JP2008303745A

JP2008303745A - Control device of internal combustion engine

Info

Publication number: JP2008303745A
Application number: JP2007149665A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Ito; 泰志伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-06-05
Filing date: 2007-06-05
Publication date: 2008-12-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance a gas fluidity in a combustion chamber while appropriately generating an impulse supercharging. <P>SOLUTION: The control device of an internal combustion engine 10 has an intake control valve control means for controlling an intake control valve 60 for impulse supercharging, provided in an intake passage 18. When attaining compatibility between impulse supercharging and the gas fluidity enhancement of the combustion chamber 14, the intake control valve control means controls the intake control valve 60 such that, for one intake stroke, the control means opens the intake control valve 60 to its prescribed valve opening in the middle of a valve opening period of an intake valve 30 on the downstream side of the intake control valve 60 to generate an impulse supercharging and controls the intake control valve 60 opened to the prescribed valve opening to a further-closed, intermediate opening before closing the intake valve 30. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、吸気弁よりも上流側の吸気通路にインパルス過給のための吸気制御弁を備えた内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control device having an intake control valve for impulse supercharging in an intake passage upstream of an intake valve.

従来から、吸気弁よりも上流側の吸気通路に吸気制御弁を設けて内燃機関への吸気を制御する技術が提案されており、その一例が特許文献１に開示されている。この特許文献１における吸気制御弁は、過給が望まれていないときには吸気通路を開放するべく開放位置に持続的に保持される。他方、過給が望まれているときには、この吸気制御弁は、機関作動中の吸気行程初期に吸気弁が開弁される前に、吸気通路を閉じるべく閉鎖位置に作動される。そして、吸気通路において吸気制御弁上流側とその下流側との圧力差が大きくなったときに、吸気通路を開放すべく、前記吸気制御弁は急激に開放方向に作動される。こうして吸気制御弁下流側の負圧により吸気通路の空気を強く加速し、燃焼室に吸入される空気の量を多くするようにしている。このようにして行われる過給は、「インパルス過給」と称され得る。 Conventionally, a technique for controlling an intake air to an internal combustion engine by providing an intake air control valve in an intake passage upstream of the intake valve has been proposed. The intake control valve in Patent Document 1 is continuously held in the open position so as to open the intake passage when supercharging is not desired. On the other hand, when supercharging is desired, the intake control valve is operated to the closed position to close the intake passage before the intake valve is opened at the beginning of the intake stroke during engine operation. When the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the intake control valve becomes large in the intake passage, the intake control valve is suddenly operated in the opening direction to open the intake passage. In this way, the air in the intake passage is strongly accelerated by the negative pressure downstream of the intake control valve, so that the amount of air taken into the combustion chamber is increased. Supercharging performed in this way may be referred to as “impulse supercharging”.

このようなインパルス過給のための吸気制御弁を利用して、冷機時等における燃焼室のガス流動の強化を図るようにした内燃機関の吸気制御装置が特許文献２に開示されている。特許文献２に記載の１例としての吸気制御弁は、２つの独立に開閉可能な弁体を有する。そして低速高負荷側の過給領域では、吸気制御弁のその２つの弁体は、上記説明の如くインパルス過給が生じるように制御される。他方、内燃機関が冷機状態のときには、吸気制御弁の一方の弁体を常に閉状態にし、もう一方の弁体を吸気弁が開いた直後にシリンダ内からの吹き返しが終了した時点で閉じた後、その吸気制御弁の上下流側に圧力差が生じたときにそのもう一方の弁体を開くことで、燃焼室のガス流動の強化を図ることが行われる。加えて、特許文献２には、異なる構成を有する別の吸気制御弁も開示されていて、この吸気制御弁は１つの弁体を有している。そして、この１つの弁体を有する吸気制御弁を、吸気弁が開いた直後にシリンダ内からの吹き返しが終了した時点で閉じた後、その吸気制御弁の上下流側に圧力差が生じたときに中間開度まで開放することで、同様に内燃機関が冷機状態のときに燃焼室のガス流動の強化を図るようにしている。 Patent Document 2 discloses an intake control device for an internal combustion engine that uses such an intake control valve for impulse supercharging so as to enhance gas flow in a combustion chamber when the engine is cold. The intake control valve as an example described in Patent Document 2 has two valve bodies that can be opened and closed independently. In the supercharging region on the low speed and high load side, the two valve bodies of the intake control valve are controlled so that impulse supercharging occurs as described above. On the other hand, when the internal combustion engine is in a cold state, one valve body of the intake control valve is always closed, and the other valve body is closed when the blow-back from the cylinder is completed immediately after the intake valve is opened. When the pressure difference is generated on the upstream and downstream sides of the intake control valve, the other valve body is opened to enhance the gas flow in the combustion chamber. In addition, Patent Document 2 discloses another intake control valve having a different configuration, and this intake control valve has one valve body. And when the intake control valve having this one valve body is closed immediately after the intake valve is opened and the blow-back from the cylinder is finished, a pressure difference is generated on the upstream and downstream sides of the intake control valve. In the same way, the gas flow in the combustion chamber is strengthened when the internal combustion engine is in a cold state by opening to an intermediate opening.

特開２０００−２４８９４６号公報JP 2000-248946 A 特開２００５−１３９９３９号公報JP 2005-139939 A

ところで、運転状態が過給領域に属するときでも、例えば機関回転数が低いときには、燃料すなわち混合気の燃焼性を改善するべく燃焼室のガス流動強化を図ることが望まれる。 By the way, even when the operating state belongs to the supercharging region, for example, when the engine speed is low, it is desired to enhance the gas flow in the combustion chamber in order to improve the combustibility of the fuel, that is, the air-fuel mixture.

しかしながら、上記特許文献２に記載の吸気制御弁の制御では、燃焼室のガス流動強化を図るように制御された吸気制御弁により吸気通路での気体の流れが大きく乱されるので、インパルス過給を生じさせることはできない。したがって、そのような吸気制御弁の制御では、インパルス過給と燃焼室のガス流動強化との両立を図ることはできない。 However, in the control of the intake control valve described in Patent Document 2, the gas flow in the intake passage is greatly disturbed by the intake control valve that is controlled so as to enhance the gas flow in the combustion chamber. Can not cause. Therefore, in such control of the intake control valve, it is not possible to achieve both impulse supercharging and enhanced gas flow in the combustion chamber.

そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、インパルス過給を適切に生じさせつつ、燃焼室のガス流動の強化を図ることにある。 Therefore, the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to enhance the gas flow in the combustion chamber while appropriately generating impulse supercharging.

上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、吸気通路に設けられたインパルス過給のための吸気制御弁を制御する吸気制御弁制御手段を有する内燃機関の制御装置において、前記吸気制御弁制御手段は、１吸気行程に関して、前記インパルス過給を生じさせるべく前記吸気制御弁下流側の吸気弁の開弁期間途中で前記吸気制御弁を所定開弁開度に開き、該所定開弁開度に開いた前記吸気制御弁を、前記吸気弁閉弁前に、より閉じられた中間開度にするように、前記吸気制御弁を制御することを特徴とする。このような構成によれば、１吸気行程に関して、前記インパルス過給を生じさせるべく前記吸気制御弁下流側の吸気弁の開弁期間途中で前記吸気制御弁が所定開弁開度に開かれるので、インパルス過給を生じさせることが可能になる。さらに、所定開弁開度に開いた吸気制御弁が吸気弁閉弁前により閉じられた中間開度にされるので、吸気通路の気体の流れは偏流され、その気体はより高速で且つ特定の方向に方向付けられて、燃焼室に吸入される。こうして、燃焼室のガス流動の強化を図ることが可能になる。したがって、インパルス過給を適切に生じさせつつ、燃焼室のガス流動の強化を図ることが可能になる。 To achieve the above object, an internal combustion engine control apparatus according to the present invention includes an intake control valve control means for controlling an intake control valve for impulse supercharging provided in an intake passage. The intake control valve control means opens the intake control valve to a predetermined opening degree in the middle of the valve opening period of the intake valve downstream of the intake control valve so as to cause the impulse supercharging for one intake stroke, The intake control valve is controlled so that the intake control valve opened to a predetermined opening degree is set to a more closed intermediate opening degree before the intake valve is closed. According to such a configuration, with respect to one intake stroke, the intake control valve is opened at a predetermined opening degree in the middle of the valve opening period of the intake valve downstream of the intake control valve so as to cause the impulse supercharging. Impulse supercharging can be caused. Further, since the intake control valve opened at a predetermined valve opening is set to an intermediate opening that is closed before the intake valve is closed, the gas flow in the intake passage is drifted, and the gas flows at a higher speed and a specific value. Directed in the direction and drawn into the combustion chamber. In this way, it becomes possible to enhance the gas flow in the combustion chamber. Therefore, it is possible to enhance the gas flow in the combustion chamber while appropriately generating impulse supercharging.

あるいは、上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、吸気通路に設けられたインパルス過給のための吸気制御弁を制御する吸気制御弁制御手段を有する内燃機関の制御装置において、インパルス過給領域とガス流動強化付きインパルス過給領域とを含む複数の運転領域から、機関運転状態が属する１つの運転領域を判定する判定手段を備え、前記吸気制御弁制御手段は、前記判定手段により機関運転状態が前記インパルス過給領域に属すると判定されたとき、１吸気行程に関して、前記インパルス過給を生じさせるべく前記吸気制御弁下流側の吸気弁の開弁期間途中で前記吸気制御弁を所定開弁開度に開くように、前記吸気制御弁を制御し、他方、前記判定手段により機関運転状態が前記ガス流動強化付きインパルス過給領域に属すると判定されたとき、１吸気行程に関して、前記インパルス過給を生じさせるべく前記吸気制御弁下流側の吸気弁の開弁期間途中で前記吸気制御弁を所定開弁開度に開き、該所定開弁開度に開いた前記吸気制御弁を、前記吸気弁閉弁前に、より閉じられた中間開度にするように、前記吸気制御弁を制御することを特徴とする。このような構成によれば、判定手段により機関運転状態が前記インパルス過給領域に属すると判定されたとき、１吸気行程に関して、インパルス過給を生じさせるべく吸気制御弁下流側の吸気弁の開弁期間途中で吸気制御弁が所定開弁開度に開かれるので、インパルス過給を生じさせることが可能になる。他方、前記判定手段により機関運転状態が前記ガス流動強化付きインパルス過給領域に属すると判定されたとき、１吸気行程に関して、前記インパルス過給を生じさせるべく前記吸気制御弁下流側の吸気弁の開弁期間途中で前記吸気制御弁が所定開弁開度に開かれ、所定開弁開度に開いた吸気制御弁が前記吸気弁閉弁前に、より閉じられた中間開度にされるので、インパルス過給を適切に生じさせつつ、燃焼室のガス流動の強化を図ることが可能になる。 Alternatively, in order to achieve the above object, a control device for an internal combustion engine according to the present invention includes an intake control valve control means for controlling an intake control valve for impulse supercharging provided in an intake passage. A determination means for determining one operating region to which the engine operating state belongs from a plurality of operating regions including an impulse supercharging region and an impulse supercharging region with gas flow enhancement, and the intake control valve control means includes the When it is determined by the determining means that the engine operating state belongs to the impulse supercharging region, the intake air is in the middle of the valve opening period of the intake valve downstream of the intake control valve to cause the impulse supercharging with respect to one intake stroke. The intake control valve is controlled so that the control valve is opened to a predetermined opening degree. On the other hand, the engine operating state is determined by the determination means to be the impulse charge with the gas flow enhancement. When it is determined that the intake valve belongs to a region, the intake control valve is opened to a predetermined opening degree during the opening period of the intake valve downstream of the intake control valve to cause the impulse supercharging with respect to one intake stroke, The intake control valve is controlled so that the intake control valve opened to the predetermined valve opening degree is set to a more closed intermediate opening degree before the intake valve is closed. According to such a configuration, when it is determined by the determination means that the engine operating state belongs to the impulse charge region, the intake valve on the downstream side of the intake control valve is opened to cause the impulse charge for one intake stroke. Since the intake control valve is opened to a predetermined opening degree during the valve period, it is possible to cause impulse supercharging. On the other hand, when it is determined by the determination means that the engine operating state belongs to the impulse charge supercharging region with gas flow enhancement, the intake valve downstream of the intake control valve is caused to cause the impulse charge for one intake stroke. Since the intake control valve is opened to a predetermined valve opening during the valve opening period, and the intake control valve opened to the predetermined valve opening is set to a more closed intermediate opening before the intake valve is closed. It is possible to enhance the gas flow in the combustion chamber while appropriately generating impulse supercharging.

なお、上記種々の内燃機関の制御装置において、前記所定開弁開度は、全開の開度であるとよい。こうすることで、吸気通路で脈動波を適切に伝播させることが可能になる。 In the control device for various internal combustion engines, the predetermined valve opening degree may be a fully open degree. By doing so, it becomes possible to appropriately propagate the pulsating wave in the intake passage.

具体的には、上記した種々の内燃機関の制御装置において、前記吸気制御弁が前記中間開度にされる時期は、１吸気行程における前記吸気制御弁の開弁時期に該吸気制御弁下流側に形成された負圧に基づいて生じた脈動波が前記吸気制御弁を上流側に向けて通過した後、前記脈動波が前記吸気制御弁を下流側に向けて通過する前の時期であるとよい。こうすることで、吸気通路の吸気脈動を適切に保持してインパルス過給を生じさせつつ、燃焼室のガス流動を強化することが可能になる。 Specifically, in the control devices for various internal combustion engines described above, the timing at which the intake control valve is set to the intermediate opening is the downstream side of the intake control valve at the opening timing of the intake control valve in one intake stroke. After the pulsating wave generated based on the negative pressure formed on the intake passage passes through the intake control valve toward the upstream side, it is before the pulsating wave passes through the intake control valve toward the downstream side. Good. By doing so, it is possible to enhance the gas flow in the combustion chamber while appropriately maintaining the intake pulsation in the intake passage to cause impulse supercharging.

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。まず、本発明の第１実施形態について説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described.

第１実施形態が適用された車両の内燃機関システムを概略的に図１に示す。本第１実施形態における内燃機関１０は、燃料である軽油を燃料噴射弁１２から圧縮状態にある燃焼室１４内に直接噴射することにより自然着火させる型式の内燃機関、すなわちディーゼル機関である。この内燃機関１０は４ストローク機関である。ただし、図１では１つの気筒１６に関してのみ内燃機関１０が示されているが、内燃機関１０は、その吸気系の一部に着目した図２の概略図から明らかなように、直列４気筒型式の内燃機関である。なお、直列に配列された４つの気筒１６を、一端（図２中の左端）から順に＃１、＃２、＃３、＃４で指し示す。 FIG. 1 schematically shows an internal combustion engine system for a vehicle to which the first embodiment is applied. The internal combustion engine 10 according to the first embodiment is a type of internal combustion engine, that is, a diesel engine that spontaneously ignites by directly injecting light oil, which is a fuel, into the combustion chamber 14 in a compressed state from the fuel injection valve 12. This internal combustion engine 10 is a four-stroke engine. However, although the internal combustion engine 10 is shown only for one cylinder 16 in FIG. 1, the internal combustion engine 10 is an in-line four-cylinder type as is apparent from the schematic diagram of FIG. 2 focusing on a part of its intake system. This is an internal combustion engine. In addition, the four cylinders 16 arranged in series are indicated by # 1, # 2, # 3, and # 4 in order from one end (left end in FIG. 2).

吸気通路１８は、互いに接続されたエアクリーナ２０、吸気管２２、サージタンク２４、吸気マニホールド２６、吸気ポート２８によって区画形成される。ここでは、吸気マニホールド２６は気筒数と同じ数の吸気枝管２６Ｂからなる（図２参照）。特に吸気通路１８の下流側端部は吸気ポート２８によって区画形成され、吸気ポート２８の出口は吸気弁３０によって開閉される。吸気通路１８の内で断面積の大きな部分を区画形成する拡大部として、サージタンク２４が設けられる。排気通路３２は、互いに接続された排気ポート３４、排気マニホールド３６、触媒３８および排気管４０によって区画形成される。特に排気通路３２の上流側端部は排気ポート３４によって区画形成され、排気ポート３４の入口は排気弁４２によって開閉される。このように吸気弁３０により下流側端部が開閉される吸気通路１８や排気弁４２により上流側端部が開閉される排気通路３２は、それら各々の開弁時に、燃焼室１４に連通する。燃焼室１４は、シリンダヘッド４４、シリンダブロック４６および、このシリンダブロック４６の気筒１６内に往復動可能に収容されているピストン４８により形成される。 The intake passage 18 is defined by an air cleaner 20, an intake pipe 22, a surge tank 24, an intake manifold 26, and an intake port 28 that are connected to each other. Here, the intake manifold 26 includes the same number of intake branch pipes 26B as the number of cylinders (see FIG. 2). In particular, the downstream end of the intake passage 18 is defined by an intake port 28, and the outlet of the intake port 28 is opened and closed by an intake valve 30. A surge tank 24 is provided as an enlarged portion that partitions and forms a portion having a large cross-sectional area in the intake passage 18. The exhaust passage 32 is defined by an exhaust port 34, an exhaust manifold 36, a catalyst 38, and an exhaust pipe 40 connected to each other. In particular, the upstream end of the exhaust passage 32 is defined by an exhaust port 34, and the inlet of the exhaust port 34 is opened and closed by an exhaust valve 42. As described above, the intake passage 18 whose downstream end is opened and closed by the intake valve 30 and the exhaust passage 32 whose upstream end is opened and closed by the exhaust valve 42 communicate with the combustion chamber 14 when the respective valves are opened. The combustion chamber 14 is formed by a cylinder head 44, a cylinder block 46, and a piston 48 that is accommodated in the cylinder 16 of the cylinder block 46 so as to be able to reciprocate.

動弁機構５０は、吸気弁３０および排気弁４２を、コンロッド５２を介してピストン４８が連結されているクランク軸５４の回転に同期して、個別に任意の開度およびタイミングで制御することが可能な機構である。具体的には、動弁機構５０は、吸気弁３０と排気弁４２とにそれぞれ個別に設けられたソレノイドを含んでいる。そして、動弁機構５０は、吸気弁３０と排気弁４２とが同時に開くバルブオーバーラップを実現可能である。なお、動弁機構５０として、例えば単一の弁に適用される２種類のカムを油圧によって切り替えることによってバルブタイミングおよびカムプロフィールを任意に変更できる可変バルブタイミング機構（VVT; Variable Valve Timing mechanism）を用いてもよい。 The valve mechanism 50 can individually control the intake valve 30 and the exhaust valve 42 at an arbitrary opening degree and timing in synchronization with the rotation of the crankshaft 54 to which the piston 48 is connected via the connecting rod 52. It is a possible mechanism. Specifically, the valve operating mechanism 50 includes solenoids individually provided for the intake valve 30 and the exhaust valve 42, respectively. The valve mechanism 50 can realize a valve overlap in which the intake valve 30 and the exhaust valve 42 are simultaneously opened. As the valve operating mechanism 50, for example, a variable valve timing mechanism (VVT) that can arbitrarily change the valve timing and the cam profile by switching two types of cams applied to a single valve by hydraulic pressure. It may be used.

上記触媒３８は排気ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等の有害物質を除去するために設けられる。なお触媒３８は、三元触媒、酸化触媒、ＮＯｘ触媒等であり得る。触媒は複数個設けられてもよい。 The catalyst 38 is provided to remove harmful substances such as CO, HC and NOx in the exhaust gas. The catalyst 38 can be a three-way catalyst, an oxidation catalyst, a NOx catalyst, or the like. A plurality of catalysts may be provided.

吸気通路１８には、上流側から順にスロットルバルブ５８、吸気制御弁６０が設けられる。スロットルバルブ５８は、アクチュエータ６２によって駆動される。また、吸気制御弁６０は、アクチュエータ６４によって駆動される。 The intake passage 18 is provided with a throttle valve 58 and an intake control valve 60 in order from the upstream side. The throttle valve 58 is driven by an actuator 62. The intake control valve 60 is driven by an actuator 64.

上記吸気通路１８は、それを上流側から下流側にたどると、エアクリーナ２０の箇所でその断面積が大きく、その下流側の吸気管２２の箇所でその断面積が小さくなり、さらにその下流側のサージタンク２４の箇所でその断面積が大きくなり、その後、吸気マニホールド２６の箇所でその断面積が小さくなるように、形付けられている。それ故、吸気制御弁６０の設置箇所は、インパルス過給のために、吸気通路１８の内、サージタンク２４よりも下流側である必要がある。すなわち、吸気制御弁６０の設置箇所は、吸気通路１８下流側端部すなわち各気筒１６の吸気弁３０位置よりも上流側であり、且つ、サージタンク２４よりも下流側、特にサージタンク２４下流側端部よりも下流側の位置である。 When the intake passage 18 is traced from the upstream side to the downstream side, the cross-sectional area is large at the location of the air cleaner 20, the cross-sectional area is small at the location of the intake pipe 22 on the downstream side, and further, It is shaped so that its cross-sectional area becomes larger at the location of the surge tank 24 and thereafter its cross-sectional area becomes smaller at the location of the intake manifold 26. Therefore, the installation location of the intake control valve 60 needs to be downstream of the surge tank 24 in the intake passage 18 for impulse supercharging. That is, the installation position of the intake control valve 60 is the downstream end of the intake passage 18, that is, the upstream side of the intake valve 30 position of each cylinder 16, and the downstream side of the surge tank 24, particularly the downstream side of the surge tank 24. It is a position downstream from the end.

本第１実施形態では、吸気制御弁６０は、吸気マニホールド２６に、すなわち各気筒１６に対応した吸気枝管２６Ｂの各々に個別に設けられる（図２参照）。ただし、吸気制御弁６０は複数気筒１６に共通に設けられてもよい。例えば、複数の気筒１６に対応した複数の吸気枝管２６Ｂは上流側で集合し、集合した１本の管がサージタンク２４に接続されてもよい。この場合には、複数の吸気枝管２６Ｂが集合した部分や集合した１本の管に共通の吸気制御弁６０が設けられ得る。 In the first embodiment, the intake control valve 60 is individually provided in the intake manifold 26, that is, in each intake branch pipe 26B corresponding to each cylinder 16 (see FIG. 2). However, the intake control valve 60 may be provided in common for the plurality of cylinders 16. For example, the plurality of intake branch pipes 26 </ b> B corresponding to the plurality of cylinders 16 may be gathered on the upstream side, and one gathered pipe may be connected to the surge tank 24. In this case, a common intake control valve 60 may be provided for a portion where a plurality of intake branch pipes 26B are gathered or for one gathered pipe.

なお、本第１実施形態の内燃機関１０では、「＃１、＃３、＃４、＃２」の気筒順で周期的に吸気行程での吸気および混合気の燃焼が行われる。つまり、＃４の気筒１６は、＃１の気筒１６の動作からクランク角３６０°遅れた位相で、＃１の気筒１６の動作と同様に動作し、＃２の気筒は、＃３の気筒１６の動作からクランク角３６０°遅れた位相で、＃３の気筒１６の動作と同様に動作する。 In the internal combustion engine 10 of the first embodiment, the intake air and the air-fuel mixture are combusted periodically in the intake stroke in the order of the cylinders “# 1, # 3, # 4, # 2”. That is, the # 4 cylinder 16 operates in the same manner as the operation of the # 1 cylinder 16 with a phase that is delayed by a crank angle of 360 ° from the operation of the # 1 cylinder 16, and the # 2 cylinder is operated by the # 3 cylinder 16. The operation is performed in the same manner as the operation of the cylinder # 3 at a phase delayed by 360 ° from the operation of the above.

このような内燃機関１０に関する電気的構成について述べる。電子制御ユニット（ＥＣＵ）６６には、前述の燃料噴射弁１２、アクチュエータ６２、アクチュエータ６４が接続されている。燃料噴射弁１２は、ＥＣＵ６６から出力されるオンオフ信号に基づいて開閉され、これによって燃料噴射を実行・停止する。アクチュエータ６２は、ＥＣＵ６６からの開度信号に基づいて、スロットルバルブ５８を所定の開度にする。また、アクチュエータ６４は、ＥＣＵ６６からの開度信号に基づいて、吸気制御弁６０を所定の開度にする。 An electrical configuration relating to such an internal combustion engine 10 will be described. The above-described fuel injection valve 12, actuator 62, and actuator 64 are connected to an electronic control unit (ECU) 66. The fuel injection valve 12 is opened and closed based on an on / off signal output from the ECU 66, thereby executing and stopping fuel injection. The actuator 62 sets the throttle valve 58 to a predetermined opening based on the opening signal from the ECU 66. Further, the actuator 64 sets the intake control valve 60 to a predetermined opening based on the opening signal from the ECU 66.

その他、ＥＣＵ６６には、エアフローメータ６８、圧力センサ７０、クランク角センサ７２、酸素濃度センサ７４、アクセル開度センサ７６、スロットルポジションセンサ７８、水温センサ８０が接続されている。エアフローメータ６８は、これを通過する空気流量に応じた信号をＥＣＵ６６に出力する。圧力センサ７０（図２では省略）は、吸気通路１８の圧力に応じた信号をＥＣＵ６６に出力する。なお、圧力センサ６６は吸気マニホールド２６に設けられるが、それ以外の箇所、例えばサージタンク２４に設けられてもよい。クランク角センサ７２は、クランク軸５４の所定の位相間隔でパルス信号をＥＣＵ６６に出力する。ＥＣＵ６６はこのパルス信号に基づいて、クランク軸５４の位相すなわちクランク角を検出すると共に、クランク軸５４の回転速度すなわち機関回転数（機関回転速度）を演算する。酸素濃度センサ７４は、排気ガス中の酸素濃度に応じた信号をＥＣＵ６６に出力する。また、アクセル開度センサ７６は、運転者によって操作されるアクセルペダル８２の踏み込み量に対応する位置に応じた信号をＥＣＵ６６に出力する。これによって、ＥＣＵ６６は、アクセル開度を検出することができる。なお、アクセル開度センサ７６からの出力信号を受けたＥＣＵ６６は、アクセルペダル８２が踏まれていないか、あるいはそれが踏まれているか否かを判断することができ、いわゆるアイドルスイッチの機能を有する。また、スロットルポジションセンサ７８は、スロットルバルブ５８の開度に応じた信号をＥＣＵ６６に出力する。これによりＥＣＵ６６はスロットル開度を検出することができる。また、水温センサ８０は、機関冷却水温に応じた信号をＥＣＵ６６に出力する。 In addition, an air flow meter 68, a pressure sensor 70, a crank angle sensor 72, an oxygen concentration sensor 74, an accelerator opening sensor 76, a throttle position sensor 78, and a water temperature sensor 80 are connected to the ECU 66. The air flow meter 68 outputs a signal corresponding to the flow rate of air passing through the air flow meter 68 to the ECU 66. The pressure sensor 70 (not shown in FIG. 2) outputs a signal corresponding to the pressure in the intake passage 18 to the ECU 66. The pressure sensor 66 is provided in the intake manifold 26, but may be provided in other locations, for example, the surge tank 24. The crank angle sensor 72 outputs a pulse signal to the ECU 66 at a predetermined phase interval of the crankshaft 54. Based on the pulse signal, the ECU 66 detects the phase of the crankshaft 54, that is, the crank angle, and calculates the rotational speed of the crankshaft 54, that is, the engine speed (engine speed). The oxygen concentration sensor 74 outputs a signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas to the ECU 66. Further, the accelerator opening sensor 76 outputs a signal corresponding to the position corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 82 operated by the driver to the ECU 66. Thus, the ECU 66 can detect the accelerator opening. The ECU 66 that has received the output signal from the accelerator opening sensor 76 can determine whether the accelerator pedal 82 is not depressed or whether it is depressed, and has a so-called idle switch function. . The throttle position sensor 78 outputs a signal corresponding to the opening of the throttle valve 58 to the ECU 66. As a result, the ECU 66 can detect the throttle opening. Further, the water temperature sensor 80 outputs a signal corresponding to the engine cooling water temperature to the ECU 66.

ＥＣＵ６６は、機関運転状態（運転状態）に基づいて燃料噴射量、燃料噴射時期を制御する。すなわち、ＥＣＵ６６は、主に、クランク角センサ７２からの出力信号に基づいて得られる機関回転数と、エアフローメータ６８からの出力信号に基づいて得られる空気流量とから、予め記憶されたデータを検索する。そして、ＥＣＵ６６は燃料噴射弁１２における燃料噴射量および燃料噴射時期を決定し、これら各値に基づいて燃料噴射弁１２を制御する。 The ECU 66 controls the fuel injection amount and the fuel injection timing based on the engine operation state (operation state). That is, the ECU 66 searches for prestored data mainly from the engine speed obtained based on the output signal from the crank angle sensor 72 and the air flow rate obtained based on the output signal from the air flow meter 68. To do. Then, the ECU 66 determines the fuel injection amount and fuel injection timing in the fuel injection valve 12, and controls the fuel injection valve 12 based on these values.

ＥＣＵ６６は、全運転領域で、運転状態に対応した吸入吸気量を適切に達成するように、運転状態に基づいてスロットルバルブ５８や吸気制御弁６０を制御する。また、本第１実施形態では、吸排気弁３０、４２は電磁駆動弁であるので、これらもＥＣＵ６６により運転状態に基づいて制御される。これらのためにＥＣＵ６６は、運転状態が属する運転領域を判定する判定手段の一部の機能を担うと共に、運転状態に基づいて定まる開閉タイミングを用いてあるいは開度に吸気制御弁６０を制御する吸気制御弁制御手段の一部の機能を担う。 The ECU 66 controls the throttle valve 58 and the intake control valve 60 based on the operation state so as to appropriately achieve the intake air intake amount corresponding to the operation state in the entire operation region. In the first embodiment, since the intake / exhaust valves 30 and 42 are electromagnetically driven valves, these are also controlled by the ECU 66 based on the operating state. For these reasons, the ECU 66 serves as a part of the determination means for determining the operating region to which the operating state belongs, and also uses the opening / closing timing determined based on the operating state or controls the intake control valve 60 to the opening degree. It plays a part of the function of the control valve control means.

具体的には、ＥＣＵ６６は、吸気弁３０および排気弁４２の各々の開閉タイミングやリフト量を制御するように、動弁機構５０に作動信号を出力する。特に、吸気弁３０の開閉タイミングやリフト量は、後述する吸気制御弁６０の開閉タイミングや開度に関連付けて設定されている。また、スロットルバルブ５８は、内燃機関１０の運転状態に基づいて制御されるが、内燃機関１０の始動時には全開に制御される。そして、通常走行時には上記各種センサ類からの出力信号に基づいて導出される各種値に基づいて、スロットルバルブ５８の開度は制御される。 Specifically, the ECU 66 outputs an operation signal to the valve mechanism 50 so as to control the opening / closing timing and the lift amount of each of the intake valve 30 and the exhaust valve 42. In particular, the opening / closing timing and lift amount of the intake valve 30 are set in association with the opening / closing timing and opening of an intake control valve 60 described later. The throttle valve 58 is controlled based on the operating state of the internal combustion engine 10, but is fully opened when the internal combustion engine 10 is started. During normal traveling, the opening of the throttle valve 58 is controlled based on various values derived based on output signals from the various sensors.

そして、吸気制御弁６０は、上記した如く制御される吸気弁３０の開閉タイミング等に関連して設定されている開閉タイミングで開閉するように、あるいはそれらに関連して設定されている所定弁開度になるように、制御される。ここでは、吸気制御弁６０は図３のグラフに表したようなマップ化されたデータに基づいて制御される。運転状態が第１運転領域Ｉ（図３参照）に属するときには、吸気制御弁６０はインパルス過給が生じるように制御される。そして、運転状態が第１運転領域Ｉの中の第２運転領域ＩＩに属するときには、吸気制御弁６０はインパルス過給が生じるように、且つ、燃焼室１４のガス流動が強化されるように、制御される。なお、第１運転領域Ｉの内、第２運転領域ＩＩを除いた運転領域を、第３運転領域ＩＩＩとする。この第３運転領域ＩＩＩは第２運転領域ＩＩよりも機関回転数が高回転側の領域である。また、運転状態が第４運転領域ＩＶに属するときには、ここでは吸気制御弁６０は所定弁開度の開状態に保持される。なお、運転状態が第４運転領域ＩＶに属するとき、吸気制御弁６０は１吸気行程に関して開閉されてもよい。 The intake control valve 60 opens and closes at the opening / closing timing set in relation to the opening / closing timing of the intake valve 30 controlled as described above, or a predetermined valve opening set in relation to them. It is controlled so that it becomes a degree. Here, the intake control valve 60 is controlled based on the mapped data as shown in the graph of FIG. When the operating state belongs to the first operating region I (see FIG. 3), the intake control valve 60 is controlled so that impulse supercharging occurs. When the operating state belongs to the second operating region II in the first operating region I, the intake control valve 60 is subjected to impulse supercharging and the gas flow in the combustion chamber 14 is enhanced. Be controlled. In addition, let the driving | operation area | region except the 2nd driving | operation area | region II among the 1st driving | running area I be the 3rd driving | running area III. The third operation region III is a region where the engine speed is higher than the second operation region II. When the operating state belongs to the fourth operating region IV, here, the intake control valve 60 is held in an open state with a predetermined valve opening. Note that when the operating state belongs to the fourth operating region IV, the intake control valve 60 may be opened and closed for one intake stroke.

上記第１運転領域Ｉの中の第２運転領域ＩＩはインパルス過給と燃焼室１４のガス流動強化とが要望される領域なので、「ガス流動強化付きインパルス過給領域」と称し得る。また、第３運転領域ＩＩＩは、インパルス過給が要望されるが燃焼室１４のガス流動強化は不要な領域なので、単に「インパルス過給領域」と称し得る。なお、第１運転領域Ｉは「過給領域」である。 Since the second operation region II in the first operation region I is a region where impulse supercharging and gas flow enhancement of the combustion chamber 14 are desired, it can be referred to as “impulse supercharging region with gas flow enhancement”. Further, the third operation region III is a region where impulse supercharging is desired but the gas flow enhancement of the combustion chamber 14 is not required, so it can be simply referred to as “impulse supercharging region”. The first operation region I is a “supercharging region”.

上記吸気制御弁６０は、その全閉時に吸気通路１８を概ね閉止することができるバタフライ式弁である。吸気制御弁６０は、吸気通路１８内に配設された弁体６０ａと、それに接続された弁軸６０ｂとを備える。その弁体６０ａは弁軸６０ｂを介してロータリソレノイド等のアクチュエータ６４により駆動される。なお吸気制御弁６０の弁体６０ａの開度を検出するセンサがさらに備えられてもよい。 The intake control valve 60 is a butterfly valve that can substantially close the intake passage 18 when fully closed. The intake control valve 60 includes a valve body 60a disposed in the intake passage 18 and a valve shaft 60b connected thereto. The valve body 60a is driven by an actuator 64 such as a rotary solenoid via a valve shaft 60b. A sensor for detecting the opening degree of the valve body 60a of the intake control valve 60 may be further provided.

吸気制御弁６０のアクチュエータ６４は高速で作動可能であり、応答性が高く、弁体６０ａを例えば２、３ｍｓ以内に、クランク角の単位では１０°ＣＡ程度のオーダーで、開閉可能である。これにより、吸気制御弁６０は吸気弁３０の開閉と同期して開閉可能である。 The actuator 64 of the intake control valve 60 can be operated at high speed, has high responsiveness, and can open and close the valve body 60a within a few milliseconds, for example, on the order of 10 ° CA in terms of crank angle. Thereby, the intake control valve 60 can be opened and closed in synchronization with the opening and closing of the intake valve 30.

この吸気制御弁６０は、ＥＣＵ６６からアクチュエータ６４に出力される開度信号に応じて、全開から全閉まで、その開度が調節される。つまり、吸気制御弁６０は、アクチュエータ６４によって、全開、全閉および全開と全閉との間の任意の開度に制御され得る。ここでは吸気制御弁６０はバタフライ式弁となっているが、例えばシャッター弁等の他の形式の弁であってもよい。なお、吸気制御弁６０は、その全閉時に吸気通路１８を閉塞し、吸気通過を完全に遮断する密閉性の高い構造を有していてもよい。 The opening of the intake control valve 60 is adjusted from fully open to fully closed in accordance with an opening signal output from the ECU 66 to the actuator 64. That is, the intake control valve 60 can be controlled by the actuator 64 to be fully open, fully closed, and any opening between the fully open and fully closed. Here, the intake control valve 60 is a butterfly valve, but may be another type of valve such as a shutter valve. The intake control valve 60 may have a highly sealed structure that closes the intake passage 18 when fully closed and completely blocks intake passage.

本第１実施形態での吸気制御弁６０の制御を、図４のフローチャートに基づいて説明する。なお、図４のフローチャートは、内燃機関１０が始動されたときから内燃機関１０が停止されるまで吸気制御弁６０の制御のために、およそ２０ｍｓごとに繰り返される。 The control of the intake control valve 60 in the first embodiment will be described based on the flowchart of FIG. The flowchart of FIG. 4 is repeated approximately every 20 ms for controlling the intake control valve 60 from when the internal combustion engine 10 is started until the internal combustion engine 10 is stopped.

まず、ステップＳ４０１では、運転状態が第１運転領域Ｉに属するか否かが判定される。運転状態が第１運転領域Ｉに属するか否かは、アクセル開度センサ７６からの出力信号に基づいて導出される機関負荷としてのアクセル開度およびクランクポジションセンサ７２からの出力信号に基づいて導出される機関回転数を用いて、図３に表した如きマップ化されたデータを検索することで判定される。 First, in step S401, it is determined whether or not the operation state belongs to the first operation region I. Whether or not the operating state belongs to the first operating region I is derived based on the accelerator opening as the engine load derived based on the output signal from the accelerator opening sensor 76 and the output signal from the crank position sensor 72. This is determined by searching the mapped data as shown in FIG. 3 using the engine speed.

ステップＳ４０１で運転状態が第１運転領域Ｉに属さないとして否定されると、ステップＳ４０３で所定弁開度が読み込まれる。ここでは、所定弁開度は全開の弁開度であり、予めＲＯＭに記憶されている。そして、吸気制御弁６０がこの所定弁開度の開状態に保持されるように、ＥＣＵ６６はアクチュエータ６４に開度信号を出力する。これにより、該ルーチンは終了する。 If it is denied in step S401 that the operation state does not belong to the first operation region I, the predetermined valve opening is read in step S403. Here, the predetermined valve opening is a fully open valve opening and is stored in advance in the ROM. Then, the ECU 66 outputs an opening degree signal to the actuator 64 so that the intake control valve 60 is held in the open state of the predetermined valve opening degree. As a result, the routine ends.

このように、運転状態が第４運転領域ＩＶに属するときには、吸気制御弁６０が全開の開状態に保持されるので、吸入空気量は、スロットルバルブ５８の開度および吸排気弁３０、４２の開閉タイミングおよびリフト量に基づいて定まる。 Thus, when the operating state belongs to the fourth operating region IV, the intake control valve 60 is held in the fully open state, so that the intake air amount depends on the opening of the throttle valve 58 and the intake / exhaust valves 30, 42. Determined based on opening / closing timing and lift amount.

他方、ステップＳ４０１で運転状態が第１運転領域Ｉに属するとして肯定されると、ステップＳ４０５で運転状態が第２運転領域ＩＩに属するか否かが判定される。このような判定がステップＳ４０１の次にステップＳ４０５で行われるのは、上記の如く、第１運転領域Ｉに第２運転領域ＩＩが含まれるからである。このステップＳ４０５での判定は、上記ステップＳ４０１での判定と同様にして行われる。 On the other hand, if it is affirmed in step S401 that the operation state belongs to the first operation region I, it is determined in step S405 whether or not the operation state belongs to the second operation region II. The reason why such a determination is made in step S405 after step S401 is that the first operation region I includes the second operation region II as described above. The determination in step S405 is performed in the same manner as the determination in step S401.

そして、ステップＳ４０５で否定判定されると、ステップＳ４０７で吸気制御弁６０を所定の開度（所定開弁開度）の開状態にする、第３運転領域ＩＩＩ用の開弁タイミングが導出される。この第３運転領域ＩＩＩ用の開弁タイミングの導出は、予め実験によって求められてＲＯＭに記憶されているデータを機関回転数および機関負荷としてのアクセル開度を用いて検索することで導出される。次いで、ステップＳ４０９では、吸気制御弁６０を閉状態にする第３運転領域ＩＩＩ用の閉弁タイミングの導出が行われる。この第３運転領域ＩＩＩ用の閉弁タイミングの導出は、その開弁タイミングの導出と同様に、予め実験によって求められてＲＯＭに記憶されているデータを機関回転数および機関負荷としてのアクセル開度を用いて検索することで導出される。こうして導出された開閉タイミングで吸気制御弁６０の制御が行われるように、ＥＣＵ６６はアクチュエータ６４へ開度信号を出力する。ただし、この開閉タイミングはクランク角に関連して定められているので、吸気弁３０や排気弁４２の動作に関連して吸気制御弁６０は駆動されることになる。なお、ステップＳ４０９を経ることで、そのときのルーチンは終了する。 If a negative determination is made in step S405, a valve opening timing for the third operation region III that brings the intake control valve 60 into an open state with a predetermined opening (predetermined opening) is derived in step S407. . The derivation of the valve opening timing for the third operation region III is derived by searching the data obtained in advance by experiments and stored in the ROM using the engine speed and the accelerator opening as the engine load. . Next, in step S409, derivation of the valve closing timing for the third operation region III for closing the intake control valve 60 is performed. The derivation of the valve closing timing for the third operation region III is similar to the derivation of the valve opening timing in that the data obtained in advance by experiments and stored in the ROM is used as the engine speed and the accelerator opening as the engine load. It is derived by searching using. The ECU 66 outputs an opening degree signal to the actuator 64 so that the intake control valve 60 is controlled at the opening / closing timing thus derived. However, since the opening / closing timing is determined in relation to the crank angle, the intake control valve 60 is driven in relation to the operation of the intake valve 30 and the exhaust valve 42. In addition, the routine at that time is complete | finished by passing through step S409.

他方、ステップＳ４０５で運転状態が第２運転領域ＩＩに属するとして肯定されると、ステップＳ４１１で、吸気制御弁６０を所定開弁開度の開状態にする、第２運転領域ＩＩ用の開弁タイミングが導出される。次ぐステップＳ４１３で、吸気制御弁６０の開度を上記所定開弁開度よりも閉じられた開度であって閉開度ではない開度（中間開度）にする、第２運転領域ＩＩ用の中間タイミングが導出される。さらに次ぐステップＳ４１５で、吸気制御弁６０を閉状態にする、第２運転領域ＩＩ用の閉弁タイミングが導出される。これら第２運転領域ＩＩ用の開弁タイミング、中間タイミングおよび閉弁タイミングの導出は、上記ステップＳ４０７およびＳ４０９と同様に、予め実験により求められてＲＯＭに記憶されている、それぞれの導出用の開弁タイミング用データ、中間タイミング用データおよび閉弁タイミング用データを、機関回転数や機関負荷としてのアクセル開度を用いて検索することで行われる。運転状態が第２運転領域ＩＩに属するときには、こうして導出された３つのタイミングで吸気制御弁６０の制御が行われるように、ＥＣＵ６６はアクチュエータ６４へ開度信号を出力する。ただし、これら３つのタイミングはクランク角に関連して定められているので、吸気弁３０や排気弁４２の動作に関連して吸気制御弁６０は駆動されることになる。 On the other hand, when it is affirmed in step S405 that the operation state belongs to the second operation region II, in step S411, the intake control valve 60 is opened to a predetermined valve opening degree, and the valve opening for the second operation region II is performed. Timing is derived. In the next step S413, the opening degree of the intake control valve 60 is set to an opening degree (intermediate opening degree) that is an opening degree that is more closed than the predetermined opening degree but is not a closing degree (intermediate opening degree). The intermediate timing is derived. In the next step S415, the valve closing timing for the second operation region II that brings the intake control valve 60 into a closed state is derived. The derivation of the valve opening timing, the intermediate timing and the valve closing timing for the second operation region II is obtained in advance through experiments and stored in the ROM in advance as in steps S407 and S409. This is performed by searching the valve timing data, the intermediate timing data, and the valve closing timing data using the engine speed and the accelerator opening as the engine load. When the operating state belongs to the second operating region II, the ECU 66 outputs an opening degree signal to the actuator 64 so that the intake control valve 60 is controlled at the three timings thus derived. However, since these three timings are determined in relation to the crank angle, the intake control valve 60 is driven in relation to the operation of the intake valve 30 and the exhaust valve 42.

上記各ステップでの運転状態に応じた開弁タイミング、中間タイミング、閉弁タイミングの導出は、それぞれのルーチンの最初にそのときの機関回転数、アクセル開度等を求めるようにし、それらに基づいて行われてもよい。あるいは、それら機関回転数、アクセル開度等の導出は、それぞれのステップで別個に行われてもよい。なお、そのようなタイミングの導出や上記判定において、機関負荷として、アクセル開度以外に、あるいはそれと共に、空気流量、吸気通路１８の圧力、機関トルク等を用いてもよい。 The derivation of the valve opening timing, intermediate timing, and valve closing timing according to the operating state in each of the above steps is performed by obtaining the engine speed, accelerator opening, etc. at that time at the beginning of each routine, and based on them It may be done. Alternatively, the derivation of the engine speed, the accelerator opening, etc. may be performed separately at each step. In the derivation of the timing and the determination described above, the air flow, the pressure in the intake passage 18, the engine torque, and the like may be used as the engine load in addition to or together with the accelerator opening.

なお、吸気制御弁６０の駆動が上記の如く導出設定されたタイミングで適切に行われるように、ＥＣＵ６６はクランク角に基づいてアクチュエータ６４に作動信号を出力する。 The ECU 66 outputs an operation signal to the actuator 64 based on the crank angle so that the intake control valve 60 is appropriately driven at the timing derived and set as described above.

ここで、運転状態が第３運転領域ＩＩＩおよび第２運転領域ＩＩに属するときの、吸気制御弁６０の作動等を図５に基づいて説明する。図５（ａ）は吸気弁３０の弁開度の変化を表していて、図５（ｂ）は運転状態が第３運転領域ＩＩＩに属するときの吸気制御弁６０の弁開度の変化を、図５（ｃ）は運転状態が第２運転領域ＩＩに属するときの吸気制御弁６０の弁開度の変化を表している。なお、図５では、４つの気筒１６の吸気弁３０および吸気制御弁６０の弁開度の変化が重ねて同一時間軸上に表されている。例えば、＃３気筒吸気行程と称している期間は＃３の気筒１６の吸気行程を表していて、その期間における吸気弁３０および吸気制御弁６０の弁開度の変化はその＃３の気筒１６の上流側にある吸気弁３０および吸気制御弁６０の弁開度の変化である。 Here, the operation of the intake control valve 60 and the like when the operation state belongs to the third operation region III and the second operation region II will be described based on FIG. FIG. 5A shows the change in the valve opening of the intake valve 30, and FIG. 5B shows the change in the valve opening of the intake control valve 60 when the operation state belongs to the third operation region III. FIG. 5C shows a change in the valve opening degree of the intake control valve 60 when the operation state belongs to the second operation region II. In FIG. 5, changes in the valve openings of the intake valves 30 and the intake control valves 60 of the four cylinders 16 are superimposed on the same time axis. For example, the period referred to as the # 3 cylinder intake stroke represents the intake stroke of the # 3 cylinder 16, and the change in the valve opening of the intake valve 30 and the intake control valve 60 during that period is the cylinder # 16 of the # 3 cylinder. Is a change in the valve opening degree of the intake valve 30 and the intake control valve 60 on the upstream side.

運転状態が第３運転領域ＩＩＩすなわちインパルス過給領域にあるときについて説明する。吸気制御弁６０は、運転状態が第３運転領域ＩＩＩにあるとき、上記インパルス過給を生じさせるために用いられる。以下、任意の１つの気筒１６の吸気行程に関して説明する。インパルス過給を行うので、吸気制御弁６０は、吸気弁３０の開弁開始時には閉弁状態にあり（あるいは閉弁状態にされ）、吸気弁３０の開弁時期よりも遅い上記開弁タイミング（ステップＳ４０７）で開弁するように、すなわち吸気弁３０の開弁期間途中で開弁するように、制御される（図５（ａ）、（ｂ）参照）。まず、吸気弁３０の開弁開始時期から吸気制御弁６０の開弁開始時期までの間に、吸気制御弁６０下流側、特に吸気制御弁６０と吸気弁３０との間の通路に負圧が形成される。この後、吸気制御弁６０が瞬時に開弁されると、その負圧に基づく負圧波が上流側に遡って、サージタンク２４の下流側端部の開放端で正圧波に転化する。そしてこの正圧波は下流側に進み、この正圧波が吸気制御弁６０を超えて吸気弁３０位置より下流側に達することで、吸気制御弁６０の開弁時にその上流側にあった吸気通路１８内の空気が一気に燃焼室１４内に流れ込む。このときに吸気弁３０を閉弁することで、一種の慣性過給効果により多量の吸気すなわち気体を燃焼室１４内に充填することが可能となる。換言すれば、このインパルス過給は、吸気制御弁６０の上下流側に形成される差圧を適切な時期に解放し、吸気通路１８の内、サージタンク２４よりも下流側の通路で気柱振動すなわち吸気脈動を積極的に発生させることで、生じさせられる。この気柱振動を適切に発生させるために、サージタンク２４よりも下流側の吸気枝管２６Ｂの径や長さなどは規定されている。ただし、吸気弁３０の開弁期間途中で開いた吸気制御弁６０は、図５では吸気弁３０の閉弁と概ね同時の閉弁タイミング（ステップＳ４０９）で閉弁されているが、吸気弁３０の閉弁に先立って、あるいはそれに遅れて閉弁されてもよい。なお、ここでは、このときスロットルバルブ５８は全開の開度に保持されている。 The case where the operating state is in the third operating region III, that is, the impulse supercharging region will be described. The intake control valve 60 is used to cause the impulse supercharging when the operating state is in the third operating region III. Hereinafter, the intake stroke of one arbitrary cylinder 16 will be described. Since the impulse charge is performed, the intake control valve 60 is in a closed state (or is closed) when the intake valve 30 starts to open, and the valve opening timing (which is later than the valve opening timing of the intake valve 30) ( Control is performed so that the valve is opened in step S407), that is, in the middle of the valve opening period of the intake valve 30 (see FIGS. 5A and 5B). First, negative pressure is applied to the downstream side of the intake control valve 60, particularly the passage between the intake control valve 60 and the intake valve 30, between the opening start timing of the intake valve 30 and the opening start timing of the intake control valve 60. It is formed. Thereafter, when the intake control valve 60 is opened instantaneously, a negative pressure wave based on the negative pressure goes back to the upstream side and is converted into a positive pressure wave at the open end of the downstream end portion of the surge tank 24. The positive pressure wave travels downstream, and the positive pressure wave passes through the intake control valve 60 and reaches the downstream side from the position of the intake valve 30, so that the intake passage 18 that was on the upstream side when the intake control valve 60 was opened is opened. The air inside flows into the combustion chamber 14 at once. By closing the intake valve 30 at this time, a large amount of intake air, that is, gas can be filled in the combustion chamber 14 by a kind of inertia supercharging effect. In other words, this impulse supercharging releases the differential pressure formed on the upstream and downstream sides of the intake control valve 60 at an appropriate time, and the air column in the passage downstream of the surge tank 24 in the intake passage 18. It is generated by actively generating vibration, that is, intake pulsation. In order to appropriately generate this air column vibration, the diameter and length of the intake branch pipe 26B on the downstream side of the surge tank 24 are defined. However, the intake control valve 60 opened in the middle of the valve opening period of the intake valve 30 is closed at substantially the same timing (step S409) as the intake valve 30 is closed in FIG. The valve may be closed before or after the closing of the valve. Here, at this time, the throttle valve 58 is held at the fully open position.

このような過給は、吸気制御弁６０の制御を開始するのと同時に開始され、すなわちアクセルペダル８２が踏み込まれたのと同時あるいはその直後に開始される。したがって、現在、車両に用いられている、タービンの立ち上りを待つターボ過給よりも、インパルス過給は応答性に優れ、車両の加速遅れを解消するのに好適である。 Such supercharging is started at the same time as the control of the intake control valve 60 is started, that is, at the same time as or immediately after the accelerator pedal 82 is depressed. Therefore, impulse turbocharging is more responsive than turbocharging that is currently used in vehicles and waits for the start of the turbine, and is suitable for eliminating the acceleration delay of the vehicle.

次に、運転状態が第２運転領域ＩＩすなわちガス流動強化付きインパルス過給領域にあるときについて説明する。吸気制御弁６０は、運転状態が第２運転領域ＩＩにあるとき、上記インパルス過給を生じさせると共に燃焼室１４のガス流動を強化するように制御される。このときの吸気制御弁６０の制御について、以下、任意の１つの気筒１６の吸気行程に関して、図５の他、図６に基づいて説明する。図６は、運転状態が第２運転領域ＩＩにあるときの任意の１の気筒１６における吸気制御弁６０の弁開度の変化と、その吸気制御弁６０と吸気弁３０との間の圧力の変化とを概念的に表した図である。 Next, the case where the operating state is in the second operating region II, that is, the impulse supercharging region with gas flow enhancement will be described. The intake control valve 60 is controlled so as to cause the impulse supercharging and to enhance the gas flow in the combustion chamber 14 when the operating state is in the second operating region II. The control of the intake control valve 60 at this time will be described below with reference to FIG. 6 in addition to FIG. 5 with respect to the intake stroke of any one cylinder 16. FIG. 6 shows changes in the valve opening degree of the intake control valve 60 in any one cylinder 16 when the operation state is in the second operation region II, and the pressure between the intake control valve 60 and the intake valve 30. It is the figure which represented change conceptually.

運転状態が第２運転領域ＩＩにあるとき、吸気制御弁６０は、吸気弁３０の開弁開始時には閉弁状態にあり（あるいは、閉弁状態にされ）、吸気弁３０の開弁時期よりも遅い上記開弁タイミング（ステップＳ４１１）で開弁するように、すなわち吸気弁３０の開弁期間途中で開弁するように、制御される。吸気弁３０の開弁開始時期から吸気制御弁６０の開弁開始時期までの間に、吸気制御弁６０下流側に負圧が形成される。この後、吸気制御弁６０が瞬時に開弁されると、その負圧に基づいて生じた負圧波が上流側に遡って、吸気制御弁６０を通過してサージタンク２４の下流側端部の開放端に至る。そして、負圧波は、その開放端で正圧波に転化する。この正圧波が下流側に進んで吸気制御弁６０に至る前にすなわち吸気制御弁６０を通過する前に、吸気制御弁６０は上記中間タイミング（ステップＳ４１３）で所定の弁開度である中間開度にされる（図５、６参照）。その後、吸気行程末期の上記閉弁タイミング（ステップＳ４１５）で、吸気制御弁６０はさらに全閉の開度に閉じられる。 When the operating state is in the second operating region II, the intake control valve 60 is in a closed state (or is closed) at the start of opening of the intake valve 30, and is earlier than the opening timing of the intake valve 30. Control is performed so that the valve is opened at the later valve opening timing (step S411), that is, in the middle of the valve opening period of the intake valve 30. A negative pressure is formed on the downstream side of the intake control valve 60 between the opening start timing of the intake valve 30 and the opening start timing of the intake control valve 60. Thereafter, when the intake control valve 60 is opened instantaneously, a negative pressure wave generated based on the negative pressure goes back to the upstream side, passes through the intake control valve 60 and reaches the downstream end of the surge tank 24. Leads to the open end. Then, the negative pressure wave is converted into a positive pressure wave at the open end. Before the positive pressure wave travels downstream and reaches the intake control valve 60, that is, before passing through the intake control valve 60, the intake control valve 60 has an intermediate opening that is a predetermined valve opening at the intermediate timing (step S413). (See FIGS. 5 and 6). Thereafter, at the valve closing timing at the end of the intake stroke (step S415), the intake control valve 60 is further closed to a fully closed opening degree.

中間開度にされた吸気制御弁６０は、図７に示すような開弁状態にある。それ故、図７に模式的に示すように主に空気である気体は、主として、弁軸６０ｂよりも下流側に突き出た弁体６０ａの部分の周囲に形成された、吸気制御弁６０の主開弁部６０ｃから流れるようになる。すなわち吸気脈動の影響を受けた気体は、吸気制御弁６０の主開弁部６０ｃから主に流れ、その副開弁部６０ｄからはほとんど流れない。それ故、下流側に向かって流れる気体は偏って高速で流れて、燃焼室１４に流れ込むことになる。したがって、図１および図７から明らかなように、吸気通路１８から燃焼室１４に吸入される気体は燃焼室１４に縦方向の渦流すなわちタンブル流を形成するので、燃焼室１４のガス流動は強化される。 The intake control valve 60 having the intermediate opening is in an open state as shown in FIG. Therefore, as schematically shown in FIG. 7, the gas, which is mainly air, mainly forms the main part of the intake control valve 60 formed around the portion of the valve body 60a protruding downstream from the valve shaft 60b. It flows from the valve opening 60c. That is, the gas affected by the intake pulsation mainly flows from the main valve opening 60c of the intake control valve 60 and hardly flows from the sub valve opening 60d. Therefore, the gas flowing toward the downstream side flows unevenly at a high speed and flows into the combustion chamber 14. Accordingly, as is apparent from FIGS. 1 and 7, the gas sucked into the combustion chamber 14 from the intake passage 18 forms a vertical vortex or tumble flow in the combustion chamber 14, so that the gas flow in the combustion chamber 14 is enhanced. Is done.

上記のように吸気制御弁６０が全開の開度である所定開弁開度から中間開度にされる時期は、吸気制御弁６０を脈動波である負圧波が通過した後、脈動派である正圧波が吸気制御弁６０を通過する前の時期である。それ故、中間開度にされた吸気制御弁６０を脈動波が通過するのは各吸気行程で１度だけである。したがって、中間開度にされた吸気制御弁６０を通過することでは吸気通路１８での脈動波は大きく減衰せず、吸気制御弁６０と吸気弁３０との間の圧力は、吸気制御弁６０が中間開度にされた後であって吸気弁３０が閉じられる前に適切に高められる（図６参照）。この結果、インパルス過給のみを生じさせる運転状態が第３運転領域ＩＩＩに属する場合と同様のインパルス過給効果を、ここでも得ることが可能になる。 As described above, the timing at which the intake control valve 60 is changed from the predetermined opening degree, which is a fully opened degree, to the intermediate opening degree is pulsating after the negative pressure wave, which is a pulsating wave, passes through the intake control valve 60. This is the time before the positive pressure wave passes through the intake control valve 60. Therefore, the pulsation wave passes through the intake control valve 60 having the intermediate opening degree only once in each intake stroke. Therefore, passing through the intake control valve 60 having the intermediate opening degree does not greatly attenuate the pulsation wave in the intake passage 18, and the pressure between the intake control valve 60 and the intake valve 30 is reduced by the intake control valve 60. It is raised appropriately after the intermediate opening is made and before the intake valve 30 is closed (see FIG. 6). As a result, it is possible to obtain the same impulse charge effect as in the case where the operation state that causes only the impulse charge belongs to the third operation region III.

以上より、１吸気行程において、吸気弁３０の開弁期間途中で吸気制御弁６０を全開といった所定開弁開度に開弁し、その後より閉じた中間開度にし、その後閉弁することで、インパルス過給と燃焼室１４のガス流動強化との両立を図ることが可能になる。したがって、吸気脈動効果により吸気吸入効率を増大させることができると共に、燃焼室１４での燃料すなわち混合気の燃焼性を高めることができる。これにより、運転状態が第２運転領域ＩＩに属するとき、つまり、過給領域の内で機関回転数が低回転側の運転領域に運転状態が属するときの出力性能は向上される。 From the above, in one intake stroke, the intake control valve 60 is opened to a predetermined opening degree such as fully opened in the middle of the opening period of the intake valve 30, then to a closed intermediate opening degree, and then closed. It is possible to achieve both impulse supercharging and enhanced gas flow in the combustion chamber 14. Therefore, the intake air intake efficiency can be increased by the intake pulsation effect, and the combustibility of the fuel, that is, the air-fuel mixture in the combustion chamber 14 can be improved. As a result, the output performance is improved when the operating state belongs to the second operating region II, that is, when the operating state belongs to the operating region where the engine speed is low in the supercharging region.

このように燃焼室１４への気体の流れを偏流させて渦流を燃焼室１４内に形成させることができるので、吸気ポート２８をそのような渦流形成に適した形状にしなくてよい。したがって、運転状態がインパルス過給領域である第３運転領域ＩＩＩにあるとき、燃焼室１４への気体の流れが偏流されることがないので、吸気通路１８の気柱振動すなわち吸気脈動に減衰が生じることはほとんどない。それ故、運転状態が第３運転領域ＩＩＩにあるときの吸気吸入効率は改善される。 In this way, the flow of gas to the combustion chamber 14 can be deviated and a vortex can be formed in the combustion chamber 14, so the intake port 28 does not have to have a shape suitable for the formation of such a vortex. Therefore, when the operating state is in the third operating region III, which is the impulse supercharging region, the gas flow to the combustion chamber 14 is not drifted, so that the air column vibration of the intake passage 18, that is, the intake pulsation is attenuated. It rarely happens. Therefore, the intake suction efficiency when the operation state is in the third operation region III is improved.

なお、中間開度は、ここでは固定開度であるが、運転状態等に応じて可変とされてもよい。本第１実施形態では、中間開度は５０％開度であるが、それ以外の全開と全閉との間の任意の開度（全開と全閉とを除く。）であってもよい。好ましくは、中間開度は、３０％開度から６０％開度の間の開度である。 Note that the intermediate opening is a fixed opening here, but may be variable according to the operating state or the like. In the first embodiment, the intermediate opening is a 50% opening, but may be any opening between the other fully opened and fully closed (excluding fully opened and fully closed). Preferably, the intermediate opening is an opening between 30% and 60%.

上記した第１運転領域Ｉは、概略的に、機関回転数が低中回転数であり、機関負荷が高負荷である運転領域である。そして、第２運転領域ＩＩは、この第１運転領域Ｉの中のより低回転側の部分運転領域である。燃料噴射量は運転状態の内、主に機関負荷に応じて変動するので、運転状態が第２運転領域ＩＩに属するときと第３運転領域ＩＩＩに属するときとでは、燃料噴射量は大きくは違わない。それ故、燃料噴射弁１２から噴射される燃料の圧力は概ね同じであるので、機関回転数が低下するほど、燃料噴射期間に対応するクランク回転角度は小さくなる。したがって、燃焼室１４内に噴射された燃料の分散性は、機関回転数が低下するほど低下する。そこで、上記の如く、第１運転領域Ｉの内、機関回転数が低い第２運転領域ＩＩに運転状態が属するときには、燃焼室１４のガス流動をも強化することにした。 The first operation region I is generally an operation region in which the engine speed is low and medium and the engine load is high. The second operation region II is a partial operation region on the lower rotation side in the first operation region I. Since the fuel injection amount fluctuates mainly in accordance with the engine load in the operation state, the fuel injection amount is largely different between when the operation state belongs to the second operation region II and when it belongs to the third operation region III. Absent. Therefore, since the pressure of the fuel injected from the fuel injection valve 12 is substantially the same, the lower the engine speed, the smaller the crank rotation angle corresponding to the fuel injection period. Therefore, the dispersibility of the fuel injected into the combustion chamber 14 decreases as the engine speed decreases. Therefore, as described above, when the operating state belongs to the second operating region II in which the engine speed is low in the first operating region I, the gas flow in the combustion chamber 14 is also strengthened.

なお、上記では、吸気通路１８から燃焼室１４に吸入される気体の流れを偏流させて、燃焼室１４に縦方向の渦流すなわちタンブル流を形成した。しかしながら、さらに弁軸６０ｂを吸気通路１８の軸線周りに約９０°回転させて吸気制御弁６０を配設することで、スワール流を燃焼室１４に形成させることも可能である。こうして燃焼室１４のガス流動が強化されてもよい。 In the above description, the flow of the gas sucked into the combustion chamber 14 from the intake passage 18 is deflected to form a vertical vortex flow, that is, a tumble flow in the combustion chamber 14. However, it is also possible to form a swirl flow in the combustion chamber 14 by further disposing the intake control valve 60 by rotating the valve shaft 60 b about 90 ° around the axis of the intake passage 18. In this way, the gas flow in the combustion chamber 14 may be enhanced.

次に、本発明の第２実施形態について説明する。本第２実施形態の内燃機関システムは上記第１実施形態の内燃機関システムと概ね同じであるので、ここでの重複説明は省略される。以下の説明において、上記した構成要素と同一あるいは同様の構成要素には、上記第１実施形態と同じ符号を付す。以下、第１実施形態との相違点のみ説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. Since the internal combustion engine system according to the second embodiment is substantially the same as the internal combustion engine system according to the first embodiment, a redundant description is omitted here. In the following description, the same reference numerals as those in the first embodiment are given to the same or similar components as those described above. Hereinafter, only differences from the first embodiment will be described.

本第２実施形態と上記第１実施形態との主な相違は、吸気制御弁６０を中間開度にする中間タイミングにある。上記第１実施形態では、脈動派である（１回目の）負圧波が吸気制御弁６０を上流側に通過した後、それの転化により生じた（１回目の）正圧波が吸気制御弁６０に至る前すなわちそれを通過する前に、吸気制御弁６０を中間開度にした。これに対して、本第２実施形態では、運転状態が第２運転領域ＩＩに属するとき、１回目の正圧波が吸気制御弁６０を通過して吸気通路１８の下流側端部で転化することで生じる２回目の負圧波がさらに吸気制御弁６０を上流側に通過した後であって、その２回目の負圧波がサージタンク２４の下流側端部で転化することで生じる２回目の正圧波が吸気制御弁６０を下流側に通過する前に、吸気制御弁６０を中間開度にする。 The main difference between the second embodiment and the first embodiment is an intermediate timing at which the intake control valve 60 is set to an intermediate opening. In the first embodiment, after the negative pressure wave that is pulsating (first time) passes through the intake control valve 60 upstream, the positive pressure wave (first time) generated by the conversion of the negative pressure wave to the intake control valve 60. Before reaching, that is, before passing through, the intake control valve 60 is set to an intermediate opening. In contrast, in the second embodiment, when the operating state belongs to the second operating region II, the first positive pressure wave passes through the intake control valve 60 and is converted at the downstream end of the intake passage 18. After the second negative pressure wave generated in step S3 further passes through the intake control valve 60 to the upstream side, the second negative pressure wave is generated when the second negative pressure wave is converted at the downstream end of the surge tank 24. Before the intake control valve 60 passes downstream, the intake control valve 60 is set to an intermediate opening.

２回目の負圧波が吸気制御弁６０を通過した後、２回目の正圧波が吸気制御弁６０を通過する前に吸気制御弁６０が中間開度にされてその後吸気弁３０が閉弁されるので、吸気制御弁６０と吸気弁３０との間の圧力は、１吸気行程あたり、２回の圧力上昇を示す（図８参照）。このように、負圧波が吸気制御弁６０を通過する前に吸気制御弁６０が中間開度にされないので、吸気通路１８における気柱振動すなわち吸気脈動の減衰は最小限に抑えられる。それ故、上記第１実施形態で記したように、インパルス過給と、燃焼室１４のガス流動強化との両立を図ることが可能になる。 After the second negative pressure wave passes through the intake control valve 60, the intake control valve 60 is set to an intermediate opening degree before the second positive pressure wave passes through the intake control valve 60, and then the intake valve 30 is closed. Therefore, the pressure between the intake control valve 60 and the intake valve 30 shows two pressure increases per intake stroke (see FIG. 8). Thus, since the intake control valve 60 is not set to the intermediate opening before the negative pressure wave passes through the intake control valve 60, the air column vibration in the intake passage 18, that is, the attenuation of the intake pulsation, can be minimized. Therefore, as described in the first embodiment, it is possible to achieve both impulse supercharging and enhanced gas flow in the combustion chamber 14.

以上、本発明を第１および第２実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されない。インパルス過給と燃焼室１４のガス流動強化との両立は、上記の如く、過給領域の一部でのみ達成されることに限定されず、全過給領域で達成されてもよい。また、インパルス過給は、機関回転数が低中回転数であって機関負荷が高負荷である運転領域に運転状態が属するときにのみ行われることに限定されず、他の運転状態のときにも行われるようにしてもよい。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on 1st and 2nd embodiment, this invention is not limited to these. As described above, the compatibility between the impulse supercharging and the gas flow enhancement in the combustion chamber 14 is not limited to being achieved only in a part of the supercharging region, and may be achieved in the entire supercharging region. Impulse supercharging is not limited to being performed only when the operating state belongs to an operating region where the engine speed is low, medium and high, and the engine load is high. May also be performed.

上記第１実施形態では１回目の正圧波が吸気制御弁６０を下流側に向けて通過する前に、また、上記第２実施形態では２回目の正圧波が吸気制御弁６０を下流側に向けて通過する前に、吸気制御弁６０を全開の開度である所定開弁開度から中間開度にした。しかしながら、所定開弁開度から中間開度への吸気制御弁６０の駆動は、吸気制御弁６０下流側の負圧に基づいて生じるｎ回目の負圧波が吸気制御弁６０を上流側に向けて通過した後、ｎ回目の正圧波が吸気制御弁６０を下流側に向けて通過する前であれば、いつ行われてもよい。ただし、ｎ回目の正圧波が吸気制御弁６０を通過した後、その吸気行程で、ｎ＋１回目の負圧波が吸気制御弁６０を通過する前に、吸気弁３０は閉弁される。 In the first embodiment, the first positive pressure wave passes through the intake control valve 60 toward the downstream side, and in the second embodiment, the second positive pressure wave directs the intake control valve 60 toward the downstream side. Before passing, the intake control valve 60 is changed from a predetermined opening degree, which is a full opening degree, to an intermediate opening degree. However, when the intake control valve 60 is driven from the predetermined opening degree to the intermediate opening degree, the n-th negative pressure wave generated based on the negative pressure on the downstream side of the intake control valve 60 directs the intake control valve 60 toward the upstream side. If it is before the n-th positive pressure wave passes through the intake control valve 60 toward the downstream side after passing, it may be performed at any time. However, after the n-th positive pressure wave passes through the intake control valve 60, the intake valve 30 is closed before the (n + 1) -th negative pressure wave passes through the intake control valve 60 in the intake stroke.

なお、上記両実施形態では、吸気制御弁６０を中間開度にする中間タイミングは、予め実験により求めたデータに基づいて導出設定されたが、それ以外の方法により定められても良い。中間タイミングは、その時々の吸気通路１８の圧力変動を検知することで定められても良い。 In both the above-described embodiments, the intermediate timing at which the intake control valve 60 is set to the intermediate opening is derived and set based on data obtained by experiments in advance, but may be determined by other methods. The intermediate timing may be determined by detecting the pressure fluctuation of the intake passage 18 at that time.

また、上記所定開弁開度は、全開以外の開度であってもよい。ただし、吸気制御弁６０の所定開弁開度は、中間開度よりは大きい開度であることが必要である。 The predetermined valve opening degree may be an opening degree other than full opening. However, the predetermined opening degree of the intake control valve 60 needs to be larger than the intermediate opening degree.

また、上記両実施形態では、吸気制御弁６０を、弁体６０ａの概ね中心を貫通する弁軸６０ｂを有するバタフライ式弁としたが、例えば図９に示すような構成の吸気制御弁１６０を用いることができる。吸気制御弁１６０は、吸気通路区画形成部材である吸気マニホールド２６壁部近傍すなわち弁体１６０ａの端部に弁軸１６０ｂを有する弁である。このような吸気制御弁１６０を採用することで、より適切に、燃焼室１４に吸入される気体の流れを偏流させることが可能になる。 In both the above embodiments, the intake control valve 60 is a butterfly valve having a valve shaft 60b penetrating substantially the center of the valve body 60a. However, for example, an intake control valve 160 having a configuration as shown in FIG. 9 is used. be able to. The intake control valve 160 is a valve having a valve shaft 160b in the vicinity of the wall of the intake manifold 26 that is an intake passage partition forming member, that is, at the end of the valve body 160a. By adopting such an intake control valve 160, it is possible to more appropriately deviate the flow of gas sucked into the combustion chamber 14.

なお、上記両実施形態では、スロットルバルブ５８を設けたが、スロットルバルブ５８は設けられなくても良い。このときには、吸入空気量の調整は、主として、吸気弁３０および吸気制御弁６０を用いて達成される。 In both the above embodiments, the throttle valve 58 is provided, but the throttle valve 58 may not be provided. At this time, the adjustment of the intake air amount is achieved mainly using the intake valve 30 and the intake control valve 60.

なお、上述した各実施形態はディーゼル機関に本発明を適用したものであったが、本発明は筒内直噴形式あるいはポート噴射型式のガソリン機関、さらには気体燃料を用いる内燃機関、２サイクル機関などの他の形式の内燃機関においても有効であり、上記各実施形態の場合と同様の効果を得ることができることは言うまでもない。また、本発明は自然吸気式の内燃機関のほか、ターボ過給機を備えた内燃機関にも適用することができる。また、本発明は、排気ガス還流（ＥＧＲ）システムを備えた内燃機関にも適用され得る。また、直列４気筒形式の内燃機関に関する実施形態を説明したが、本発明は如何なる気筒数、気筒の配列等を有する内燃機関にも適用され得る。 In each of the above-described embodiments, the present invention is applied to a diesel engine. However, the present invention is an in-cylinder direct injection type or port injection type gasoline engine, and further, an internal combustion engine using gaseous fuel and a two-cycle engine. Needless to say, the present invention is also effective in other types of internal combustion engines, and the same effects as those of the above embodiments can be obtained. Further, the present invention can be applied to an internal combustion engine provided with a turbocharger in addition to a naturally aspirated internal combustion engine. The present invention can also be applied to an internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation (EGR) system. Further, although an embodiment related to an in-line four-cylinder internal combustion engine has been described, the present invention can be applied to an internal combustion engine having any number of cylinders, an arrangement of cylinders, and the like.

上記実施形態では、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。 In the above embodiments, the present invention has been described with a certain degree of specificity, but various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims. That must be understood. That is, the present invention includes modifications and changes that fall within the scope and spirit of the appended claims and their equivalents.

第１実施形態が適用された車両の内燃機関システムの概略図である。1 is a schematic diagram of an internal combustion engine system for a vehicle to which a first embodiment is applied. 図１の内燃機関１０の吸気系の下流側周辺の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of the vicinity of the downstream side of the intake system of the internal combustion engine 10 of FIG. 第１から第４運転領域を表したグラフである。It is a graph showing the 1st to 4th operation field. 第１実施形態のフローチャートである。It is a flowchart of a 1st embodiment. ４つの気筒の吸気弁および吸気制御弁の弁開度を表したグラフであり、（ａ）は吸気弁３０の弁開度の変化、（ｂ）は運転状態が第３運転領域に属するときの吸気制御弁の弁開度の変化、（ｃ）は運転状態が第２運転領域に属するときの吸気制御弁の弁開度の変化を概念的に表している。It is the graph showing the valve opening degree of the intake valve and intake control valve of four cylinders, (a) is a change of the valve opening degree of the intake valve 30, and (b) is when the operation state belongs to the third operation region. The change in the valve opening of the intake control valve, (c) conceptually shows the change in the valve opening of the intake control valve when the operating state belongs to the second operation region. 任意の１つの気筒における吸気制御弁の弁開度の変化と、その吸気制御弁と吸気弁との間の圧力変化例を概念的に表したグラフである。6 is a graph conceptually showing an example of a change in valve opening of an intake control valve in an arbitrary cylinder and a change in pressure between the intake control valve and the intake valve. 第１実施形態の吸気制御弁が中間開度にあるときの、気体の流れを模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the flow of gas when the intake control valve of 1st Embodiment exists in intermediate opening. 第２実施形態の任意の１つの気筒における吸気制御弁の弁開度の変化と、その吸気制御弁と吸気弁との間の圧力変化例を概念的に表したグラフである。It is the graph which represented notionally the change of the valve opening degree of the intake control valve in the arbitrary one cylinders of 2nd Embodiment, and the pressure change example between the intake control valve and an intake valve. 別の構成を有する吸気制御弁が中間開度にあるときの、気体の流れを模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the flow of gas when the intake control valve which has another structure is in intermediate opening.

符号の説明Explanation of symbols

１４燃焼室
１８吸気通路
３０吸気弁
６０吸気制御弁 14 Combustion chamber 18 Intake passage 30 Intake valve 60 Intake control valve

Claims

吸気通路に設けられたインパルス過給のための吸気制御弁を制御する吸気制御弁制御手段を有する内燃機関の制御装置において、
前記吸気制御弁制御手段は、１吸気行程に関して、前記インパルス過給を生じさせるべく前記吸気制御弁下流側の吸気弁の開弁期間途中で前記吸気制御弁を所定開弁開度に開き、該所定開弁開度に開いた前記吸気制御弁を、前記吸気弁閉弁前に、より閉じられた中間開度にするように、前記吸気制御弁を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine having an intake control valve control means for controlling an intake control valve for impulse supercharging provided in an intake passage,
The intake control valve control means opens the intake control valve to a predetermined opening degree in the middle of the valve opening period of the intake valve downstream of the intake control valve in order to cause the impulse supercharging for one intake stroke, Control of the internal combustion engine, wherein the intake control valve is controlled so that the intake control valve opened to a predetermined valve opening is set to a more closed intermediate opening before the intake valve is closed apparatus.

吸気通路に設けられたインパルス過給のための吸気制御弁を制御する吸気制御弁制御手段を有する内燃機関の制御装置において、
インパルス過給領域とガス流動強化付きインパルス過給領域とを含む複数の運転領域から、機関運転状態が属する１つの運転領域を判定する判定手段を備え、
前記吸気制御弁制御手段は、
前記判定手段により機関運転状態が前記インパルス過給領域に属すると判定されたとき、１吸気行程に関して、前記インパルス過給を生じさせるべく前記吸気制御弁下流側の吸気弁の開弁期間途中で前記吸気制御弁を所定開弁開度に開くように、前記吸気制御弁を制御し、他方、
前記判定手段により機関運転状態が前記ガス流動強化付きインパルス過給領域に属すると判定されたとき、１吸気行程に関して、前記インパルス過給を生じさせるべく前記吸気制御弁下流側の吸気弁の開弁期間途中で前記吸気制御弁を所定開弁開度に開き、該所定開弁開度に開いた前記吸気制御弁を、前記吸気弁閉弁前に、より閉じられた中間開度にするように、前記吸気制御弁を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine having an intake control valve control means for controlling an intake control valve for impulse supercharging provided in an intake passage,
A determination means for determining one operating region to which the engine operating state belongs from a plurality of operating regions including the impulse supercharging region and the impulse supercharging region with gas flow enhancement;
The intake control valve control means includes
When it is determined by the determination means that the engine operating state belongs to the impulse charge region, the intake valve downstream of the intake control valve in the open period of the intake control valve in order to cause the impulse charge with respect to one intake stroke. Controlling the intake control valve to open the intake control valve to a predetermined opening degree,
When it is determined by the determination means that the engine operating state belongs to the impulse charge supercharging region with gas flow enhancement, the intake valve on the downstream side of the intake control valve is opened to cause the impulse charge for one intake stroke. In the middle of the period, the intake control valve is opened to a predetermined opening degree, and the intake control valve opened to the predetermined opening degree is set to a more closed intermediate opening degree before the intake valve is closed. A control device for an internal combustion engine, which controls the intake control valve.

前記所定開弁開度は、全開の開度であることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the predetermined valve opening degree is a full opening degree.

前記吸気制御弁が前記中間開度にされる時期は、１吸気行程における前記吸気制御弁の開弁時期に該吸気制御弁下流側に形成された負圧に基づいて生じた脈動波が前記吸気制御弁を上流側に向けて通過した後、前記脈動波が前記吸気制御弁を下流側に向けて通過する前の時期であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 When the intake control valve is set to the intermediate opening, a pulsation wave generated based on a negative pressure formed on the downstream side of the intake control valve at the opening timing of the intake control valve in one intake stroke is the intake air. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the pulsating wave passes through the control valve toward the upstream side and before the pulsating wave passes through the intake control valve toward the downstream side. Engine control device.