. The first exhaust port is provided with an exhaust valve 7a, and the second exhaust port is provided with an exhaust valve 7b. The combustion chamber 12 and the intake port 4 are partitioned off by a pair of intake valves 6a and 6b. Further, the combustion chamber 12 and the exhaust port 5 are partitioned off by a pair of exhaust valves 7a and 7b.

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 engine 100 generates mixture between the intake port 4 and the combustion chamber 12 and between the exhaust port 5 and the combustion chamber 12 by the vertical movement of the piston 3 and the opening and closing of the intake valves 6a and 6b and the exhaust valves 7a and 7b. It has a mechanism for letting energy in and out. That is, in normal operating conditions, the intake valves 6a and 6b are closed during the exhaust stroke, and as the piston 3 rises, the exhaust valves 7a and 7b open, allowing the air to flow from the combustion chamber 12 to the exhaust port 5. Exhaust is performed. In the following intake stroke, the exhaust valves 7a and 7b are closed, and as the piston 3 descends, the intake valves 6a and 6b open, so that air is taken into the combustion chamber 12 from the intake port 4.

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 intake valves 6a and 6b are opened and closed by intake valve drive devices 8a and 8b. Here, the intake valve drive devices 8a and 8b may have cam shapes with different valve lift curves. Further, the intake valves 6a and 6b may be electromagnetic devices or mechanical devices that can independently change the valve lift curves. In the case of a configuration in which the valve lift curves can be changed independently, it is also possible to switch the valve lift curves depending on the operating region. For example, in a high-load operation region, a valve lift curve may be used in which the valve lift amount is set to a larger value than in a low-load operation region. Further, the exhaust valves 7a and 7b are opened and closed by exhaust valve drive devices 9a and 9b.

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 fuel injection valve 10 that injects fuel and a spark plug 11 that ignites the air-fuel mixture are installed in the combustion chamber 12. The crank angle sensor 14 detects the rotation angle position of the crank 13, which is a shaft for converting reciprocating motion by the piston 3 into rotational motion, and sends an output signal to the engine control unit (ECU). 20.

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 engine 100 is composed of the parts described above. Intake valve drive devices 8a and 8b, exhaust valve drive devices 9a and 9b, fuel injection valve 10, and spark plug 11 are controlled by ECU 20. ECU 20 is an example of a valve control device.

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 20 controls the valve timing, valve lift curve, etc. related to the opening/closing of the intake valves 6a and 6b via the intake valve drive devices 8a and 8b. Further, the ECU 20 controls valve timing, valve lift curves, etc. related to the opening/closing of the exhaust valves 7a and 7b via the exhaust valve drive devices 9a and 9b. Further, the ECU 20 controls the fuel injection timing, injection pulse width, etc. in the fuel injection valve 10, and controls the ignition timing, etc. in the ignition plug 11.

[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 ECU 20. As shown in FIG.
The ECU 20 includes an input circuit 191, an A/D conversion section 192, a CPU (Central Processing Unit) 193 that is a central processing unit, a ROM (Read Only Memory) 194, a RAM (Random Access Memory) 195, and an output circuit 196. There is. Further, the ECU 20 includes a communication circuit 199. The ECU 20 is composed of, for example, a microcomputer.

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 CPU 193 develops a program stored in the ROM 194 (an example of a storage unit) into the RAM 195 and executes it, thereby realizing a plurality of functions described later in this embodiment. CPU 193 is an example of a control device. For example, the CPU 193 generates a control signal that controls opening and closing of the intake valves 6a and 6b, and performs control to output the control signal to the intake valve drive devices 8a and 8b and the exhaust valve drive devices 9a and 9b.

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 input circuit 191 takes in signals output from the sensors 200 as input signals 190. The sensors 200 include, for example, a throttle sensor, a water temperature sensor, a crank angle sensor 14, an intake cam angle sensor, an exhaust cam angle sensor, and the like. When the input signal 190 is an analog signal (for example, a signal from a water temperature sensor, a throttle sensor, etc.), the input circuit 191 removes noise components from the input signal 190, and converts the noise-removed signal into an A/D converter. 192.

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/D converter 192 converts the analog signal into a digital signal and outputs it to the CPU 193. The CPU 193 takes in the digital signal output from the A/D conversion unit 192 and executes a variety of calculations, diagnosis, control, etc. by executing control logic (program) stored in a storage medium such as the ROM 194. . Note that the calculation results of the CPU 193 and the conversion results of the A/D converter 192 are temporarily stored in the RAM 195. Further, in this embodiment, as the ROM 194, a nonvolatile memory such as an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) whose contents can be rewritten is used. For example, a program in which an algorithm for implementing the valve control method of the present invention is written is stored in the ROM 194 or an auxiliary storage device (not shown).

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 CPU 193 is output as a control signal 197 from the output circuit 196, and is used to control a controlled object 210 such as an actuator for driving the engine 100. The objects to be controlled are, for example, the intake valve drive devices 8a and 8b, the exhaust valve drive devices 9a and 9b, the fuel injection valve 10, and the spark plug 11.

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 input signal 190 is a digital signal, the input signal 190 is directly sent from the input circuit 191 to the CPU 193 via the signal line 198, and the CPU 193 executes necessary calculations, control, etc.

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 intake valves 6a and 6b will be explained with reference to FIG. 4.

[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 intake valves 6a and 6b according to the first embodiment. The horizontal axis in FIG. 4 represents the crank angle, and the vertical axis represents the valve lift amount.

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 cylinder 1, as shown by the broken line. It has a symmetrical shape. When two intake valves are provided, the two intake valves operate with the same valve lift curve Cn. During the intake period from the start of opening to the end of valve closing, the intake valves 6a and 6b open and air is sucked into the cylinder 1.

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 valve drive device 8a synchronizes the opening start timing and valve closing end timing of the intake valve 6a with the valve opening start timing and valve closing end timing of the intake valve 6b, and lifts the valve of the intake valve 6a. The valve timing (crank angle Pa) at which the amount is maximum is advanced more than usual to obtain a left-right asymmetric valve lift curve C6a. Similarly, the intake valve driving device 8b synchronizes the opening start timing and closing end timing of the intake valve 6b with the opening start timing and closing end timing of the intake valve 6a, and adjusts the valve lift amount of the intake valve 6b. The maximum valve timing (crank angle Pb) is retarded than usual to create a left-right asymmetric valve lift curve C6b. That is, the phase difference Dp is adjusted to the valve timing (crank angles Pa, Pb) at which the valve lift amount of the intake valves 6a and 6b is maximum without changing the opening start timing and the closing end timing of the intake valves 6a and 6b. is giving.

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 intake valves 6a and 6b, the rate of change in the valve lift amount for the intake valve 6a until the valve lift amount reaches the maximum is large, and after the peak until the valve closes, the rate of change in the valve lift amount is large. The rate of change in valve lift is small. Regarding the rate of change in the valve lift amount of the intake valve 6b, the rate of change in the valve lift amount until the valve lift amount reaches the maximum is smaller than that of the intake valve 6b, and after the peak until the valve closes, The rate of change in valve lift is large.

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 combustion chamber 12.

[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 combustion chamber 12 when the intake valves 6a and 6b are operated according to the valve lift curve of FIG. A swirl is a vortex (transverse vortex) of air flow that is generated in a direction perpendicular to the driving direction of the piston. The number of arrows represents the magnitude of the flow rate.

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 intake valve 6a is initially opened wider than the intake valve 6b, as shown in the upper part of FIG. Flow rate increases. Therefore, a clockwise swirl SWa is formed in the combustion chamber 12 due to the flow rate difference.

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 intake valve 6b becomes more open than the intake valve 6a, and the flow rate of air flowing from the intake valve 6b side increases this time. Therefore, a counterclockwise swirl SWb is formed in the combustion chamber 12 due to the flow rate difference. That is, the rotational direction of the swirl generated within the combustion chamber 12 is reversed during the intake stroke.

[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 intake valves 6a and 6b is maximum, the air flows into the cylinder from the left and right intake valves 6a and 6b in the same way, and there is no bias, which is indicated by the broken line. As such, no swirl occurs. On the other hand, if there is a phase difference in the valve timing at which the valve lift amount of the intake valves 6a and 6b is maximum, as shown by the solid line, the swirl ratio initially becomes negative (in the clockwise direction shown in FIG. 5). It has become. Thereafter, the swirl ratio changes to positive (counterclockwise direction shown in FIG. 5), indicating that the direction of rotation of the swirl is reversed midway.

(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 combustion chamber 12. The tumble ratio is expressed as the ratio of the tumble rotation speed to the engine rotation speed.

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 intake valves 6a and 6b is maximum, the tumble is also stronger than when there is no phase difference. From the start of valve opening until around the valve timing (crank angle Pr) when the valve lift amounts of the intake valves 6a and 6b are reversed, there is no phase difference due to the collision of the intake air taken in from the intake valves 6a and 6b. The tumble (dashed line) is stronger than the tumble (solid line) when there is a phase difference. Thereafter, when the valve lift amounts of the intake valves 6a and 6b are reversed, the direction of rotation of the swirl is reversed and the flow is disturbed. That is, when the valve lift amount is reversed, part of the flow in the horizontal direction shifts to the diagonal direction or the vertical direction. Therefore, as the piston 3 approaches top dead center from around the time when the valve lift amount is reversed, the strength of the tumble in the absence of a phase difference decreases, but the strength of the tumble in the case of a phase difference maintains a higher strength. .

(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 intake valves 6a and 6b is maximum, the flow will be disturbed when the rotating direction of the swirl shown in FIG. 6 is reversed, compared to the case where there is no phase difference. It has been shown that this occurs, and the subsequent turbulent kinetic energy increases.

(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 intake valves 6a and 6b is maximum, the difference shown in FIG. 6 is greater than when there is no phase difference. It is shown that the kinetic energy of the average flow increases after the direction of rotation of the swirl is reversed.

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 intake valves 6a and 6b, one intake valve advances the valve timing at which the valve lift amount is maximum. It is preferable to control the operation of the two intake valves 6a and 6b so that the other intake valve on the corner side is shifted to the retard side. By providing a phase difference in the timing at which the valve lift amount of the two intake valves 6a and 6b is maximum, a difference occurs in the flow rate of air from the two intake valves 6a and 6b, and a swirl occurs, and the rotation thereof The direction is reversed midway, and as a result, the in-cylinder flow is strengthened. By strengthening the in-cylinder flow, the EGR (Exhaust Gas Recirculation) limit and the lean limit can be improved, and the combustion performance of the engine 100 can be improved.

[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 intake valves 6a and 6b becomes maximum as a parameter, and the results are shown below.

(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 intake valves 6a and 6b is maximum in the first embodiment. In FIG. 10, the horizontal axis represents the crank angle [°bTDC], and the vertical axis represents the swirl ratio. Here, we compare the changes in the swirl ratio in cylinder 1 when the phase difference in valve timing at which the valve lift amount is maximum is set to 40 degrees, 60 degrees, 80 degrees, 100 degrees, and 120 degrees in terms of crank angle. are doing.

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 intake valves 6a and 6b is maximum is 100 degrees or more.

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 intake valves 6a and 6b is maximum in the first embodiment. In FIG. 11, the horizontal axis represents the crank angle [°bTDC], and the vertical axis represents the tumble ratio. Here, changes in the tumble ratio in the cylinder 1 are compared when the phase difference in valve timing at which the valve lift amount is maximum is set to 80 degrees, 100 degrees, and 120 degrees in crank angle.

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 intake valves 6a and 6b is maximum, the stronger the tumble becomes as a whole. Although not shown, the same tendency was observed even when the phase difference in valve timing was 40 degrees, 60 degrees, and 140 degrees.

(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 cylinder 1 to the phase difference in valve timing that maximizes the valve lift amount of the two intake valves 6a and 6b in the first embodiment. . The horizontal axis in FIG. 12 represents the crank angle [°bTDC], and the vertical axis represents the turbulent kinetic energy [mJ].

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 intake valves 6a and 6b is maximum in the first embodiment. The horizontal axis in FIG. 13 represents the crank angle [°bTDC], and the vertical axis represents the turbulent kinetic energy [mJ] of the average flow.

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 intake valves 6a and 6b becomes maximum, the larger the kinetic energy of the average flow becomes. Although not shown, the same tendency was observed even when the phase difference in valve timing was 40 degrees, 60 degrees, and 140 degrees.

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 (intake valve 6a) and A valve control device that controls the opening/closing drive of a second intake valve (intake valve 6b), the valve control device controlling the lift amount of the first intake valve and the lift amount of the second intake valve during one cycle of the internal combustion engine. A control device (CPU 193) is provided that controls the lift amount of the first intake valve and the lift amount of the second intake valve so that the relationship is reversed at least once.

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 (intake valve 6a) reaches its peak, and the timing when the lift amount of the first intake valve (intake valve 6a) reaches its peak. The timing (crank angle Pb) at which the lift amount of the intake valve (intake valve 6b) reaches its peak is controlled to be different.

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 (intake valve 6a) reaches its peak, and the timing when the lift amount of the first intake valve (intake valve 6a) reaches its peak. Control is performed so that the difference from the timing (crank angle Pb) at which the lift amount of the intake valve (intake valve 6a) reaches its peak is 100 degrees or more in terms of crank angle.

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 intake valves 6a and 6b according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 14. This embodiment also targets the engine 100 shown in FIG.

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 intake valves 6a and 6b according to the second embodiment. The horizontal axis in FIG. 14 represents the crank angle, and the vertical axis represents the valve lift amount.

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 intake valve 6a reaches the maximum, the valve lift amount gradually decreases, but as shown in FIG. You may also give it a period of time in which it becomes constant. Similarly, in FIG. 4, the valve lift amount of the intake valve 6b gradually increases until it reaches the maximum value, but as shown in FIG. A period during which the lift amount is approximately constant may be provided.

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 intake valves 6a and 6b becomes maximum. Thereby, a swirl is generated in the combustion chamber 12 due to the difference in opening between the intake valves 6a and 6b, and the direction of rotation thereof is reversed midway, thereby further strengthening the in-cylinder flow.

<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 intake valves 6a and 6b according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 15. This embodiment also targets the engine 100 shown in FIG.

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 intake valves 6a and 6b according to the third embodiment. In FIG. 15, the horizontal axis represents the crank angle, and the vertical axis represents the valve lift amount.

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 intake valves 6a and 6b are the same, but as shown in FIG. It is also possible to change the maximum value of the valve lift amount. That is, in the valve control device (ECU 20) according to the third embodiment, the control device (CPU 193) determines the peak value of the lift amount of the first intake valve (crank angle Pa) and the peak value of the lift amount of the first intake valve (crank angle Pa). The peak value of the lift amount of Pb) is controlled respectively. FIG. 15 shows an example in which the peak value of the valve lift curve C6b of the intake valve 6b is larger than the peak value of the valve lift curve C6a of the intake valve 6a. The phase difference Dp between the valve timings at which the valve lift amount of the intake valves 6a and 6b reaches its peak is the same as the phase difference Dp in FIG. 4.

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 intake valves 6a and 6b at the valve timing when the valve lift amount is maximum affects the strength of the swirl (in-cylinder flow). Furthermore, as shown in FIG. 15, by changing the peak value of the valve lift amount of the intake valves 6a and 6b, the difference in the opening degree of the intake valves 6a and 6b changes, and the intensity of the generated swirl can be controlled. becomes possible.

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 intake valves 6a and 6b are reversed, the difference in opening between the intake valves 6a and 6b increases, and the intensity of the swirl increases. Furthermore, the valve timing (crank angle Pr) at which the valve lift amounts of the intake valves 6a and 6b are reversed is compared with the valve timing of the first and second embodiments (same as the valve timing at which the valve lift curve Cn reaches its peak). Then, the angle changes to the advanced angle side. In this way, by advancing the valve timing in which the valve lift amounts of the two intake valves are reversed, the strength of the swirl at the ignition and combustion timing increases compared to when the valve timing is not advanced, and the in-cylinder flow increases. will be further strengthened.

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 intake valves 6a and 6b are reversed changes to the advanced side from the valve timing at which the valve lift curve Cn reaches its peak. It is not excluded that the valve timing changes to the retarded side.

<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 intake valves 6a and 6b according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 16. This embodiment also targets the engine 100 shown in FIG.

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 intake valves 6a and 6b are the same, but the valve timing at which the valve lift amount of the intake valves 6a and 6b is the maximum is different from that of the valves of the first and second embodiments. This is on the advanced side compared to the timing (valve timing at which the valve lift curve Cn reaches its peak). That is, in FIG. 16, the valve timing (crank angle Pr) at which the valve lift amounts of the two intake valves 6a and 6b are reversed is changed to the more advanced side than the valve timing of the first and second embodiments. .

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 intake valves 6a and 6b is maximum is advanced from the valve timing at which the valve lift curve Cn reaches its peak, but this is not limited to this example. In other words, control may be performed so that the difference in valve timing at which the valve lift curve C6a and the valve lift curve Cn reach a peak becomes larger than the difference in valve timing at which the valve lift curve C6b and the valve lift curve Cn reach a peak.

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 intake valves 6a and 6b peak are changed to the advanced side compared to the valve timing at the peak of the valve lift curve Cn. , it is not excluded that the valve timing changes to the retarded side.

<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 intake valves 6a and 6b according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 17 and 18. This embodiment also targets the engine 100 shown in FIG.

[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 intake valves 6a and 6b according to the fifth embodiment. The horizontal axis in FIG. 17 represents the crank angle, and the vertical axis represents the valve lift amount.

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 intake valve 6a opens and closes once during one cycle, and the intake valve 6b opens and closes twice during one cycle. The CPU 193 of the ECU 20 synchronizes the first opening start timing of the intake valve 6a and the first opening start timing of the intake valve 6b, and also adjusts the closing end timing of the intake valve 6a and the second closing start timing of the intake valve 6b. Match the valve end timing. The peak value of the valve lift amount of the intake valve 6a is larger than the valve lift amount of the intake valve 6b at the valve timing at which the peak value is reached. Further, the two peak values of the valve lift amount of the intake valve 6b are larger than the valve lift amount of the intake valve 6a at the valve timings at which these peak values occur.

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 intake valve 6a is larger than the peak value of the valve lift amount of the intake valve 6b, the valve lift amount of the intake valves 6a and 6b is The peak values may be the same. Further, the two peak values of the valve lift amount of the intake valve 6b may be different values. In addition, the intake valve 6b is completely closed in the first opening/closing operation (valve lift amount becomes 0), and then the second opening/closing operation is performed, but before it is completely closed, The opening/closing valve operation may be performed for the second time.

[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 combustion chamber 12 when the intake valves 6a and 6b are operated according to the valve lift curve of FIG. 17.
As shown in FIG. 18, when looking over time, first the valve lift amount of the intake valve 6b is larger than the valve lift amount of the intake valve 6a, so the flow rate of air entering from the intake valve 6b is large, and the amount of air entering the combustion chamber 12 is large. A counterclockwise swirl SWb is formed (upper row of FIG. 18). Next, the valve lift amount of the intake valve 6a increases, the valve lift amount of the intake valve 6b decreases, and the flow rate of air from the intake valve 6a increases, creating a clockwise swirl SWa ( Figure 18 middle row). Furthermore, as the valve lift amount of the intake valve 6b becomes larger than the valve lift amount of the intake valve 6a again, the flow rate of air from the intake valve 6b increases, and the force forming the counterclockwise swirl SWb increases again. (lower row of Figure 18).

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 intake valves 6a and 6b are opened, the difference in opening between the two intake valves 6a and 6b can be changed over time. By changing the direction of the generated swirl, it becomes possible to increase the turbulence of the air within the cylinder 1 and strengthen the in-cylinder flow.

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 (intake valve 6a) is opened and closed once during one cycle, and the second intake valve (intake valve 6b) is opened and closed once during one cycle. is set to open and close the valve twice in one cycle. Then, the control device (CPU 193) determines 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 that the peak value of the lift amount of the second intake valve is 1 The second and second peak values are controlled to be larger than the lift amount of the first intake valve at the peak timing.

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 intake valve 6b opens and closes twice in one cycle, the valve opens and closes twice in succession, but other operations may be used.

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 intake valves 6a and 6b in the fifth embodiment (see FIG. 17). In FIG. 19, the horizontal axis represents the crank angle, and the vertical axis represents the valve lift amount.
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 intake valve 6b. It is configured to widen the interval between opening and closing valve operations. Even with this configuration, 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, so the in-cylinder flow is further improved than when reversed once. It becomes possible to strengthen 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 intake valves 6a and 6b according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 20. This embodiment also targets the engine 100 shown in FIG.

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 intake valve 6a has a generally triangular shape, with the valve lift amount reaching a maximum (peak) at the center (crank angle Pa) of the valve lift curve C6a. On the other hand, the valve lift curve C6b of the intake valve 6b has a larger rate of change in rise and fall than the valve lift curve C6a of the intake valve 6a, and has a period (flat portion) during which the maximum value is maintained. It is shaped like a shape. In this example, the valve timing in the middle of the period during which the maximum value of the valve lift curve C6b is maintained is the crank angle Pb, which is the same as the crank angle Pa, but may be different from the crank angle Pa.

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 intake valve 6a is larger than the maximum value of the valve lift amount of the intake valve 6b. Further, during the period in which the maximum value of the valve lift curve C6b is maintained, both sides (advanced side In period T2 (on the retard side), the maximum value of the valve lift amount of the intake valve 6b is larger than the valve lift amount of the intake valve 6a. Further, the opening start timing and the closing end timing of the intake valve 6a and the intake valve 6b are the same.

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 intake valve 6b is greater than the opening amount of the intake valve 6a, and then, around the area where the valve lift amount of the intake valve 6a is maximum, the opening amount of the intake valve 6a is larger than the opening amount of the intake valve 6a. This is larger than the opening amount of the intake valve 6b. Thereafter, the opening amount of the intake valve 6b becomes larger than the opening amount of the intake valve 6a again.

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 intake valve 6b is large at first after the valve opening starts, a counterclockwise swirl SWb is formed in the combustion chamber 12, and then, An increase in the flow rate of air from the intake valve 6a induces a clockwise swirl SWa, and then an increase in the flow rate of air from the intake valve 6b causes a counterclockwise swirl SWb to be formed again. become. Even if symmetrical valve lift curves C6a and C6b are used for the two intake valves 6a and 6b, the difference in valve lift amount will cause a difference in flow rate, and the direction of the swirl formed in the combustion chamber 12 will change. It will be reversed twice.

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 (intake valve 6a) and the second intake valve (intake valve 6b) are opened and closed once during one cycle. is set to do so. Then, the control device (CPU 193) maintains the state in which the lift amount of the second intake valve reaches its peak for a certain period of time, and controls the timing (crank angle In the first period (period T1) including Pa), the lift amount of the first intake valve is larger than the lift amount of the second intake valve, and the lift amount is more advanced than the first period within a certain period. In the second period (period T2) on the side and retard side, the lift amount of the second intake valve is controlled to be larger than the lift amount of 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 intake valves 6a and 6b according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 21. This embodiment also targets the engine 100 shown in FIG.

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 intake valves 6a and 6b are aligned, and the valve lift curves of the intake valves 6a and 6b each have a plurality of peaks, and the phase at which the peak occurs Assume that they are shifted from each other. That is, near multiple peaks of the valve lift amount of the intake valve 6a, the valve lift amount of the intake valve 6a is larger than the valve lift amount of the intake valve 6b. On the other hand, near multiple peaks of the valve lift amount of the intake valve 6b, the valve lift amount of the intake valve 6b is larger than the valve lift amount of the intake valve 6a.

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 intake valves 6a and 6b each have two peaks, a state in which the magnitude relationship of the valve lift amounts of the intake valves 6a and 6b is different occurs a total of four times. The larger the lift amount of the intake valve, the greater the flow rate of air flowing into the combustion chamber 12, causing a swirl within the combustion chamber 12. Therefore, each time the valve lift changes in magnitude, a flow occurs in the opposite direction. Therefore, according to the valve lift curves C6a and C6b, the effect of reversing the rotating direction of the swirl three times is activated, and a more complicated flow is generated, thereby strengthening the in-cylinder flow.

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 intake valves 6a and 6b each have two peaks, the number of peaks in the valve lift curves of the intake valves 6a and 6b may be three or more. In addition, the intake valves 6a and 6b perform a second opening/closing operation before they are completely closed in the first opening/closing operation (the valve lift amount becomes 0), but they are completely closed once. After that, the second opening/closing valve operation may be performed.

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 (intake valve 6a) and the second intake valve (intake valve 6b) are opened and closed multiple times during one cycle. is set to do so. Then, the control device (CPU 193) determines 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 The plurality of peak values of are controlled to be larger than the lift amount of the first intake valve at the peak timing.

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 intake valves 6a and 6b, it is possible to avoid changing from the pre-designed optimal timing for intake and exhaust. desirable. However, it is also possible to make the opening and closing timings of the intake valves 6a and 6b different from each other. In this case as well, by giving a phase difference to the valve timing at which the valve lift amount of the intake valves 6a and 6b reaches its maximum value (peak), a difference in opening degree occurs between the intake valves 6a and 6b, and a swirl occurs. , and the opening degrees of the intake valves 6a and 6b are switched. Then, the direction of the swirl generated within the combustion chamber 12 is reversed, and the in-cylinder flow is strengthened. By strengthening the in-cylinder flow, the EGR limit and the lean limit are improved, and the combustion performance of the engine 100 can be improved.

<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 intake valves 6a and 6b coincide will be described with reference to FIGS. 22 and 23.

[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 intake valve 6a reaches a peak at the crank angle Pa. Further, the valve lift curve C6b of the intake valve 6b reaches a peak at the crank angle Pb, which is the same as the crank angle Pa. That is, the intake valves 6a and 6b have the same valve timing at which the valve lift amount is maximum. However, the maximum value (peak value) of the valve lift amount of the intake valve 6a is larger than the maximum value (peak value) of the valve lift amount of the intake valve 6b.

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 intake valve 6a is the same as the opening timing of the intake valve 6b, but the closing timing of the intake valve 6a is earlier than the closing timing of the intake valve 6b. .

[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 intake valve 6a reaches a peak at the crank angle Pa. Further, the valve lift curve C6b of the intake valve 6b reaches a peak at the crank angle Pb, which is the same as the crank angle Pa. That is, the intake valves 6a and 6b have the same valve timing at which the valve lift amount reaches its maximum (peak). However, the maximum value (peak value) of the valve lift amount of the intake valve 6a is larger than the maximum value (peak value) of the valve lift amount of the intake valve 6b.

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 intake valve 6a is later than the opening timing of the intake valve 6b, and the closing timing of the intake valve 6a is earlier than the closing timing of the intake valve 6b.

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 (intake valve 6a) reaches its peak and the timing at which the lift amount of the first intake valve (intake valve 6a) reaches its peak. In addition to matching the timing (crank angles Pa, Pb) at which the lift amount of the valve (intake valve 6b) reaches its peak, the peak value of the lift amount of the first intake valve and the peak value of the lift amount of the second intake valve are The first intake valve and the second intake valve are different from each other, and further, at least one of the valve opening start timing and the valve opening end timing is shifted between the first intake valve and the second intake valve. Controls opening/closing drive.

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 SYMBOLS 1...Cylinder, 2...Cylinder head, 3...Piston, 4...Intake port, 5...Exhaust port, 6a, 6b...Intake valve, 7a, 7b...Exhaust valve, 8a, 8b...Intake valve drive device, 9a, 9b... Exhaust valve drive device, 10...Fuel injection valve, 11...Spark plug, 12...Combustion chamber, 14...Crank angle sensor, 20...ECU (valve control device), 100...Engine, 193...CPU (control device), C6a, C6b...Valve lift curve, Pa, Pb...Crank angle at which the valve lift amount peaks

Claims (6)

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、
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.
前記制御装置は、前記第1の吸気バルブの開弁開始タイミングと前記第2の吸気バルブの1回目の開弁開始タイミングとを合わせるとともに、前記第1の吸気バルブの閉弁終了タイミングと前記第2の吸気バルブの2回目の閉弁終了タイミングとを合わせる
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.
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、
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.
前記制御装置は、前記第1の吸気バルブと前記第2の吸気バルブとの間で最初の開弁開始タイミングと最後の開弁終了タイミングを合わせて、前記第1の吸気バルブ及び前記第2の吸気バルブの開閉駆動を制御する
請求項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.
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制御装置のバルブ制御方法であって、
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.
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制御装置のバルブ制御方法であって、
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.
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