JP2006161666A - Intake exhaust control device for engine - Google Patents

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JP2006161666A JP2004353743A JP2004353743A JP2006161666A JP 2006161666 A JP2006161666 A JP 2006161666A JP 2004353743 A JP2004353743 A JP 2004353743A JP 2004353743 A JP2004353743 A JP 2004353743A JP 2006161666 A JP2006161666 A JP 2006161666A
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博文 西村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To bring out fuel consumption reduction effect due to improvement of thermal efficiency at maximum by eliminating deterioration of combustion nature in light load zone due to drop of intake air charging efficiency by utilization of exhaust gas swirl in an intake exhaust control device A for an engine controlling an intake valve 8 to a late close side in a partial load zone for improving thermal efficiency. <P>SOLUTION: Intake and exhaust valve timing is controlled to greatly delayed angle side when the engine is in the light load zone, high compression ratio cycle is materialized by late close of the intake valve 8 and late open of an exhaust valve 9, thermal efficiency is improved to reduce intake loss, and exhaust gas is sucked back in a cylinder 3 at a beginning of suction stroke by late open of the intake valve 8 and late close of the exhaust valve 9. Lift curves of two exhaust valves 9 for each cylinder 3 are made different to close one exhaust valve 9 later than another. Fuel is supplied upto the cylinder 3 during a period that strong exhaust swirl is formed in the cylinder 3 by that. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、エンジンの熱効率を向上するために部分負荷域において吸気弁を遅閉じ側に制御するようにした吸排気制御装置に関する。   The present invention relates to an intake / exhaust control apparatus that controls an intake valve to a slow closing side in a partial load region in order to improve the thermal efficiency of an engine.

従来より一般に、ガソリンエンジンの熱効率を向上するために、吸気弁の閉じる時期を気筒の吸気下死点よりも大幅に遅角させて、気筒による吸気の実質的な圧縮比（以下、有効圧縮比という）を低下させ、これにより膨張比が圧縮比に対し相対的に高くなるようにした高膨張比サイクル（ミラーサイクル）は公知である。   In general, in order to improve the thermal efficiency of gasoline engines, the intake valve close timing is substantially retarded from the intake bottom dead center of the cylinder so that the actual compression ratio of the intake air by the cylinder (hereinafter referred to as the effective compression ratio). High expansion ratio cycles (mirror cycles) in which the expansion ratio is relatively high with respect to the compression ratio.

すなわち、前記の高膨張比サイクルによれば、通常、気筒の幾何学的な圧縮比（＝膨張比）を高めに設定するとともに、前記のようにして有効圧縮比を下げることで、圧縮上死点付近での気筒内の過度の温度上昇を防止し、これによりノッキングを回避しつつ点火進角を可能として、高い熱効率を実現することができる。また、吸気弁の遅閉じによって気筒の吸気充填効率が低下することを利用して、その分、スロットル弁を大きく開くことができ、これにより低負荷乃至中負荷域における吸気損失の低減も図られる。   That is, according to the above-described high expansion ratio cycle, usually, the compression ratio of the cylinder is reduced by setting the geometric compression ratio (= expansion ratio) of the cylinder higher and lowering the effective compression ratio as described above. An excessive temperature rise in the cylinder in the vicinity of the point can be prevented, thereby enabling ignition advance while avoiding knocking, and high thermal efficiency can be realized. Further, by utilizing the fact that the intake valve charging efficiency is lowered due to the slow closing of the intake valve, the throttle valve can be opened greatly, thereby reducing intake loss in a low load to medium load range. .

これに対し、排気弁の作動時期の制御によって気筒内の残留ガス（以下、内部ＥＧＲガスともいう）を増大させ、これにより当該気筒の吸気損失を低減するという技術も知られており、例えば特許文献１に開示される可変バルブタイミング制御装置では、エンジンが低負荷域にあるときに排気弁の閉弁時期を気筒の排気上死点よりも進角させ、吸気弁とのオーバーラップ期間をなくして、既燃ガスの一部を気筒内に閉じ込めるようにしている。   On the other hand, there is also known a technique of increasing the residual gas in the cylinder (hereinafter also referred to as internal EGR gas) by controlling the operation timing of the exhaust valve, thereby reducing the intake loss of the cylinder. In the variable valve timing control device disclosed in Document 1, when the engine is in a low load range, the valve closing timing of the exhaust valve is advanced from the exhaust top dead center of the cylinder to eliminate the overlap period with the intake valve. Thus, part of the burned gas is confined in the cylinder.

そうして気筒内に既燃ガスを閉じ込めると、このガス（内部ＥＧＲガス）が排気行程の終盤に圧縮されることによって気筒内の温度が上昇するので、比較的吸気量の少ない低負荷域であっても筒内温度が十分に高くなり、燃料の気化霧化が促進されて、燃焼性が向上するという効果も得られる。   When the burned gas is confined in the cylinder, the gas (internal EGR gas) is compressed at the end of the exhaust stroke, and the temperature in the cylinder rises. Therefore, in a low load range where the intake amount is relatively small. Even in this case, the in-cylinder temperature becomes sufficiently high, the fuel atomization is promoted, and the combustibility is improved.

さらに、同文献には、比較的吸気量の多い中負荷乃至高負荷域では、前記と反対に排気弁の閉弁時期を遅角側に制御して、排気の一部を気筒内に吸い戻すことにより、内部ＥＧＲガスを増やすことも開示されている（例えば請求項１２など）。   Further, in the same document, in a middle load to a high load range where the intake air amount is relatively large, the exhaust valve closing timing is controlled to the retard side, and a part of the exhaust gas is sucked back into the cylinder. Thus, increasing the internal EGR gas is also disclosed (for example, claim 12).

また、例えば特許文献２に開示される内燃機関の燃焼制御装置によれば、電磁駆動式の吸気弁及び排気弁を備えて、ノンスロットル運転を行うようにした内燃機関（ミラーサイクルエンジン）において、前記特許文献１のものと同様に、比較的吸気量の少ない低負荷域において内部ＥＧＲガスの増大により吸気損失を低減するとともに、気筒の圧縮温度を高めて、燃料の気化霧化を促進するようにしている。   Further, for example, according to the combustion control device for an internal combustion engine disclosed in Patent Document 2, in an internal combustion engine (mirror cycle engine) that includes an electromagnetically driven intake valve and an exhaust valve and performs non-throttle operation, As in the case of the aforementioned Patent Document 1, in the low load region where the intake air amount is relatively small, the intake loss is reduced by increasing the internal EGR gas, and the compression temperature of the cylinder is increased to promote the vaporization of the fuel. I have to.

この装置の特徴は、吸気量の少ない低負荷域で気筒内に残留する不活性なガス（内部ＥＧＲガス）を増大させると、このガスによって新気（空気と燃料との混合気）が希釈される虞れがあるので、このことをできるだけ回避するために、気筒内に吸い戻す排気とその後に吸入する吸気とを上下方向（シリンダ軸心方向）に分離して、成層化させるようにしたことにある。   The feature of this device is that when the inert gas (internal EGR gas) remaining in the cylinder is increased in a low load range where the intake air amount is small, the fresh air (air-fuel mixture) is diluted by this gas. In order to avoid this as much as possible, the exhaust that is sucked back into the cylinder and the intake air that is subsequently sucked are separated in the vertical direction (in the direction of the cylinder axis) and stratified. It is in.

そのために、前記特許文献２の燃焼制御装置では、電磁駆動式のメリットを活かして、まず、前記の如く遅閉じにする排気弁の閉弁時期よりもさらに遅角側で吸気弁を開くようにして、両者のオーバーラップ期間をなくすとともに、気筒毎２つの排気弁のうちの一方は開かないようにして、他方の排気ポートのみから吸い戻される排気の流れによって気筒内にスワール流（以下、排気スワール流ともいう）を生成し、これにより、当該気筒内にできるだけ上下方向の流れを生じさせないようにしている。
特開２００１−３５５４６２号公報 特開２０００−０４５８０６号公報 For this reason, in the combustion control device of Patent Document 2, taking advantage of the electromagnetic drive type, first, the intake valve is opened at a more retarded angle than the closing timing of the exhaust valve that is delayed as described above. Thus, the overlap period is eliminated, and one of the two exhaust valves for each cylinder is not opened, and the swirl flow (hereinafter referred to as the exhaust gas) is caused by the exhaust flow sucked back only from the other exhaust port. (Also called a swirl flow) is generated so as to prevent the vertical flow in the cylinder as much as possible.
JP 2001-355462 A JP 2000-045806 A

ところで、上述した公知の高膨張比サイクルでは、吸気弁の遅閉じによって吸気の一部を気筒の圧縮行程で吸気通路に戻すようにしており、これに伴い吸気流動のエネルギーも失われてしまうことから、それでなくても吸気流動の弱いエンジン低負荷域においては、この吸気流動による燃料と空気との混合促進が殆ど期待できなくなり、良好な混合気形成が難しくなる。このため、本来、高膨張比サイクルによる熱効率向上や吸気損失低減の効果が大きいはずの低負荷域において燃焼性が悪化してしまい、その効果がかなり目減りしてしまうという実状がある。   By the way, in the known high expansion ratio cycle described above, a part of the intake air is returned to the intake passage in the compression stroke of the cylinder by the late closing of the intake valve, and accordingly, the energy of the intake air flow is lost. Therefore, in the engine low load region where the intake air flow is weak, it is hardly expected to promote the mixing of the fuel and the air by the intake air flow, making it difficult to form a good air-fuel mixture. For this reason, there is an actual situation that the combustibility deteriorates in a low load region where the effect of improving the thermal efficiency and reducing the intake air loss due to the high expansion ratio cycle is inherently deteriorated, and the effect is considerably reduced.

これに対し、前記前者の従来例（特許文献１）のように、気筒内に残留する高温のガス（内部ＥＧＲガス）を増大させれば、これにより燃料の気化霧化を促進することはできるが、それだけでは良好な混合気形成は望めない。   On the other hand, if the high-temperature gas (internal EGR gas) remaining in the cylinder is increased as in the former conventional example (Patent Document 1), it is possible to promote vaporization of the fuel. However, it is not possible to form a favorable mixture by itself.

また、前記後者の従来例（特許文献２）のように気筒内に排気を吸い戻してスワール流を生成するようにすれば、これにより気筒内の流動を強化することはできるが、この従来例のものは、そうして生成した排気スワール流とその後に吸入する新気とを上下に分離するために、排気弁の閉じた後で吸気弁を開くようにしているので、こうして吸気弁が開いた後で気筒内に吸入される新気中の空気と燃料との混合を排気スワール流によって十分に促進することはできないと考えられる。   Further, as in the latter conventional example (Patent Document 2), if the exhaust gas is sucked back into the cylinder to generate the swirl flow, the flow in the cylinder can be enhanced thereby. Since the intake valve is opened after the exhaust valve is closed in order to separate the exhaust swirl flow thus generated and the fresh air that is subsequently sucked up and down, the intake valve is thus opened. After that, it is considered that mixing of fresh air and fuel sucked into the cylinder cannot be sufficiently promoted by the exhaust swirl flow.

さらに、前記後者の従来例のものは、そもそも電磁駆動式の吸気弁及び排気弁を備えてノンスロットル運転を行うようにした内燃機関を前提としており、それが故に容易に排気スワール流を生成できるものではあるが、このような電磁駆動式の動弁系は未だ実用化の目途がたっておらず、現状では非常にコスト高になると考えられており、到底、現実的なものとは言い難い。   Further, the latter conventional example is premised on an internal combustion engine which is provided with electromagnetically driven intake valves and exhaust valves so as to perform non-throttle operation, and therefore, an exhaust swirl flow can be easily generated. However, such an electromagnetically driven valve system has not yet been put into practical use and is considered to be very expensive at present, so it is hard to say that it is practical.

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの運転状態に応じて吸排気弁の作動時期を制御する場合に、少なくとも低負荷域において吸気弁の遅閉じなどにより熱効率の向上や吸気損失の低減を図りつつ、これに伴う燃焼性の悪化を排気スワールの活用により解消し、前記熱効率向上などによる燃費の低減効果を最大限に引き出せるようにすることにある。   The present invention has been made in view of such various points, and an object of the present invention is to control the intake valve at least in a low load region when controlling the operation timing of the intake / exhaust valve according to the operating state of the engine. While improving thermal efficiency and reducing intake loss by slow closing, etc., the deterioration of combustibility associated with this will be eliminated by using exhaust swirl, and the effect of reducing fuel consumption by improving the thermal efficiency will be maximized. It is in.

前記の目的を達成するために、本発明は、部分負荷域の少なくとも低負荷側において、吸排気弁の作動時期をいずれも遅角側に制御し、吸気弁の遅閉じと排気弁の遅開きとによって高膨張比サイクルを実現しながら、吸気弁の遅開きと排気弁の遅閉じとによって気筒内に吸い戻す排気の流れにスワール成分を付与し、且つ、こうして排気スワール流を生成する期間において気筒内に燃料を供給するようにした。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention controls the operation timing of the intake and exhaust valves to the retard side at least on the low load side of the partial load region, so that the intake valve is delayed and the exhaust valve is delayed. In the period in which the swirl component is added to the exhaust flow sucked back into the cylinder by the slow opening of the intake valve and the slow closing of the exhaust valve, and thus generating the exhaust swirl flow. Fuel was supplied into the cylinder.

具体的に、請求項１の発明では、エンジンの運転状態に応じて吸排気弁の作動時期を制御するようにしたエンジンの吸排気制御装置を対象として、このエンジンに、気筒内に燃料を直接、噴射するように燃料噴射弁が設けられている場合に、このエンジンが部分負荷域の少なくとも低負荷側にあるときに、吸気弁及び排気弁の両方の開弁及び閉弁時期をそれぞれ全負荷域に比べて遅角側に変更するとともに、その吸気弁の開弁時期及び排気弁の閉弁時期をそれぞれ気筒の排気上死点よりも遅角側とする動弁時期変更手段と、エンジンが前記低負荷側にあるときに、前記排気上死点よりも遅角側で排気弁が開いている期間に気筒内に吸い戻される排気の流れにスワール成分を付与するスワール生成手段と、そうして排気弁が開いていて排気が吸い戻されている期間において、前記燃料噴射弁により気筒内に燃料を噴射させる燃料噴射制御手段と、を備える構成とする。   Specifically, the invention according to claim 1 is directed to an intake / exhaust control device for an engine that controls the operation timing of the intake / exhaust valve in accordance with the operating state of the engine. When the fuel injection valve is provided to inject, when the engine is at least on the low load side of the partial load region, the opening and closing timings of both the intake valve and the exhaust valve are respectively set to the full load. A valve timing change means for changing the timing of the intake valve and the timing of closing the exhaust valve from the exhaust top dead center of the cylinder. Swirl generating means for imparting a swirl component to the exhaust flow sucked back into the cylinder during the period when the exhaust valve is open on the retarded angle side with respect to the exhaust top dead center when on the low load side; and The exhaust valve is open and the exhaust In back specified period of, a structure comprising a fuel injection control means for injecting fuel into the cylinder by the fuel injection valve.

前記の構成により、エンジンが部分負荷域の少なくとも低負荷側にあるときには、動弁時期変更手段によって吸気弁及び排気弁の両方の開弁及び閉弁時期がそれぞれ全負荷域に比べて遅角側に変更される。この吸排気弁の作動時期遅角により、まず、吸気弁の遅閉じによって有効圧縮比が低下するとともに、排気弁の遅開きによって有効膨張比が高くなり、所謂高膨張比サイクルとなってエンジンの熱効率が高くなり、且つ吸気損失を低減することができるようになる。   With the above configuration, when the engine is at least on the low load side of the partial load region, the valve timing change means causes the opening and closing timings of both the intake valve and the exhaust valve to be retarded relative to the full load region, respectively. Changed to Due to the retarded operation timing of the intake / exhaust valve, first, the effective compression ratio decreases due to the late closing of the intake valve, and the effective expansion ratio increases due to the slow opening of the exhaust valve, resulting in a so-called high expansion ratio cycle. Thermal efficiency becomes high and intake loss can be reduced.

また、前記吸排気弁の作動時期遅角によって排気弁の閉弁時期が排気上死点よりも大幅に遅角側になるとともに、吸気弁の開弁時期も気筒の排気上死点後まで遅角されることで、気筒の吸気行程において前記排気弁の開いている期間に気筒内に吸い戻される排気の流れが比較的強くなる。そして、その排気の流れにスワール生成手段によってスワール成分が付与されることで、気筒内に比較的強い排気スワール流が生成される。   Further, due to the retarded operation timing of the intake and exhaust valves, the closing timing of the exhaust valve is significantly retarded from the exhaust top dead center, and the opening timing of the intake valve is also delayed until after the exhaust top dead center of the cylinder. By being angulated, the flow of exhaust gas sucked back into the cylinder during the period in which the exhaust valve is open during the intake stroke of the cylinder becomes relatively strong. Then, a swirl component is added to the exhaust flow by the swirl generating means, so that a relatively strong exhaust swirl flow is generated in the cylinder.

そのように排気が吸い戻されて、気筒内に排気スワール流が生成されている期間において燃料噴射制御手段により燃料噴射弁を作動させて、燃料を気筒内に直接、噴射すれば、この燃料を前記排気スワール流によって分散させて、新気との混合を十分に促進するすることができる。また、気筒内に高温の排気（内部ＥＧＲガス）が吸い戻されることによって、燃料の気化霧化も促進される。   If the fuel is injected directly into the cylinder by operating the fuel injection valve by the fuel injection control means during the period in which the exhaust gas is sucked back and the exhaust swirl flow is generated in the cylinder, the fuel is injected. It can disperse | distribute with the said exhaust swirl flow, and can fully mix with fresh air. Further, the high-temperature exhaust gas (internal EGR gas) is sucked back into the cylinder, so that fuel atomization is also promoted.

こうして、本来、吸気量が少なくて吸気流動の弱い低負荷域であっても良好な混合気形成を実現して、その燃焼性を確保することができ、これにより、前記高膨張比サイクルによる熱効率向上や吸気損失低減などの効果を最大限に引き出すことができるようになるので、内部ＥＧＲガスの増大による吸気損失の低減効果も加えて、エンジンの燃費を十分に低減することができる。   Thus, even in a low load region where the intake air amount is small and the intake air flow is weak, good mixture formation can be realized and its combustibility can be ensured. Since effects such as improvement and intake loss reduction can be maximized, the effect of reducing intake loss due to the increase in internal EGR gas can be added, and the fuel consumption of the engine can be sufficiently reduced.

前記構成の吸排気制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、気筒の圧縮行程中盤以降においても燃料噴射弁により燃料を噴射させるものとするのが好ましい（請求項２の発明）。こうすれば、圧縮行程中盤以降に気筒内に直接、噴射した燃料を点火プラグ周りに成層化させて、気筒内全体で見れば理論空燃比乃至それよりもリーンな状態で安定した燃焼（弱成層燃焼）を実現できる。このことによっても燃費の低減が図られる。   In the intake / exhaust control device having the above-described configuration, it is preferable that the fuel injection control means injects fuel by the fuel injection valve even after the middle of the compression stroke of the cylinder (invention of claim 2). In this way, the fuel injected directly into the cylinder after the middle of the compression stroke is stratified around the spark plug, and stable combustion (weak stratification) with a stoichiometric air-fuel ratio or leaner than that in the entire cylinder. Combustion) can be realized. This also reduces fuel consumption.

次に、請求項３の発明では、エンジンに、気筒への吸気通路に燃料を噴射するように燃料噴射弁が設けられている場合に、前記請求項１の発明と同様の動弁時期変更手段と、スワール生成手段とを備えるとともに、エンジンが部分負荷域の少なくとも低負荷側にあるときに、前記動弁時期変更手段によって吸気弁の開弁時期を排気弁の閉弁時期よりも進角側になるように、即ち排気上死点後の吸気行程において吸気弁及び排気弁の開いている期間がオーバーラップするようにしたものである。   Next, in the invention of claim 3, when the engine is provided with a fuel injection valve so as to inject fuel into the intake passage to the cylinder, the valve timing change means similar to that of the invention of claim 1 is provided. And a swirl generating means, and when the engine is at least on the low load side of the partial load region, the valve timing change means causes the intake valve opening timing to be advanced from the exhaust valve closing timing. That is, in the intake stroke after exhaust top dead center, the periods during which the intake valve and the exhaust valve are open overlap each other.

こうすることで、前記請求項１の発明と同じく、エンジンが部分負荷域の少なくとも低負荷側にあるときに、動弁時期変更手段によって吸排気弁の作動時期が遅角側とされて、所謂高膨張比サイクルとなることにより、エンジンの熱効率が高くなり且つ吸気損失も低減できるようになる。また、気筒内に吸い戻される排気の流れにスワール生成手段によってスワール成分が付与される。   Thus, as in the first aspect of the invention, when the engine is at least on the low load side of the partial load region, the operation timing of the intake and exhaust valves is set to the retarded side by the valve timing change means, so-called By becoming the high expansion ratio cycle, the thermal efficiency of the engine is increased and the intake loss can be reduced. Further, a swirl component is given to the flow of exhaust sucked back into the cylinder by the swirl generating means.

そうして気筒内に排気スワール流が生成されている期間において、吸気弁が開かれて、新気（空気と燃料との混合気）が気筒内に吸入されると、この新気の流れと前記排気スワール流とが直接的に干渉して、その新気中の空気及び燃料の混合が効果的に促進されるとともに、高温の排気（内部ＥＧＲガス）によって燃料の気化霧化も効果的に促進されることになり、それらの相乗的な作用によって良好な混合気形成が実現する。   When the exhaust swirl flow is generated in the cylinder and the intake valve is opened and fresh air (a mixture of air and fuel) is sucked into the cylinder, the flow of fresh air and The exhaust swirl flow directly interferes to effectively promote the mixing of air and fuel in the fresh air, and the fuel vaporization atomization is also effectively performed by high-temperature exhaust (internal EGR gas). It will be promoted and a good mixture formation is realized by their synergistic action.

こうして、前記請求項１の発明と同様に、エンジンの低負荷域においても良好な混合気形成によって燃焼性を確保し、前記高膨張比サイクルによる熱効率向上や吸気損失低減などの効果を最大限に引き出すことができ、さらに内部ＥＧＲガスの増大による吸気損失の低減効果も加えて、エンジンの燃費を十分に低減することができる。   Thus, as in the first aspect of the invention, the combustibility is ensured by the favorable mixture formation even in the low load region of the engine, and the effects such as the improvement of the thermal efficiency and the reduction of the intake air loss by the high expansion ratio cycle are maximized. Furthermore, the fuel consumption of the engine can be sufficiently reduced by adding the effect of reducing the intake air loss due to the increase in internal EGR gas.

尚、前記のように吸気弁及び排気弁の開いている期間をオーバーラップさせるときには、排気による新気の希釈が懸念されるが、この点については、吸気弁の開弁時期を気筒の排気上死点から適度に遅角側に設定して、オーバーラップ期間があまり長くならないようにすれば、排気による新気の希釈を抑制しながら、排気スワール流による空気と燃料の混合を促進することができる。   Note that when the intake valve and exhaust valve open periods are overlapped as described above, there is a concern that the fresh air may be diluted by exhaust gas. If the overlap period is set so that it does not become too long from the dead center, the mixing of air and fuel by the exhaust swirl flow can be promoted while suppressing the dilution of fresh air by the exhaust. it can.

前記請求項１〜３のいずれか１つに記載の吸排気制御装置において、排気弁が１つの気筒に２つ設けられている場合には、スワール生成手段は、前記２つの排気弁のうちの一方を他方よりも早く閉じるものとすればよい（請求項４の発明）。こうすれば、相対的に遅くまで開いている方の排気ポートのみから吸い戻される排気によって、気筒内に強い排気スワール流を生成することができる。   In the intake / exhaust control device according to any one of claims 1 to 3, when two exhaust valves are provided in one cylinder, swirl generating means is configured to One may be closed earlier than the other (invention of claim 4). In this way, a strong exhaust swirl flow can be generated in the cylinder by the exhaust sucked back only from the exhaust port that is opened relatively late.

より具体的には、例えば、前記２つの排気弁をそれぞれ駆動する２つの排気カムのプロファイル乃至位相（すなわち、カムのプロファイル及び位相のうちの少なくとも一方）を互いに異なるものとして、いずれか一方の排気弁が他方よりも早く閉じるようにすればよい。この場合には、動弁時期変更手段は、前記２つの排気カムのクランク回転に対する位相を変更可能な位相可変機構と、エンジンの運転状態に応じて前記位相可変機構を制御する位相制御手段とを備えるものとすればよく（請求項５の発明）、動弁系の可変機構としては位相可変だけという簡単で安価な構造でもって、前記発明の作用効果を得ることができる。   More specifically, for example, two exhaust cams respectively driving the two exhaust valves have different profiles or phases (that is, at least one of the cam profile and phase), and either one of the exhaust cams is different. The valve may be closed earlier than the other. In this case, the valve timing change means includes a phase variable mechanism capable of changing a phase with respect to crank rotation of the two exhaust cams, and a phase control means for controlling the phase variable mechanism according to an operating state of the engine. It is only necessary to provide (the invention of claim 5), and the variable mechanism of the valve operating system has a simple and inexpensive structure in which only the phase is variable, and the effects of the invention can be obtained.

さらに、前記構成において、気筒への吸気通路に絞り弁を配設し、エンジンが部分負荷域の少なくとも低負荷側にあるときに前記絞り弁によって吸気を絞る絞り弁制御手段を備えることが好ましい（請求項６の発明）。こうすれば、吸気の流速を高めて吸気流動を強化することができ、このことによっても空気と燃料の混合を促進できる。   Further, in the above-described configuration, it is preferable that a throttle valve is provided in the intake passage to the cylinder, and throttle valve control means is provided to throttle the intake air by the throttle valve when the engine is at least on the low load side of the partial load region ( Invention of Claim 6). In this way, it is possible to enhance the intake air flow by increasing the flow velocity of the intake air, and this can also promote the mixing of air and fuel.

より好ましくは、エンジンの気筒に吸気弁も２つ設けられている場合に、その気筒の軸心に沿って見て、２つの排気弁のうち相対的に早く閉じられる一方の排気弁に対し対角に位置する方の吸気弁に対応して、この吸気弁の配設されている吸気通路を開閉可能な開閉弁を設けるとともに、エンジンが部分負荷域の少なくとも低負荷側にあるときに前記開閉弁によって吸気通路を閉じる開閉弁制御手段を備えればよい（請求項７の発明）。   More preferably, when two intake valves are provided in the cylinder of the engine, the engine is compared with one of the two exhaust valves that is closed relatively early when viewed along the axial center of the cylinder. Corresponding to the intake valve located at the corner, an open / close valve is provided that can open and close the intake passage where the intake valve is disposed, and the open / close valve is opened when the engine is at least on the low load side of the partial load region. What is necessary is just to provide the on-off valve control means which closes an intake passage with a valve (invention of Claim 7).

こうすれば、気筒へ吸気を供給する２つの吸気通路のうちの一方を閉じることで、吸気の流速を高めて吸気流動を強化することができる上に、気筒内に排気スワール流と同じ向きの吸気スワール流が生成されるので、気筒内の流動のさらなる強化が図られる。   In this way, by closing one of the two intake passages that supply the intake air to the cylinder, the flow rate of the intake air can be increased and the intake air flow can be strengthened, and the same direction as the exhaust swirl flow can be achieved in the cylinder. Since the intake swirl flow is generated, the flow in the cylinder is further strengthened.

次に、請求項８の発明は、エンジンの吸排気弁の作動の位相を変更可能な位相可変機構を備え、該エンジンの運転状態に応じて前記位相可変機構により吸排気弁の作動位相を変更するようにしたエンジンの吸排気制御装置を対象として、排気弁が１つの気筒に２つ設けられている場合に、その２つの排気弁のうちの一方が他方よりも早く閉じるように、該各排気弁をそれぞれ駆動する２つの排気カムのプロファイル乃至位相を互いに異なるものとし、その上で、エンジンが部分負荷域の少なくとも低負荷側にあるときに、吸気弁の開弁及び閉弁時期がそれぞれ全負荷域に比べて遅角側になり、且つその開弁時期が気筒の排気上死点よりも遅角側になるとともに、前記２つの排気弁の開弁及び閉弁時期がそれぞれ全負荷域に比べて遅角側になり、且つ相対的に遅く閉じる方の排気弁の閉弁時期が気筒の排気上死点よりも遅角側になるように、前記位相可変機構を制御する位相制御手段を備える構成とする。   Next, the invention of claim 8 is provided with a phase variable mechanism capable of changing the phase of operation of the intake / exhaust valve of the engine, and the operation phase of the intake / exhaust valve is changed by the phase variable mechanism according to the operating state of the engine. When two exhaust valves are provided in one cylinder for an engine intake / exhaust control apparatus that is configured to perform such an operation, one of the two exhaust valves is closed earlier than the other. The profiles or phases of the two exhaust cams for driving the exhaust valves are different from each other, and when the engine is at least on the low load side of the partial load region, the opening and closing timings of the intake valves are respectively Compared to the full load range, the valve opening timing is retarded from the exhaust top dead center of the cylinder, and the opening and closing timings of the two exhaust valves are respectively in the full load range. Compared to the retarded side And closing timing of the relatively slow closing towards the exhaust valve of so that the retarded from the exhaust top dead center of the cylinder, and configured to include a phase control means for controlling the phase changing mechanism.

前記の構成により、前記請求項１、３の発明と同様に、エンジンが部分負荷域の少なくとも低負荷側にあるときに、位相制御手段による位相可変機構の制御によって吸排気弁の作動時期が遅角されて所謂高膨張比サイクルとなることにより、エンジンの熱効率が高くなり且つ吸気損失も低減できるようになる。   With the above configuration, as in the first and third aspects of the invention, when the engine is at least on the low load side of the partial load region, the operation timing of the intake and exhaust valves is delayed by the control of the phase variable mechanism by the phase control means. The so-called high expansion ratio cycle is angled to increase the thermal efficiency of the engine and reduce intake air loss.

また、気筒の２つの排気弁のリフト特性が互いに異なり、一方の排気弁が他方よりも早く閉じるようになっているので、前記吸排気弁の作動時期遅角によって相対的に遅く閉じる前記他方の排気弁の閉弁時期が気筒の排気上死点よりも遅角側になると、この遅くまで開いている排気弁の方の排気ポートのみから排気が吸い戻されることによって、気筒内に強い排気スワール流が生成される。   Further, the lift characteristics of the two exhaust valves of the cylinders are different from each other, and one of the exhaust valves closes earlier than the other. Therefore, the other exhaust valve closes relatively slowly due to the operation timing delay of the intake / exhaust valve. When the exhaust valve closing timing is retarded from the exhaust top dead center of the cylinder, exhaust is sucked back only from the exhaust port of the exhaust valve that is open until this time, so that a strong exhaust swirl in the cylinder A stream is generated.

すなわち、従来例（特許文献２）のような電磁駆動式の動弁系とは異なり、位相可変のみという簡単且つ安価な構成でもって強い排気スワール流を生成することができるので、そうして排気スワール流が生成されている期間において気筒内に燃料を供給するようにすれば、前記請求項１、３の発明と同じ作用効果が得られるものである。   That is, unlike an electromagnetically driven valve system as in the conventional example (Patent Document 2), a strong exhaust swirl flow can be generated with a simple and inexpensive configuration with only variable phase. If the fuel is supplied into the cylinder during the period in which the swirl flow is generated, the same effects as those of the first and third aspects of the invention can be obtained.

以上のように、本発明に係るエンジンの吸排気制御装置によると、エンジンが部分負荷域の少なくとも低負荷側にあるときに、吸排気弁の作動時期をいずれも遅角側に制御し、吸気弁の遅閉じと排気弁の遅開きとによって高膨張比サイクルを実現して、熱効率の向上や吸気損失の低減を図るとともに、吸気弁の遅開きと排気弁の遅閉じとによって気筒内に吸い戻す排気によりスワール流を生成することができる。   As described above, according to the intake / exhaust control apparatus for an engine according to the present invention, when the engine is at least on the low load side of the partial load region, the operation timing of the intake / exhaust valves is controlled to the retard side, A high expansion ratio cycle is realized by the slow closing of the valve and the slow opening of the exhaust valve, thereby improving the thermal efficiency and reducing the intake loss, and sucking into the cylinder by the slow opening of the intake valve and the slow closing of the exhaust valve. A swirl flow can be generated by returning exhaust.

そして、そのように排気スワール流が生成されている期間において気筒内に燃料を供給すれば、前記吸気弁の遅閉じなどにより吸気流動が非常に弱くなるエンジンの低負荷域においても排気スワールを十分に活用して良好な混合気形成を実現し、これにより燃焼性を確保して前記高膨張比サイクルによる熱効率向上や吸気損失低減などの効果を最大限に引き出すことができ、さらに内部ＥＧＲガスの増大による吸気損失の低減効果も加えて、エンジンの燃費を十分に低減することができる。   If fuel is supplied into the cylinder during the period in which the exhaust swirl flow is generated, exhaust swirl can be sufficiently exhausted even in the low load region of the engine where the intake flow becomes very weak due to the late closing of the intake valve. To achieve good mixture formation, thereby ensuring flammability and maximizing effects such as improved thermal efficiency and reduced intake loss due to the high expansion ratio cycle. In addition to the effect of reducing intake loss due to the increase, the fuel consumption of the engine can be sufficiently reduced.

特に、請求項５、８の発明では、エンジンの１つの気筒に排気弁が２つ設けられている場合に、２つの排気カムのプロファイル乃至位相を互いに異ならせて、一方の排気弁が他方よりも早く閉じるようにしたので、部分負荷域において前記２つの排気弁の位相を遅角側に変更するだけで、気筒内に強い排気スワール流を生成することができる。つまり、動弁系の可変機構としては位相可変だけという簡単で且つ安価な構造でもって、前記の効果を十分に得ることができる。
In particular, in the inventions of claims 5 and 8, when two exhaust valves are provided in one cylinder of the engine, the profiles or phases of the two exhaust cams are made different from each other so that one exhaust valve is different from the other. Since the valve is closed earlier, a strong exhaust swirl flow can be generated in the cylinder only by changing the phase of the two exhaust valves to the retard side in the partial load region. That is, the above-mentioned effect can be sufficiently obtained with a simple and inexpensive structure in which the variable mechanism of the valve operating system is only the phase variable.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.

（エンジンの概略構成）
図１は、本発明の実施形態に係る吸排気制御装置Ａを備えた直噴式ガソリンエンジンのシリンダヘッド１を示し、このシリンダヘッド１は、同図(a)に上端部のみを示すシリンダブロック２の上部に取り付けられて、図示しない複数のヘッドボルトにより強固に締結されている。そのシリンダブロック２の上面には気筒３（シリンダ）の上端が開口され、この開口部を覆うシリンダヘッド１の下面には平面視で略円形の窪みが形成されていて、この窪みと、当該気筒３内に嵌装されたピストン４の頂面との間に、燃焼室５が区画形成されている。 (Schematic configuration of the engine)
FIG. 1 shows a cylinder head 1 of a direct injection gasoline engine provided with an intake / exhaust control device A according to an embodiment of the present invention. This cylinder head 1 is a cylinder block 2 showing only the upper end portion in FIG. Are firmly fastened by a plurality of head bolts (not shown). An upper end of the cylinder 3 (cylinder) is opened on the upper surface of the cylinder block 2, and a substantially circular depression is formed on the lower surface of the cylinder head 1 covering the opening in a plan view. A combustion chamber 5 is defined between the piston 4 and the top surface of the piston 4 fitted in the chamber 3.

すなわち、前記ピストン４の頂面が燃焼室５の底面になり、シリンダヘッド１の窪みが燃焼室５の天井部になっていて、模式的に図２にも示すように、この実施形態の燃焼室５は、その天井部を構成する２つの傾斜面が互いに差し掛けられた屋根のような形状をなすペントルーフ型のものである。そして、図１(a)のようにエンジン前後方向に見ると、右側の傾斜面には２つの吸気ポート６，６の下流端がそれぞれ開口し、左側の傾斜面には２つの排気ポート７，７の上流端がそれぞれ開口している。   That is, the top surface of the piston 4 is the bottom surface of the combustion chamber 5, and the depression of the cylinder head 1 is the ceiling portion of the combustion chamber 5. As schematically shown in FIG. The chamber 5 is of a pent roof type having a roof-like shape in which two inclined surfaces constituting the ceiling portion are interleaved with each other. When viewed in the longitudinal direction of the engine as shown in FIG. 1 (a), the downstream ends of the two intake ports 6 and 6 are opened on the right inclined surface, and the two exhaust ports 7 and 6 are opened on the left inclined surface. Each of the upstream ends of 7 is open.

前記吸気ポート６，６は、それぞれ前記燃焼室５の天井部から斜め上方に向かって略直線的に延びていて、上流端がシリンダヘッド１の一側面に開口しており、この各開口部にそれぞれ連通する独立吸気通路６ａ，６ａのうちの一方（図１(a)及び図２において手前側に位置する方）にはスワール弁６ｂ（開閉弁）が配設されている。このスワール弁６ｂは、図示しないステッピングモータなどのアクチュエータにより駆動されて、前記一方の独立吸気通路６ａを開閉することにより、気筒３内に吸気スワール流を生成するためのものである。   The intake ports 6 and 6 each extend substantially linearly from the ceiling portion of the combustion chamber 5 obliquely upward, and an upstream end opens on one side surface of the cylinder head 1. A swirl valve 6b (open / close valve) is disposed in one of the independent intake passages 6a, 6a that communicate with each other (the one located on the front side in FIGS. 1A and 2). The swirl valve 6b is driven by an actuator such as a stepping motor (not shown) to open and close the one independent intake passage 6a to generate an intake swirl flow in the cylinder 3.

一方、前記排気ポート７，７は、それぞれ前記燃焼室５の天井部から斜め上方に立ち上がった後に略水平に延びて、シリンダヘッド１の他側面（図１(a)の左側面）に開口しており、図１(b)にのみ示すが、２つの排気ポート７，７のうちの一方（図１(a)及び図２において手前側に位置する方）は、下流側から上流側に遡るに従って気筒円周方向を指向するタンジェンシャルポートとされており、後述の如く気筒３の吸気行程において排気が吸い戻されるときに、この排気流に前記吸気スワール流と同じ向きのスワール成分を付与するようになっている。   On the other hand, each of the exhaust ports 7 and 7 rises obliquely upward from the ceiling of the combustion chamber 5 and then extends substantially horizontally, and opens to the other side of the cylinder head 1 (the left side in FIG. 1 (a)). As shown only in FIG. 1 (b), one of the two exhaust ports 7, 7 (the one located on the near side in FIG. 1 (a) and FIG. 2) goes back from the downstream side to the upstream side. Accordingly, when exhaust is sucked back in the intake stroke of the cylinder 3 as will be described later, a swirl component in the same direction as the intake swirl flow is given to the exhaust flow. It is like that.

前記図１(b)や図２などに示すように、この実施形態のエンジンは、１つの気筒３に対して吸気及び排気弁８，９が２つずつ設けられた４弁式のものであり、この吸気及び排気弁８，９は、それぞれ前記吸気及び排気ポート６，７の燃焼室５側の開口端に配設されている。該吸気及び排気弁８，９は、それぞれ、軸端部に固定されたリテーナ１０，１０を介してコイルスプリング１１，１１により上方（弁を閉じる方向）に付勢される一方、バルブリフタ１２，１２を介してカムシャフト１３，１４のカム１３ａ，１４ａ，…により弁軸方向に押圧されることによって、前記スプリング１１の付勢力に抗して押し下げられるようになっている（弁の開作動）。   As shown in FIG. 1 (b), FIG. 2, etc., the engine of this embodiment is a four-valve type in which two intake and exhaust valves 8, 9 are provided for one cylinder 3. The intake and exhaust valves 8 and 9 are disposed at the open ends of the intake and exhaust ports 6 and 7 on the combustion chamber 5 side, respectively. The intake and exhaust valves 8 and 9 are urged upward (in the valve closing direction) by coil springs 11 and 11 via retainers 10 and 10 fixed to shaft ends, respectively, while valve lifters 12 and 12 Are pushed in the direction of the valve shaft by the cams 13a, 14a,... Of the camshafts 13, 14, so as to be pushed down against the urging force of the spring 11 (valve opening operation).

すなわち、前記吸気及び排気の２本のカムシャフト１３，１４は、それぞれ図示しないカムチェーンを介してクランクシャフトに駆動連結されており、このクランクシャフトの回転に同期して吸気及び排気カムシャフト１３，１４がそれぞれ回転されることにより、吸気及び排気弁８，９がそれぞれ所定のタイミングで開閉されるようになっている（図４参照）。   That is, the two intake and exhaust camshafts 13 and 14 are connected to a crankshaft via cam chains (not shown), and the intake and exhaust camshafts 13 and 14 are synchronized with the rotation of the crankshaft. By rotating each 14, the intake and exhaust valves 8, 9 are opened and closed at predetermined timings (see FIG. 4).

特に、この実施形態では、前記排気カムシャフト１４に設けられた各気筒３毎２つのカム１４ａ，１４ｂ（排気カム）のプロファイルが互いに異なっており、このことで、２つの排気弁９，９のうちの一方（図１(a)及び図２において手前側に位置するもの）、即ち前記タンジェンシャルポートとされている排気ポート７に配設されたものが、他方よりも遅く閉じられるようになっている。   In particular, in this embodiment, the profiles of the two cams 14a and 14b (exhaust cams) for each cylinder 3 provided on the exhaust camshaft 14 are different from each other. One of them (the one located on the near side in FIG. 1 (a) and FIG. 2), that is, the one arranged in the exhaust port 7 which is the tangential port is closed later than the other. ing.

また、前記吸気及び排気カムシャフト１３，１４には、それぞれ各カムシャフト１３，１４のクランク回転に対する回転位相（位相角）を所定の角度範囲（例えば４０〜５０°ＣＡ）において連続的に変更可能な位相可変機構１５，１５（Variable Cam Timing 以下、ＶＣＴともいう）が付設されており、このＶＣＴ１５によって前記吸気弁８及び排気弁９の開閉時期がそれぞれ変更されるようになっている。   Further, the intake and exhaust camshafts 13 and 14 can continuously change the rotational phase (phase angle) of each camshaft 13 and 14 with respect to the crank rotation within a predetermined angle range (for example, 40 to 50 ° CA). Phase variable mechanisms 15 and 15 (hereinafter also referred to as VCT) are provided, and the opening / closing timings of the intake valve 8 and the exhaust valve 9 are respectively changed by the VCT 15.

詳しくは、例えば吸気側について図３に一例を示すように、前記ＶＣＴ１５は、吸気側カムシャフト１３の前端部に固定されたロータ１５ａと、このロータ１５ａを覆うように配置されて、カムチェーンの巻き掛けられるスプロケット１５ｂに固定されたケーシング１５ｃとからなる。前記ロータ１５ａの外周には外方に向かって放射状に突出する４つのベーンが設けられ、一方、ケーシング１５ｃの内周には内方に向かって延びる４つの区画壁が設けられていて、それらのベーンと区画壁とのの間に複数の油圧作動室１５ｄ，１５ｅ，…が形成されている。   Specifically, for example, as shown in FIG. 3 for the intake side, for example, the VCT 15 is disposed so as to cover the rotor 15a fixed to the front end portion of the intake side camshaft 13 and the rotor 15a. The casing 15c is fixed to the sprocket 15b to be wound. Four vanes projecting radially outward are provided on the outer periphery of the rotor 15a, while four partition walls extending inward are provided on the inner periphery of the casing 15c. A plurality of hydraulic working chambers 15d, 15e,... Are formed between the vane and the partition wall.

そして、図示しないカムチェーンからスプロケット１５ｂに入力する回転入力がケーシング１５ｃ、油圧作動室１５ｄ，１５ｅ及びロータ１５ａを介して吸気カムシャフト１３に伝達される。その際、前記油圧作動室１５ｄ，１５ｅ，…に供給されるエンジンオイルの油圧がオイルコントロールバルブ１５ｆ（以下、ＯＣＶという）によって調整されることで、前記ロータ１５ａ及びケーシング１５ｃ、即ちカムシャフト１３及びスプロケット１５ａの相対的な回転位置が変更されて、該カムシャフト１３のクランクシャフトに対する回転位相が変更される。   Then, a rotation input inputted to the sprocket 15b from a cam chain (not shown) is transmitted to the intake camshaft 13 through the casing 15c, the hydraulic working chambers 15d and 15e, and the rotor 15a. At that time, the oil pressure of the engine oil supplied to the hydraulic working chambers 15d, 15e,... Is adjusted by an oil control valve 15f (hereinafter referred to as OCV), whereby the rotor 15a and casing 15c, that is, the camshaft 13 and The relative rotational position of the sprocket 15a is changed, and the rotational phase of the camshaft 13 relative to the crankshaft is changed.

すなわち、前記ＶＣＴ１５のロータ１５ａ及びケーシング１５ｃの間には、進角側の油圧作動室１５ｄ，１５ｄ，…と遅角側の油圧作動室１５ｅ，１５ｅ，…とが周方向に交互に配置されており、ＯＣＶ１５ｆによる油圧制御によって進角側作動室１５ｄ，１５ｄ，…の油圧力が増大すると、ロータ１５ａはケーシング１５ｃに対しカムシャフト１３の回転する向き（図に矢印で示す）に回動され、これにより、図４(a)に示すように、吸気弁８のの開弁時期IO及び閉弁時期IC、並びに排気弁９の開弁時期EO及び閉弁時期EC1，EC2が相対的に進角側とされる。   In other words, between the rotor 15a and the casing 15c of the VCT 15, the advance side hydraulic working chambers 15d, 15d,... And the retard side hydraulic working chambers 15e, 15e,. When the hydraulic pressure in the advance side working chambers 15d, 15d,... Is increased by hydraulic control by the OCV 15f, the rotor 15a is rotated in the direction in which the camshaft 13 rotates (indicated by an arrow in the drawing) with respect to the casing 15c. As a result, as shown in FIG. 4 (a), the opening timing IO and closing timing IC of the intake valve 8 and the opening timing EO and closing timing EC1 and EC2 of the exhaust valve 9 are relatively advanced. It is considered as a side.

反対に、前記ＯＣＶ１５ｆによる油圧制御によって遅角側作動室１５ｅ，１５ｅ，…の油圧力が増大すると、ロータ１５ａはケーシング１５ｃに対しカムシャフト１３の回転する向きとは反対に回動されて、図４(b)に示すように、吸気弁８のの開弁時期IO及び閉弁時期IC、並びに排気弁９の開弁時期EO及び閉弁時期EC1，EC2が遅角側にシフトされる。   On the contrary, when the hydraulic pressure in the retard side working chambers 15e, 15e,... Is increased by the hydraulic control by the OCV 15f, the rotor 15a is rotated with respect to the casing 15c in the direction opposite to the rotating direction of the camshaft 13. As shown in FIG. 4 (b), the opening timing IO and closing timing IC of the intake valve 8 and the opening timing EO and closing timings EC1 and EC2 of the exhaust valve 9 are shifted to the retard side.

こうして吸気及び排気カムシャフト１３，１４のＶＣＴ１５，１５をそれぞれ遅角側、進角側に作動させることにより、例えば、吸排気弁８，９のオーバーラップ期間を変更して、気筒３内の残留ガス（内部ＥＧＲガス）量を変化させることができる。また、前記図４(b)のように吸気弁８の遅閉じによって有効圧縮比を低下させ、排気弁９の遅開きによって有効膨張比を高めれば、所謂高膨張比サイクルを実現することができ、この際、排気弁９の閉弁時期EC1，EC2を排気上死点TDCよりも大幅に遅角させることで、気筒３内に排気を吸い戻して、内部ＥＧＲガスを増大させることもできる。   Thus, by operating the VCTs 15 and 15 of the intake and exhaust camshafts 13 and 14 to the retard side and the advance side, respectively, for example, the overlap period of the intake and exhaust valves 8 and 9 is changed, and the residual in the cylinder 3 The amount of gas (internal EGR gas) can be changed. If the effective compression ratio is lowered by slowly closing the intake valve 8 as shown in FIG. 4B and the effective expansion ratio is increased by slowly opening the exhaust valve 9, a so-called high expansion ratio cycle can be realized. At this time, by closing the closing timings EC1 and EC2 of the exhaust valve 9 significantly from the exhaust top dead center TDC, the exhaust can be sucked back into the cylinder 3 to increase the internal EGR gas.

さらに、この実施形態では上述の如く各気筒３毎２つの排気カム１４ａ，１４ｂのプロファイルが互いに異なっていて、一方の排気弁９が他方よりも遅く閉じられることから、前記のように排気弁９の閉弁時期EC1，EC2を大幅に遅角させれば、一方の排気弁９の閉弁時期EC1から他方の排気弁９の閉弁時期EC2までの間、片方の排気ポート７のみから気筒３内に吸い戻される排気流によって、当該気筒３内に強い排気スワール流を生成することができる。   Furthermore, in this embodiment, as described above, the profiles of the two exhaust cams 14a and 14b for each cylinder 3 are different from each other, and one exhaust valve 9 is closed later than the other. If the valve closing timings EC1 and EC2 of the engine are greatly retarded, the cylinder 3 is connected only from one exhaust port 7 between the valve closing timing EC1 of one exhaust valve 9 and the valve closing timing EC2 of the other exhaust valve 9. A strong exhaust swirl flow can be generated in the cylinder 3 by the exhaust flow sucked back into the cylinder 3.

尚、前記図４に示す吸排気弁８，９の吸排気弁８，９のリフトカーブにおいて、開弁時期IO，EO、閉弁時期IC，EC1，EC2というのは、それぞれ緩衝部を除いたリフトカーブの始端及び終端のことである。   In the lift curves of the intake / exhaust valves 8 and 9 of the intake / exhaust valves 8 and 9 shown in FIG. 4, the valve opening timings IO and EO and the valve closing timings IC, EC1 and EC2 are respectively excluded from the buffer portion. It is the beginning and end of the lift curve.

前記図１，２に示すように、各気筒３毎の燃焼室５の上方には、４つの吸排気弁８，９に取り囲まれるようにして点火プラグ１６が配設されている。この点火プラグ１６は、気筒３内に形成した混合気に圧縮行程終盤などの所定のタイミングで点火するためのものであり、その先端の放電電極が燃焼室５の天井部からやや突出するように設けられている。また、この実施形態のエンジンでは、前記主点火プラグ１６の基端部にはイグナイタを内蔵した点火コイル１７が接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a spark plug 16 is disposed above the combustion chamber 5 for each cylinder 3 so as to be surrounded by the four intake and exhaust valves 8 and 9. This spark plug 16 is for igniting the air-fuel mixture formed in the cylinder 3 at a predetermined timing such as the end of the compression stroke, so that the discharge electrode at the tip projects slightly from the ceiling of the combustion chamber 5. Is provided. In the engine of this embodiment, an ignition coil 17 incorporating an igniter is connected to the base end portion of the main spark plug 16.

一方、前記燃焼室５の吸気側の周縁部には、２つの吸気ポート６，６の下方において、それらに挟まれるようにして直噴用の高圧インジェクタ１８（燃料噴射弁）が配設されている。このインジェクタ１８は、ニードル弁及び電磁ソレノイドを内蔵し、該ソレノイドに印加されるパルス信号の幅（燃料噴射パルス幅）に対応する分量の燃料を噴射するものである。このインジェクタ１８の先端の噴孔は燃焼室５を臨むように配置され、一方、インジェクタ１８の基端部には燃料分配供給管が接続されている。   On the other hand, a high-pressure injector 18 (fuel injection valve) for direct injection is disposed below the two intake ports 6 and 6 at the peripheral portion on the intake side of the combustion chamber 5 so as to be sandwiched between them. Yes. The injector 18 incorporates a needle valve and an electromagnetic solenoid, and injects an amount of fuel corresponding to the width of a pulse signal (fuel injection pulse width) applied to the solenoid. The injection hole at the tip of the injector 18 is arranged so as to face the combustion chamber 5, while a fuel distribution supply pipe is connected to the base end of the injector 18.

図５は、この実施形態に係るエンジンの吸排気制御装置Ａの概要を示すブロック図である。この制御装置Ａの主要部であるエンジンコントロールユニット２０（以下、ＥＣＵという）は、周知の如くＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース回路等を備えており、少なくとも、吸気及び排気カムシャフト１３，１４の回転角をそれぞれ検出するカム角センサ２１，２１と、クランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ２２と、上流側の吸気通路に配設されて吸気の流量を検出するエアフローセンサ２３と、自動車のアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ２４と、からそれぞれ出力される検出信号を受け入れるようになっている。   FIG. 5 is a block diagram showing an outline of an intake / exhaust control device A for an engine according to this embodiment. The engine control unit 20 (hereinafter referred to as ECU), which is a main part of the control device A, includes a CPU, a ROM, a RAM, an I / O interface circuit, and the like as is well known, and includes at least an intake and exhaust camshaft 13, Cam angle sensors 21 and 21 for detecting the rotation angle of the crankshaft 14, a crank angle sensor 22 for detecting the rotation angle of the crankshaft, an airflow sensor 23 for detecting the flow rate of the intake air provided in the upstream intake passage, A detection signal output from the accelerator sensor 24 for detecting the operation amount of the accelerator pedal of the automobile is received.

そして、前記ＥＣＵ２０は、前記各センサ２１〜２４などから入力した信号に基づいてエンジンの運転状態を判定し、これに応じてアクチュエータを作動させることによって、エンジンの運転制御を行う。すなわち、この実施形態のＥＣＵ２０は、メモリに記憶されているエンジン制御プログラムによって機能的に、吸気通路に配設されている電気式スロットル弁２５の開度を調節して吸気の流量を制御する吸気量制御部２０ａと、燃料噴射パルスによりインジェクタ１８の開弁時期及び開弁期間を調整して、燃料の噴射時期及び噴射量を制御する燃料噴射制御部２０ｂ（燃料噴射制御手段）と、を備えている。   Then, the ECU 20 determines the operating state of the engine based on signals input from the sensors 21 to 24 and the like, and controls the operation of the engine by operating the actuator in accordance therewith. In other words, the ECU 20 of this embodiment functionally controls the flow rate of the intake air by adjusting the opening of the electric throttle valve 25 provided in the intake passage according to the engine control program stored in the memory. An amount control unit 20a, and a fuel injection control unit 20b (fuel injection control means) that controls the fuel injection timing and the injection amount by adjusting the valve opening timing and the valve opening period of the injector 18 by the fuel injection pulse. ing.

また、ＥＣＵ２０は、ＶＣＴ１５（ＯＣＶ１５ｆ）の制御によって吸気及び排気弁８，９の開閉作動時期（以下、単にバルブタイミングともいう）を変更するバルブタイミング制御部２０ｃ（位相制御手段）を備えている。このバルブタイミング制御部２０ｃは、以下に述べるように、エンジンの運転状態に基づいて予め実験等により設定された制御マップから吸排気弁８，９の開閉作動時期を決定し、カム角センサ２１及びクランク角センサ２２による検出値をフィードバックしながら、吸排気の各ＶＣＴ１５の作動制御を行うものである。   The ECU 20 also includes a valve timing control unit 20c (phase control means) that changes the opening / closing operation timing (hereinafter also simply referred to as valve timing) of the intake and exhaust valves 8 and 9 under the control of the VCT 15 (OCV 15f). As will be described below, the valve timing control unit 20c determines the opening / closing operation timing of the intake / exhaust valves 8 and 9 from a control map set in advance by experiments or the like based on the operating state of the engine. The feedback control of the value detected by the crank angle sensor 22 controls the operation of each intake / exhaust VCT 15.

さらに、ＥＣＵ２０は、以下に述べるように、エンジンの低負荷域においてスワール弁６ｂを閉じるスワール弁制御部２０ｄを備えているとともに、点火プラグ１６のイグナイタの作動制御によって、エンジンの運転状態に対応する適切な点火時期の制御を行うようになっている。   Further, as described below, the ECU 20 includes a swirl valve control unit 20d that closes the swirl valve 6b in the low load region of the engine, and responds to the operating state of the engine by controlling the ignition of the spark plug 16. Appropriate ignition timing is controlled.

次に、本発明の特徴部分として、前記ＥＣＵ２０によるエンジンの主にバルブタイミングの制御について具体的に説明すると、図６に制御マップの一例を示すように、この実施形態ではエンジンの運転状態を制御マップ上においてアイドル域、低負荷域、中負荷域及び高負荷域（全負荷を含む）に分けて、アイドル域又は高負荷域では前記図４(a)に示すようにバルブタイミングを相対的に進角側に制御する一方、低負荷乃至中負荷域においては相対的に遅角側に制御するようにしている。   Next, as a characteristic part of the present invention, the control of the valve timing of the engine by the ECU 20 will be specifically described. As shown in an example of a control map in FIG. 6, in this embodiment, the operation state of the engine is controlled. The map is divided into an idle range, a low load range, a medium load range, and a high load range (including the full load) on the map. In the idle range or the high load range, as shown in FIG. While the control is performed on the advance side, the control is performed on the relatively retard side in the low load to medium load range.

すなわち、前記アイドル域又は高負荷域においては気筒３のガス交換効率が高いバルブタイミングとすることで、アイドル域ではスロットル弁２５が略全閉になっていても所要の吸気充填量を確保して、アイドル安定性を高めることができ、また、高負荷域では吸気充填効率の向上によって出力を高めることができる。   That is, by setting the valve timing so that the gas exchange efficiency of the cylinder 3 is high in the idle range or the high load range, the required intake charge amount is ensured even in the idle range even if the throttle valve 25 is substantially fully closed. The idling stability can be increased, and the output can be increased by improving the intake charging efficiency in a high load range.

一方、例えばエンジンが低負荷域にあるときには、前記図４(b)に示すように吸気弁８及び排気弁９の両方のバルブタイミングを前記アイドル域や高負荷域に比べて大幅に遅角させ、所謂高膨張比サイクルを実現するとともに、内部ＥＧＲガス量を増大させて、熱効率の向上と吸気損失の低減とによって燃費の大幅な低減を図るようにしている。また、中負荷域では前記低負荷域よりはバルブタイミングを進角させて、図示しないが前記高負荷域との中間的な状態になるように制御することで、前記熱効率の向上や吸気損失の低減による燃費の低減を図りつつ、気筒３への吸気充填量を増やしてエンジン出力を確保するようにしている。   On the other hand, for example, when the engine is in a low load range, the valve timings of both the intake valve 8 and the exhaust valve 9 are greatly retarded compared to the idle range and the high load range as shown in FIG. 4 (b). In addition to realizing a so-called high expansion ratio cycle, the amount of internal EGR gas is increased, and the fuel efficiency is greatly reduced by improving the thermal efficiency and reducing the intake air loss. Further, in the middle load region, the valve timing is advanced from the low load region, and control is performed so as to be in an intermediate state with the high load region (not shown), thereby improving the thermal efficiency and reducing the intake loss. While reducing fuel consumption by reducing, the intake charge amount to the cylinder 3 is increased to ensure engine output.

より詳しくは、まず、図４(b)に示すように、吸気弁８の閉弁時期ICを吸気下死点BDCよりも大幅に遅角側にすると、吸気行程で一旦、気筒３内に吸入した空気の一部が圧縮行程で吸気通路に戻されることから、当該気筒３の吸気充填効率が低下するようになり、その分、スロットル弁２５を大きく開くことによって吸気損失を低減できる。   More specifically, first, as shown in FIG. 4 (b), when the valve closing timing IC of the intake valve 8 is set to be substantially retarded from the intake bottom dead center BDC, the intake is once taken into the cylinder 3 in the intake stroke. Since a part of the air is returned to the intake passage in the compression stroke, the intake charge efficiency of the cylinder 3 is lowered, and the intake loss can be reduced by opening the throttle valve 25 correspondingly.

また、同図に示すように排気弁９の開弁時期EO及び閉弁時期EC1，EC2を大幅に遅角させると、その開弁時期EOの遅角により気筒３の膨張行程が長くなって（有効膨張比アップ）熱効率が向上するとともに、閉弁時期EC2が排気上死点TDCよりも大幅に遅角することで、排気の一部が気筒３内に吸い戻されるようになる。そして、こうして気筒３内に排気が吸い戻されて、内部ＥＧＲガスが増大する分もスロットル弁２５を大きく開くことができるようになり、このことによっても吸気損失を低減できる。   Further, as shown in the figure, when the opening timing EO and the closing timings EC1 and EC2 of the exhaust valve 9 are significantly retarded, the expansion stroke of the cylinder 3 becomes longer due to the retardation of the opening timing EO ( The effective expansion ratio is increased. The thermal efficiency is improved, and the valve closing timing EC2 is substantially retarded from the exhaust top dead center TDC, so that a part of the exhaust is sucked back into the cylinder 3. Thus, the exhaust valve is sucked back into the cylinder 3 and the throttle valve 25 can be greatly opened by the increase in the internal EGR gas. This also reduces the intake air loss.

そのような吸排気バルブタイミングの遅角によって、低負荷低回転域においてエンジンのポンプ仕事がどのように変化するのか、一般的な４弁式エンジンについてコンピュータシミュレーションにより求めた結果を図７(a)に示す。バルブタイミングは、吸気弁の開閉時期をそれぞれ上死点前−３°ＣＡ、下死点後５３°ＣＡとし、且つ、排気弁の開閉時期をそれぞれ下死点前４０°ＣＡ、上死点後−１°ＣＡとした場合を標準（ＳＴＤ）として、吸気のバルブタイミングは約３０°ＣＡ遅角させる一方、排気のバルブタイミングは進角側へ約１５°ＣＡ、遅角側へは約４０°ＣＡの範囲で変化させた。   FIG. 7 (a) shows how the pump work of the engine changes in the low load and low rotation range due to such retarding of the intake / exhaust valve timing, and the result obtained by computer simulation for a general four-valve engine. Shown in The valve timing is 3 ° CA before top dead center and 53 ° CA after bottom dead center, respectively, and the opening / closing timing of the exhaust valve is 40 ° CA before bottom dead center and after top dead center, respectively. -1 ° CA is standard (STD), while the intake valve timing is retarded by approximately 30 ° CA, while the exhaust valve timing is approximately 15 ° CA toward the advance side and approximately 40 ° toward the retard side. Varyed within the range of CA.

同図によれば、吸気弁を遅閉じとすることによって、排気弁の開閉時期が同じであってもポンプ仕事は減少するが、さらに、排気弁の遅開き又は遅閉じによってそれぞれポンプ仕事を減少できることが分かる。すなわち、排気バルブタイミングをＳＴＤから遅角側に変更していくと、最初のうちはややポンプ仕事が増大するが、約２０°ＣＡ以上、遅角させるとポンプ仕事は減少に転じ、その後は、排気バルブタイミングの遅角に応じてポンプ仕事が減少するようになる。一方、排気バルブタイミングをＳＴＤから進角側に変更すると、これに応じてポンプ仕事は減少する。   According to the figure, by closing the intake valve lately, the pump work is reduced even when the opening and closing timing of the exhaust valve is the same, but further, the pump work is reduced by delaying or closing the exhaust valve, respectively. I understand that I can do it. That is, if the exhaust valve timing is changed from STD to the retard side, the pump work increases slightly at the beginning, but if it is retarded by about 20 ° CA or more, the pump work starts to decrease. The pump work decreases according to the delay of the exhaust valve timing. On the other hand, when the exhaust valve timing is changed from the STD to the advance side, the pump work decreases accordingly.

また、気筒内の残留ガス（内部ＥＧＲガス）割合の変化については同図(b)に示すようになり、残留ガス割合には吸気バルブタイミングの変更による影響は殆どなく、排気バルブタイミングの変更に応じて変化することが分かる。すなわち、排気バルブタイミングをＳＴＤから遅角側に変更していくと、最初のうちはやや残留ガス割合が減少し、その後は排気バルブタイミングの遅角に応じて増大する。一方、排気バルブタイミングをＳＴＤから進角側に変更すると、これに応じて残留ガス割合は増大する。   The change in the residual gas ratio (internal EGR gas) in the cylinder is as shown in FIG. 2B. The residual gas ratio is hardly affected by the change in the intake valve timing. It turns out that it changes according to it. That is, when the exhaust valve timing is changed from STD to the retard side, the residual gas ratio decreases slightly at first, and thereafter increases according to the delay of the exhaust valve timing. On the other hand, when the exhaust valve timing is changed from STD to the advance side, the residual gas ratio increases accordingly.

前記図(a)，(b)を対比すると、排気バルブタイミングの変更によって気筒内の残留ガス割合が変化し、これによりポンプ仕事の大きさが変化することが分かる。すなわち、排気バルブタイミングをＳＴＤよりも遅角側に変更すると、最初のうちは排気の抜け（排気効率）が良くなって、気筒内の残留ガス割合がやや減少し、その分、ポンプ仕事が増大するが、約２０°ＣＡ以上、遅角すると、今度は排気通路に流出した排気の一部が気筒内に吸い戻されるようになり、これにより残留ガス割合が増大して、その分、ポンプ仕事が減少するのである。   Comparing the above figures (a) and (b), it can be seen that the residual gas ratio in the cylinder changes due to the change of the exhaust valve timing, thereby changing the magnitude of the pump work. That is, when the exhaust valve timing is changed to the retard side from STD, the exhaust gas exhaust (exhaust efficiency) is improved at the beginning, and the residual gas ratio in the cylinder is slightly reduced, and the pump work is increased accordingly. However, if the angle is retarded by about 20 ° CA or more, a part of the exhaust gas that has flowed into the exhaust passage is sucked back into the cylinder, thereby increasing the residual gas ratio and correspondingly pumping work. Will decrease.

一方、排気バルブタイミングをＳＴＤよりも進角側に変更した場合には、排気弁の開時期が排気上死点よりも進角することになるので、既燃ガスが気筒内に閉じ込められて残留ガス割合が増大し、これによりポンプ仕事が減少すると考えられる。   On the other hand, when the exhaust valve timing is changed to an advance side from STD, the opening timing of the exhaust valve is advanced from the exhaust top dead center, so that the burned gas is trapped in the cylinder and remains. It is believed that the gas percentage increases, thereby reducing pump work.

尚、前記両図には、それぞれ、吸気バルブタイミングは標準状態（ＳＴＤ）のままで排気バルブタイミングだけを約３０°ＣＡ遅角させて、両者のオーバーラップを大きくした場合のポンプ仕事及び残留ガス割合を三角印（△：Ｏ／Ｌ大）として示す。この場合には、排気バルブタイミングの大幅な遅角によって、前記と同様に排気通路に流出した排気の一部が気筒内に吸い戻されるようになるので、図(b)に示すように残留ガス割合は多くなるが、吸気の遅閉じによる吸気損失の低減効果が得られないので、図(a)に示すように、標準状態からのポンプ仕事の低減度合いはあまり大きくはならない。   In both the figures, the pump work and residual gas when the overlap between the two is increased by retarding only the exhaust valve timing by about 30 ° CA while the intake valve timing is kept in the standard state (STD). The ratio is shown as a triangle (Δ: large O / L). In this case, due to the substantial delay of the exhaust valve timing, a part of the exhaust gas flowing into the exhaust passage is sucked back into the cylinder in the same manner as described above, so that the residual gas as shown in FIG. Although the ratio increases, the effect of reducing the intake loss due to the late closing of the intake cannot be obtained, so the degree of reduction in pump work from the standard state does not become very large as shown in FIG.

前記のようなバルブタイミングの変更によって、圧縮上死点近傍における気筒内の温度及び圧力状態が変化する様子をそれぞれ図(c)，(d)に示す。この両図からは、前記の如く吸気弁の遅閉じにより、圧縮上死点近傍の気筒内温度及び圧力がやや低くなるが、前記のように排気弁の遅閉じによって高温の残留ガス割合を増大させれば、温度及び圧力の低下を抑制することができ、特に排気バルブタイミングを約２０°ＣＡ以上、遅角させれば、気筒内に吸い戻される排気によって気筒内温度及び圧力がむしろ高くなることが分かる。このように、吸気の遅閉じに起因する気筒内温度及び圧力の低下を抑制できることから、特に吸気充填量の少ない低負荷の運転状態でも燃焼性の悪化を抑制することができる。   FIGS. (C) and (d) show how the temperature and pressure state in the cylinder near the compression top dead center change due to the change in valve timing as described above. From these figures, although the intake valve closes slowly as described above, the temperature and pressure in the cylinder near the compression top dead center are slightly lowered, but as described above, the exhaust gas valve closes slowly to increase the high-temperature residual gas ratio. If this is done, it is possible to suppress a decrease in temperature and pressure. In particular, if the exhaust valve timing is retarded by about 20 ° CA or more, the in-cylinder temperature and pressure are rather increased due to the exhaust sucked back into the cylinder. I understand that. As described above, since the decrease in the in-cylinder temperature and pressure due to the late closing of the intake air can be suppressed, it is possible to suppress the deterioration of the combustibility even in the low load operation state where the intake charge amount is small.

また、同図(c)からは、排気バルブタイミングを大幅に遅角させても、「Ｏ／Ｌ大」のときに比べて気筒内温度の上昇は抑えられることが分かる。これは、吸気弁の遅閉じによって有効圧縮比を低下させることができるからであり、前記図(b)に示すように残留ガス（内部ＥＧＲガス）の割合が「Ｏ／Ｌ大」のときとあまり変わらないほど多くても、「Ｏ／Ｌ大」のときのようには気筒内温度が上昇しない。このように気筒内温度の過度の上昇が抑えられることから、相対的に負荷の高い中負荷域においてもノッキングの発生を抑制できる。   Further, from FIG. 5C, it can be seen that even if the exhaust valve timing is greatly retarded, the increase in the in-cylinder temperature can be suppressed as compared with the case of “large O / L”. This is because the effective compression ratio can be lowered by the slow closing of the intake valve, and when the ratio of residual gas (internal EGR gas) is “large O / L” as shown in FIG. Even if it is so large that it does not change so much, the temperature in the cylinder does not rise as in the case of “large O / L”. Since excessive increase in the in-cylinder temperature is suppressed in this way, the occurrence of knocking can be suppressed even in the middle load range where the load is relatively high.

以上のシミュレーション結果から、一般的な４弁式のＤＯＨＣエンジンにおいて、低負荷乃至中負荷域で吸気バルブタイミングを大幅に（例えば低負荷域で約３０°ＣＡ）遅角させるとともに、排気バルブタイミングを約２０〜４０°ＣＡ遅角させて、その閉弁時期を排気上死点後２０°ＣＡ以降とすることにより、所謂高膨張比サイクルを実現及び内部ＥＧＲガスの増大によって熱効率を向上し、且つ吸気損失を低減することができ、これにより燃費の大幅な低減が可能になることが分かる。   From the above simulation results, in a general four-valve DOHC engine, the intake valve timing is significantly retarded (for example, about 30 ° CA in the low load range) in the low load to medium load range, and the exhaust valve timing is adjusted. By delaying about 20 to 40 ° CA and closing the valve timing after 20 ° CA after exhaust top dead center, so-called high expansion ratio cycle is realized and thermal efficiency is improved by increasing internal EGR gas, and It can be seen that the intake loss can be reduced, and this can significantly reduce fuel consumption.

しかしながら、前記のように吸気弁の遅閉じによって吸気の一部を吸気通路に戻すようにすると、これに伴い吸気流動のエネルギーも失われてしまうことから、それでなくても吸気流動の弱い低負荷域においては、この吸気流動による燃料と空気との混合促進が殆ど期待できなくなってしまう。このため、前記のように高温の内部ＥＧＲガスによって燃料の気化霧化が促進されるとはいっても、それだけでは良好な混合気形成は望めず、燃焼性の悪化によって前記した燃費低減効果が大幅に目減りしてしまう虞れがある。   However, if a part of the intake air is returned to the intake passage by the late closing of the intake valve as described above, the energy of the intake air flow is lost accordingly. In the region, it becomes almost impossible to expect the mixing of fuel and air by the intake air flow. For this reason, although the vaporization of the fuel is promoted by the high-temperature internal EGR gas as described above, it is not possible to form a favorable mixture by itself, and the above-described fuel consumption reduction effect is greatly improved due to the deterioration of combustibility. There is a risk that it will be diminished.

これに対し、この実施形態では、上述の如く、各気筒３毎２つの排気弁９，９のうちの一方が機械的に他方よりも遅く閉じられるようになっており、このことで、前記のようにバルブタイミングを大幅に遅角させたときに、吸気行程で気筒３内に吸い戻される排気の流れによって、当該気筒３内に強いスワール流が生成される。そこで、この強い排気スワール流を最大限、有効利用して燃料と空気との混合を促進するようにすれば、前記吸気の遅閉じに由来する燃焼性の悪化を解消することができる。   On the other hand, in this embodiment, as described above, one of the two exhaust valves 9 and 9 for each cylinder 3 is mechanically closed later than the other. Thus, when the valve timing is greatly retarded, a strong swirl flow is generated in the cylinder 3 due to the flow of exhaust sucked back into the cylinder 3 in the intake stroke. Therefore, if the strong exhaust swirl flow is utilized to the maximum and the mixing of fuel and air is promoted, the deterioration of combustibility due to the late closing of the intake air can be eliminated.

すなわち、この実施形態のエンジンでは、上述の如く、排気カムシャフト１４に設けられた各気筒３毎２つの排気カム１４ａ，１４ｂのプロファイルが互いに異なっていて、一方の排気弁９が他方よりも遅く閉じられるようになっており、しかも、その遅く閉じられる排気弁９の方の排気ポート７がタンジェンシャルポートとされている。このため、前記のように特に吸気流動の弱くなるエンジンの低負荷域において、前記図４(b)に示すようにバルブタイミングを大幅に遅角させると、片方の排気弁９が閉じてから前記遅く閉じられる方の排気弁９が閉じられるまでの期間（図の例では排気上死点後１９°ＣＡから同４０°ＣＡまでの期間）において、図８(a)に模式的に示すように、タンジェンシャルポート７のみから気筒３内に吸い戻される排気流によって、当該気筒３内に強い排気スワール流が生成されることになる。   That is, in the engine of this embodiment, as described above, the profiles of the two exhaust cams 14a and 14b for each cylinder 3 provided on the exhaust camshaft 14 are different from each other, and one exhaust valve 9 is slower than the other. Further, the exhaust port 7 of the exhaust valve 9 that is closed later is a tangential port. For this reason, when the valve timing is greatly retarded as shown in FIG. 4 (b) in the low load region of the engine where the intake air flow becomes weak as described above, the one exhaust valve 9 is closed after the valve is closed. As schematically shown in FIG. 8 (a), in the period until the exhaust valve 9 that is closed later is closed (in the example shown, the period from 19 ° CA to 40 ° CA after exhaust top dead center). A strong exhaust swirl flow is generated in the cylinder 3 by the exhaust flow sucked back into the cylinder 3 only from the tangential port 7.

また、前記図４(b)に示すバルブタイミングの大幅な遅角によって、気筒３の排気上死点後に（図の例では排気上死点後３０°ＣＡに）遅開きの吸気弁８が開くと、吸気ポート６から新気（空気）が吸入されることになるが、このときにはＥＣＵ２０のスワール弁制御部２０ｄの制御によってスワール弁６ｂが閉じられているので、図８(b)に模式的に示すように、新気は、スワール弁６ｂの配設されていない方の吸気ポート６のみから吸入されて、気筒３内に前記排気スワール流と同じ向きの吸気スワール流が生成される。   In addition, due to the significant delay of the valve timing shown in FIG. 4 (b), the slowly opening intake valve 8 is opened after the exhaust top dead center of the cylinder 3 (in the example shown, at 30 ° CA after the exhaust top dead center). In this case, fresh air (air) is sucked from the intake port 6. At this time, the swirl valve 6b is closed by the control of the swirl valve control unit 20d of the ECU 20, and therefore, as schematically shown in FIG. As shown, the fresh air is sucked only from the intake port 6 on which the swirl valve 6b is not disposed, and an intake swirl flow in the same direction as the exhaust swirl flow is generated in the cylinder 3.

そして、この実施形態では、前記のように一方の排気弁９が開いていて、タンジェンシャルポート７からの排気流によって強いスワール流が生成されている期間（ＡＴＤＣ１９°〜４０°ＣＡ）において燃料が噴射されるように、ＥＣＵ２０の燃料噴射制御部２０ｂによってインジェクタ１８の作動制御が行われる。こうして気筒３内の燃焼室５に直接、噴射された燃料は、気筒３内に吸い戻される前記高温の排気スワール流によって直接的に気化霧化を促進されるとともに、この排気スワール流によって適度に分散されて、新気との混合が促進されることになり、これにより、本来、吸気流動の非常に弱いエンジンの低負荷域においても、良好な混合気形成が実現される。   In this embodiment, as described above, one exhaust valve 9 is open, and fuel is generated during a period (ATDC 19 ° to 40 ° CA) in which a strong swirl flow is generated by the exhaust flow from the tangential port 7. Operation control of the injector 18 is performed by the fuel injection control unit 20b of the ECU 20 so as to be injected. Thus, the fuel directly injected into the combustion chamber 5 in the cylinder 3 is directly promoted to be vaporized and atomized by the high-temperature exhaust swirl flow sucked back into the cylinder 3, and is appropriately moderated by the exhaust swirl flow. As a result, the mixture with the fresh air is promoted, so that a good mixture formation can be realized even in the low load region of the engine that is inherently very weak in the intake air flow.

尚、前記のように気筒３の吸気行程で吸気及び排気弁８，９の開いている期間がオーバーラップすると、吸い戻される排気によって新気が希釈される虞れがあるが、この実施形態では、吸気弁８の開弁時期IOが排気上死点TDCよりも適度に遅角側に設定され（図の例ではATDC３０°ＣＡ）、排気弁９の閉弁時期EC2（図の例ではATDC４０°ＣＡ）までのオーバーラップ期間があまり長くならないので、全体として排気流は燃焼室５の外周側に偏り、一方、新気は内周の点火プラグ寄りに偏って弱い成層分布となり、このことで、排気による新気の希釈を抑制しながら、排気スワール流によって空気と燃料の混合は十分に促進することができる。   As described above, if the intake and exhaust valves 8 and 9 are open during the intake stroke of the cylinder 3, the fresh air may be diluted by the exhausted air. The valve opening timing IO of the intake valve 8 is set to be appropriately retarded from the exhaust top dead center TDC (ATDC 30 ° CA in the example in the figure), and the valve closing timing EC2 of the exhaust valve 9 (ATDC 40 ° in the example in the figure) Since the overlap period until CA) does not become so long, the exhaust flow as a whole is biased toward the outer peripheral side of the combustion chamber 5, while the fresh air is biased toward the inner peripheral spark plug and has a weak stratification distribution. Mixing of air and fuel can be sufficiently promoted by the exhaust swirl flow while suppressing dilution of fresh air by exhaust.

したがって、この実施形態に係るエンジンの吸排気制御装置Ａによると、スロットル弁２５による吸気の絞り損失が大きくなるエンジンの低負荷乃至中負荷域において、吸排気のバルブタイミングをいずれも大幅に遅角側に制御し、吸気弁８の遅閉じと排気弁９の遅開きとによって高膨張比サイクルを実現して、熱効率の向上や吸気損失の低減を図るとともに、吸気弁８の遅開きと排気弁９の遅閉じとによって気筒３内に多量の排気を吸い戻して、内部ＥＧＲガスの増大によっても吸気損失を低減することができる。   Therefore, according to the engine intake / exhaust control apparatus A according to this embodiment, the intake / exhaust valve timing is significantly retarded in the low load to medium load range of the engine where the throttle loss of the intake air by the throttle valve 25 becomes large. The intake valve 8 is closed slowly and the exhaust valve 9 is opened slowly to achieve a high expansion ratio cycle to improve thermal efficiency and reduce intake loss. A large amount of exhaust gas is sucked back into the cylinder 3 by the late closing of 9, and the intake loss can be reduced by increasing the internal EGR gas.

しかも、その際に各気筒３毎２つの排気弁９，９のうちの一方が他方よりも遅く閉じることによって、気筒３内に吸い戻される排気により強いスワール流を生成することができ、さらに、吸気側のスワール弁６ｂの制御によって前記排気スワール流と同じ向きの吸気スワール流を生成して、排気スワール流を強化することができる。   In addition, when one of the two exhaust valves 9, 9 is closed later than the other at each cylinder 3, a strong swirl flow can be generated by the exhaust sucked back into the cylinder 3, By controlling the intake-side swirl valve 6b, an intake swirl flow in the same direction as the exhaust swirl flow can be generated to enhance the exhaust swirl flow.

そして、前記強い排気スワール流を最大限に利用することによって、新気と燃料との混合を十分に促進して、良好な混合気形成を実現することができるので、本来、吸気流動の弱い低負荷域において、さらに前記吸気弁８の遅閉じなどに起因して吸気流動が非常に弱くなっていても、燃焼性の悪化を抑えて、前記の熱効率向上や吸気損失低減などの効果を最大限に引き出すことができ、これによりエンジンの燃費を十分に低減できる。   Further, by utilizing the strong exhaust swirl flow to the maximum extent, it is possible to sufficiently promote the mixing of fresh air and fuel and realize a favorable mixture formation. In the load range, even if the intake air flow is very weak due to the late closing of the intake valve 8, the deterioration of combustibility is suppressed and the effects such as the improvement of the thermal efficiency and the reduction of the intake loss are maximized. Thus, the fuel consumption of the engine can be sufficiently reduced.

加えて、この実施形態のエンジンでは、前記のように排気カムシャフト１４の気筒３毎２つの排気カム１４ａ、１４ｂのプロファイルを変えることによって、機械的に２つの排気弁９，９の閉弁時期EC1，EC2を異ならせることができるので、動弁系の可変機構としては、吸排気のカムシャフト１３，１４にそれぞれ配設したＶＣＴ１５，１５だけという簡単で且つ安価な構造でもって、前記のような効果を得ることができる。   In addition, in the engine of this embodiment, the closing timing of the two exhaust valves 9, 9 is mechanically changed by changing the profiles of the two exhaust cams 14a, 14b for each cylinder 3 of the exhaust camshaft 14 as described above. Since EC1 and EC2 can be made different, the variable mechanism of the valve operating system has a simple and inexpensive structure with only VCTs 15 and 15 arranged on the intake and exhaust camshafts 13 and 14, respectively. Effects can be obtained.

尚、この実施形態のエンジンの低負荷域におけるポンプ仕事、残留ガス割合、圧縮上死点近傍の気筒内温度及び圧力状態は、上述したコンピュータシミュレーションによれば、前記図７(a)〜(d)にそれぞれ星印（☆）で示すようになり、２つの排気弁９，９の閉弁時期が同じである一般的な４弁式エンジンと同様であることが確かめられた。   According to the computer simulation described above, the pump work, the residual gas ratio, the in-cylinder temperature near the compression top dead center and the pressure state in the low load region of the engine of this embodiment are shown in FIGS. ) As indicated by an asterisk (☆), and it was confirmed that the two exhaust valves 9 and 9 were the same as those of a general four-valve engine having the same valve closing timing.

（他の実施形態）
尚、本発明の構成は前記した実施形態のものに限定されることはなく、その他の種々の構成を包含するものである。すなわち、前記の実施形態では、エンジンが低負荷域にあるときに吸排気のバルブタイミングを大幅に遅角させ、これにより気筒３の吸気行程で吸い戻される排気によって排気スワール流が生成されている期間において、当該気筒３内にインジェクタ１８により燃料を一括して噴射させるようにしているが、これに限らず、燃料の噴射を２回に分割して、気筒３の圧縮行程中盤以降においても燃料を噴射させるようにしてもよい。 (Other embodiments)
In addition, the structure of this invention is not limited to the thing of above-described embodiment, Various other structures are included. That is, in the above-described embodiment, when the engine is in a low load range, the intake / exhaust valve timing is significantly retarded, whereby the exhaust swirl flow is generated by the exhaust sucked back in the intake stroke of the cylinder 3. In the period, fuel is injected into the cylinder 3 by the injector 18 in a lump. However, the present invention is not limited to this, and the fuel injection is divided into two parts, and the fuel is injected even after the middle of the compression stroke of the cylinder 3. May be injected.

こうすれば、圧縮行程中盤以降に気筒３内に噴射した燃料を比較的新気の割合が高い燃焼室５中央付近に集めて、該燃焼室５全体で見れば理論空燃比乃至それよりもリーンな状態で、点火プラグ１６周りの混合気濃度を濃くして、安定した燃焼（弱成層燃焼）を実現することができ、このことによっても燃費の低減が図られる。   In this way, the fuel injected into the cylinder 3 after the middle of the compression stroke is collected near the center of the combustion chamber 5 where the ratio of fresh air is relatively high, and the stoichiometric air-fuel ratio or leaner than that when viewed in the combustion chamber 5 as a whole. In this state, the air-fuel mixture concentration around the spark plug 16 can be increased to realize stable combustion (weakly stratified combustion). This also reduces fuel consumption.

また、前記の実施形態では、吸排気弁８，９の開閉作動時期を変更するために油圧式ベーンタイプの連続位相可変機構を用いているが、これに限るものではなく、ヘリカルタイプのものや電磁作動式の連続位相可変機構を用いてもよい。   In the above embodiment, the hydraulic vane type continuous phase variable mechanism is used to change the opening / closing operation timing of the intake / exhaust valves 8, 9. An electromagnetically actuated continuous phase variable mechanism may be used.

また、前記の実施形態では、気筒毎２つの排気弁９，９の閉弁時期を異ならせるために、２つの排気カム１４ａ，１４ｂのプロファイルを異ならせているが、プロファイルを同じにして位相を異ならせてもよいし、或いは、カム切換え機構などを採用することもできる。   In the above embodiment, the profiles of the two exhaust cams 14a and 14b are made different in order to make the closing timings of the two exhaust valves 9 and 9 different for each cylinder. It may be different, or a cam switching mechanism or the like may be employed.

さらに、前記の実施形態では、本発明の吸排気制御装置Ａを、インジェクタ１８により気筒３内の燃焼室５に燃料を直接、噴射するようにした直噴式のガソリンエンジンに適用しているが、これに限らず、例えば吸気通路の下流端から吸気ポートに向かって燃料を噴射するようにインジェクターを配設した所謂ポート噴射式のガソリンエンジンに適用することもできる。   Further, in the above embodiment, the intake / exhaust control device A of the present invention is applied to a direct injection gasoline engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber 5 in the cylinder 3 by the injector 18. For example, the present invention can be applied to a so-called port injection type gasoline engine in which an injector is disposed so as to inject fuel from the downstream end of the intake passage toward the intake port.

但し、その場合には、前記実施形態と同様にエンジンの低負荷域においてバルブタイミングを大幅に遅角させるときに（図４(b)参照）、吸気弁８の開弁時期IOを遅閉じの方の排気弁９の閉弁時期EC2よりも進角側になるようにして、排気上死点TDC後の吸気行程において吸気弁８及び排気弁９の開いている期間をオーバーラップさせることが必須である。こうすれば、前記実施形態と同様に気筒３内に強い排気スワール流が生成されている期間において、吸気弁８が開かれて、新気（空気と燃料との混合気）が気筒３内に吸入され、この新気の流れと前記排気スワール流とが直接的に干渉することにより、その新気中の燃料の気化霧化と空気との混合とが効果的に促進されて、良好な混合気形成が実現するからである。   In this case, however, the valve opening timing IO of the intake valve 8 is delayed when the valve timing is greatly retarded in the low load region of the engine (see FIG. 4B), as in the above embodiment. It is essential to overlap the open period of the intake valve 8 and the exhaust valve 9 in the intake stroke after the exhaust top dead center TDC so that the exhaust valve 9 is closer to the closing timing EC2 than the closing timing EC2. It is. By doing so, the intake valve 8 is opened during the period in which a strong exhaust swirl flow is generated in the cylinder 3 as in the above embodiment, and fresh air (air / fuel mixture) is introduced into the cylinder 3. Inhalation and direct interference between the flow of fresh air and the exhaust swirl flow effectively promotes vaporization of the fuel in the fresh air and mixing with air, resulting in good mixing. This is because qi formation is realized.

また、前記の実施形態では、エンジンの独立吸気通路６ａにスワール弁６ｂを配設し、これにより吸気スワール流を生成するようにしているが、これは必ずしも必要ではなく、例えば吸気通路に設けた絞り弁により吸気を絞って、その流速を高めるようにするだけでもよいし、或いは、吸気側については特段、何もしないようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the swirl valve 6b is provided in the independent intake passage 6a of the engine so that the intake swirl flow is generated. However, this is not always necessary, for example, provided in the intake passage. The intake air may be throttled by the throttle valve to increase the flow velocity, or nothing may be done on the intake side.

さらにまた、前記の実施形態では、吸気及び排気の２本のカムシャフト１３，１４を備えた４弁式の所謂ＤＯＨＣエンジンに本発明を適用しているが、これに限らず、吸排気弁８，９を１本のカムシャフトにより駆動するようにした所謂ＳＯＨＣエンジンにも適用可能であり、さらに、４弁式のものに限らず、例えば排気側を１弁とした３弁式のものにも適用可能である。   Furthermore, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a so-called DOHC engine of a four-valve type provided with two intake and exhaust camshafts 13 and 14. , 9 can be applied to a so-called SOHC engine that is driven by a single camshaft, and is not limited to a four-valve type, but also, for example, a three-valve type with one exhaust side valve Applicable.

以上、説明したように、本発明に係る吸排気制御装置Ａは、動弁系の可変機構として、吸排気のカムシャフトにそれぞれ位相可変機構を配設しただけの簡単且つ安価な構造で、エンジンの低負荷乃至中負荷域において高膨張比サイクルを実現し、これに内部ＥＧＲによる効果を加えて、エンジンの熱効率を向上し且つ吸気損失を低減して、燃費を大幅に低減できるものなので、種々のエンジンに有用であり、特に複雑な動弁機構を備えることが難しい小排気量の自動車用エンジンなどに好適なものである。   As described above, the intake / exhaust control device A according to the present invention has a simple and inexpensive structure in which the phase variable mechanism is provided on the intake / exhaust camshaft as the variable mechanism of the valve operating system. A high expansion ratio cycle is realized in the low load to medium load range, and the effect of internal EGR is added to this to improve the thermal efficiency of the engine and reduce the intake loss, thereby greatly reducing fuel consumption. It is useful for such an engine, and is particularly suitable for a small displacement automobile engine that is difficult to provide with a complicated valve mechanism.

本発明の実施形態に係るエンジンの動弁系の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the valve operating system of the engine which concerns on embodiment of this invention. 気筒の概略構成を透視して示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a cylinder through. ＶＣＴの構造を一部分、切り開いて示す斜視図である。It is a perspective view which cuts open and shows a part of structure of VCT. ＶＣＴによるバルブタイミングの変化を(a)進角側、(b)遅角側でそれぞれ示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the valve timing by VCT at (a) advance side and (b) retard side, respectively. 吸排気制御装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of an intake / exhaust control apparatus. バルブタイミングの制御マップの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the control map of valve timing. バルブタイミングの遅角制御によるポンプ仕事、残留ガス割合、気筒内温度、及び圧力の変化をそれぞれ計算したシミュレーション結果のグラフ図である。It is a graph of the simulation result which calculated the change of the pump work by the retard angle control of valve timing, the residual gas ratio, the cylinder temperature, and the pressure, respectively. (a)排気スワール流及び(b)吸気スワール流の生成の説明図である。It is explanatory drawing of the production | generation of (a) exhaust swirl flow and (b) intake swirl flow.

符号の説明Explanation of symbols

Ａ 吸排気制御装置
３ 気筒
６ 吸気ポート（吸気通路）
６ａ 独立吸気通路（吸気通路）
６ｂ スワール弁（開閉弁）
８ 吸気弁
９ 排気弁
１４ 排気カムシャフト
１４ａ，１４ｂ 排気カム
１５ 位相可変機構（ＶＣＴ）
１８ インジェクタ（燃料噴射弁）
２０ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
２０ｂ 燃料噴射制御部（燃料噴射制御手段）
２０ｃ バルブタイミング制御部（位相制御手段）
２０ｄ スワール弁制御部（開閉弁制御手段）
A Intake / exhaust control device 3 Cylinder 6 Intake port (intake passage)
6a Independent intake passage (intake passage)
6b Swirl valve (open / close valve)
8 Intake valve 9 Exhaust valve 14 Exhaust camshafts 14a, 14b Exhaust cam 15 Phase variable mechanism (VCT)
18 Injector (fuel injection valve)
20 Engine control unit (ECU)
20b Fuel injection control unit (fuel injection control means)
20c Valve timing control unit (phase control means)
20d Swirl valve control unit (open / close valve control means)

Claims (8)

エンジンの運転状態に応じて吸排気弁の作動時期を制御するようにしたエンジンの吸排気制御装置であって、
エンジンには気筒内に燃料を直接、噴射するように燃料噴射弁が設けられ、
エンジンが部分負荷域の少なくとも低負荷側にあるときに、吸気弁及び排気弁の両方の開弁及び閉弁時期をそれぞれ全負荷域に比べて遅角側に変更するとともに、その吸気弁の開弁時期及び排気弁の閉弁時期をいずれも気筒の排気上死点よりも遅角側とする動弁時期変更手段と、
エンジンが前記低負荷側にあるときに、前記排気上死点よりも遅角側で排気弁が開いている期間において気筒内に吸い戻される排気の流れにスワール成分を付与するスワール生成手段と、
前記排気上死点よりも遅角側で排気弁が開いている期間において前記燃料噴射弁により気筒内に燃料を噴射させる燃料噴射制御手段と、を備えている
ことを特徴とするエンジンの吸排気制御装置。 An engine intake / exhaust control device configured to control the operation timing of the intake / exhaust valve according to the operating state of the engine,
The engine is provided with a fuel injection valve to inject fuel directly into the cylinder,
When the engine is at least on the low load side of the partial load range, both the opening and closing timings of both the intake and exhaust valves are changed to the retard side compared to the full load range, and the intake valve is opened. A valve timing changing means for setting both the valve timing and the exhaust valve closing timing to the retard side of the exhaust top dead center of the cylinder;
Swirl generating means for imparting a swirl component to the flow of exhaust sucked back into the cylinder during a period when the exhaust valve is open at a retarded angle side than the exhaust top dead center when the engine is on the low load side;
And a fuel injection control means for injecting fuel into the cylinder by the fuel injection valve during a period in which the exhaust valve is open on the retard side from the exhaust top dead center. Control device. 請求項１に記載の吸排気制御装置において、
燃料噴射制御手段は、気筒の圧縮行程中盤以降においても燃料噴射弁により燃料を噴射させるものであることを特徴とするエンジンの吸排気制御装置。 The intake / exhaust control device according to claim 1,
An engine intake / exhaust control apparatus characterized in that the fuel injection control means causes the fuel injection valve to inject fuel even after the middle of the compression stroke of the cylinder. エンジンの運転状態に応じて吸排気弁の作動時期を制御するようにしたエンジンの吸排気制御装置であって、
エンジンには気筒への吸気通路に燃料を噴射するように燃料噴射弁が設けられ、
エンジンが部分負荷域の少なくとも低負荷側にあるときに、吸気弁及び排気弁の両方の開弁及び閉弁時期をそれぞれ全負荷域に比べて遅角側に変更するとともに、その吸気弁の開弁時期及び排気弁の閉弁時期をいずれも気筒の排気上死点よりも遅角側とする動弁時期変更手段と、
エンジンが前記低負荷側にあるときに、前記排気上死点よりも遅角側で排気弁が開いている期間において気筒内に吸い戻される排気の流れにスワール成分を付与するスワール生成手段と、を備え、
前記低負荷側における吸気弁の開弁時期が排気弁の閉弁時期よりも進角側とされていることを特徴とするエンジンの吸排気制御装置。 An engine intake / exhaust control device configured to control the operation timing of the intake / exhaust valve according to the operating state of the engine,
The engine is provided with a fuel injection valve so as to inject fuel into the intake passage to the cylinder,
When the engine is at least on the low load side of the partial load range, both the opening and closing timings of both the intake and exhaust valves are changed to the retard side compared to the full load range, and the intake valve is opened. A valve timing changing means for setting both the valve timing and the exhaust valve closing timing to the retard side of the exhaust top dead center of the cylinder;
Swirl generating means for imparting a swirl component to the flow of exhaust sucked back into the cylinder during a period when the exhaust valve is open at a retarded angle side than the exhaust top dead center when the engine is on the low load side; With
An intake / exhaust control apparatus for an engine, wherein the opening timing of the intake valve on the low load side is set to an advance side relative to the closing timing of the exhaust valve. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の吸排気制御装置において、
排気弁は１つの気筒に２つ設けられていて、
スワール生成手段は、前記２つの排気弁のうちの一方を他方よりも早く閉じるように構成されていることを特徴とするエンジンの吸排気制御装置。 In the intake-exhaust control device according to any one of claims 1 to 3,
Two exhaust valves are provided for each cylinder.
An engine intake / exhaust control apparatus, wherein the swirl generating means is configured to close one of the two exhaust valves earlier than the other. 請求項４に記載の吸排気制御装置において、
２つの排気弁をそれぞれ駆動する２つの排気カムのプロファイル乃至位相が互いに異なっており、
動弁時期変更手段は、前記２つの排気カムのクランク回転に対する位相を変更可能な位相可変機構と、エンジンの運転状態に応じて前記位相可変機構を制御する位相制御手段とを備える
ことを特徴とするエンジンの吸排気制御装置。 The intake / exhaust control device according to claim 4,
The profiles or phases of the two exhaust cams that respectively drive the two exhaust valves are different from each other,
The valve timing changing means comprises a phase variable mechanism capable of changing a phase with respect to crank rotation of the two exhaust cams, and a phase control means for controlling the phase variable mechanism according to an operating state of the engine. Engine intake / exhaust control device. 請求項４又は５のいずれかに記載の吸排気制御装置において、
気筒への吸気通路に絞り弁が設けられ、
エンジンが部分負荷域の少なくとも低負荷側にあるときに前記絞り弁によって吸気を絞る絞り弁制御手段を備えている
ことを特徴とするエンジンの吸排気制御装置。 The intake / exhaust control device according to any one of claims 4 and 5,
A throttle valve is provided in the intake passage to the cylinder,
An intake / exhaust control apparatus for an engine, comprising: throttle valve control means for restricting intake air by the throttle valve when the engine is at least on a low load side of a partial load region. 請求項４又は５のいずれかに記載の吸排気制御装置において、
気筒には吸気弁も２つ設けられ、
前記気筒の軸心に沿って見て、２つの排気弁のうち相対的に早く閉じられる一方の排気弁に対し対角に位置する方の吸気弁に対応して、この吸気弁の配設されている吸気通路を開閉可能な開閉弁が設けられ、
エンジンが部分負荷域の少なくとも低負荷側にあるときに前記開閉弁によって吸気通路を閉じる開閉弁制御手段を備えている
ことを特徴とするエンジンの吸排気制御装置。 The intake / exhaust control device according to any one of claims 4 and 5,
The cylinder has two intake valves,
The intake valve is disposed corresponding to the intake valve located diagonally to one of the two exhaust valves that is closed relatively quickly when viewed along the axial center of the cylinder. An open / close valve that can open and close the intake passage is provided,
An engine intake / exhaust control device comprising an on-off valve control means for closing an intake passage by the on-off valve when the engine is at least on a low load side of a partial load region. エンジンの吸排気弁の作動の位相を変更可能な位相可変機構を備え、該エンジンの運転状態に応じて前記位相可変機構により吸排気弁の作動位相を変更するようにしたエンジンの吸排気制御装置であって、
排気弁が１つの気筒に２つ設けられていて、
前記２つの排気弁のうちの一方が他方よりも早く閉じるように、該各排気弁をそれぞれ駆動する２つの排気カムのプロファイル乃至位相が互いに異なるものとされ、
エンジンが部分負荷域の少なくとも低負荷側にあるときに、吸気弁の開弁及び閉弁時期がそれぞれ全負荷域に比べて遅角側になり、且つその開弁時期が気筒の排気上死点よりも遅角側になるとともに、前記２つの排気弁の開弁及び閉弁時期がそれぞれ全負荷域に比べて遅角側になり、且つ相対的に遅く閉じる方の排気弁の閉弁時期が気筒の排気上死点よりも遅角側になるように、前記位相可変機構を制御する位相制御手段を、備えている
ことを特徴とするエンジンの吸排気制御装置。 Engine intake / exhaust control device having phase variable mechanism capable of changing operation phase of intake / exhaust valve of engine, and changing operation phase of intake / exhaust valve by said phase variable mechanism according to operating state of engine Because
Two exhaust valves are provided in one cylinder,
The profiles or phases of the two exhaust cams that respectively drive the exhaust valves are different from each other so that one of the two exhaust valves closes earlier than the other,
When the engine is at least on the low load side of the partial load range, the opening and closing timings of the intake valves are retarded compared to the full load range, and the opening timing is the exhaust top dead center of the cylinder. The opening timing and closing timing of the two exhaust valves are respectively retarded relative to the full load range, and the closing timing of the exhaust valve closing relatively late is An engine intake / exhaust control apparatus comprising phase control means for controlling the phase variable mechanism so as to be on the retard side with respect to an exhaust top dead center of a cylinder.
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