JP4645252B2 - Multi-cylinder engine controller - Google Patents
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Description
本発明は多気筒エンジンの制御装置に関し、特に、インパルス(気筒内に導入される高圧の圧力波)を生成するパルス発生装置を備えた多気筒エンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a multi-cylinder engine, and more particularly to a control device for a multi-cylinder engine provided with a pulse generator that generates an impulse (a high-pressure pressure wave introduced into a cylinder).
従来より、インテークマニホールドのサージタンクと、サージタンクから分岐して各気筒の吸気ポートに接続された分岐管が設けられた多気筒エンジンの制御装置において、体積効率を高める技術が種々開発されている。 Conventionally, various technologies for improving volumetric efficiency have been developed in a control device for a multi-cylinder engine provided with a surge tank of an intake manifold and a branch pipe branched from the surge tank and connected to an intake port of each cylinder. .
例えば、特許文献1には、吸気ポート毎に通路長の異なる複数の吸気通路を設け、これら吸気通路を切替弁によって択一的にサージタンクと連通する技術が開示されている。
For example,
他方、非特許文献1には、インパルスによる低運転領域のトルクアップを図る技術が開示されている。その構成では、インテークマニホールドの分岐管途中に、当該分岐管の経路方向にストロークする電磁弁を設け、吸気行程の途中までは、電磁弁を閉じて負圧を形成し、吸気行程の下死点近傍にて電磁弁を開放することによって、急激に気筒内に空気を供給する構成が開示されている。
On the other hand, Non-Patent
また、特許文献2、非特許文献2には、インパルスを生成する装置として、フラップ弁を用いてパルスを発生させる装置が開示されている。
エンジンの燃費を抑制しつつ出力性能を高めるためには、パルス発生装置のON/OFF動作を迅速に行い、ポンピングロスの抑制と充分な体積効率の確保とをバランスさせる必要がある。 In order to improve the output performance while suppressing the fuel consumption of the engine, it is necessary to quickly perform the ON / OFF operation of the pulse generator to balance the suppression of the pumping loss and the securing of sufficient volume efficiency.
しかるに、上述したパルス発生装置においては、何れも吸気圧力に抗して開閉弁を開閉動作させる必要があるため、所要の応答性を得ることができなかった。 However, in any of the above-described pulse generators, it is necessary to open and close the on-off valve against the intake pressure, and thus required responsiveness cannot be obtained.
本発明は上述のような不具合に鑑みてなされたものであり、高い応答性でパルス発生装置のON/OFF動作を切換え、もって運転領域に応じて燃費と出力とをバランスさせることのできる多気筒エンジンの制御装置を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and is a multi-cylinder capable of switching ON / OFF operation of a pulse generator with high responsiveness and thereby balancing fuel consumption and output in accordance with the operation region. It is an object to provide an engine control device.
前記課題を解決するために、本発明は、複数の気筒の各吸気ポートに空気を供給する分岐吸気管と、各分岐吸気管の上流端がそれぞれ開口する集合部と、各気筒の吸気行程に対応して、吸気ポートの開弁期間内の吸気行程途中で開弁して、気筒内に圧力波を生成するパルス発生装置とを備えた多気筒エンジンの制御装置において、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、エンジンの負荷状態を検出するエンジン負荷検出手段と、エンジンの排気通路から各分岐吸気管に既燃ガスを還流する複数のEGRガス通路と、各EGRガス通路とエンジンの排気通路とを接続する還流通路とを含むEGRシステムと、前記エンジン回転数検出手段、および前記エンジン負荷検出手段の検出に基づいてパルス発生装置の運転およびEGRシステムを制御する制御手段とを設け、前記制御手段は、予めパルス発生装置を作動させるように設定されたエンジン回転数において、全負荷領域では、前記各EGRガス通路と還流通路とを遮断し、部分負荷領域では、前記各EGRガス通路を還流通路と連通させてEGRガスを分岐吸気管に供給するものであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置である。この態様では、予めパルス発生装置を作動させるように設定されたエンジン回転数(主として低中速回転領域)において、エンジンの負荷状態が全負荷の場合には、制御手段が各EGRガス通路と還流通路とを遮断するので、パルス発生装置が生成した圧力波が筒内に伝播することにより、筒内での燃料の気化が促進されるとともに、体積効率が向上し、高いトルクを得ることが可能になる。他方、部分負荷領域では、制御手段が各EGRガス通路を還流通路と連通させるので、パルス発生装置が生成した圧力波は、EGRガス通路を介して各吸気管に伝播することにより減衰する。このため実質的にパルス発生装置の作動を停止することになるので、パルス発生装置の圧力波によるポンピングロスを迅速に低減し、燃費を向上することが可能になる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a branch intake pipe that supplies air to each intake port of a plurality of cylinders, a collecting portion that opens at the upstream end of each branch intake pipe, and an intake stroke of each cylinder. Correspondingly, the engine speed is detected in a multi-cylinder engine control device equipped with a pulse generator that opens a valve during the intake stroke during the valve opening period of the intake port and generates a pressure wave in the cylinder. Engine rotational speed detecting means, engine load detecting means for detecting a load state of the engine, a plurality of EGR gas passages for recirculating the burned gas from the exhaust passage of the engine to the branch intake pipes, the EGR gas passages and the engine a recirculation passage connecting the exhaust passage and an EGR system including the engine rotational speed detecting means, and the operation and EGR pulse generator based on the detection of the engine load detecting means And control means for controlling the stem is provided, wherein, in advance pulse generator engine revolution speed set to actuate the, in the full load region, to disconnect the recirculation passage and each of EGR gas passage, In the partial load region, the control device for a multi-cylinder engine is characterized in that each EGR gas passage is connected to a recirculation passage to supply EGR gas to the branch intake pipe. In this aspect, when the engine load state is full load at an engine speed (mainly a low / medium speed rotation region) set in advance to operate the pulse generator, the control means is connected to each EGR gas passage and the reflux. Since the passage is cut off, the pressure wave generated by the pulse generator propagates into the cylinder, which promotes fuel vaporization in the cylinder, improves volumetric efficiency, and provides high torque. become. On the other hand, in the partial load range, the pressure wave control means Runode refluxed passageway communicating the EGR gas passage, the pulse generator has generated is attenuated by propagating in the intake pipe through the EGR gas passage. For this reason, since the operation of the pulse generator is substantially stopped, the pumping loss due to the pressure wave of the pulse generator can be rapidly reduced and the fuel consumption can be improved.
好ましい態様において、前記各EGRガス通路と還流通路とを遮断または連通させる手段として、各EGRガス通路の上流側を開閉する単一のEGRバルブが設けられる。この態様では、各分岐通路が容積の小さい閉塞管として機能し、気筒間での脈動を抑制することが可能になる。
In a preferred embodiment, as a means to communicate blocking or communicating a pre-SL and the EGR gas passage and the return passage, a single EGR valve for opening and closing the upstream side of the EGR gas passage is provided. In this aspect, each branch passage functions as a closed tube having a small volume, and pulsation between cylinders can be suppressed.
好ましい態様において、前記EGRバルブは、前記EGRガス通路の閉塞時に燃焼順序が隣り合う気筒との連通をも遮断するものである。この態様では、EGRバルブでEGRガス通路を閉塞した際、吸気行程にある気筒が開弁した気筒と連通することはない。そのため、パルス発生装置を機能させるべき運転領域において、当該吸気行程にある気筒が開弁した気筒と連通して、生成された圧力波が減衰することはない。従って、EGRガス通路の閉塞時には、確実にパルス発生装置による体積効率の向上を図ることが可能になる。 In a preferred aspect, the EGR valve blocks communication with a cylinder having an adjacent combustion order when the EGR gas passage is closed. In this aspect, when the EGR gas passage is closed by the EGR valve, the cylinder in the intake stroke does not communicate with the opened cylinder. Therefore, in the operation region where the pulse generator is to function, the generated pressure wave is not attenuated by communicating with the cylinder in which the cylinder in the intake stroke is opened. Therefore, when the EGR gas passage is closed, it is possible to reliably improve the volume efficiency by the pulse generator.
好ましい態様において、前記パルス発生装置は、クランクシャフトと同期して集合部内にて回転するロータリバルブであり、前記EGRガス通路は、集合部の下流側に構成されている。この態様では、パルス発生装置として、クランクシャフトと同期して回転するロータリバルブを採用しているので、大きな吸気抵抗を受けることなく、周波数を確実に同調させて所望のタイミングで気筒内に圧力波を生成することが可能になる。集合部を設けることによる動的過給を阻害することなく、圧力波を生成するパルス発生装置を装備することが可能になる。 In a preferred aspect, the pulse generator is a rotary valve that rotates in the collecting portion in synchronization with the crankshaft, and the EGR gas passage is configured on the downstream side of the collecting portion. In this aspect, a rotary valve that rotates in synchronization with the crankshaft is employed as the pulse generator, so that the pressure wave is generated in the cylinder at a desired timing by reliably synchronizing the frequency without receiving a large intake resistance. Can be generated. It is possible to equip a pulse generator that generates a pressure wave without hindering dynamic supercharging by providing a collecting portion.
以上説明したように、本発明によれば、EGRガス通路の開閉動作によって高い応答性でパルス発生装置のON/OFF動作を切換えることができるので、運転領域に応じて燃費と出力とをバランスさせることのできる多気筒エンジンの制御装置を提供することという顕著な効果を奏する。 As described above, according to the present invention, since the ON / OFF operation of the pulse generator can be switched with high responsiveness by the opening and closing operation of the EGR gas passage , the fuel consumption and the output are balanced according to the operation region. It is possible to provide a remarkable effect of providing a control device for a multi-cylinder engine.
まず、本発明の実施形態の基礎となる参考形態について説明する。 First, a reference form serving as a basis of the embodiment of the present invention will be described.
図1は、本発明の参考形態に係る4サイクル火花点火式多気筒エンジンの右側面図、図2は、図1のA−A断面略図である。また図3は、本参考形態の要部を簡略化して示す斜視図である。 1 is a right side view of a four-cycle spark-ignition multi-cylinder engine according to a reference embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is a perspective view schematically showing the main part of the present embodiment .
各図を参照して、このエンジン10は、シリンダブロック11およびこのシリンダブロック11の上部に一体化されたシリンダヘッド12とを一体に有している。エンジン10には、第1〜第4気筒12A〜12Dが設けられるとともに、各気筒12A〜12Dの内部には、クランクシャフト3に連結されたピストン4が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室15が形成されている。
Referring to the drawings, the
シリンダヘッド12には、前記各気筒12A〜12Dの燃焼室15毎に点火プラグ16が固定されている。各点火プラグ16は、その先端が対応する燃焼室15の内部に頂部から臨むように設置されている。
A
また、シリンダヘッド12には、前記気筒12A〜12D毎に燃焼室15に向かって開口する吸気ポート17、排気ポート18がそれぞれ形成されているとともに、これらのポート17、18には、吸気弁19および排気弁20がそれぞれ装備されている。
The
各吸気ポート17には燃料噴射弁21が設けられている。この燃料噴射弁21は、ニードル弁およびソレノイドを内蔵している。
Each
排気ポート18には、図略の排気マニホールドが接続されている。この排気マニホールドの集合部下流の排気通路には、排気ガス浄化触媒が設けられている。この排気ガス浄化触媒は、例えば、排気の空燃比状態が理論空燃比近傍にあるときにHC、COおよびNOxの浄化率が極めて高い、いわゆる三元触媒からなっている。この三元触媒からなる排気ガス浄化触媒は、一般に知られているように、排気ガスの空燃比が理論空燃比(つまり空気過剰率λ=1)付近にあるときにHC,CO及びNOxに対して高い浄化性能を示す触媒である。 An exhaust manifold (not shown) is connected to the exhaust port 18. An exhaust gas purification catalyst is provided in the exhaust passage downstream of the exhaust manifold assembly. This exhaust gas purification catalyst is formed of, for example, a so-called three-way catalyst in which the purification rate of HC, CO and NOx is extremely high when the air-fuel ratio of the exhaust is in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. As is generally known, this exhaust gas purification catalyst comprising a three-way catalyst is more effective than HC, CO, and NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas is near the stoichiometric air-fuel ratio (that is, the excess air ratio λ = 1). And high purification performance.
吸気弁19および排気弁20は、エンジン10に支承された吸気弁用および排気弁用のカムシャフト22、23によって、所定位相差で同期して吸気ポート17、排気ポート18を開閉するように構成されている。前記カムシャフト22、23は、図略のカムスプロケットギヤに連結され、このカムスプロケットギヤは、カムプーリ30から図略のタイミングベルトを介して動力を受けている(図3参照)。カムプーリ30は、エンジン10の前面にクランクシャフト3と平行な軸線を中心に回転自在に取り付けられている。他方、クランクシャフト3にはエンジン10の前面側に取り付けられた出力プーリ32が固定されており、両プーリ30、32は、タイミングベルト34によって同期連動するように構成されている。
The
なお、各カムシャフト22、23に対し、その回転の位相を調節することにより、開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構24、25が設けられている。この結果、吸気弁19は、クランク角に対する位相を変更することができるようになっている。
The camshafts 22 and 23 are provided with variable
本参考形態に係る吸気装置40は、エンジン10の側部に固定されるインテークマニホールド41と、このインテークマニホールド41に内蔵されるパルス発生装置またはPGV(Pulse Generating Valve)としてのロータリバルブ50とを有している。
The
インテークマニホールド41は、図略の支持部材を介してエンジン10に固定されており、エンジン10の前後方向(各気筒12A〜12Dが並んでいる方向)に水平に延びる集合部としてのサージタンク42と、このサージタンク42に接続され、それぞれが分離した吸気通路PH11〜PH14を形成する吸気管としての第1〜第4分岐吸気管43A〜43Dとを一体に有している。サージタンク42の後端部には、スロットルボディ44が固定されており、このスロットルボディ44の内部には、図略のスロットルバルブが内蔵されている。
The intake manifold 41 is fixed to the
サージタンク42は、略円筒形部材であり、分岐吸気管43A〜43Dと連通することによって、各分岐吸気管43A〜43Dの差圧を吸収し、異音やセンサの誤作動を防止する機能を果たすものである。本参考形態において、このサージタンク42の気筒列方向の長さSLは、次に説明する各分岐吸気管43A〜43Dの気筒列方向における下流端側の間隔DLよりも短くなるように設定されている(図1参照)。
The
各分岐吸気管43A〜43Dは、気筒12A〜12D毎に設けられ、正面視略L字形に湾曲した状態で、それぞれ対応する気筒12A〜12Dをサージタンク42と連通させている。図示の参考形態において、各分岐吸気管43A〜43Dは、その吸気通路PH11〜PH14の通路長(本参考形態においては、吸気ポート17からサージタンク42内のロータリバルブ50の周面51までの長さ)が同じ長さに設定されている。
Each of the
ロータリバルブ50は、円筒形部材であり、その外周面51がサージタンク42の内周面に摺接した状態で、回転自在に配置されている。
The
図3を参照して、ロータリバルブ50の前端部には、入力ギア54Aが同心に設けられている。入力ギア54Aは、前記カムプーリ30と同心に設けられた出力ギア54Bが噛合しており、この出力ギア54Bを介して、クランクシャフト3から1:0.5の比率で動力が伝達されるようになっている。換言すれば、ロータリバルブ50は、カムプーリ30と1:1の比率で同期している。このロータリバルブ50の周面には、サージタンク42の内部と分岐吸気管43A〜43Dとを連通する一対の開口52、53が形成されている。各開口52、53は、周方向に180°位相がずれており、軸方向において、前方の開口52が後方の開口53に対して、回転方向上流側にずれている。なお図において、55はアイドラである。
Referring to FIG. 3, an input gear 54 </ b> A is provided concentrically at the front end portion of the
図示の参考形態においては、ロータリバルブ50と入力ギア54Aとの間にロータリバルブ進角機構56が設けられている。このロータリバルブ進角機構56は、基本的には、本件出願人が先に提案している回転位相制御装置(特開平11−107718号公報参照)等を用いることにより、入力ギア54Aとロータリバルブ50との間に位相差を形成し、当該ロータリバルブ50の開弁タイミングを変更するための機構である。ロータリバルブ進角機構56は、図1に示すように、OCV(Oil Control Valve)システム57によって駆動制御されるようになっている。さらに、図1に示すように、ロータリバルブ50の位相を検出するために、ロータリバルブ進角機構56には、PGV角度センサ58が付設されている。
In the illustrated reference form , a rotary
図示のエンジンは、直列4気筒エンジンであって、エンジン10の前方から順に各気筒を第1〜第4気筒12A〜12Dとするとき、吸気行程を迎える順番は、第1気筒12A、第3気筒12C、第4気筒12D、第2気筒12Bとなるように設定されている。この結果、第1気筒12Aが吸気行程を迎える時点を起点とすると、各気筒と行程の関係は、表1の通りとなる。
The illustrated engine is an in-line four-cylinder engine, and when the cylinders are first to fourth cylinders 12A to 12D in order from the front of the
そこで、本参考形態では、ロータリバルブ50の開口52に対して、第1分岐吸気管43Aを回転方向下流側、第2分岐吸気管43Bを回転方向上流側に位相をずらせて対向可能に配置するとともに、開口53に対して第3分岐吸気管43Cを回転方向上流側、第4分岐吸気管43Dを回転方向下流側に位相をずらせて対向可能に配置している。
Therefore, in the present embodiment , the first
より詳細に説明すると、第2気筒12Bに接続される第2分岐吸気管43Bと第1気筒12Aに接続される第1分岐吸気管43Aとが、前方の開口52に対向可能な位置に、上流側から順に90°位相をずらした状態でサージタンク42に固定されているとともに、第3気筒12Cに接続される第3分岐吸気管43Cと第4気筒12Dに接続される第4分岐吸気管43Dとが、後方の開口53に対向可能な位置に、上流側から順に90°位相をずらした状態でサージタンク42に固定されている。さらに、第1分岐吸気管43Aと第4分岐吸気管43D(従って、第2分岐吸気管43Bと第3分岐吸気管43C)がサージタンク42の周方向において同一位相に配置されている。従って、この構成では、エンジンの回転速度に拘わらず、所定のタイミングで分岐吸気管43A〜43Dを開閉することが可能になっているとともに、各分岐吸気管43A〜43Dの等長化並びにコンパクト化に寄与することになる。この結果、吸気通路PH11〜PH14を可及的に短縮化し、トルク向上に対するレスポンスの高い吸気構造を構成することが可能になる。また、上述したように、サージタンク42の気筒列方向の長さSLは、次に説明する各分岐吸気管43A〜43Dの気筒列方向における下流端側の間隔DLよりも短くなるように設定されている(図1参照)ことと相俟って、各分岐吸気管43A〜43Dの上流端は、下流端に比べて気筒列方向に集束している。このため、本参考形態においては、極めてトルク向上に対するレスポンスが高くなる構造になっている。
More specifically, the second
図4は図2の要部を拡大した断面図である。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG.
同図を参照して、ロータリバルブ50の直径Dは、各分岐吸気管43A〜43Dの断面幅よりも大きく設定されている。このロータリバルブ50をクランクシャフト3と同期させて回転させることにより、各開口52、53が対応する分岐吸気管43A〜43Dを開く時間も短くなる。またロータリバルブ50が回転によって、周面に形成された開口52、53によって、当該周面に臨む分岐吸気管43A〜43Dに空気を供給するものであるので、空気の脈動を抑制することができ、異音の発生も少なくなる。
With reference to the figure, the diameter D of the
さらに、ロータリバルブ50に形成された各開口52、53間の閉弁角度θは、例えば120°に設定されており、開弁開始タイミングを吸気行程の前半部分とすることにより、吸気弁19が吸気ポート17を開いてもロータリバルブ50がサージタンク42を遮蔽した状態になるので、ロータリバルブ50が開くまでの間、吸気行程によって、対応する分岐吸気管43A(〜43D)内に負圧が生じることになる。
Furthermore, the valve closing angle θ between the
図5は図1の要部を拡大して示す部分拡大図である。 FIG. 5 is a partially enlarged view showing an essential part of FIG.
図4および図5を参照して、各分岐吸気管43A〜43Dには、可変通路長システムとしてのVIS(Valuable Induction System)60が設けられている。
Referring to FIGS. 4 and 5, each of the
VIS60は、クランクシャフト3と平行に延びる容積部としての容積管61と、この容積管61と各分岐吸気管43A〜43Dとを接続する連通管62と、連通管62を開閉する開閉機構としてのVISバルブ63とを有している。図示の例において、容積管61は、各分岐吸気通路43A〜43Dを連通する連通路としても機能する部材である。各VISバルブ63は、同一の駆動軸64に連結されており、駆動軸64を駆動するVISバルブアクチュエータ65によって、一斉に開閉駆動されるように構成されている。図示の参考形態において、各吸気ポート17の下流端から前記容積管61までの吸気通路長Lfは、第1の所定回転数(例えば4500rpm)Nf以上の高速運転領域R3で動的過給(この参考形態では、慣性過給)できる長さに設定されている。他方、各吸気ポート17の下流端からロータリバルブ50までの吸気通路長Lsは、第1の所定回転数Nfよりも少ない第2の所定回転数(例えば3800rpm)Ns以上の中速運転領域R2で動的過給(この参考形態では、慣性過給)できる長さに設定されている。この結果、各分岐吸気管43A〜43Dは、VISバルブアクチュエータ65がVISバルブ63を開いた状態では、第1の所定回転数Nfで吸気が同調共鳴する固有振動数に対応し、高速運転領域R3での慣性過給効果を高めることができるとともに、VISバルブアクチュエータ65がVISバルブ63を閉じた状態では、第2の所定回転数Nsで吸気が同調共鳴する固有振動数に対応し、中速運転領域R2での慣性過給効果を高めることができるようになっている。
The VIS 60 is a volume tube 61 as a volume portion extending in parallel with the
図2を参照して、エンジン10には、エンジン回転数検出手段としての一対のエンジンクランク角度センサ66が設けられている。各エンジンクランク角度センサ66は、所定の位相差をもってクランクシャフト3の周囲に配置されており、一方のエンジンクランク角度センサ66から出力される検出信号に基づいてエンジンの回転速度が検出されるとともに、両エンジンクランク角度センサ66から出力される検出信号に基づいてクランクシャフト3の回転方向および回転角度が検出されるようになっている。さらに、エンジン10の運転状態を検出するために、エンジン10の冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ67、エンジン負荷検出手段としてのアクセル開度センサ68、および排気ポート18から排出された排気ガスの酸素量を検出するO2センサ69が設けられている。
Referring to FIG. 2, the
また、排気ポート18に排出された既燃ガスの一部を吸気ポート17に還流するためのEGRシステム70が設けられている。
Further, an EGR system 70 for returning a part of the burned gas discharged to the exhaust port 18 to the
図6は本参考形態に係るブロック図である。 FIG. 6 is a block diagram according to the present embodiment .
同図を参照して、エンジン10を駆動制御するためのECU100は、マイクロプロセッサ、メモリ、入力部および出力部を有しているユニットである。このECU100の入力部には、ロータリバルブ50の位相を検出するPGV角度センサ58、エンジンクランク角度センサ66、エンジン水温センサ67、アクセル開度センサ68、O2センサ69が入力要素として接続されている。また、ECU100の出力部には、点火プラグ16、燃料噴射弁21、吸気弁19および排気弁20の可変バルブタイミング機構24、25、ロータリバルブ進角機構56(具体的にはOCVシステム57)、およびVISバルブアクチュエータ65が出力要素として接続されている。
Referring to FIG. 1,
次に、ECU100のメモリに記憶されている制御マップについて説明する。
Next, a control map stored in the memory of the
図7はエンジン回転数Nに対するトルク、ロータリバルブ50の位相、およびVISバルブ63の開閉動作を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the torque with respect to the engine speed N, the phase of the
図7を参照して、エンジンの出力特性は、ロータリバルブ50を用いた場合、トルクの特性は、曲線C1のようになる。また、VISバルブ63を閉じたときのトルクの特性、すなわち、各分岐吸気管43A〜43Dの吸気通路長がLsのときは、曲線C2のようになる。さらに、VISバルブ63を開いたときのトルクの特性、すなわち、各分岐吸気管43A〜43Dの吸気通路長がLfのときは、曲線C3のようになる。そこで、運転領域をロータリバルブ50によって過給する低速運転領域をR1、吸気通路長をLsとして慣性過給を生じさせる中速運転領域をR2、吸気通路長をLfとして慣性過給を生じさせる高速運転領域をR3と設定し、予め実験等でVISバルブ63を閉じるときのエンジン回転数を第1の所定回転数Nfとし、これよりも低いエンジン回転数を第2の所定回転数Nsとして、図7に基づく制御マップを作成し、ECU100のメモリに記憶させている。
Referring to FIG. 7, when the
ところで、低速運転領域R1においても、必ずしもロータリバルブ50を作動させることが得策でない場合もある。
By the way, even in the low speed operation region R1, it may not always be a good idea to operate the
図8はトルクと燃費の関係を示すグラフである。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between torque and fuel consumption.
図8を参照して、ロータリバルブ50が作動している場合、ポンピングロスが増加することに伴い、ロータリバルブ50が作動していない場合よりも燃費は悪くなる。このため、エンジン10の部分負荷領域においては、低速運転領域R1であってもVISバルブ63を開いて、燃費の向上を図り、高負荷領域(エンジン全開領域)でのみロータリバルブ50による過給効果が得られるようにECU100が設定されている。
Referring to FIG. 8, when the
次に、上述した参考形態の動作について、図9以下のフローチャートを参照しながら説明する。 Next, the operation of the reference embodiment described above will be described with reference to the flowcharts in FIG.
図9を参照して、以上の構成では、まず、エンジン10が始動を開始した後(ステップS1)、ECU100は、入力部に接続された入力要素から各検出値を読み込む(ステップS2)。
Referring to FIG. 9, in the above configuration, first, after
次いで、これらの検出値に基づき、PGVとしてのロータリバルブ50の目標値を設定する(ステップS3)。図示の参考形態において、エンジン始動時のロータリバルブ50の位相は、最進角の状態(すなわちOFFの状態)に設定されている。この状態でECU100は、ロータリバルブ進角機構56のOCVシステム57を制御し、ロータリバルブ50の開弁タイミングを決定する。図7に示されているように、ロータリバルブ50は、低速側では、遅角(吸気弁19の開弁タイミングに対して最も開弁タイミングが遅れる状態)に設定されている一方、エンジン回転数Nが上昇するに連れて進角(吸気弁19の開弁タイミングに対して開弁タイミングが近づく状態)するように構成されている。
Next, a target value of the
次に、ECU100は、エンジン回転数Nが第2の所定回転数Nsに到達しているか否かを検出する(ステップS4)。仮にエンジン回転数Nが第2の所定回転数Nsに満たない場合、ECU100は、低速運転領域R1にてエンジン10が運転しているものと判定し、さらにアクセル開度から部分負荷領域であるか否かを判定する(ステップS5)。仮に運転状態が部分負荷領域である場合、ECU100は、VISバルブ63を作動させるためのフラグFを参照する(ステップS6)。フラグFのドメインは、VISバルブ63を閉じる値を0、開く値を1として二者択一的に設定されている。ステップS6において、フラグFの値が0の場合、ECU100は、VISバルブ63を開く(ステップS7)。ここで、ロータリバルブ50の運転を停止するための手段として、本参考形態のステップS7では、ロータリバルブ進角機構56を直接制御するのではなく、VISバルブ63を開いて、容積管61を介し各分岐吸気管43A〜43Dを連通させる方法を採用しているので、イナーシャや空気抵抗の大きいロータリバルブ50を直接駆動する場合に比べて、高い応答性を発揮することが可能になる。これにより、ロータリバルブ50によるインパルス生成による過給効果が解除され、燃費の向上を図ることが可能になる。
Next, the
その後、ECU100はフラグFの値を1に更新する(ステップS8)。また、ステップS6において、フラグFの値が1の場合には、そのまま次のステップに進む。
Thereafter, the
ステップS4において、エンジン回転数が第2の所定回転数Ns以上であった場合、ECU100は、ロータリバルブ50の停止設定を行う(ステップ9)。つまり、図7にも示すように、第2の所定回転数Ns以上では、吸気行程期間中にロータリバルブ50が開くようにロータリバルブ50の開弁タイミングを進角させる。
In step S4, when the engine speed is equal to or higher than the second predetermined speed Ns, the
次いで、ECU100は、エンジン回転数Nが第1の所定回転数Nf未満であるか否かを判別する(ステップS10)。仮にエンジン回転数Nが第1の所定回転数Nf以上であった場合、ECU100は、エンジン10が高速運転領域R3で運転しているものと判定し、ステップS6に移行する。このため、高速運転領域R3では、VISバルブ63が開くことに伴い、各分岐吸気管43A〜43Dでは、高速運転領域R3に適した短い吸気通路長Lfで動的過給(慣性過給)効果を得ることができる。
Next, the
他方、ステップS5において、エンジンの運転状態が全負荷状態である場合、またはステップS10において、エンジン回転数Nが第1の所定回転数Nfに満たない場合、ECU100はフラグFの値が1であるか否かを参照し(ステップS11)、フラグFの値が1である場合には、VISバルブ63を閉じて(ステップS12)、フラグFの値を0に更新する(ステップS13)。また、フラグFの値が0である場合には、そのまま次のステップに移行する。
On the other hand, when the engine operating state is the full load state at step S5, or when the engine speed N is less than the first predetermined speed Nf at step S10, the
図10を参照して、図9のフローが終了した後、ECU100は、当該フローのステップS3またはステップS9における設定に基づいて、ロータリバルブ50を運転する(ステップS14)。この場合、ステップS9の設定に基づく運転状態では、ロータリバルブ50は実質的に停止していることになる。また、エンジン回転数Nが第1の所定回転数Nf以上のときは、VISバルブ63が開いており、ロータリバルブ50は、その開閉タイミングに拘わらず実質的に停止している。その後は、所定時期で設定期間、燃料噴射弁21を駆動して、燃料を噴射し(ステップS15)、さらに所定時期で点火プラグ16を駆動して燃焼室15内の混合気を燃焼させる(ステップS16)。その後、ECU100は、エンジン10が運転を停止した場合には、処理を終了し、運転を継続している場合には、ステップS2に戻る(ステップS17)。
Referring to FIG. 10, after the flow of FIG. 9 is completed,
以上説明したように、本参考形態においては、前記連通路は、集合部から吸気ポートまでの吸気通路長を変更する可変吸気通路長システムとしてのVIS60で構成されている。このため本参考形態では、エンジン10の回転領域に応じて、吸気通路長Lf、Lsを変更することにより、ロータリバルブ50のON/OFF動作と吸気通路長Lf、Lsの変更による動的過給効果を組み合わせて燃費と出力のバランスを取ることが可能になる。
As described above, in the present embodiment , the communication path is configured by the VIS 60 as a variable intake path length system that changes the intake path length from the collecting portion to the intake port. For this reason, in this reference embodiment , the dynamic supercharging by the ON / OFF operation of the
特に本参考形態において、エンジン回転数Nが第1の所定回転数Nf以上の高速運転領域R3では、VISバルブ63が開いて容積管61を分岐吸気管43A〜43Dと連通することにより、各分岐吸気管43A〜43Dにおける吸気ポート17の下流端から前記容積管61までの間に慣性過給を生じさせることが可能になる。このため、高速運転領域R3での体積効率が向上する。次に、この第1の所定回転数Nfから第2の所定回転数Nsまでの中速運転領域R2では、VISバルブ63が容積管61を閉じることにより、各分岐吸気管43A〜43Dの吸気ポート17下流端から前記サージタンク42までの間に慣性過給を生じさせることが可能になる。このため、中速回転域での体積効率が向上する。さらに、前記第2の所定回転数Nsにも満たない低速運転領域R1では、容積管61が閉じたままの状態でロータリバルブ50が作動することにより、分岐吸気管43A〜43Dにインパルスを生成することができる。このため、低速運転領域R1での体積効率が向上する。
Particularly in the present embodiment , in the high speed operation region R3 where the engine speed N is equal to or higher than the first predetermined speed Nf, the VIS valve 63 is opened and the volume pipe 61 is communicated with the
また、本参考形態において、前記ECU100は、少なくとも第2の所定回転数Nsから第1の所定回転数Nfまでの中速運転領域R2では、ロータリバルブ50の作動を停止するものである。このため本参考形態では、中高速運転領域R2、R3においては、インパルスが生成されなくなり、容積管61またはサージタンク42を設けたことによる吸気通路の慣性過給を積極利用することが可能になる。
In this reference embodiment , the
また、本参考形態において、前記容積管61は、各分岐吸気管43A〜43Dを連通する連通路で構成されている。このため本参考形態では、容積管61を開閉するVISバルブ63の開閉動作によって吸気通路長を確実に切換えることができるので、中高速運転領域R2、R3における各分岐吸気管43A〜43Dによる慣性過給を積極利用することが可能になる。
Moreover, in this reference form , the said volume pipe | tube 61 is comprised by the communicating path which connects each
また、本参考形態では、エンジン負荷を検出してECU100に入力するエンジン負荷検出手段としてのアクセル開度センサ68を設け、前記ECU100は、部分負荷領域では、第2の所定回転数Ns以下でも容積管61を開くものである。このため本参考形態では、エンジン10が高負荷である全開運転領域では、ロータリバルブ50による過給効果によって、高い体積効率を得ることができる一方、それ以外の部分負荷領域では、容積管61が開くことによって、ロータリバルブ50によるインパルス生成効果を迅速に解除し、燃費の向上を図ることが可能になる。特に、容積管61が各分岐吸気管43A〜43Dを連通する連通路で構成されていることと相俟って、ロータリバルブ50による筒内圧力を迅速に高めることが可能になる。このため、エンジン回転数Nが低い低速運転領域R1において、大きな出力を必要としない部分負荷領域では、ロータリバルブ50によるポンピングロスを低減し、燃費を向上することが可能になる。
Further, in the present embodiment , an
また、本参考形態において、前記ロータリバルブ50は、開弁タイミングを変更可能な可変開弁機構としてのロータリバルブ進角機構56を有し、前記ECU100は、エンジン回転数Nが第2の所定回転数Nsに近づくに連れてロータリバルブ50の開弁タイミングを進角させる(吸気弁19の開弁タイミングに近づける)ようにロータリバルブ進角機構56を制御するものである。このため本参考形態では、エンジン回転数Nが第2の所定回転数Nsに上昇するに連れて、ロータリバルブ50の開弁タイミングが吸気弁19の開弁タイミングに近づくので、生成されるインパルスも弱まり、高速側におけるポンピングロスを低減し、燃費の向上を図ることができる。また、生成されるインパルスが弱まることにより、相対的に分岐吸気管43A〜43D内での慣性過給を高めることになり、筒内の体積効率を高い状態に維持することが可能になる。
Further, in the present embodiment , the
本参考形態において、パルス発生装置は、前記サージタンク42内に収容され、エンジン10のクランクシャフト3と同期して回転するロータリバルブ50である。このため本参考形態では、大きな吸気抵抗を受けることなく、周波数を確実に同調させて所望のタイミングで気筒内にインパルスを生成することが可能になる。サージタンク42または容積管61を設けることによる慣性過給を阻害することなく、インパルスを生成するロータリバルブ50を装備することが可能になる。
In the present embodiment , the pulse generator is a
また、本参考形態においては、前記ロータリバルブ50の径を分岐吸気管43A〜43D断面幅より大きく設定するとともに、各分岐吸気管43A〜43Dの上流端は、ロータリバルブ50の周面に形成された開口52、53に臨んで、選択的に開閉されるように配置され、各気筒12A〜12Dの単一の行程容積に対する吸気ポート17の下流端からロータリバルブ50の前記開口52、53までの単一の独立吸気通路容積の割合が70パーセントから130パーセントの範囲に設定されている。このため本参考形態では、分岐吸気管43A〜43Dに対して速い周速で開閉動作を行ない、強いインパルスを発生させることができる。さらに、このロータリバルブ50は、各気筒12A〜12Dの単一の行程容積に対する吸気ポート17の下流端からロータリバルブ50の前記開口までの単一の独立吸気通路容積の割合を70パーセントから130パーセントの範囲となる位置に設定されている。この設定範囲は、本件発明者が鋭意研究の結果、シミュレーションによって見出した範囲であり、後述するように、例えば3500rpmでの体積効率を約90%以上に向上することができる範囲である。
In the present embodiment , the diameter of the
各気筒12A〜12Dの単一の行程容積に対する吸気ポート17の下流端からロータリバルブ50の前記開口までの単一の吸気通路容積の割合、すなわち吸気通路/行程容積率が130パーセントを超えたとしても、体積効率は、必ずしも低下しない。しかし、その場合には、吸気通路が長くなるため、トルク向上に対するレスポンスが低下する傾向を持つ。そのため、定常的な走行時のトルクを高くすることができたとしても、加速時の過渡的な状態では、必ずしもトルクを向上させることができなくなる恐れがある。他方、吸気通路/行程容積率が70パーセントを下回った場合、今度は、気筒に必要な空気量を確保することができなくなるため、レスポンスは高くなるものの、体積効率は低下する。そこで、本参考形態では、吸気通路/行程容積率を70パーセントから130パーセントに設定している。この結果、定常時のトルクはもちろん、加速時の過渡的な状態でのトルクも効率よく高めることが可能になる。
The ratio of the single intake passage volume from the downstream end of the
この点に関し、行程容積と吸気通路容積との関係について説明する。 In this regard, the relationship between the stroke volume and the intake passage volume will be described.
本件発明者は、上述した参考形態の吸気装置40を構成するに当たり、表2の仕様のシリンダで当該シリンダの行程容積と分岐管の容積との関係についてシミュレーションを行った。
The present inventor performed a simulation on the relationship between the stroke volume of the cylinder and the volume of the branch pipe in the cylinder having the specifications shown in Table 2 when configuring the
表2において、吸気通路長は、吸気ポート17と分岐管(分岐吸気管43A〜43D)の通路長さの和であり、具体的には、吸気ポート17の燃焼室5に対する開口端(下流端)からロータリバルブ50の開口52(53)までの長さである(図2参照)。行程容積Vhは、シリンダ14のピストン上死点からピストン下死点までの容積であり、吸気通路容積Vは、シリンダヘッド12に形成された吸気ポート17の容積と分岐管(分岐吸気管43A〜43D)の容積の和である。
In Table 2, the intake passage length is the sum of the passage lengths of the
図11は、本仕様で体積効率ηvと回転数Nの関係を示したグラフである。 FIG. 11 is a graph showing the relationship between the volumetric efficiency ηv and the rotational speed N in this specification.
図11の測定結果は、吸気通路長が250mmの場合(T3の場合)をベースとして、ロータリバルブ50を115°CAで開いたときの吸気弁19の開閉範囲が50°CA/30°CAから10°CA/70°CAのときの最高値を示したものである。
The measurement results in FIG. 11 are based on the case where the intake passage length is 250 mm (in the case of T3), and the opening / closing range of the
同図に示すように、吸気通路/行程容積率が低い場合、吸気通路/行程容積率が70パーセントを下回ると、図のT1で示すように、全体的に体積効率ηvが低くなり、特に3500rpmの体積効率ηvが大きく落ち込んでしまう。これは、吸気通路容積Vが小さすぎるため、ロータリバルブによるパルス発生作用によっても充分な空気量を確保することができないこと、並びにパルス発生時に低速運転領域(2500rpmの範囲)R1と高速運転領域(4500rpm〜5500rpm)R3がピーキーになり、3500rpmのところで谷ができてしまうことによるものと考えられる。他方、吸気通路長がベース長さよりも長い場合(吸気通路/行程容積率が96パーセント以上の場合)には、高速運転領域R3でのピークが緩和される結果、低速運転領域R1での体積効率ηvが高くなっても、3500rpmの谷が小さくなる傾向となることがわかった。尤も、吸気通路長が長くなると、吸気のレスポンスも悪くなる結果、加速時の過渡的なトルクが小さくなる恐れがある。これらの観点から、吸気通路/行程容積率が70パーセント以上130パーセント以下(吸気通路長さが500mm以下)である場合には、定常時、過渡時の双方において高トルクを得ることができ、しかも、レスポンスも向上することがわかった。 As shown in the figure, when the intake passage / stroke volume ratio is low, if the intake passage / stroke volume ratio falls below 70%, the overall volume efficiency ηv decreases as shown by T1 in the figure, particularly 3500 rpm. The volumetric efficiency ηv is greatly reduced. This is because the intake passage volume V is too small, so that a sufficient amount of air cannot be secured even by the pulse generation action by the rotary valve, and the low speed operation region (range 2500 rpm) R1 and the high speed operation region ( 4500 rpm to 5500 rpm) It is considered that R3 becomes peaky and a valley is formed at 3500 rpm. On the other hand, when the intake passage length is longer than the base length (when the intake passage / stroke volume ratio is 96% or more), the peak efficiency in the high-speed operation region R3 is alleviated, resulting in volumetric efficiency in the low-speed operation region R1. It was found that the valley at 3500 rpm tends to decrease even when ηv increases. However, if the intake passage length is increased, the response of intake air is also deteriorated, so that the transient torque during acceleration may be reduced. From these viewpoints, when the intake passage / stroke volume ratio is 70% or more and 130% or less (the intake passage length is 500 mm or less), a high torque can be obtained both in the steady state and in the transient state. It was found that the response was improved.
さらに本参考形態において、前記吸気通路長Lfは、前記高速運転領域R3で慣性過給できる長さに設定されており、前記吸気通路長Lsは、前記中速運転領域R2で慣性過給できる長さに設定されている。このため本参考形態では、各吸気通路長Lf、Lsを短く設定することができるので、吸気系のコンパクト化を図ることが可能になる。 Further, in the present embodiment , the intake passage length Lf is set to a length that allows inertia supercharging in the high speed operation region R3, and the intake passage length Ls is a length that allows inertia supercharging in the medium speed operation region R2. Is set. For this reason, in this embodiment , the intake passage lengths Lf and Ls can be set short, so that the intake system can be made compact.
次に、VIS60を採用した別の参考形態について、図12以下を参照しながら説明する。 Next, another reference embodiment employing the VIS 60 will be described with reference to FIG.
図12は本発明の別の参考形態に係るトルクとエンジン回転数Nとの関係を示すグラフであり、図13はエンジン10の低速運転領域におけるロータリバルブおよびVISバルブとトルクとの関係を示すグラフである。
Figure 12 is a graph showing the relationship between another according to a reference embodiment torque and the engine speed N of the present invention, the
各図を参照して、この参考形態では、エンジン10の筒内温度に関する温度として、エンジン水温センサ67で検出される冷却水の温度を採用し、このエンジン水温センサ67の検出温度が予め設定された所定温度Wt1に満たない低温時をエンジン10の冷間時、前記所定温度Wt1以上の高温時を温間時として定め、冷間時におけるロータリバルブ50の運転領域(冷間時PGV作動領域)R4が温間時におけるロータリバルブ50の運転領域(温間時PGV作動領域)R5よりも拡がるようにECU100に定められている。すなわち、図12から明らかなように、エンジン10の温間時においては、エンジン回転数Nが約1500rpmまでにロータリバルブ50の作動領域R5が設定されているのに対し、冷間時においては、エンジン回転数Nが約2500rpmまで、エンジン負荷の状態に応じて、ロータリバルブ50の作動領域R4が拡張されている。これに伴い、VISバルブ63の動作も、低負荷側で容積管61を開くタイミングが、温間時のトルクτ1よりも冷間時のトルクτ2の方が高負荷側に拡張されている。
With reference to each figure, in this reference form , the temperature of the cooling water detected by the engine
次に、触媒の活性状態を判定する手段として、本参考形態では、排気ガス浄化触媒の活性温度に関連する温度として、エンジン水温センサ67の検出温度Wtを採用し、この検出温度Wtが予め設定された所定温度(触媒活性状態相当温度)に満たない低温時を触媒未活性状態、所定温度以上の高温時を活性温度状態として判別するようにECU100が構成されている。なお、排気ガス浄化触媒の活性状態の判別は、水温検出とエンジン始動からの経過時間の判定とを併用して行うようにしてもよく、また、触媒温度を直接検出するようにしてもよい。
Next, as a means for determining the activation state of the catalyst, in this embodiment , the detected temperature Wt of the engine
本参考形態では図12に示すように、温間時においても領域R5を定め、この運転領域でロータリバルブ50を運転することとしているので、トルクの向上を図ることとは別に、燃料の気化霧化を促進し、燃焼安定性を向上させるためにロータリバルブ50を有効利用することが可能になる。
In the present embodiment , as shown in FIG. 12, since the region R5 is defined even during the warm period and the
さらに図13から明らかなように、図示の参考形態では、エンジン10の低速運転領域において、高負荷側(トルクτ3以上の領域)においても、VISバルブ63が閉じて、ロータリバルブ50が作動するように設定されている。この結果、燃料の気化性が重視される低速/低負荷領域と、高い出力性能が要請される低速/高負荷領域では、ロータリバルブ50が作動し、燃焼安定性の向上や体積効率の向上が図られる一方、比較的そのような要請の少ない低速/中負荷領域では、VISバルブ63が開くことによる分岐吸気管43A〜43Dの動的過給効果によって、燃費の向上を図りつつ、出力を確保するように構成されている。
Further, as is clear from FIG. 13, in the illustrated reference form , in the low speed operation region of the
図14は、筒内圧力とクランク角度との関係を示すグラフであり、(A)は冷間時、(B)は温間時である。図14においてINは吸気弁19の開弁特性、C11、C12は、冷間時、温間時のロータリバルブ50の開弁特性をそれぞれ示している。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the in-cylinder pressure and the crank angle, where (A) is a cold time and (B) is a warm time. In FIG. 14, IN indicates the valve opening characteristics of the
同図(A)(B)を参照して、さらに図示の参考形態では、エンジン10の冷間時と温間時とで、燃料噴射タイミングTr1、Tr2が個別に設定されている。
Referring to FIGS. 6A and 6B, in the illustrated reference embodiment , fuel injection timings Tr1 and Tr2 are individually set when the
本参考形態では、冷間時においては、ロータリバルブ50が開弁する前の吸気行程前半で燃料噴射し、温間時には、ロータリバルブ50の開弁タイミング付近(好ましくは、開弁直後)で燃料噴射するように設定されている。
In this reference embodiment , when cold, fuel is injected in the first half of the intake stroke before the
次に、図12〜図14の設定がなされた参考形態に係る動作フローを図15以下のフローチャートで説明する。図15〜図17は、図12〜図14の設定に基づくフローチャートである。 Next, an operation flow according to the reference embodiment in which the settings of FIGS. 15 to 17 are flowcharts based on the settings of FIGS. 12 to 14.
図15を参照して、以上の構成では、図9で示した参考形態と同様にエンジン始動後にロータリバルブ50の目標値を設定した後(ステップS101〜S103)、エンジン10の運転領域が低回転低負荷領域であるか否かを判別する(ステップS104)。
Referring to FIG. 15, in the above configuration, after setting the target value of
図16を参照して、エンジン10の運転領域が低回転低負荷領域であった場合、ECU100は、触媒活性状態検出手段としてのエンジン水温センサ67の検出値に基づき、図略の排気ガス浄化触媒の活性状態を判定する(ステップS105)。仮に活性状態が良好であると判定された場合、ECU100は、エンジン水温センサ67の検出温度Wtが所定温度Wt1に満たないかどうか、すなわちエンジン10が冷間時であるか否かを判定する(ステップS106)。仮にエンジン10が冷間時である場合、ECU100は、検出温度Wtに対応してロータリバルブ50の遅角補正領域を変更し(ステップS107)、さらに、検出温度Wtに対応してロータリバルブ50の設定値を変更する(ステップS108)。これらのステップS107、S108は、予め実験等によって収集されたデータを制御マップとしてECU100に記憶し、その制御マップに基づくことにより実現される。
Referring to FIG. 16, when the operating region of
さらにECU100は、図14で示したグラフに基づく制御マップから、燃料の噴射タイミングを設定する(ステップS109)。このフローでは、冷間時であるので、ECU100は、図14(A)に基づき、噴射タイミングを冷間時燃料噴射タイミングTr1に設定する。また、点火タイミングは、ステップS109、S110での設定に対応してリタードしている。
Further,
その後、ECU100は、ロータリバルブ50を上述したステップS107、S108の設定に基づいて駆動する(ステップS110)。その後、ステップS109の設定に基づいて、燃料を噴射する(ステップS111)。このフローでは、冷間時において、燃料が図14(A)で示す冷間時燃料噴射タイミングTr1に噴射されるので、燃焼安定性の低い冷間時において、ロータリバルブ50の生成するインパルスにより、燃料の気化、霧化が促進される。これにより、燃焼安定性が向上し、排気性能も高くなる。
Thereafter, the
そして、燃料が噴射された後、所定時期に火花点火されることにより、ロータリバルブ50によって混合が促進された混合気が燃焼され、トルクが生成される(ステップS112)。
Then, after the fuel is injected, sparks are ignited at a predetermined time, whereby the air-fuel mixture whose mixing is promoted by the
火花点火の実行後、ECU100は、エンジン10が停止するまで、ステップS102に戻る(ステップS113)。
After the spark ignition is executed, the
次に、ステップS105において、排気ガス浄化触媒の活性化が不十分であると判定された場合、ECU100は、ロータリバルブ50の設定値を最遅角量に設定する(ステップS114)。
Next, when it is determined in step S105 that the activation of the exhaust gas purification catalyst is insufficient, the
次に、排気性能の向上を図るため、ECU100は、空燃比を理論空燃比に設定する(ステップS115)。その後、ECU100は、より多くの排気エネルギーを創出するように燃料の噴射形態を2分割した分割燃料噴射形態に設定する(ステップS116)。その後、点火時期を圧縮上死点よりも所定量リタードさせた値に設定し(ステップS117)、その後、ステップS110以降に移行する。
Next, in order to improve the exhaust performance, the
この結果、ステップS110が実行された場合、ロータリバルブ50は、吸気弁19から最も遅れた状態で開弁することになるので、ロータリバルブ50が開弁するまでの間、吸気行程にある気筒12A〜12D内に大きな負圧が生成されることになる。
As a result, when step S110 is executed, the
また、ステップS116に基づいてステップS111が実行された場合、理論空燃比に設定された燃料が、吸気行程内にて2分割されて噴射される。 Further, when step S111 is executed based on step S116, the fuel set at the stoichiometric air-fuel ratio is divided into two parts and injected within the intake stroke.
そして、ステップS117に基づいてステップS112が実行された場合、点火タイミングが相当量リタードした状態で点火プラグ16が混合気を点火する。この結果、比較的大きな排気エネルギーが生成され、速やかに排気ガス浄化触媒の温度が上昇して排気ガス浄化触媒の活性化が図られる。
When step S112 is executed based on step S117, the
次に、ステップS106において、排気ガス浄化触媒が活性した後、さらに筒内温度も温間領域に達した場合、ECU100は、エンジン回転数Nがアイドル回転域(アイドル回転数以下の領域)であるか否かを判定する(ステップS118)。仮にエンジン回転数Nがアイドル回転域である場合、ECU100は、ロータリバルブ50を図12および図13における温間時の設定値にロータリバルブ50の運転条件を設定する(ステップS119)。このステップS119を終了した後、ECU100は、ステップS109に移行する。
Next, in step S106, after the exhaust gas purification catalyst is activated, when the in-cylinder temperature also reaches the warm region, the
このフローは温間時のものであるので、ECU100は、噴射タイミングを図14(B)における温間時燃料噴射タイミングTr2に設定する。また点火タイミングは、圧縮上死点近傍に進角している。
Since this flow is warm, the
次いで、制御が後続するステップに移行すると、ロータリバルブ50は、温間時の運転条件で作動し(ステップS110)、ロータリバルブ50の開弁開始タイミング直後で燃料が噴射され(ステップS111)、火花点火される(ステップS112)。このため、前記インパルスが発生する直前に燃料が噴射されるとともに、この燃料が吸気に乗って、気筒12A〜12D内にいわば押込まれる状態となる。この結果、燃料も効率よく気筒12A〜12D内に導入され、新気と混合されるので、ミキシングが促進されるとともに、燃料の気化潜熱によって新気が冷却されることになる。従って、高負荷状態において空燃比をエンリッチにした場合でも、通路壁面に燃料が付着するのを抑制し、気化潜熱によるノッキング防止機能を高めることができる。
Next, when the control proceeds to the subsequent step, the
他方、ステップS118において、エンジン回転数Nがアイドル回転域を超えている場合には、次に説明するフローのステップS121へと制御が移行する。 On the other hand, if the engine speed N exceeds the idle speed range in step S118, the control shifts to step S121 of the flow described below.
図17を参照して、図15のステップS104の判別において、エンジンの運転領域が低速低負荷領域以外であった場合、ECU100は、エンジン10の運転領域が部分負荷領域であるか否かを判定する(ステップS120)。仮に部分負荷領域である場合、ECU100は、VISバルブ63のフラグFを参照し(ステップS121)、フラグFの値が0の場合、ECU100は、VISバルブ63を開き(ステップS122)、フラグFの値を1に更新した後(ステップS123)、ステップS109に移行する。また、ステップS121において、フラグFの値が1の場合には、そのまま次のステップS109に移行する。
Referring to FIG. 17, in the determination of step S104 in FIG. 15, when the engine operation region is other than the low speed and low load region,
他方、ステップS120において、エンジンの運転状態が全負荷状態である場合、ECU100はフラグFの値が1であるか否かを参照し(ステップS124)、フラグFの値が1である場合には、VISバルブ63を閉じて(ステップS125)、フラグFの値を0に更新した後(ステップS126)、ステップS109に移行する。また、フラグFの値が0である場合には、そのままステップS109に移行する。
On the other hand, when the engine operating state is the full load state in step S120, the
本参考形態においては、エンジン10が低速にて走行している場合において、負荷領域が中負荷領域R12である場合には、ロータリバルブ50の作動が停止されることになる。この結果、低速/中負荷領域R12では、ロータリバルブ50によるポンピングロスを回避することができるので、この領域での燃費を向上させることが可能になる。他方、低速/低負荷領域R11では、ロータリバルブ50によるインパルスの生成により、吸気通路内には、特に大きな負圧が生成されることになる。この結果、燃料の気化性が向上し、燃料と空気のミキシング性や、それに伴う排気性能が高くなり、燃焼安定性を向上することが可能になる。さらに、低速/高負荷領域R13では、ロータリバルブ50によるインパルスの生成により、高い体積効率を維持することができるので、出力性能を向上させることが可能になる。
In the present embodiment , when the
また、本参考形態では、触媒活性状態検出手段としてのエンジン水温センサ67を設け、ECU100は、検出された触媒が活性していない場合には、全ての運転負荷領域において、ロータリバルブ50を作動させるものである。エンジン10が始動し始めてからまだ排気ガス浄化触媒が充分に活性していない場合においては、燃費よりも排気性能が優先される。このため、本参考形態では、このような運転領域においては、負荷状態に拘わらず、ロータリバルブ50が作動し、インパルスが生成され、過給される。この結果、触媒が充分に活性していない運転領域において、筒内に大きな負圧が生成され、燃料の気化、霧化が促進されて燃焼安定性が向上し、排気性能も向上する。
In this reference embodiment , an engine
また、本参考形態では、エンジン10の筒内温度に関する温度を検出する筒内温度検出手段としてのエンジン水温センサ67を設け、ECU100は、検出温度Wtが所定温度Wt1に満たない冷間時には、エンジン10の低速運転領域R1でロータリバルブ50を作動させるものである。このため本参考形態では、燃料の気化性が悪く、燃焼安定性が劣化するエンジン10の冷間時において、ロータリバルブ50の生成するインパルスにより、燃料の気化性が向上する。このため、エンジン10の冷間時の燃焼安定性が高くなる。
In the present embodiment , an engine
本参考形態において、ECU100は、図16のフローチャートで説明したように、当該エンジン10の検出温度Wtが低いほどロータリバルブ50の開弁タイミングを遅らせるものである。このため本参考形態では、燃焼安定性を高める必要のあるエンジン10の冷間時において、当該検出温度Wtが低い程、大きな負圧を生成し、筒内の気化性を高めることが可能になる。従って、燃料の気化、霧化を促進して、燃焼安定性が向上することが可能になる。
In the present embodiment , the
本参考形態において、ECU100は、図12のグラフで示したように、エンジン10の温間時よりも高速の運転領域にてエンジン10の冷間時におけるロータリバルブ50を駆動制御するものである。このため本参考形態では、燃焼安定性の悪いエンジン10の冷間時においては、エンジン10が比較的高速運転領域に至るまで、ロータリバルブ50がインパルスを生成するので、筒内での燃料の気化、霧化が広い運転領域で促進され、燃焼安定性が向上する。
In the present embodiment , as shown in the graph of FIG. 12, the
本参考形態において、ECU100は、検出温度Wtが所定温度Wt1以上の温間時において、エンジン回転数Nがアイドル回転域にあるときには、ロータリバルブ50を作動させるものである。このため本参考形態では、排気性能を向上させる必要のある温間アイドル運転時において、ロータリバルブ50がインパルスを生成することにより、吸気の速度を高めることが可能になる。この結果、燃料が流速の早い吸気によって筒内にいわば押込まれることになり、燃料の気化、霧化や、空気とのミキシング特性の促進を図ることが可能になる。
In the present embodiment , the
また、本参考形態においては、図14(A)(B)で示したように、ECU100は、エンジン10の冷間時には、ロータリバルブ50が開弁する前の吸気行程前半で燃料噴射し、前記温間時には、ロータリバルブ50の開弁タイミング付近で燃料噴射するように、前記燃料噴射弁21を制御するものである。このため本参考形態では、気化性を高める必要のある冷間時においては、筒内圧力が高いタイミング、すなわちロータリバルブ50が開弁する前の吸気行程前半で燃料噴射することにより、ロータリバルブ50のインパルスによって燃料の気化、霧化を促進することが可能になる。また、温間時においては、ロータリバルブ50が開弁する付近で燃料を噴射するので、前記インパルスが発生する直前に燃料が噴射されるとともに、この燃料が吸気に乗って、気筒内にいわば押込まれる状態となる。この結果、燃料も効率よく気筒内に導入され、新気と混合されるので、ミキシングが促進されるとともに、燃料の気化潜熱によって新気が冷却されることになる。従って、高負荷状態において空燃比をエンリッチにした場合でも、通路壁面に燃料が付着するのを抑制し、気化潜熱によるノッキング防止機能を高めることができる。このように、本参考形態では、エンジン10の温度状態に応じて好適な燃料噴射制御を行うことが可能になる。
In the present embodiment , as shown in FIGS. 14A and 14B, when the
本参考形態において、ECU100は、図13に示したように、低負荷領域において、エンジン負荷が中負荷領域の閾値に近づくに連れてロータリバルブ50の開弁タイミングを進角させるようにロータリバルブ進角機構56を制御するものである。このため本参考形態では、エンジン負荷が中負荷領域の閾値(トルクτ1またはトルクτ2)に近づくに連れて、ロータリバルブ50の開弁タイミングが吸気弁19の開弁タイミングに近づくので、生成されるインパルスも弱まり、低負荷領域において、高負荷側におけるポンピングロスを低減し、燃費の向上を図ることができる。
In the present embodiment , as shown in FIG. 13, the
本参考形態において、ECU100は、図13に示したように、高負荷領域において、エンジン負荷が全負荷領域に近づくに連れてロータリバルブ50の開弁タイミングを遅角させるようにロータリバルブ進角機構56を制御するものである。このため本参考形態では、より大きな出力を要するエンジン高負荷側に運転領域が移行するに連れて、ロータリバルブ50の開弁タイミングが吸気弁19の開弁タイミングから遠ざかるので、生成されるインパルスも高まり、高負荷領域において、高負荷側における出力上昇を図ることができる。
In the present embodiment , as shown in FIG. 13, the
また、本参考形態においては、VIS60の容積管61が、前記ロータリバルブ50の下流側に設けられ、各分岐吸気管43A〜43Dを連通する連通路を構成しているとともに、ECU100の制御により容積管61を開閉する開閉機構としてのVISバルブ63を設けている。このため本参考形態では、ECU100がロータリバルブ50の作動をON/OFFするに当たり、ロータリバルブ50自身を運転したまま容積管61のVISバルブ63を開くことにより、ロータリバルブ50の生成したインパルスを減衰してその機能を実質的に停止させることが可能になる。
Further, in the present embodiment , the volume pipe 61 of the VIS 60 is provided on the downstream side of the
さらに上述した連通路としては、種々の変更が可能である。 Further, various changes can be made to the above-described communication path.
次に、以上の各参考形態を基礎として、本発明の実施の形態について説明する。図18は本発明の実施形態に係る要部拡大断面図である。 Next, an embodiment of the present invention will be described on the basis of each of the above reference embodiments. Figure 18 is an enlarged fragmentary cross-sectional view according to implementation embodiments of the present invention.
同図を参照して、図示の実施形態では、EGRシステム70が設けられている。このEGRシステム70は、第1気筒(#1)〜第4気筒(#4)の各分岐吸気管43A〜43Dに接続されるEGRガス通路71A〜71Dと、各EGRガス通路71A〜71Dの上流部に接続されるEGRバルブ72と、EGRバルブ72にエンジン10の排気通路35を接続する還流通路73とを有している。
With reference to the figure, in the illustrated embodiment, an EGR system 70 is provided . The EGR system 70 includes
図19は、図18の実施形態に係るEGRバルブ72の具体的な構成を示す一部破断斜視図であり、図20は、同EGRバルブ72の動作を示す部分拡大断面図であり、図21は図20のA−A矢視図である。
FIG. 19 is a partially broken perspective view showing a specific configuration of the
各図を参照して、EGRバルブ72は、概ね矩形の筐体701を有している。筐体701は、内部が中空の金属製品であり、その下部には、一対の区画板701a、701bにより、還流通路73が接続される導入室702と、各EGRガス通路71A〜71Dが接続される排出室703と、動弁機構704の一部を収容する収容室705とが区画されている。
With reference to the drawings, the
この動弁機構704は、コネクタ704aから給電される図略のソレノイドアクチュエータと、このソレノイドアクチュエータによって、上下に駆動される状態で導入室702にまで延びるロッド704bと、ロッド704bの下端に設けられ、導入室702と排出室703とを仕切る区画板701aに形成された連通部706を開閉する開閉弁707と、開閉弁707が連通部706を閉じる方向にロッド704bを付勢する図略のスプリングとを有している。そのため、ソレノイドが消磁されている状態では、スプリングの付勢力により、開閉弁707は、連通部706を閉じて、還流通路73からのEGRガスがEGRガス通路71A〜71Dに導入されるのを規制する。他方、ソレノイドが励磁されている状態では、前記スプリングの付勢力に抗しロッド704bを押し下げて開閉弁707が連通部706を開き、還流通路73からEGRガスがEGRガス通路71A〜71Dに導入されるのを許容する構成になっている。
This
図示の実施形態において、連通部706は、区画板701aの中央に嵌装された環状のシールリング706aによって具体化されているとともに、開閉弁707には、シールリング706aの内部に導入される柱状部707aと柱状部707aの下端に形成されてシールリング706aの下面に接合するシール部707bとを一体に有しており、図20(B)に示すように、閉塞時の気密性を確保するように構成されている。
In the illustrated embodiment, the
さらに、収容室705と排出室703とを区画する区画板701bには、ロッド704bをガイドするガイドスリーブ708が固定されており、排出室703の上下にわたって延びている。このガイドスリーブ708には、排出室703を4等分する矩形の仕切板709が周方向に等配された状態で固定されている。そして、各EGRガス通路71A〜71Dは、仕切板709によって仕切られた空間毎に連通するように接続されている。そのため、図20(A)(B)から明らかなように、開閉弁707が連通部706を開いている場合には、連通部706を介して排出室703内にて4等分された空間内にEGRガスが導入され、各EGRガス通路71A〜71DにEGRガスが供給される一方、開閉弁707が連通部706を閉じている場合には、開閉弁707の柱状部707aがシールリング706a内に導入した状態で連通部706を閉塞する結果、排出室703内にて4等分された空間は、それぞれが個別にシールされた状態になる。このため、各EGRガス通路71A〜71Dは、互いに遮断された状態で容積の小さな閉塞管として機能することになる。
Further, a
図22は、図18〜図21に示したEGRシステムを利用する場合のトルクとエンジン回転数との関係を示すグラフである。 FIG. 22 is a graph showing the relationship between torque and engine speed when the EGR system shown in FIGS. 18 to 21 is used.
同図を参照して、図18〜図21に示したEGRシステムを利用する場合、ECU100には、ロータリバルブ50が作動するPGV作動領域R6と、EGRシステム70を作動させるEGR導入領域R7とが設定される。PGV作動領域R6は、図22の斜線で示す範囲に設定している。この設定では、エンジン回転数Nが所定の中回転数Ns未満の領域において、エンジン負荷が所定のトルクτ1に満たない低負荷側では、ロータリバルブ50の作動を停止して、燃費の向上を図ったり、パルス生成の困難な領域での運転を停止することが可能になる。他方、エンジン負荷が所定のトルクτ1以上の高負荷側では、ロータリバルブ50によるインパルスを生成して、体積効率の向上を図り、トルクを確保することとしている。さらに、エンジン回転数Nが前記中回転数Ns以上のパルス生成の困難な領域においても、ロータリバルブ50の作動を停止することとしている。
Referring to FIG. 18, when using the EGR system shown in FIGS. 18 to 21,
次に、EGR導入領域Rは、所定の低回転数N1から前記中回転数Ns未満の領域において、所定の負荷領域の範囲に設定されている。このような低回転中負荷運転領域においては、エンジン10の出力よりも燃費や排気性能が優先されるので、この実施形態では、EGRガスを分岐吸気管43A〜43Dに導入し、実質的にロータリバルブ50の作動を停止することとしている。
Next, the EGR introduction region R is set within a predetermined load region in a region from a predetermined low rotational speed N1 to less than the medium rotational speed Ns. In such a low-revolution medium-load operation region, fuel efficiency and exhaust performance are prioritized over the output of the
図23は図18〜図21に示したEGRシステムを利用する場合の実施形態に係るフローチャートである。 FIG. 23 is a flowchart according to the embodiment when the EGR system shown in FIGS. 18 to 21 is used.
同図を参照して、図18〜図21に示したEGRシステムを利用する場合においても、基本的には、図15、図16での制御と同じ制御フローになる。但し、図15におけるステップS104において、エンジンの運転領域が低速回転低負荷領域ではなかった場合、図23に示すように、まず検出温度Wtと所定温度Wt1とを比較することにより、エンジン10が冷間時か否かを判定する(ステップS30)。仮に冷間時(Wt<Wt1がYES)であった場合、さらにECU100は、エンジン10の運転領域が図22で示したEGR導入領域R7であるか否かを判定する(ステップS31)。仮にエンジン10の運転領域がEGR導入領域R7であった場合、ECU100は、EGRバルブ72を作動させるためのフラグFeを参照する(ステップS32)。フラグFeのドメインは、EGRバルブ72を閉じる値を0、開く値を1として二者択一的に設定されている。ステップS32において、フラグFeの値が0の場合、ECU100は、EGRバルブ72を開く(ステップS33)。この態様においても、ロータリバルブ50の運転を停止するための手段として、本実施形態のステップS33では、ロータリバルブ進角機構56を直接制御するのではなく、EGRバルブ72を開いて、EGRガス通路71A〜71Dを介し各分岐吸気管43A〜43Dを連通させる方法を採用しているので、イナーシャや空気抵抗の大きいロータリバルブ50を直接駆動する場合に比べて、高い応答性を発揮することが可能になる。これにより、ロータリバルブ50によるインパルス生成による過給効果が解除され、燃費の向上を図ることが可能になる。
With reference to the figure, even when the EGR system shown in FIGS. 18 to 21 is used, the control flow is basically the same as the control in FIGS. 15 and 16. However, in step S104 in FIG. 15, if the engine operating region is not the low speed rotation / low load region, as shown in FIG. 23, first, the
その後、ECU100はフラグFeの値を1に更新する(ステップS34)。また、ステップS32において、フラグFeの値が1の場合には、そのまま次のステップに進む。
Thereafter, the
他方、ステップS30において、エンジンの運転状態が温間時であった場合、またはステップS31において、EGR導入領域R7ではなかった場合、ECU100はフラグFeの値が1であるか否かを参照し(ステップS35)、フラグFの値が1である場合には、EGRバルブ72を閉じて(ステップS36)、フラグFの値を0に更新する(ステップS37)。また、フラグFの値が0である場合には、そのままステップS110に移行する。
On the other hand, if the engine operating state is warm in step S30, or if it is not the EGR introduction region R7 in step S31, the
本実施形態では、予めロータリバルブ50を作動させるように設定されたエンジン回転数(主として低中速回転領域)Nにおいて、エンジン10の負荷状態が全負荷の場合には、ECU100がEGRバルブ72を閉じてEGRガス通路71A〜71Dと還流通路73とを遮断するので、ロータリバルブ50が生成したインパルスが筒内に伝播することにより、筒内での燃料の気化が促進されるとともに、体積効率が向上し、高いトルクを得ることが可能になる。他方、部分負荷領域においては、ECU100がEGRバルブ72を駆動してEGRガス通路71A〜71Dを還流通路73と連通させるので、ロータリバルブ50が生成したインパルスは、EGRガス通路71A〜71Dを介して各分岐吸気管43A〜43Dに伝播することにより減衰する。このため実質的にロータリバルブ50の作動を停止することになるので、ロータリバルブ50のインパルスによるポンピングロスを迅速に低減し、燃費を向上することが可能になる。
In the present embodiment, the
特に、図18〜図23の実施形態では、ECU100の制御によりエンジン10の排気通路35から既燃ガスを還流するEGRシステム70を設け、ECU100は、部分負荷領域において、EGRガスを分岐吸気管43A〜43Dに供給するようにEGRシステム70を作動させる(つまりEGRガス通路71A〜71Dを還流通路73と連通させる)ものである。このため本実施形態では、ロータリバルブ50による体積効率(従ってトルク)の向上よりも燃費が優先されるEGR導入領域R7において、EGRシステム70が作動し、ロータリバルブ50の作動が実質的に停止されるとともに、EGRガスによって、ポンピングロスの低減や排気性能の向上を図ることが可能になる。
In particular, in the embodiment shown in FIGS. 18 to 23, an EGR system 70 that recirculates the burned gas from the
本実施形態では、EGRバルブ72は、EGRガス通路71A〜71Dの閉塞時に燃焼順序が隣り合う気筒との連通をも遮断するものである。このため本実施形態では、EGRバルブ72がEGRガス通路71A〜71Dを閉塞した際、吸気行程にある気筒が開弁した気筒と連通することはない。そのため、ロータリバルブ50を機能させるべき運転領域において、当該吸気行程にある気筒が開弁した気筒と連通して、生成されたインパルスが減衰することはない。従って、EGRバルブ72の閉塞時には、確実にロータリバルブ50による体積効率の向上を図ることが可能になる。
In this embodiment,
特に、本実施形態においては、ECU100の制御によりエンジン10の排気通路35から既燃ガスを還流するEGRシステム70のEGRガス通路71A〜71Dが設けられており、ECU100は、部分負荷領域において、EGRガスを分岐吸気管43A〜43Dに供給するようにEGRシステム70を作動させるものである。このため本実施形態では、ロータリバルブ50による体積効率(従ってトルク)の向上よりも燃費が優先されるEGR導入領域R7において、EGRシステム70が作動し、ロータリバルブ50の作動が実質的に停止されるとともに、EGRガスによって、ポンピングロスの低減や排気性能の向上を図ることが可能になる。また、ロータリバルブ50を機能させるべき運転領域(図22におけるPGV作動領域R6)においては、当該吸気行程にある気筒12A〜12DにEGRガスが導入されることはなく、EGRバルブ72の閉塞時には、確実にロータリバルブ50による体積効率の向上を図ることが可能になる。
In particular, in the present embodiment,
本実施形態では、前記EGRガス通路は、各分岐吸気管43A〜43Dに接続された分岐通路としてのEGRガス通路71A〜71Dで構成されており、前記EGRバルブ72は、各EGRガス通路71A〜71Dの上流側を開閉する単一のEGRバルブ72である。このため本実施形態では、各EGRガス通路71A〜71Dが容積の小さい閉塞管として機能し、気筒間での脈動を抑制することが可能になる。
In the present embodiment, the EGR gas passage is composed of the
上述した実施形態は、本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでも
ない。
Implementation embodiments described above are merely preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the embodiments described above. It goes without saying that various modifications are possible within the scope of the claims of the present invention.
10 エンジン
12A〜12D 気筒
14 シリンダ
17 吸気ポート
18 排気ポート
19 吸気弁
20 排気弁
21 燃料噴射弁
22 カムシャフト
35 排気通路
40 吸気装置
41 インテークマニホールド
42 サージタンク
43A〜43D 分岐吸気管
44 スロットルボディ
50 ロータリバルブ
56 ロータリバルブ進角機構
57 OCVシステム
58 角度センサ
60 VIS(可変通路長システムの一例)
61 容積管
63 バルブ
64 駆動軸
65 バルブアクチュエータ
66 エンジンクランク角度センサ
67 エンジン水温センサ(触媒活性状態検出手段/筒内温度検出手段の一例)
68 アクセル開度センサ(エンジン負荷検出手段の一例)
69O2センサ
70 EGRシステム
71A〜71D EGRガス通路
72 EGRバルブ
DESCRIPTION OF
61 Volumetric tube 63 Valve 64
68 Accelerator opening sensor (an example of engine load detection means)
69O 2 sensor 70
Claims (4)
各分岐吸気管の上流端がそれぞれ開口する集合部と、
各気筒の吸気行程に対応して、吸気ポートの開弁期間内の吸気行程途中で開弁して、気筒内に圧力波を生成するパルス発生装置と
を備えた多気筒エンジンの制御装置において、
エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
エンジンの負荷状態を検出するエンジン負荷検出手段と、
エンジンの排気通路から各分岐吸気管に既燃ガスを還流する複数のEGRガス通路と、各EGRガス通路とエンジンの排気通路とを接続する還流通路とを含むEGRシステムと、
前記エンジン回転数検出手段、および前記エンジン負荷検出手段の検出に基づいてパルス発生装置の運転およびEGRシステムを制御する制御手段と
を設け、前記制御手段は、予めパルス発生装置を作動させるように設定されたエンジン回転数において、全負荷領域では、前記各EGRガス通路と還流通路とを遮断し、部分負荷領域では、前記各EGRガス通路を還流通路と連通させてEGRガスを分岐吸気管に供給するものであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。 A branch intake pipe for supplying air to each intake port of a plurality of cylinders;
A collecting portion where the upstream end of each branch intake pipe opens,
In a control apparatus for a multi-cylinder engine that includes a pulse generator that generates a pressure wave in a cylinder by opening the valve in the middle of the intake stroke during the valve opening period of the intake port corresponding to the intake stroke of each cylinder.
Engine speed detecting means for detecting the engine speed;
Engine load detecting means for detecting the load state of the engine;
An EGR system including a plurality of EGR gas passages for returning the burned gas from the engine exhaust passage to each branch intake pipe, and a return passage for connecting each EGR gas passage to the engine exhaust passage ;
And a control means for controlling the operation of the pulse generator and the EGR system based on the detection of the engine speed detector and the engine load detector, and the controller is set in advance to operate the pulse generator. in the engine speed is in the full load region, the isolation from the recirculation passage and the EGR gas passage, in the partial load region, supplying the branch intake pipe EGR gas each EGR gas passage is communicated return passage and communicating A control device for a multi-cylinder engine.
前記各EGRガス通路と還流通路とを遮断または連通させる手段として、各EGRガス通路の上流側を開閉する単一のEGRバルブが設けられたことを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。 The control apparatus for a multi-cylinder engine according to claim 1,
Control device for a multi-cylinder engine, characterized in that as a means to communicate blocking or communication between the recirculation passage and before Symbol the EGR gas passage, a single EGR valve for opening and closing the upstream side of the EGR gas passage is provided.
前記EGRバルブは、前記EGRガス通路の閉塞時に燃焼順序が隣り合う気筒との連通をも遮断するものであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。 The control apparatus for a multi-cylinder engine according to claim 2,
The control device for a multi-cylinder engine, wherein the EGR valve blocks communication with a cylinder having an adjacent combustion order when the EGR gas passage is closed.
前記パルス発生装置は、クランクシャフトと同期して集合部内にて回転するロータリバルブであり、前記EGRガス通路は、集合部の下流側に構成されていることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。
The multi-cylinder engine control device according to any one of claims 1 to 3,
The control device for a multi-cylinder engine, wherein the pulse generating device is a rotary valve that rotates in a collecting portion in synchronization with a crankshaft, and the EGR gas passage is configured downstream of the collecting portion. .
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