JPH06330776A - Intake device for engine with mechanical supercharger - Google Patents

Intake device for engine with mechanical supercharger

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JPH06330776A
JPH06330776A JP5116940A JP11694093A JPH06330776A JP H06330776 A JPH06330776 A JP H06330776A JP 5116940 A JP5116940 A JP 5116940A JP 11694093 A JP11694093 A JP 11694093A JP H06330776 A JPH06330776 A JP H06330776A
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intake
intake valve
engine
closing timing
speed region
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幹公 藤井
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a intake device for engine equipped with a mechanical supercharger capable of increasing engine output and emission performance while preventing generation of knocking over the entire operation range. CONSTITUTION:In an engine VE, intake valves 1a, 1b are closed by a control unit 10 in a low speed range at 60 degrees after the bottom dead point and intake valve delay close operation is carried out while supercharge pressure is set high relatively, whereby knocking is prevented from generating and engine output and emission performance are increased. In the middle speed range where knocking is hard to occur the valves 1a, 1b are closed at 30 degrees after the bottom dead point and intake valve early closing operation is carried out while supercharge pressure is set low relatively and engine output is increased sufficiently. In a high speed range intake valve delay close operation is carried out again and engine output is increased remarkably while knocking is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、吸気弁開閉タイミング
可変手段を備えた機械式過給機付エンジンの吸気装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake system for an engine with a mechanical supercharger, which is equipped with a variable intake valve opening / closing timing.

【0002】[0002]

【従来の技術】機械式過給機で吸入空気を加圧(過給)し
て吸気充填効率を高め、出力の向上を図るようにした機
械式過給機付エンジンは従来より知られている。しかし
ながら、このように機械式過給機で過給を行うと低速・
高負荷時にノッキングが起こりやすくなるといった問題
がある。このため、かかる従来の機械式過給機付エンジ
ンでは、低速・高負荷時には点火時期をリタードさせて
ノッキングの発生を防止するなどといった対応がなされ
ているが、点火時期をリタードさせるとエンジン出力の
低下を招くので、過給による出力向上効果を目減りさせ
るとともに燃費性能を低下させるといった問題が生じ
る。
2. Description of the Related Art An engine with a mechanical supercharger has been conventionally known, which is designed to pressurize (supercharge) intake air with a mechanical supercharger to improve intake charging efficiency and output. . However, when supercharging is performed by the mechanical supercharger in this way, low speed
There is a problem that knocking tends to occur when the load is high. For this reason, in such a conventional engine with a mechanical supercharger, there is a countermeasure such as retarding the ignition timing at low speed and high load to prevent knocking from occurring. As a result, there is a problem that the output improvement effect due to supercharging is diminished and the fuel efficiency is deteriorated.

【0003】そこで、機械式過給機と、吸気弁の閉弁タ
イミングを変化させることができる吸気弁開閉タイミン
グ可変手段とを備えたエンジンにおいて、低速領域(低
回転領域)では過給圧を高めつつ吸気弁の閉弁タイミン
グをクランク角でみて下死点後の比較的遅い時期に設定
して吸気弁遅閉じ運転を行い、ノッキングの発生を防止
するようにしたもの提案されている(例えば、特開昭6
3−239312号公報参照)。すなわち、過給圧を高
めつつ吸気弁遅閉じ運転を行うと、通常運転時に比べて
圧縮行程における有効圧縮比が小さくなるので、燃焼室
内の混合気の圧縮による温度上昇が小さくなり、したが
って点火時における混合気の温度が比較的低くなりノッ
キングの発生が防止されることになる。この場合、過給
圧が高められているので、吸気充填効率は通常運転時と
ほぼ同等となる。なお、このように低速領域で吸気弁遅
閉じ運転を行うようにした従来の機械式過給機付エンジ
ンにおいて、該低速領域以外の運転領域(中速領域、高
速領域)では、吸気充填効率を確保するために、吸気弁
の閉弁タイミングが普通のエンジンの閉弁タイミングと
同様に設定される。
Therefore, in an engine equipped with a mechanical supercharger and an intake valve opening / closing timing varying means capable of changing the closing timing of the intake valve, the boost pressure is increased in the low speed region (low rotation region). While the intake valve closing timing is set at a relatively late time after bottom dead center in terms of crank angle, the intake valve delayed closing operation is performed to prevent the occurrence of knocking. JP-A-6
3-23912). That is, when the intake valve retarded closing operation is performed while the supercharging pressure is increased, the effective compression ratio in the compression stroke becomes smaller than in the normal operation, so the temperature rise due to the compression of the air-fuel mixture in the combustion chamber becomes small, and therefore during ignition. Therefore, the temperature of the air-fuel mixture in the engine is relatively low, and knocking is prevented from occurring. In this case, since the supercharging pressure is increased, the intake charging efficiency is almost the same as that during normal operation. Incidentally, in the conventional engine with a mechanical supercharger that performs the intake valve late closing operation in the low speed region as described above, the intake charging efficiency is improved in the operating region (medium speed region, high speed region) other than the low speed region. In order to ensure this, the closing timing of the intake valve is set in the same manner as the closing timing of a normal engine.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
特開昭63−239312号公報に開示されているよう
な、低速領域で吸気弁遅閉じ運転を行うようにした従来
の機械式過給機付エンジンにおいては、低速領域では過
給圧が高く設定されるので吸気ポートから燃焼室内に流
入した混合気の排気ポートへの流出、いわゆる混合気の
吹き抜けが起こり、HC排出量が増加してエミッション
性能が悪くなるといった問題がある。
However, a conventional engine with a mechanical supercharger, such as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-239312, is designed to perform the intake valve retarded closing operation in a low speed region. In the low speed region, the supercharging pressure is set to be high, so that the air-fuel mixture flowing from the intake port into the combustion chamber flows out to the exhaust port, that is, the so-called air-fuel mixture blows through, and the HC emission amount increases to improve the emission performance. There is a problem of getting worse.

【0005】また、高速領域では、エンジン温度が上昇
するので吸気通路内あるいは燃焼室内の混合気の温度が
高くなり、これによって吸気充填効率が低下するととも
にノッキングが起こりやすくなるといった問題がある。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
ものであって、全運転領域でノッキングの発生を防止し
つつエンジン出力を高めることができ、かつエミッショ
ン性能を高めることができる機械式過給機付エンジンの
吸気装置を提供することを目的とする。
Further, in the high speed range, the engine temperature rises, so that the temperature of the air-fuel mixture in the intake passage or the combustion chamber rises, which lowers the intake charge efficiency and causes knocking.
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and is a mechanical type that can increase engine output while preventing occurrence of knocking in all operating regions, and can improve emission performance. An object of the present invention is to provide an intake device for an engine with a supercharger.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、第1の発明は、機械式過給機と、吸気弁の閉弁タイ
ミングを変化させることができる吸気弁開閉タイミング
可変手段と、少なくとも機械式過給機によって過給が行
われる運転領域では、吸気弁が(膨張比/有効圧縮比)>
1となるようにして下死点後に閉じられるよう吸気弁開
閉タイミング可変手段を制御する吸気弁開閉タイミング
制御手段とが設けられた機械式過給機付エンジンの吸気
装置において、吸気弁開閉タイミング制御手段が、低速
領域と高速領域とでは吸気弁がクランク角でみて下死点
後の比較的遅いタイミングで閉じられるよう吸気弁開閉
タイミング可変手段を制御してエンジンに吸気弁遅閉じ
運転を行わせる一方、中速領域では吸気弁が吸気弁遅閉
じ運転の場合よりも早いタイミングで閉じられるよう吸
気弁開閉タイミング可変手段を制御してエンジンに吸気
弁早閉じ運転を行わせるようになっていることを特徴と
する機械式過給機付エンジンの吸気装置を提供する。な
お、ここで吸気弁早閉じ運転とは、吸気弁の閉弁タイミ
ングが吸気弁遅閉じ運転の場合よりも早いという趣旨で
あって、普通のエンジンの吸気弁の閉弁タイミングに比
べて早いという趣旨ではない。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to provide a mechanical supercharger, at least an intake valve opening / closing timing varying means capable of changing a closing timing of an intake valve, and at least In the operating region where supercharging is performed by the mechanical supercharger, the intake valve has (expansion ratio / effective compression ratio)>
An intake valve opening / closing timing control in an intake device for a mechanical turbocharged engine, which is provided with an intake valve opening / closing timing control means for controlling the intake valve opening / closing timing varying means so as to be closed after bottom dead center so as to be 1. In the low speed region and the high speed region, the means controls the intake valve opening / closing timing variable means so that the intake valve is closed at a relatively late timing after bottom dead center when viewed from the crank angle, thereby causing the engine to perform the intake valve delayed closing operation. On the other hand, in the medium speed range, the intake valve opening / closing timing varying means is controlled so that the intake valve is closed earlier than in the intake valve late closing operation so that the engine performs the intake valve early closing operation. An intake system for an engine with a mechanical supercharger is provided. Note that the intake valve early closing operation means that the intake valve closing timing is earlier than in the intake valve late closing operation, and is earlier than the intake valve closing timing of a normal engine. It's not the point.

【0007】第2の発明は、第1の発明にかかる機械式
過給機付エンジンの吸気装置において、吸気弁開閉タイ
ミング制御手段が、クランク角でみて吸気弁の閉弁タイ
ミングを低速領域と高速領域とで異なる時期に設定する
ようになっていることを特徴とする機械式過給機付エン
ジンの吸気装置を提供する。
According to a second aspect of the present invention, in the intake system for an engine with a mechanical supercharger according to the first aspect, the intake valve opening / closing timing control means determines the closing timing of the intake valve in the low speed region and the high speed in terms of the crank angle. Provided is an intake device for an engine with a mechanical supercharger, which is set at different times depending on the region.

【0008】第3の発明は、第1又は第2の発明にかか
る機械式過給機付エンジンの吸気装置において、エンジ
ンの動弁系が、クランク角でみて吸気弁の開弁期間と排
気弁の開弁期間との間のオーバラップが低速領域では小
さくなり、中速領域では大きくなるように形成されてい
ることを特徴とする機械式過給機付エンジンの吸気装置
を提供する。
According to a third aspect of the present invention, in the intake system for an engine with a mechanical supercharger according to the first or second aspect, the valve train of the engine has a valve opening period of the intake valve and an exhaust valve when viewed from the crank angle. An intake device for a mechanical supercharged engine is provided, in which the overlap with the valve opening period of is reduced in a low speed region and increased in a medium speed region.

【0009】第4の発明は、第1〜第3の発明のいずれ
か1つにかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置にお
いて、吸気弁開閉タイミング制御手段が、高速領域での
吸気弁遅閉じ運転における吸気弁閉弁タイミングをクラ
ンク角でみて定格回転時の吸気充填効率が最も高くなる
時期に設定するようになっていることを特徴とする機械
式過給機付エンジンの吸気装置を提供する。
According to a fourth aspect of the invention, in the intake system for an engine with a mechanical supercharger according to any one of the first to third aspects, the intake valve opening / closing timing control means controls the intake valve delay in a high speed range. An intake device for an engine with a mechanical supercharger, which is characterized in that the intake valve closing timing in the closed operation is set at the time when the intake charging efficiency at the rated rotation is maximized by looking at the crank angle. To do.

【0010】第5の発明は、第1〜第3の発明のいずれ
か1つにかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置にお
いて、吸気弁開閉タイミング制御手段が、高速領域にお
ける吸気弁閉弁タイミングを、エンジン回転数に応じて
所定の特性でリニアに変化させるようになっていること
を特徴とする機械式過給機付エンジンの吸気装置を提供
する。
In a fifth aspect of the present invention, in the intake system for an engine with a mechanical supercharger according to any one of the first to third aspects, the intake valve opening / closing timing control means controls the intake valve closing in the high speed region. Provided is an intake device for an engine with a mechanical supercharger, wherein the timing is changed linearly with a predetermined characteristic according to the engine speed.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
図1と図2とに示すように、第1〜第6気筒#1〜#6
を備えた6気筒V形エンジンVEにおいては、第1バン
クP側に第1,第3,第5気筒#1,#3,#5が配置さ
れ、第2バンクQ側に第2,第4,第6気筒#2,#4,#
6が配置されている。ここで、各気筒#1〜#6は、#
1→#2→#3→#4→#5→#6の順に点火されるよ
うになっている。したがって、第1バンクP側の各気筒
#1,#3,#5は互いに吸気行程が重複せず、また第2
バンクQ側の各気筒#2,#4,#6もまた互いに吸気行
程が重複しない。なお、以下では便宜上、エンジン本体
近傍においては、エンジンVEの長手方向(図1では左
右方向)にみて第5気筒#5側を「左」といい、第1気筒
#1側を「右」ということにする。
EXAMPLES Examples of the present invention will be specifically described below.
As shown in FIGS. 1 and 2, first to sixth cylinders # 1 to # 6
In the 6-cylinder V-type engine VE having the above, the first, third, and fifth cylinders # 1, # 3, and # 5 are arranged on the first bank P side, and the second and fourth cylinders on the second bank Q side. , 6th cylinder # 2, # 4, #
6 are arranged. Here, each cylinder # 1 to # 6 is
Ignition is performed in the order of 1 → # 2 → # 3 → # 4 → # 5 → # 6. Therefore, the intake strokes of the cylinders # 1, # 3, and # 5 on the first bank P side do not overlap with each other, and
The intake strokes of the cylinders # 2, # 4, and # 6 on the bank Q side do not overlap with each other. In the following description, for the sake of convenience, in the vicinity of the engine body, the fifth cylinder # 5 side is referred to as “left” and the first cylinder # 1 side is referred to as “right” when viewed in the longitudinal direction of the engine VE (left and right direction in FIG. 1). I will decide.

【0012】各気筒#1〜#6においては、夫々、第
1,第2吸気弁1a,1bが開かれたときに第1,第2吸気
ポート2a,2bから燃焼室3内に混合気が吸入され、こ
の混合気がピストン(図示せず)で圧縮された後点火プラ
グ(図示せず)で着火・燃焼させられ、排気弁(図示せず)
が開かれたときに燃焼ガス(排気ガス)が排気ポート4に
排出されるようになっている。ここで、第1,第2吸気
ポート2a,2bに臨んで夫々、ポート内の吸入空気中に
燃料を噴射して混合気を形成する第1,第2燃料噴射弁
5a,5bが設けられている。なお、図1中の第3〜第6
気筒#3〜#6については、第1,第2気筒#1,#2と
同一構成であるので紙面の都合上個々の部材への付番を
省略している。
In each of the cylinders # 1 to # 6, when the first and second intake valves 1a and 1b are opened, an air-fuel mixture is introduced into the combustion chamber 3 from the first and second intake ports 2a and 2b. The mixture is taken in, compressed by a piston (not shown), ignited and burned by a spark plug (not shown), and an exhaust valve (not shown).
Combustion gas (exhaust gas) is discharged to the exhaust port 4 when is opened. Here, first and second fuel injection valves 5a, 5b are provided facing the first and second intake ports 2a, 2b, respectively, to inject fuel into intake air in the ports to form a mixture. There is. In addition, the third to sixth in FIG.
The cylinders # 3 to # 6 have the same configuration as the first and second cylinders # 1 and # 2, and therefore, the numbering to the individual members is omitted for the sake of space.

【0013】そして、第1,第2バンクP,Qにおいては
いずれも、各気筒#1〜#6の第1,第2吸気弁1a,1b
が夫々、吸気弁用カムシャフト7に取り付けられた第
1,第2吸気弁用カム6a,6bによって、後で説明するよ
うに所定のタイミングで開閉されるようになっている。
ここで、第1,第2バンクP,Qの各吸気弁用カムシャフ
ト7の左端部には夫々カムシャフトプーリ8が取り付け
られている。そして、図示していないが、両カムシャフ
トプーリ8,8と、クランク軸に取り付けられたクラン
ク軸プーリとにまたがって1本のタイミングベルトが巻
きかけられ、両吸気弁用カムシャフト7,7はクランク
軸によって、該クランク軸と同期して回転駆動されるよ
うになっている。ここで、両吸気弁用カムシャフト7,
7に対して夫々、これらの回転位相を変えて第1,第2
吸気弁1a,1bの開閉タイミングを変化させることがで
きる吸気弁開閉タイミング可変手段9が設けられ、これ
らの吸気弁開閉タイミング可変手段9は夫々コントロー
ルユニット10によって制御されるようになっている。
なお、吸気弁開閉タイミング可変手段9は、第1,第2
吸気弁1a,1bの開閉タイミングを進角方向又は遅角方
向にずらせるだけであるので、開閉タイミングを変化さ
せた場合でも開弁期間(クランク角でみて)は変化しな
い。
In each of the first and second banks P and Q, the first and second intake valves 1a and 1b of the cylinders # 1 to # 6 are also provided.
The first and second intake valve cams 6a and 6b mounted on the intake valve camshaft 7 are opened and closed at predetermined timings as will be described later.
Here, camshaft pulleys 8 are attached to the left end portions of the intake valve camshafts 7 of the first and second banks P and Q, respectively. Although not shown, one timing belt is wound around both camshaft pulleys 8 and 8 and the crankshaft pulley attached to the crankshaft, so that both intake valve camshafts 7 and 7 are The crankshaft is rotationally driven in synchronization with the crankshaft. Here, both intake valve camshafts 7,
7, the rotation phase of each of them is changed, and the first and second rotation phases are changed.
An intake valve opening / closing timing changing means 9 capable of changing the opening / closing timing of the intake valves 1a, 1b is provided, and these intake valve opening / closing timing changing means 9 are controlled by the control unit 10, respectively.
In addition, the intake valve opening / closing timing changing means 9 includes the first and second
Since the opening / closing timing of the intake valves 1a, 1b is only shifted in the advance direction or the retard direction, the valve opening period (seen in crank angle) does not change even when the opening / closing timing is changed.

【0014】図示していないが、排気弁もまた吸気弁1
a,1bとほぼ同様の機構により、後で説明するように所
定のタイミングで開閉されるようになっている。ただ
し、排気弁に対しては開閉タイミング可変手段は設けら
れていないので、排気弁の開閉タイミングは固定されて
いる。
Although not shown, the exhaust valve is also the intake valve 1.
The mechanism is similar to a and 1b, and is opened and closed at a predetermined timing as described later. However, since the opening / closing timing variable means is not provided for the exhaust valve, the opening / closing timing of the exhaust valve is fixed.

【0015】エンジンVEの各気筒#1〜#6に燃料燃
焼用の空気を供給するために共通吸気通路12が設けら
れ、この共通吸気通路12には吸入空気の流れ方向にみ
て上流側から順に、吸入空気中のダストを除去するエア
クリーナ13と、吸入空気量を検出するエアフローセン
サ14と、アクセルペダル(図示せず)と連動して開閉さ
れるスロットル弁15と、クランク軸(図示せず)によっ
て駆動される機械式過給機16(スーパーチャージャ)
と、該機械式過給機16によって断熱圧縮されて温度が
上昇した吸入空気を冷却するインタクーラ17とが介設
されている。ここで、スロットル弁15より下流側にお
いて、共通吸気通路12の、機械式過給機16より上流
側の部分とインタクーラ17より下流側の部分とを連通
させるバイパス吸気通路18が設けられ、このバイパス
吸気通路18にアクチュエータ19によって開閉される
リリーフバルブ20が介設されている。そして、機械式
過給機16の吐出圧すなわち過給圧が設定値(限界過給
圧)に近付くと、アクチュエータ19によってリリーフ
バルブ20が開かれてインタクーラ下流の吸入空気が過
給機上流に戻され、過給圧が設定値(限界過給圧)以下に
保持されるようになっている。このように、過給圧を限
界過給圧以下にとどめるのは、過給圧が限界過給圧を超
えると機械式過給機16が高温化してその信頼性が低下
するからである。
A common intake passage 12 is provided for supplying air for fuel combustion to each of the cylinders # 1 to # 6 of the engine VE. The common intake passage 12 is arranged in this order from the upstream side in the flow direction of the intake air. , An air cleaner 13 for removing dust in intake air, an air flow sensor 14 for detecting the amount of intake air, a throttle valve 15 which is opened and closed in conjunction with an accelerator pedal (not shown), and a crankshaft (not shown) Driven by a mechanical supercharger 16 (supercharger)
And an intercooler 17 that cools the intake air that has been adiabatically compressed by the mechanical supercharger 16 and whose temperature has risen. Here, a bypass intake passage 18 is provided downstream of the throttle valve 15 to connect a portion of the common intake passage 12 upstream of the mechanical supercharger 16 and a portion downstream of the intercooler 17 to each other. A relief valve 20 that is opened and closed by an actuator 19 is provided in the intake passage 18. When the discharge pressure of the mechanical supercharger 16, that is, the supercharging pressure approaches the set value (limit supercharging pressure), the relief valve 20 is opened by the actuator 19 and the intake air downstream of the intercooler returns to the upstream of the supercharger. Thus, the supercharging pressure is maintained below the set value (limit supercharging pressure). In this way, the reason why the supercharging pressure is kept below the limit supercharging pressure is that when the supercharging pressure exceeds the limit supercharging pressure, the mechanical supercharger 16 becomes hot and its reliability deteriorates.

【0016】共通吸気通路12は、インタクーラ17よ
り下流側で第1分岐吸気通路21と第2分岐吸気通路2
2とに分岐し、第1分岐吸気通路21の下流端は第1バ
ンクP用の第1サージタンク23に接続され、第2分岐
吸気通路22の下流端は第2バンクQ用の第2サージタ
ンク24に接続されている。ここで、第1サージタンク
23の左端部と第2サージタンク24の左端部とを連通
させる第1連通路25が設けられ、この第1連通路25
にはこれを開閉する連通路開閉弁26が介設されてい
る。また、第1サージタンク23の右端部と第2サージ
タンク24の右端部とを連通させる第2連通路27が設
けられ、この第2連通路27にはこれを開閉する2つの
連通路シャッタ弁28a,28bが介設されている。
The common intake passage 12 has a first branch intake passage 21 and a second branch intake passage 2 downstream of the intercooler 17.
2, the downstream end of the first branch intake passage 21 is connected to the first surge tank 23 for the first bank P, and the downstream end of the second branch intake passage 22 is the second surge for the second bank Q. It is connected to the tank 24. Here, a first communication passage 25 that connects the left end portion of the first surge tank 23 and the left end portion of the second surge tank 24 is provided.
A communication passage opening / closing valve 26 that opens and closes the valve is provided in this. In addition, a second communication passage 27 that connects the right end of the first surge tank 23 and the right end of the second surge tank 24 is provided, and the second communication passage 27 has two communication passage shutter valves that open and close the second communication passage 27. 28a and 28b are interposed.

【0017】これらの第1,第2連通路25,27、連通
路開閉弁26及び連通路シャッタ弁28a,28bは、エ
ンジン回転数に応じて共鳴効果ないしは慣性効果を有効
に利用して、吸気充填効率を高めるために設けられてい
る。すなわち、低回転時には連通路開閉弁26と連通路
シャッタ弁28a,28bとを閉じて、共通吸気通路12
から第1,第2分岐吸気通路21,22への分岐部を圧力
波反転部とする共鳴効果を利用して吸気充填効率を高
め、中回転時には連通路シャッタ弁28a,28bのみを
開いて第2連通路27の中央部を圧力波反転部とする共
鳴効果を利用して吸気充填効率を高め、高回転時には連
通路開閉弁26と連通路シャッタ弁28a,28bとを開
き慣性効果を利用して吸気充填効率を高めるようにして
いる。
The first and second communication passages 25 and 27, the communication passage opening / closing valve 26, and the communication passage shutter valves 28a and 28b effectively utilize the resonance effect or the inertial effect in accordance with the engine speed, and thereby the intake air intake. It is provided to increase the filling efficiency. That is, when the engine speed is low, the communication passage opening / closing valve 26 and the communication passage shutter valves 28a and 28b are closed to close the common intake passage 12
From the first to the second branch intake passages 21 and 22 by using the resonance effect of the pressure wave reversal portion to improve the intake charging efficiency, and open only the communication passage shutter valves 28a and 28b during the middle rotation. 2 The intake filling efficiency is increased by utilizing the resonance effect in which the central portion of the communication passage 27 is used as the pressure wave reversal portion, and the communication passage opening / closing valve 26 and the communication passage shutter valves 28a, 28b are opened at the time of high rotation to utilize the inertial effect. The intake charging efficiency is improved.

【0018】そして、第1サージタンク23には第1,
第3,第5気筒#1,#3,#5用の3組の第1,第2独立
吸気通路29a,29bの上流端が接続され、これらの第
1,第2独立吸気通路29a,29bの下流端は夫々対応す
る気筒の第1,第2吸気ポート2a,2bに接続されてい
る。他方、第2サージタンク24には第2,第4,第6気
筒#2,#4,#6用の3組の第1,第2独立吸気通路2
9a,29bの上流端が接続され、これらの第1,第2独立
吸気通路29a,29bの下流端は夫々対応する気筒の第
1,第2吸気ポート2a,2bに接続されている。ここで、
各気筒#1〜#6の第2独立吸気通路29bには夫々、
低負荷時には閉じられ燃焼室3内にスワールを生成して
混合気の燃焼性を高める吸気通路開閉弁30が設けられ
ている。なお、第1吸気ポート2aはタンゼンシャルタ
イプあるいはヘリカルタイプのスワールポートとされて
いる。
The first surge tank 23 has a first,
The upstream ends of three sets of first and second independent intake passages 29a and 29b for the third and fifth cylinders # 1, # 3 and # 5 are connected to each other, and the first and second independent intake passages 29a and 29b are connected. The downstream ends of the cylinders are connected to the first and second intake ports 2a and 2b of the corresponding cylinders. On the other hand, the second surge tank 24 has three sets of first and second independent intake passages 2 for the second, fourth, and sixth cylinders # 2, # 4, and # 6.
The upstream ends of 9a and 29b are connected, and the downstream ends of these first and second independent intake passages 29a and 29b are connected to the first and second intake ports 2a and 2b of the corresponding cylinders, respectively. here,
In the second independent intake passage 29b of each cylinder # 1 to # 6,
An intake passage opening / closing valve 30 is provided which is closed when the load is low and generates swirl in the combustion chamber 3 to enhance the combustibility of the air-fuel mixture. The first intake port 2a is a tangential type or helical type swirl port.

【0019】各気筒#1〜#6の第1,第2燃料噴射弁
5a,5bに、燃料の気化・霧化を促進するためのアシス
トエアを供給するアシストエア供給通路31が設けら
れ、このアシストエア供給通路31の上流端は、スロッ
トル弁15より上流側の共通吸気通路12に開口してい
る。そして、アシストエア供給通路31には三方弁であ
るアシストエアコントロールバルブ32が介設され、こ
のアシストエアコントロールバルブ32の第3の端子に
は、上流端が機械式過給機16より下流側の共通吸気通
路12に開口するアシストエア導入通路33が接続され
ている。ここで、アシストエアコントロールバルブ32
は、過給時には加圧された吸入空気をアシストエアとし
てアシスアシストエア導入通路33を通して導入する一
方、非過給時にはアシストエア供給通路31を通して大
気圧の吸入空気をアシストエアとして導入するようにな
っている。
The first and second fuel injection valves 5a and 5b of each cylinder # 1 to # 6 are provided with an assist air supply passage 31 for supplying assist air for promoting vaporization and atomization of fuel. The upstream end of the assist air supply passage 31 opens into the common intake passage 12 on the upstream side of the throttle valve 15. An assist air control valve 32, which is a three-way valve, is provided in the assist air supply passage 31, and the third terminal of the assist air control valve 32 has an upstream end located downstream of the mechanical supercharger 16. An assist air introduction passage 33 opening to the common intake passage 12 is connected. Here, the assist air control valve 32
When supercharging, the pressurized intake air is introduced as assist air through the assist air introduction passage 33, while when not supercharging, intake air at atmospheric pressure is introduced as assist air through the assist air supply passage 31. ing.

【0020】そして、アシストエア供給通路31は途中
で第1,第2分岐アシストエア供給通路31a,31bに分
岐し、第1分岐アシストエア通路31aを通して第1バ
ンクP側の各燃料噴射弁5a,5bにアシストエアが供給
される一方、第2分岐アシストエア供給通路31bを通
して第2バンクQ側の各燃料噴射弁5a,5bにアシスト
エアが供給されるようになっている。なお、第1,第2
分岐アシストエア供給通路31a,31bには夫々逆止弁
34,35が介設されている。
The assist air supply passage 31 branches into first and second branch assist air supply passages 31a and 31b on the way, and each fuel injection valve 5a on the first bank P side passes through the first branch assist air passage 31a. While the assist air is supplied to 5b, the assist air is supplied to each fuel injection valve 5a, 5b on the second bank Q side through the second branch assist air supply passage 31b. The first and second
Check valves 34 and 35 are provided in the branch assist air supply passages 31a and 31b, respectively.

【0021】各気筒#1〜#6の燃焼室3から排気ポー
ト4に排出された排気ガスは、排気通路36を通して大
気中に排出されるようになっている。なお、排気通路3
6には排気ガスを浄化するための触媒コンバータ37が
介設されている。
The exhaust gas discharged from the combustion chamber 3 of each cylinder # 1 to # 6 to the exhaust port 4 is discharged to the atmosphere through the exhaust passage 36. The exhaust passage 3
A catalytic converter 37 for purifying the exhaust gas is provided at 6.

【0022】NOx発生量を低減するために、あるいは
低負荷時におけるポンピングロスを低減するために、非
過給時において触媒コンバータ37より上流側の排気通
路36内の排気ガスをEGRとしてインタクーラ17よ
り下流側の共通吸気通路12に還流させる第1EGR通
路38が設けられ、この第1EGR通路38にはEGR
量を調節するための第1EGR弁39が介設されてい
る。さらに、過給時に触媒コンバータ37より下流側の
排気通路36内の排気ガスをEGRとして、機械式過給
機16より上流側の共通吸気通路12に還流させる第2
EGR通路41が設けられ、この第2EGR通路41に
はEGR量を調節するための第2EGR弁42が介設さ
れている。
In order to reduce the amount of NOx produced, or to reduce pumping loss at low load, the exhaust gas in the exhaust passage 36 upstream of the catalytic converter 37 is used as EGR from the intercooler 17 during non-supercharging. A first EGR passage 38 that recirculates to the common intake passage 12 on the downstream side is provided, and the first EGR passage 38 has an EGR passage 38.
A first EGR valve 39 for adjusting the amount is provided. Further, during supercharging, the exhaust gas in the exhaust passage 36 downstream of the catalytic converter 37 is recirculated to the common intake passage 12 upstream of the mechanical supercharger 16 as EGR.
An EGR passage 41 is provided, and a second EGR valve 42 for adjusting the EGR amount is interposed in the second EGR passage 41.

【0023】コントロールユニット10は、特許請求の
範囲に記載された「吸気弁開閉タイミング制御手段」を含
むエンジンVEの総合的な制御装置であって、エアフロ
ーセンサ14によって検出される吸入空気量、第1吸気
温センサ45によって検出される吸入空気温度、スロッ
トルセンサ46によって検出されるスロットル開度、第
2吸気温センサ47によって検出される過給機下流の吸
入空気温度、第3,第4吸気温センサ48,49によって
検出されるインタクーラ下流の吸入空気温度、回転数セ
ンサ(図示せず)によって検出されるエンジン回転数等を
制御情報として、エンジンVEの各種制御を行うように
なっている。
The control unit 10 is a comprehensive control device for the engine VE including the "intake valve opening / closing timing control means" described in the claims, and the intake air amount detected by the air flow sensor 14, 1 intake air temperature detected by intake air temperature sensor 45, throttle opening detected by throttle sensor 46, intake air temperature downstream of supercharger detected by second intake air temperature sensor 47, third and fourth intake air temperature Various types of control of the engine VE are performed using control information such as intake air temperature downstream of the intercooler detected by the sensors 48 and 49, engine speed detected by a speed sensor (not shown), and the like.

【0024】しかしながら、コントロールユニット10
による一般的なエンジン制御はよく知られた普通の制御
手法で行われ、また本願発明の要旨とするところでもな
いのでその説明を省略し、以下では図3を参照しつつ本
願発明の要旨にかかわる吸気弁開閉タイミング制御ない
しは過給圧制御についてのみ説明する。すなわち、エン
ジンVEにおいては、コントロールユニット10は、エ
ンジン回転数に応じて、吸気弁1a,1bの開閉タイミン
グ、吸気弁1a,1bの開弁期間と排気弁の開弁期間との
間のオーバーラップ期間(以下、これを開弁オーバラッ
プという)、及び過給圧を制御し、全運転領域でノッキ
ングの発生を防止しつつエンジン出力とエミッション性
能とを高めるようになっている。
However, the control unit 10
The general engine control according to the present invention is performed by a well-known ordinary control method, and since it is not the subject matter of the present invention, the description thereof will be omitted. The following will relate to the subject matter of the present invention with reference to FIG. Only the intake valve opening / closing timing control or the supercharging pressure control will be described. That is, in the engine VE, the control unit 10 controls the opening / closing timing of the intake valves 1a, 1b and the overlap between the opening period of the intake valves 1a, 1b and the opening period of the exhaust valve according to the engine speed. By controlling the period (hereinafter, referred to as valve opening overlap) and the supercharging pressure, engine output and emission performance are improved while preventing knocking in all operating regions.

【0025】図3において、G1はかかる制御が行われ
た場合のHC排出量(掃気効率)のエンジン回転数に対す
る特性を示している。なお、G2は吸気弁早閉じ運転を
行った場合すなわち開弁オーバラップを大きくした場合
のHC排出量を示し、G3は吸気弁遅閉じ運転を行った
場合すなわち開弁オーバラップを小さくした場合のHC
排出量を示している。G4はかかる制御が行われた場合
の過給圧のエンジン回転数に対する特性を示している。
なお、G5は吸気弁遅閉じ運転を行った場合の過給圧を
示し、G6は吸気弁早閉じ運転を行った場合の過給圧を
示している。また、G7は吸気充填効率ηcが最良となる
吸気弁閉弁タイミング(下死点後のクランク角)を示して
いる。
In FIG. 3, G 1 shows the characteristic of the HC emission amount (scavenging efficiency) with respect to the engine speed when such control is performed. G 2 indicates the amount of HC discharged when the intake valve early closing operation is performed, that is, when the valve opening overlap is increased, and G 3 is when the intake valve late closing operation is performed, that is, the valve opening overlap is decreased. HC in the case
Shows the amount of emissions. G 4 shows the characteristic of the boost pressure with respect to the engine speed when such control is performed.
Note that G 5 shows the supercharging pressure when the intake valve late closing operation is performed, and G 6 shows the supercharging pressure when the intake valve early closing operation is performed. Further, G 7 indicates the intake valve closing timing (crank angle after bottom dead center) at which the intake charging efficiency ηc becomes the best.

【0026】(1)低速領域 図3に示すように、エンジン回転数が所定値N1以下で
ある低速領域では、吸気弁1a,1bが、(膨張比/有効圧
縮比)>1となるように、クランク角でみて下死点後の
比較的遅いタイミング、例えば下死点後60°で閉じら
れ、吸気弁遅閉じ運転が行われる一方、過給圧が比較的
高く設定される。この場合、吸気弁1a,1bは上死点よ
りも若干早いタイミング、例えば上死点前5°で開弁さ
れる。なお、過給圧の制御はアクチュエータ19を介し
てリリーフバルブ20の開度を調節することにより行わ
れる。
(1) Low Speed Region As shown in FIG. 3, in the low speed region where the engine speed is equal to or lower than the predetermined value N 1 , the intake valves 1a and 1b are set so that (expansion ratio / effective compression ratio)> 1. Further, when viewed from the crank angle, it is closed at a relatively late timing after the bottom dead center, for example, at 60 ° after the bottom dead center, and the intake valve delayed closing operation is performed, while the supercharging pressure is set relatively high. In this case, the intake valves 1a and 1b are opened at a timing slightly earlier than the top dead center, for example, 5 ° before the top dead center. The supercharging pressure is controlled by adjusting the opening of the relief valve 20 via the actuator 19.

【0027】他方、排気弁は従来の普通のエンジンと同
様のタイミングで開閉され、例えば下死点前50°で開
弁される一方上死点後15°で閉弁される。したがっ
て、この場合、開弁オーバラップは比較的小さくなり、
クランク角で20°(上死点前5°〜上死点後15°)と
なる。
On the other hand, the exhaust valve is opened and closed at the same timing as in a conventional ordinary engine, for example, it is opened at 50 ° before bottom dead center and closed at 15 ° after top dead center. Therefore, in this case, the valve opening overlap becomes relatively small,
The crank angle is 20 ° (5 ° before top dead center to 15 ° after top dead center).

【0028】このように、低速領域では吸気弁遅閉じ運
転が行われ、したがって燃焼室3内の混合気の有効圧縮
比が小さくなるので、混合気の圧縮による温度上昇が小
さくなる。このため、点火時における混合気の温度が比
較的低くなり、耐ノッキング性が高められる。このよう
にして、ノッキングが発生しやすい低速・高負荷時にお
いてもノッキングの発生が有効に防止される。なお、こ
の場合、有効圧縮比が小さくなる分だけ吸気充填効率が
低下するようにもみえるが、前記したとおり過給圧が高
く設定されているので、従来のエンジンにおいて吸気弁
が普通のタイミングで開閉される場合とほぼ同様の吸気
充填効率が確保され、十分なエンジン出力が確保され
る。また、かかる吸気弁遅閉じ運転によりポンピングロ
スが低減されるので燃費性能が高められる。
In this way, the intake valve retarded closing operation is performed in the low speed region, and therefore the effective compression ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 becomes small, so that the temperature rise due to the compression of the air-fuel mixture becomes small. Therefore, the temperature of the air-fuel mixture at the time of ignition becomes relatively low, and the knocking resistance is improved. In this way, the occurrence of knocking is effectively prevented even at low speeds and high loads where knocking tends to occur. In this case, it seems that the intake charging efficiency decreases as the effective compression ratio decreases, but since the supercharging pressure is set to a high value as described above, the intake valve does not have a normal timing in the conventional engine. Almost the same intake charging efficiency as when opened and closed is secured, and a sufficient engine output is secured. Further, since the intake valve retarded closing operation reduces pumping loss, fuel efficiency is improved.

【0029】そして、前記したとおり、開弁オーバラッ
プが比較的小さくなっているので(例えば、クランク角
で20°)、過給圧が高く設定されているのにもかかわ
らず吸気ポート2a,2bから燃焼室3内に流入した混合
気の排気ポート4への流出、すなわち混合気の吹き抜け
が起こらず、排気ガス中のHC濃度が低減されてエミッ
ション性能が高められる。なお、この場合過給圧が高く
設定されているので、燃焼室3内の掃気は十分に行われ
る。
As described above, since the valve opening overlap is relatively small (for example, the crank angle is 20 °), the intake ports 2a and 2b are set even though the boost pressure is set high. The air-fuel mixture that has flowed into the combustion chamber 3 from the outflow to the exhaust port 4, that is, the air-fuel mixture does not blow through, and the HC concentration in the exhaust gas is reduced, and the emission performance is enhanced. In this case, since the supercharging pressure is set high, the scavenging inside the combustion chamber 3 is sufficiently performed.

【0030】(2)中速領域 エンジン回転数が上記の所定値N1を超えかつ所定値N2
以下である中速領域では、吸気弁1a,1bが、上記の低
速領域における吸気弁遅閉じ運転の場合よりも早いタイ
ミング、例えば下死点後30°で閉じられ、吸気弁早閉
じ運転が行われる一方、過給圧が比較的低く設定され
る。この場合、吸気弁1a,1bは上死点よりもかなり早
いタイミング、例えば上死点前35°で開弁されること
になる。なお、ここで「吸気弁早閉じ運転」とは、吸気弁
遅閉じ運転の場合よりも早いタイミングで吸気弁1a,1
bが閉じられるという趣旨であって、従来の普通のエン
ジンよりも早いタイミングで吸気弁が閉じられるという
趣旨ではない。ちなみに、本実施例においては、かかる
中速領域においても、吸気弁1a,1bが、(膨張比/有効
圧縮比)>1となるように、下死点後に閉じられる。
(2) Medium speed region The engine speed exceeds the predetermined value N 1 and the predetermined value N 2
In the following middle speed range, the intake valves 1a, 1b are closed earlier than in the case of the intake valve late closing operation in the above low speed area, for example, at 30 ° after bottom dead center, and the intake valve early closing operation is performed. Meanwhile, the boost pressure is set to be relatively low. In this case, the intake valves 1a and 1b are opened at a timing much earlier than the top dead center, for example, 35 ° before the top dead center. The term "intake valve early closing operation" as used herein means that the intake valves 1a, 1
It does not mean that the intake valve is closed at an earlier timing than the conventional ordinary engine. Incidentally, in the present embodiment, the intake valves 1a and 1b are closed after the bottom dead center so that (expansion ratio / effective compression ratio)> 1 even in the medium speed range.

【0031】他方、排気弁の開閉タイミングは固定され
ているので(下死点前50°で開弁され、上死点後15
°で閉弁される)、この場合は開弁オーバラップが比較
的大きくなり、クランク角で50°(上死点前35°〜
上死点後15°)となる。
On the other hand, since the opening / closing timing of the exhaust valve is fixed (the valve is opened at 50 ° before bottom dead center and 15 minutes after top dead center).
The valve overlap is relatively large in this case, and the crank angle is 50 ° (35 ° before top dead center ~
It becomes 15 ° after top dead center.

【0032】図3から明らかなとおり(G7)、中速領域
(N1〜N2)では、吸気充填効率が最良となる吸気弁閉弁
タイミングは60°よりはかなり小さくなっている。し
たがって、この中速領域で吸気充填効率を高めるには、
吸気弁閉弁タイミングを低速領域での吸気弁遅閉じ運転
の場合よりも早めるか、あるいは過給圧を高めればよ
い。しかしながら、図3から明らかなとおりエンジン回
転数がN1まで上昇した時点では過給圧が限界過給圧P1
に近付いているので、過給圧を高めることによって吸気
充填効率を大幅に高めることは困難である。そこで、中
速領域では吸気弁1a,1bの閉弁タイミングを低速領域
での吸気弁遅閉じ運転の場合よりも早めて吸気充填効率
を高め、エンジン出力を高めるようにしている。
As is clear from FIG. 3 (G 7 ), the medium speed range
In (N 1 to N 2 ), the intake valve closing timing at which the intake charging efficiency is the best is considerably smaller than 60 °. Therefore, in order to increase the intake charging efficiency in this medium speed range,
The intake valve closing timing may be made earlier than in the case of the intake valve late closing operation in the low speed region, or the boost pressure may be increased. However, the supercharging pressure when the engine speed as is clear from FIG. 3 rises to N 1 is a limit supercharging pressure P 1
, It is difficult to significantly increase the intake charging efficiency by increasing the supercharging pressure. Therefore, in the medium speed range, the closing timing of the intake valves 1a and 1b is advanced as compared with the case of the late intake valve closing operation in the low speed range to improve intake charging efficiency and increase engine output.

【0033】かかる中速領域ではもともとノッキングが
起こりにくいので、このように吸気弁早閉じ運転を行っ
てもノッキングが発生しない。また、前記したとおり、
開弁オーバラップが比較的大きくなっているが(クラン
ク角で50°)、かかる中速領域では開弁オーバラップ
は時間でみれば(クランク角ではなく)比較的短くなって
おり、かつ過給圧が比較的低く設定されているので混合
気の吹き抜けが起こらず、排気ガス中のHC濃度が低減
されてエミッション性能が高められる。したがって、中
速領域でもノッキングの発生を防止しつつ、エンジン出
力とエミッション性能とを高めることができる。また、
過給圧が低く設定されるので、エンジンの軸動力損失が
低減され、エンジンVEの車輪駆動トルクが高められ
る。なお、この場合開弁オーバラップが比較的大きく設
定されているので、燃焼室3内の掃気は十分に行われ
る。
Since knocking does not occur easily in the medium speed range, knocking does not occur even when the intake valve early closing operation is performed in this way. Also, as mentioned above,
Although the valve opening overlap is relatively large (crank angle is 50 °), the valve opening overlap is relatively short in time (not the crank angle) in such a medium speed range, and the supercharging is high. Since the pressure is set to be relatively low, the mixture does not blow through, the HC concentration in the exhaust gas is reduced, and the emission performance is enhanced. Therefore, engine output and emission performance can be improved while preventing knocking even in the medium speed range. Also,
Since the boost pressure is set low, the shaft power loss of the engine is reduced and the wheel drive torque of the engine VE is increased. In this case, since the valve opening overlap is set relatively large, the scavenging inside the combustion chamber 3 is sufficiently performed.

【0034】(3)高速領域 エンジン回転数が上記の所定値N2を超える高速領域で
は、低速領域における吸気弁遅閉じ運転の場合と同様に
吸気弁遅閉じ運転が行われる(例えば、吸気弁1a,1bが
下死点後60°で閉弁される)。この場合、エンジン回
転数がN2に達した時点で過給圧はすでに限界過給圧P1
に達しているので、過給圧は一定値P1に保持される。
(3) High speed region In the high speed region where the engine speed exceeds the above predetermined value N 2 , the intake valve late closing operation is performed in the same manner as the intake valve late closing operation in the low speed region (for example, the intake valve 1a and 1b are closed at 60 ° after bottom dead center). In this case, the supercharging pressure has already reached the limit supercharging pressure P 1 when the engine speed reaches N 2.
Therefore, the boost pressure is maintained at a constant value P 1 .

【0035】このように、高速領域で再び吸気弁遅閉じ
運転を行う理由は以下のとおりである。すなわち、前記
したとおり高速領域ではエンジン温度が上昇し、これに
伴って点火時における混合気の温度が上昇し、吸気充填
効率が低下するとともにノッキングが発生しやすくな
る。そこで、吸気弁遅閉じ運転を行い、混合気の温度を
低下させて、吸気充填効率を高めるとともにノッキング
の発生を防止するようにしている。
The reason why the intake valve retarded closing operation is performed again in the high speed region is as follows. That is, as described above, the engine temperature rises in the high-speed region, the temperature of the air-fuel mixture at the time of ignition rises accordingly, the intake charge efficiency decreases, and knocking easily occurs. Therefore, the intake valve retarded closing operation is performed to lower the temperature of the air-fuel mixture to improve intake charging efficiency and prevent knocking.

【0036】また、図3から明らかなとおり(G7)、高
速領域(エンジン回転数>N2)では、吸気充填効率が最
良となる吸気弁閉弁タイミングは、30°よりははるか
に大きく概ね60°に近い値となっている。したがっ
て、この高速領域で吸気充填効率を高めるには、少なく
とも中速領域における吸気弁早閉じ運転の場合よりも吸
気弁閉弁タイミングを遅らせる必要がある。そこで、本
実施例では、高速領域で低速領域と同一のタイミング、
例えば下死点後60°で吸気弁1a,1bを閉弁させて吸
気弁遅閉じ運転を行い、ノッキングの発生を防止しつ
つ、吸気充填効率を高めてエンジン出力を高めるように
している。このように、低速領域と高速領域とで吸気弁
1a,1bの閉弁タイミングを同一(下死点後60°)にし
ているので、吸気弁開閉タイミング可変手段9の構成、
あるいはその制御機構が簡素化される。なお、高速領域
における吸気弁閉弁タイミングを低速領域の場合と異な
らせてもよいのはもちろんである。
As is clear from FIG. 3 (G 7 ), in the high speed region (engine speed> N 2 ), the intake valve closing timing at which the intake charging efficiency is the best is much larger than 30 ° The value is close to 60 °. Therefore, in order to increase the intake charging efficiency in this high speed region, it is necessary to delay the intake valve closing timing at least as compared with the case of the intake valve early closing operation in the medium speed region. Therefore, in this embodiment, in the high speed region, the same timing as in the low speed region,
For example, at 60 ° after bottom dead center, the intake valves 1a and 1b are closed to perform a late closing operation of the intake valves to prevent knocking and improve intake charging efficiency to increase engine output. In this way, since the closing timings of the intake valves 1a and 1b are the same (60 ° after bottom dead center) in the low speed region and the high speed region, the configuration of the intake valve opening / closing timing changing means 9,
Alternatively, the control mechanism is simplified. It is needless to say that the intake valve closing timing in the high speed region may be different from that in the low speed region.

【0037】しかしながら、図3から明らかなとおり
(G7)、高速領域において吸気充填効率が最良となる吸
気弁閉弁タイミングは、エンジン回転数に対応してリニ
アな特性で変化している。そこで、高速領域における吸
気弁閉弁タイミングを、図3中のG7に対応させてエン
ジン回転数に応じてリニアに変化させるようにしてもよ
い。この場合、定格回転時すなわち最高回転時におい
て、吸気充填効率が最大となるように吸気弁1a,1bの
閉弁タイミングが設定されることになる。
However, as is clear from FIG.
(G 7 ), the intake valve closing timing at which the intake charging efficiency becomes the best in the high speed region changes linearly according to the engine speed. Therefore, the intake valve closing timing in the high speed region may be linearly changed according to the engine speed in correspondence with G 7 in FIG. In this case, the valve closing timing of the intake valves 1a and 1b is set so that the intake charging efficiency becomes maximum at the rated rotation, that is, at the maximum rotation.

【0038】以上、本実施例によれば、全運転領域で、
ノッキングの発生を有効に防止しつつ、エンジン出力を
高めるとともにエミッション性能を高めることができ、
かつ低速領域ではポンピングロスの低減により燃費性能
を高めることができる。
As described above, according to this embodiment,
It is possible to increase engine output and emission performance while effectively preventing knocking.
In addition, in the low speed range, fuel consumption performance can be improved by reducing pumping loss.

【0039】[0039]

【発明の作用・効果】第1の発明によれば、低速領域で
は吸気弁遅閉じ運転が行われ、したがって燃焼室内の混
合気の有効圧縮比が小さくなるので、混合気の圧縮によ
る温度上昇が小さくなる。このため、点火時における混
合気の温度が比較的低くなり、耐ノッキング性が高めら
れる。もともとノッキングが起こりにくい中速領域では
吸気弁早閉じ運転が行われ、したがって吸気充填効率が
高められ、エンジン出力が高められる。再びノッキング
が起こりやすくなる高速領域では吸気弁遅閉じ運転が行
われ、耐ノッキング性が高められるとともに吸気充填効
率が高められる。
According to the first aspect of the invention, the intake valve retarded closing operation is performed in the low speed region, and therefore the effective compression ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber becomes small, so that the temperature rise due to the compression of the air-fuel mixture. Get smaller. Therefore, the temperature of the air-fuel mixture at the time of ignition becomes relatively low, and the knocking resistance is improved. Originally, in the medium speed range where knocking is unlikely to occur, the intake valve early closing operation is performed, so that the intake charging efficiency is increased and the engine output is increased. In the high speed region where knocking is likely to occur again, the intake valve retarded closing operation is performed to improve the knocking resistance and the intake charging efficiency.

【0040】第2の発明によれば、基本的には第1の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、低速領域と
高速領域とでは吸気弁閉弁タイミングが個別に設定され
るので、エンジンの運転状態に応じた最適な閉弁タイミ
ングとすることができ、耐ノッキング性及びエンジン出
力を一層高めることができる。
According to the second invention, basically, the same operation and effect as those of the first invention can be obtained. Further, since the intake valve closing timing is set individually in the low speed region and the high speed region, it is possible to set the optimum valve closing timing according to the operating state of the engine, and further improve the knocking resistance and the engine output. You can

【0041】第3の発明によれば、基本的には第1又は
第2の発明と同様の作用・効果が得られる。さらに、低
速領域では吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間との間
のオーバラップ(開弁オーバラップ)が小さく設定される
ので、混合気の吹き抜けが防止され、エミッション性能
が高められる。中速領域では開弁オーバラップが大きく
設定されるので、掃気性が高められ吸気充填効率が一層
高められる。
According to the third invention, basically, the same operation and effect as those of the first or second invention can be obtained. Further, in the low speed range, the overlap between the opening period of the intake valve and the opening period of the exhaust valve (valve opening overlap) is set small, so that blow-through of air-fuel mixture is prevented and emission performance is improved. . Since the valve opening overlap is set to be large in the medium speed range, the scavenging property is enhanced and the intake charge efficiency is further enhanced.

【0042】第4の発明によれば、基本的には第1〜第
3の発明のいずれか1つと同様の作用・効果が得られ
る。さらに、高速領域での吸気弁遅閉じ運転における吸
気弁閉弁タイミングが定格回転時の吸気充填効率が最も
高くなる時期に設定されるので、高速領域でのエンジン
出力が大幅に高められる。
According to the fourth invention, basically, the same operation and effect as any one of the first to third inventions can be obtained. Furthermore, since the intake valve closing timing in the intake valve retarded closing operation in the high speed region is set at the time when the intake charging efficiency at the rated rotation becomes the highest, the engine output in the high speed region is significantly increased.

【0043】第5の発明によれば、基本的には第1〜第
3の発明のいずれか1つと同様の作用・効果が得られ
る。さらに、高速領域における吸気弁閉弁タイミング
が、エンジン回転数に応じて所定の特性でリニアに変化
させられるので、エンジン回転数に応じた最良な吸気充
填効率とすることができ、エンジン出力が大幅に高めら
れる。
According to the fifth invention, basically, the same action and effect as any one of the first to third inventions can be obtained. Furthermore, since the intake valve closing timing in the high speed range is changed linearly with a predetermined characteristic according to the engine speed, it is possible to obtain the best intake charging efficiency according to the engine speed, and the engine output is greatly increased. Be raised to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明にかかる吸気装置を備えた機械式過給
機付エンジンのエンジン本体まわりのシステム構成図で
ある。
FIG. 1 is a system configuration diagram around an engine body of an engine with a mechanical supercharger including an intake device according to the present invention.

【図2】 本発明にかかる吸気装置を備えた機械式過給
機付エンジンの吸気系統のシステム構成図である。
FIG. 2 is a system configuration diagram of an intake system of an engine with a mechanical supercharger including an intake device according to the present invention.

【図3】 図1に示すエンジンにおける、HC排出量、
過給圧及び吸気弁の要求閉弁時期の、エンジン回転数に
対する特性を示す図である。
FIG. 3 shows the amount of HC emission in the engine shown in FIG.
It is a figure which shows the characteristic with respect to engine speed of supercharging pressure and the required valve closing timing of an intake valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

VE…エンジン #1〜#6…第1〜第6気筒 1a,1b…第1,第2吸気弁 9…吸気弁開閉タイミング可変手段 10…コントロールユニット 16…機械式過給機 VE ... Engines # 1 to # 6 ... First to sixth cylinders 1a, 1b ... First and second intake valves 9 ... Intake valve opening / closing timing varying means 10 ... Control unit 16 ... Mechanical supercharger

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上杉 達也 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tatsuya Uesugi 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Motor Corporation

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 機械式過給機と、吸気弁の閉弁タイミン
グを変化させることができる吸気弁開閉タイミング可変
手段と、少なくとも機械式過給機によって過給が行われ
る運転領域では、吸気弁が(膨張比/有効圧縮比)>1と
なるようにして下死点後に閉じられるよう吸気弁開閉タ
イミング可変手段を制御する吸気弁開閉タイミング制御
手段とが設けられた機械式過給機付エンジンの吸気装置
において、 吸気弁開閉タイミング制御手段が、低速領
域と高速領域とでは吸気弁がクランク角でみて下死点後
の比較的遅いタイミングで閉じられるよう吸気弁開閉タ
イミング可変手段を制御してエンジンに吸気弁遅閉じ運
転を行わせる一方、中速領域では吸気弁が吸気弁遅閉じ
運転の場合よりも早いタイミングで閉じられるよう吸気
弁開閉タイミング可変手段を制御してエンジンに吸気弁
早閉じ運転を行わせるようになっていることを特徴とす
る機械式過給機付エンジンの吸気装置。
1. A mechanical supercharger, an intake valve opening / closing timing variable means capable of changing the closing timing of an intake valve, and an intake valve at least in an operating region where supercharging is performed by the mechanical supercharger. (Expansion ratio / effective compression ratio)> 1 such that the intake valve opening / closing timing control means for controlling the intake valve opening / closing timing varying means is closed after the bottom dead center. In this intake system, the intake valve opening / closing timing control means controls the intake valve opening / closing timing varying means so that the intake valve is closed at a relatively slow timing after bottom dead center when viewed from the crank angle in the low speed region and the high speed region. While allowing the engine to perform the intake valve late-closing operation, the intake valve opening / closing timing is variable so that the intake valve is closed earlier than in the intake valve late-closing operation in the medium speed range. An intake system for an engine with a mechanical supercharger, characterized in that the control means controls the engine to perform an intake valve early closing operation.
【請求項2】 請求項1に記載された機械式過給機付エ
ンジンの吸気装置において、 吸気弁開閉タイミング制御手段が、クランク角でみて吸
気弁の閉弁タイミングを低速領域と高速領域とで異なる
時期に設定するようになっていることを特徴とする機械
式過給機付エンジンの吸気装置。
2. The intake device for an engine with a mechanical supercharger according to claim 1, wherein the intake valve opening / closing timing control means determines the closing timing of the intake valve in a low speed region and a high speed region in terms of crank angle. An intake system for a mechanical supercharged engine, which is set at different times.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載された機械
式過給機付エンジンの吸気装置において、 エンジンの動弁系が、クランク角でみて吸気弁の開弁期
間と排気弁の開弁期間との間のオーバラップが低速領域
では小さくなり、中速領域では大きくなるように形成さ
れていることを特徴とする機械式過給機付エンジンの吸
気装置。
3. The intake system for an engine with a mechanical supercharger according to claim 1 or claim 2, wherein the engine valve system has an intake valve open period and an exhaust valve open when viewed from the crank angle. An intake system for a mechanical supercharged engine, wherein an overlap with a valve period is formed to be small in a low speed region and large in a medium speed region.
【請求項4】 請求項1〜請求項3のいずれか1つに記
載された機械式過給機付エンジンの吸気装置において、 吸気弁開閉タイミング制御手段が、高速領域での吸気弁
遅閉じ運転における吸気弁閉弁タイミングをクランク角
でみて定格回転時の吸気充填効率が最も高くなる時期に
設定するようになっていることを特徴とする機械式過給
機付エンジンの吸気装置。
4. The intake device for an engine with a mechanical supercharger according to any one of claims 1 to 3, wherein the intake valve opening / closing timing control means controls the intake valve late closing operation in a high speed region. The intake device of the engine with a mechanical supercharger is characterized in that the intake valve closing timing in the above is set at a time when the intake charging efficiency at the rated rotation becomes the highest when viewed from the crank angle.
【請求項5】 請求項1〜請求項3のいずれか1つに記
載された機械式過給機付エンジンの吸気装置において、 吸気弁開閉タイミング制御手段が、高速領域における吸
気弁閉弁タイミングを、エンジン回転数に応じて所定の
特性でリニアに変化させるようになっていることを特徴
とする機械式過給機付エンジンの吸気装置。
5. The intake device for a mechanical supercharged engine according to claim 1, wherein the intake valve opening / closing timing control means sets the intake valve closing timing in a high speed region. An intake device for an engine with a mechanical supercharger, which is configured to change linearly with a predetermined characteristic according to the engine speed.
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