JP5243592B2

JP5243592B2 - Control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP5243592B2
Application number: JP2011261296A
Authority: JP
Inventors: 修前田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: JP2013113241A

Description

本発明は、内燃機関における燃焼室内の混合気の燃焼状態を制御する内燃機関の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that controls a combustion state of an air-fuel mixture in a combustion chamber in the internal combustion engine.

近年、大気汚染の問題や石油燃料事情の変動などに伴い、内燃機関（以下、「エンジン」と記す）の排気ガスのクリーン化および燃費の向上が強く求められている。エンジンの排気ガスの改善および燃費を向上させる方法として、エンジンの燃焼室内における混合気の燃焼状態を向上させることが注目されている。 In recent years, with the problem of air pollution and fluctuations in the situation of petroleum fuel, there has been a strong demand for cleaner exhaust gas and improved fuel efficiency of internal combustion engines (hereinafter referred to as “engines”). As a method for improving engine exhaust gas and improving fuel consumption, attention has been focused on improving the combustion state of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the engine.

エンジンにおける混合気の燃焼状態を悪化させる要因の一つとして、シリンダの壁面の温度が低いためにシリンダの壁面近傍の混合気が、シリンダの壁面に熱を奪われることで火炎が伝播せずに消炎することが知られている。この消炎により未燃燃料が増加して排気ガスおよび燃費が悪化することとなる。よって、エンジンの燃焼室内における混合気の燃焼状態を向上させ、排気ガスの改善および燃費を向上させるためには、火炎が消炎しないよう、シリンダの壁面近傍における混合気の温度の低下を抑制することが非常に重要となってくる。 As one of the factors that deteriorate the combustion state of the air-fuel mixture in the engine, the temperature of the cylinder wall surface is low, so that the air-fuel mixture near the cylinder wall surface is deprived of heat by the cylinder wall surface so that the flame does not propagate. It is known to extinguish. This flame extinguishing increases unburned fuel and deteriorates exhaust gas and fuel consumption. Therefore, in order to improve the combustion state of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the engine, improve exhaust gas, and improve fuel efficiency, suppress the temperature drop of the air-fuel mixture in the vicinity of the cylinder wall surface so that the flame does not extinguish. Becomes very important.

この対策として、特許文献１に示される内燃機関では、吸気ポートから吸気される空気よりも温度が高い既燃ガス（以下、「ＥＧＲ」と記す）をシリンダの壁面から導入してシリンダの壁面に沿ってＥＧＲによる断熱層を生成することで、シリンダの壁面近傍における空気または空気と燃料の混合気の温度の低下を抑制し、排気ガスおよび燃費の向上を図っている。 As a countermeasure, in the internal combustion engine disclosed in Patent Document 1, burnt gas (hereinafter referred to as “EGR”) having a temperature higher than that of air sucked from the intake port is introduced from the cylinder wall surface to the cylinder wall surface. Along with this, a heat insulating layer is formed by EGR to suppress a decrease in the temperature of air or a mixture of air and fuel in the vicinity of the cylinder wall surface, thereby improving exhaust gas and fuel consumption.

また、特許文献２に示される内燃機関制御装置では、吸気ポートとして備えているスワールポートおよびストレートポートの各ポートにおけるスワール流動制御バルブを制御してシリンダの筒内に生成されるスワール流動の強さを弱め、空気または空気と燃料の混合気のシリンダの壁面への接触を抑制することで、シリンダの壁面近傍における空気または混合気の温度の低下を抑制し、排気ガスおよび燃費の向上を図っている。 Further, in the internal combustion engine control device disclosed in Patent Document 2, the strength of swirl flow generated in the cylinder of the cylinder by controlling the swirl flow control valve at each of the swirl port and the straight port provided as the intake port. By suppressing the contact of the air or air / fuel mixture with the cylinder wall surface, the decrease in the temperature of the air or air mixture in the vicinity of the cylinder wall surface is suppressed, and the exhaust gas and fuel consumption are improved. Yes.

このように、一般的に、シリンダの壁面近傍における空気または混合気の温度の低下を抑制する方法として、例えば、特許文献１のように温度が高く燃焼に寄与しない気体の断熱層を生成させる方法や、例えば、特許文献２のようにシリンダの筒内の流動を変化させて空気または混合気のシリンダの壁面への接触を抑制させる方法や、空気または混合気の温度を上昇させる方法や、シリンダの壁面の温度を上昇させる方法などがある。 Thus, generally, as a method for suppressing a decrease in the temperature of air or air-fuel mixture in the vicinity of the wall surface of the cylinder, for example, a method for generating a heat insulating layer of gas that does not contribute to combustion as in Patent Document 1 For example, as in Patent Document 2, a method of changing the flow in the cylinder of the cylinder to suppress the contact of air or a mixture with the wall surface of the cylinder, a method of increasing the temperature of the air or the mixture, There is a method of increasing the temperature of the wall surface of the.

特開２００８−２２３６１５号公報JP 2008-223615 A 特開２００４−２２５６７４号公報JP 2004-225673 A

しかしながら、特許文献２の内燃機関制御装置にあっては、空気または混合気のシリンダの壁面への接触を抑制させる方法として、シリンダの筒内に生成されるスワール流動の強さを弱めているため、筒内流動が弱まることで燃料の蒸発および拡散がし難くなり、形成される混合気が悪化するといった問題があった。また、空気または混合気の温度を上昇
させる方法や、シリンダの壁面の温度を上昇させる方法は、温度を上昇させるために非常に多くのエネルギが必要となる。また、温度上昇が大きすぎると、燃焼時のノッキングやエンジンの故障を招く要因にもなるといった問題があった。 However, in the internal combustion engine control device of Patent Document 2, as a method of suppressing the contact of air or air-fuel mixture with the cylinder wall surface, the strength of swirl flow generated in the cylinder of the cylinder is weakened. Further, since the in-cylinder flow is weakened, it is difficult for the fuel to evaporate and diffuse, and the formed air-fuel mixture deteriorates. In addition, the method of increasing the temperature of air or air-fuel mixture or the method of increasing the temperature of the cylinder wall surface requires a great deal of energy to increase the temperature. In addition, if the temperature rise is too large, there is a problem that knocking during combustion or engine failure may occur.

これに対して、特許文献１の内燃機関にあっては、温度が高く燃焼に寄与しない気体の断熱層を生成させる方法として、空気または混合気よりも温度の高い気体としてＥＧＲや少量の加熱空気を用いているため、生成するのに大きなエネルギを必要とせず、また、燃焼に寄与せず、弱い筒内流動により混合気の形成を悪化させることが少ないため、シリンダの壁面近傍における空気または混合気の温度の低下を抑制する方法として有効である。 On the other hand, in the internal combustion engine of Patent Document 1, EGR or a small amount of heated air is used as a gas having a higher temperature than air or an air-fuel mixture as a method of generating a heat insulating layer of a gas that has a high temperature and does not contribute to combustion. Therefore, it does not require large energy to generate, contributes to combustion, and does not deteriorate the formation of air-fuel mixture due to weak in-cylinder flow. This is effective as a method for suppressing a decrease in the temperature of the gas.

ところで、発明者らの研究の結果によると、最適な断熱層を生成するには、断熱層の厚みを適切に変化させるよう制御することが重要であることが明らかになった。すなわち、断熱層が過度に薄い場合には、シリンダの壁面近傍における混合気の温度の低下を抑制できず、消炎が発生して排気ガスおよび燃費が悪化する。また、断熱層が過度に厚い場合には、断熱層は燃焼に寄与しないため火炎が筒内の広範囲に伝播せず、トルクの低下や燃焼の悪化となり、排気ガス、燃費、およびドライバビリティが悪化する。 By the way, according to the results of researches by the inventors, it has become clear that it is important to control the thickness of the heat insulating layer to be appropriately changed in order to generate an optimal heat insulating layer. That is, when the heat insulating layer is excessively thin, a decrease in the temperature of the air-fuel mixture in the vicinity of the cylinder wall surface cannot be suppressed, so that extinguishing occurs and exhaust gas and fuel consumption deteriorate. In addition, if the heat insulation layer is excessively thick, the heat insulation layer does not contribute to combustion, so the flame does not propagate over a wide area in the cylinder, resulting in a decrease in torque and deterioration in combustion, resulting in deterioration in exhaust gas, fuel consumption, and drivability. To do.

このため、特許文献１の内燃機関においては、ＥＧＲをシリンダの壁面から導入して、シリンダの壁面に沿ってＥＧＲによる断熱層を生成するよう制御はされているが、断熱層の厚みを変更するようには制御されていないため、シリンダの壁面の温度が異なり、ＥＧＲが断熱層として過度に薄い、もしくは過度に厚い場合には、排気ガス、燃費およびドライバビリティが悪化するという問題点があった。 For this reason, in the internal combustion engine of Patent Document 1, control is performed so that EGR is introduced from the wall surface of the cylinder and a heat insulation layer is formed by EGR along the wall surface of the cylinder, but the thickness of the heat insulation layer is changed. If the EGR is excessively thin or excessively thick as a heat insulating layer, there is a problem that exhaust gas, fuel consumption and drivability deteriorate. .

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、内燃機関のシリンダの壁面に沿って形成される高温気体の断熱層の状態によって生じる排気ガスや燃費の悪化を抑えることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and suppresses deterioration of exhaust gas and fuel consumption caused by a state of a heat insulating layer of high-temperature gas formed along the wall surface of the cylinder of the internal combustion engine. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine capable of performing

上記課題を解決するために、本発明の内燃機関の制御装置は、空気をシリンダ内に吸入させる複数の吸気流路にそれぞれ設けられ、前記空気の吸入状態を調整してスワール流動を発生させるスワール流動制御バルブを制御するスワール流動制御機能と、前記複数の吸気流路の少なくとも一つに導入される高温気体の導入量を調整する高温気体バルブを制御する高温気体制御機能と、前記導入される高温気体によって前記シリンダの壁面に沿って形成される断熱層の最適厚みを算出する断熱層最適厚み算出機能と、を備え、前記スワール流動制御バルブの開度を制御することによって、前記断熱層の最適厚みに応じて前記複数の吸気流路を制御することを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, a control device for an internal combustion engine according to the present invention is provided in each of a plurality of intake passages for sucking air into a cylinder, and adjusts the suction state of the air to generate a swirl flow. The swirl flow control function for controlling the flow control valve, the high temperature gas control function for controlling the high temperature gas valve for adjusting the introduction amount of the high temperature gas introduced into at least one of the plurality of intake channels, and the introduced A heat insulation layer optimum thickness calculation function for calculating the optimum thickness of the heat insulation layer formed along the wall surface of the cylinder by high-temperature gas, and by controlling the opening of the swirl flow control valve, The plurality of intake passages are controlled according to the optimum thickness.

本発明の内燃機関の制御装置によれば、運転状態に応じて、シリンダの壁面に沿って形成される高温気体の断熱層厚みを最適化することにより、空気または混合気の温度の低下を抑制することができるので、排気ガスや燃費の悪化を抑えることができる。 According to the control device for an internal combustion engine of the present invention, it is possible to suppress a decrease in the temperature of the air or the air-fuel mixture by optimizing the thickness of the heat insulation layer of the hot gas formed along the wall surface of the cylinder according to the operating state. Therefore, deterioration of exhaust gas and fuel consumption can be suppressed.

実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を含む内燃機関のシステム全体を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating an entire system of an internal combustion engine including a control device for an internal combustion engine according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における吸気マニホールド部の要部を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a main part of an intake manifold portion in the first embodiment. 実施の形態１に係る内燃機関の制御装置における制御機能の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a control function in the control device for an internal combustion engine according to the first embodiment. 実施の形態１に係る内燃機関の制御装置における断熱層厚み設定の処理手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a processing procedure for setting a heat insulation layer thickness in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment. 実施の形態１に係る内燃機関の制御装置における断熱層最適厚み演算の処理手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a processing procedure for heat insulation layer optimum thickness calculation in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment. 実施の形態１におけるエンジン回転数とブースト圧に応じた吸気バルブピークリフト量のマップを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a map of intake valve peak lift amount according to engine speed and boost pressure in the first embodiment. 実施の形態１におけるエンジン回転数とブースト圧に応じた第１スワール流動制御バルブ目標開度のマップを示す図である。It is a figure which shows the map of the 1st swirl flow control valve target opening according to the engine speed and boost pressure in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１におけるエンジン回転数とブースト圧に応じた導入可能な最大ＥＧＲ量となるＥＧＲバルブ目標開度のマップを示す図である。It is a figure which shows the map of the EGR valve target opening degree used as the maximum EGR amount which can be introduce | transduced according to the engine speed and boost pressure in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１におけるエンジン回転数とブースト圧に応じた生成可能な断熱層の最大厚みのマップを示す図である。It is a figure which shows the map of the maximum thickness of the heat insulation layer which can be produced | generated according to the engine speed and boost pressure in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における断熱層最適厚みと吸気バルブピークリフト量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the heat insulation layer optimal thickness in Embodiment 1, and an intake valve peak lift amount. 実施の形態１における冷却水温が変化したときにＥＧＲバルブ、第１スワール流動制御バルブ、第２スワール流動制御バルブを制御して断熱層厚みの変更行う挙動を示すタイミングチャート図である。It is a timing chart figure which shows the behavior which changes an insulation layer thickness by controlling an EGR valve, the 1st swirl flow control valve, and the 2nd swirl flow control valve when the cooling water temperature in Embodiment 1 changes. 実施の形態１における断熱層最適厚みに応じて第１および第２スワール流動制御バルブ開度、吸気バルブリフト量を変化させたときに生成されるシリンダの筒内の断熱層形状を示す図である。It is a figure which shows the heat insulation layer shape in the cylinder of the cylinder produced | generated when the 1st and 2nd swirl flow control valve opening degree and intake valve lift amount are changed according to the heat insulation layer optimal thickness in Embodiment 1. FIG. .

以下、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置について、図１から図１２に基づいて説明する。 Hereinafter, a control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を含む内燃機関のシステム全体を示す構成図であり、図２は、実施の形態１における吸気マニホールド部の要部を示す構成図である。また、図３は、実施の形態１に係る内燃機関の制御装置における機能構成図である。なお、一般的にエンジンには、複数のシリンダ２が設けられているが、図１および図２では、そのうちの１つのシリンダ２について説明する。また、実施の形態１では、高温気体の断熱層がＥＧＲよって形成される例について説明する。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram showing an entire system of an internal combustion engine including a control device for an internal combustion engine according to the first embodiment, and FIG. 2 is a configuration diagram showing a main part of an intake manifold portion in the first embodiment. . FIG. 3 is a functional configuration diagram of the internal combustion engine control apparatus according to the first embodiment. In general, an engine is provided with a plurality of cylinders 2. However, in FIG. 1 and FIG. 2, one of the cylinders 2 will be described. In the first embodiment, an example in which a high-temperature gas heat insulating layer is formed by EGR will be described.

まず、図１を用いて、内燃機関のシステム全体の構成について説明する。エンジン１には、筒状のシリンダ２と、シリンダ２の軸線方向に往復自在なピストン３が設けられており、このピストン３の頂面には、成層燃焼モード時にシリンダ２の上部に成層混合気を形成させるために皿状に窪んだキャビティ４が設けられている。これらシリンダ２とピストン３とによって、燃料と空気との混合気が燃焼する燃焼室５が形成されている。また、ピストン３の往復運動を回転運動に変換するクランク軸６が設けられており、クランク軸６の回転角度（クランク角）を検出するようなクランク角センサ７が設けられている。また、シリンダ２には、エンジン１を冷却するための冷却水（図示せず）の温度に応じた電圧値を出カする水温センサ８が設けられている。 First, the configuration of the entire internal combustion engine system will be described with reference to FIG. The engine 1 is provided with a cylindrical cylinder 2 and a piston 3 that can reciprocate in the axial direction of the cylinder 2. The top surface of the piston 3 is stratified air-fuel mixture at the top of the cylinder 2 in the stratified combustion mode. A cavity 4 that is recessed in a dish shape is provided. The cylinder 2 and the piston 3 form a combustion chamber 5 in which a mixture of fuel and air burns. A crankshaft 6 that converts the reciprocating motion of the piston 3 into a rotational motion is provided, and a crank angle sensor 7 that detects the rotational angle (crank angle) of the crankshaft 6 is provided. Further, the cylinder 2 is provided with a water temperature sensor 8 that outputs a voltage value corresponding to the temperature of cooling water (not shown) for cooling the engine 1.

また、シリンダ２の筒内に空気を吸入する吸気マニホールド９と、燃焼室５内で混合気が燃焼して生成された排気ガスを排出する排気マニホールド１０とが、シリンダ２に接続されている。また、シリンダ２には、燃焼室５と吸気マニホールド９との間を開閉する吸気バルブ１１と、燃焼室５と排気マニホールド１０との間を開閉する排気バルブ１２とが、それぞれ２つずつ（図１では、１つずつのみ図示）取り付けられている。適切な開弁時期および適切なリフト量で、吸気バルブ１１および排気バルブ１２を制御するために、吸気バルブ１１および排気バルブ１２の上部には、吸気バルブ可変機構１３と排気バルブ可変機構１４とが、それぞれ設置されている。 An intake manifold 9 that sucks air into the cylinder of the cylinder 2 and an exhaust manifold 10 that discharges exhaust gas generated by combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 5 are connected to the cylinder 2. The cylinder 2 has two intake valves 11 that open and close between the combustion chamber 5 and the intake manifold 9 and two exhaust valves 12 that open and close between the combustion chamber 5 and the exhaust manifold 10 (see FIG. 1, only one is shown). In order to control the intake valve 11 and the exhaust valve 12 at an appropriate valve opening timing and an appropriate lift amount, an intake valve variable mechanism 13 and an exhaust valve variable mechanism 14 are provided above the intake valve 11 and the exhaust valve 12. , Each is installed.

また、シリンダ２の頂部には、適切なタイミングでシリンダ２の筒内に直接燃料を噴射
する燃料噴射弁１５が取り付けられている。さらに、シリンダ２の頂部には、燃焼室５に形成された混合気に火花点火する点火プラグ１６が取り付けられており、点火プラグ１６に高電圧エネルギを供給する点火コイル１７が取り付けられている。 A fuel injection valve 15 that directly injects fuel into the cylinder of the cylinder 2 at an appropriate timing is attached to the top of the cylinder 2. Further, an ignition plug 16 that sparks and ignites the air-fuel mixture formed in the combustion chamber 5 is attached to the top of the cylinder 2, and an ignition coil 17 that supplies high voltage energy to the ignition plug 16 is attached.

また、吸気マニホールド９の上流側には、燃焼室５に吸入される空気を一時的にためるサージタンク１８が接続されており、このサージタンク１８の上流側には、供給空気量を調整するスロットルバルブ１９が接続されている。また、スロットルバルブ１９の下流側には、ブースト圧に応じた電圧値を出力するブースト圧センサ２０が設けられている。 Further, a surge tank 18 for temporarily accumulating air sucked into the combustion chamber 5 is connected to the upstream side of the intake manifold 9, and a throttle for adjusting the supply air amount is connected to the upstream side of the surge tank 18. A valve 19 is connected. A boost pressure sensor 20 that outputs a voltage value corresponding to the boost pressure is provided on the downstream side of the throttle valve 19.

また、排気マニホールド１０の下流側には、排気ガス中の有害物質を取り除く触媒装置２１が接続されており、触媒装置２１の下流側には、排気ガスを外部に排気するテールパイプ２２が接続されている。また、排気マニホールド１０には、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ（図示せず）が設けられている。 A catalyst device 21 that removes harmful substances in the exhaust gas is connected to the downstream side of the exhaust manifold 10, and a tail pipe 22 that exhausts the exhaust gas to the outside is connected to the downstream side of the catalyst device 21. ing. The exhaust manifold 10 is provided with an air-fuel ratio sensor (not shown) that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas.

吸気マニホールド９と排気マニホールド１０との間は、高温気体である排気ガスを還流するためのＥＧＲ配管２３により連通されており、ＥＧＲ配管２３の途中にはＥＧＲ量を制御するＥＧＲバルブ（高温気体バルブ）２４が設けられている。ここで、ＥＧＲバルブ２４は、バルブの開度が大きいほど、吸気マニホールド９に導入されるＥＧＲ量が多くなるよう設定されている。 The intake manifold 9 and the exhaust manifold 10 are connected by an EGR pipe 23 for recirculating exhaust gas, which is a high-temperature gas, and an EGR valve (a high-temperature gas valve) that controls the amount of EGR is provided in the middle of the EGR pipe 23. ) 24 is provided. Here, the EGR valve 24 is set so that the EGR amount introduced into the intake manifold 9 increases as the valve opening increases.

続いて、図２を用いて、吸気マニホールド部の要部の構成について説明する。シリンダ２に接続されている複数の吸気マニホールド９の内、第１の吸気マニホールド９ａには、流路の断面の全てを閉塞することができる第１スワール流動制御バルブ２５が取り付けられている。また、第２の吸気マニホールド９ｂには、流路の断面の一部領域のみを閉塞することができる第２スワール流動制御バルブ２６が取り付けられている。ここで、第１および第２スワール流動制御バルブは、バルブの開度が小さくなれば、吸気マニホールド９の閉塞領域が拡大するよう取り付けられている。第１および第２スワール流動制御バルブ２５，２６の開度を小さくし、吸気マニホールド９における閉塞領域が拡大すると、閉塞領域からシリンダ２へ流入する空気量が減少し、シリンダ２の筒内には、偏流が生じてスワール流動が形成される。なお、吸気マニホールド９における閉塞領域が拡大するほどシリンダ２の筒内に強いスワール流動が形成される。 Next, the configuration of the main part of the intake manifold portion will be described with reference to FIG. Of the plurality of intake manifolds 9 connected to the cylinder 2, the first intake manifold 9a is provided with a first swirl flow control valve 25 capable of closing the entire cross section of the flow path. The second intake manifold 9b is provided with a second swirl flow control valve 26 that can block only a partial region of the cross section of the flow path. Here, the first and second swirl flow control valves are attached so that the closed area of the intake manifold 9 is enlarged when the opening of the valve is reduced. When the opening degree of the first and second swirl flow control valves 25 and 26 is reduced and the closed area in the intake manifold 9 is expanded, the amount of air flowing into the cylinder 2 from the closed area decreases, , A drift occurs and a swirl flow is formed. Note that a stronger swirl flow is formed in the cylinder of the cylinder 2 as the closed area in the intake manifold 9 is expanded.

また、ＥＧＲ配管２３は、第２スワール流動制御バルブ２６よりも上流の吸気マニホールド９ｂに接続されているため、ＥＧＲがシリンダ２の筒内に導入されるようＥＧＲバルブ２４が制御されているとき、第２スワール流動制御バルブ２６の開度に応じて、通過するＥＧＲの流れの太さを変えることができる。 Further, since the EGR pipe 23 is connected to the intake manifold 9b upstream of the second swirl flow control valve 26, when the EGR valve 24 is controlled so that EGR is introduced into the cylinder of the cylinder 2, Depending on the opening degree of the second swirl flow control valve 26, the thickness of the flow of the EGR passing therethrough can be changed.

上述した図１および図２における内燃機関のシステムの動作は、エンジン制御用電子コントロールユニット（以下、ＥＣＵと略称する）２７によって制御されている。ＥＣＵ２７は、演算処理が実行されるＣＰＵ、プログラムデータや固定値データが記憶されているＲＯＭ、格納されているデータを更新して順次書き換えられるＲＡＭ、およびＥＣＵ２７の電源が切られても格納されているデータを保持するバックアップＲＡＭを有するマイクロコンピュータ（図示せず）と、アクチュエータを駆動するための駆動回路（図示せず）と、各種信号の入出力を行うＩ／Ｏインターフェース（図示せず）と、で構成されている。 The operation of the internal combustion engine system in FIGS. 1 and 2 described above is controlled by an engine control electronic control unit (hereinafter abbreviated as ECU) 27. The ECU 27 is a CPU that executes arithmetic processing, a ROM that stores program data and fixed value data, a RAM that can be rewritten by updating stored data, and stored even when the ECU 27 is turned off. A microcomputer (not shown) having a backup RAM for holding data, a drive circuit (not shown) for driving the actuator, and an I / O interface (not shown) for inputting / outputting various signals , Is composed of.

図３に、ＥＣＵ２７内に構成された内燃機関の制御機能を示す。ＥＣＵ２７のメモリには、高温気体制御機能２８、断熱層最適厚み算出機能２９、スワール流動制御機能３０、吸気制御機能３１、がソフトウェアとして記憶されている。また、ＥＣＵ２７には、水温センサ８、ブースト圧センサ２１からの電圧出力値がＡ／Ｄ変換されて入カされ、これら
Ａ／Ｄ変換された各出カ値は、それぞれ冷却水温Ｔｗ、ブースト圧Ｐｂとして上記各機能での演算に用いられる。また、ＥＣＵ２７には、クランク角センサ７の信号が割り込み入力され、ＥＣＵ２７に内蔵されたタイマとクランク角センサ７の信号と、によりエンジン回転数Ｎが算出される。ＥＣＵ２７の各機能２９から３１により、断熱層厚みを最適化するため、ＥＧＲバルブ２４の開度Ｅ_Ｇの調整指令と、第１スワール流動制御バルブ２５および第２スワール流動制御バルブ２６の開度ＳＣＶ１，ＳＣＶ２の調整指令と、吸気バルブ１１のリフト量（開度）ＩＶＬの調整指令を出す（断熱層最適厚み調整指令３２）。以下に、ＥＣＵ２７の各機能の内容について説明する。 FIG. 3 shows a control function of the internal combustion engine configured in the ECU 27. In the memory of the ECU 27, a high temperature gas control function 28, a heat insulation layer optimum thickness calculation function 29, a swirl flow control function 30, and an intake air control function 31 are stored as software. Further, the ECU 27 receives the voltage output values from the water temperature sensor 8 and the boost pressure sensor 21 after A / D conversion, and the A / D converted output values are the cooling water temperature Tw and the boost pressure, respectively. Pb is used for calculations in the above functions. Further, the ECU 27 receives an interrupt signal from the crank angle sensor 7 and calculates the engine speed N from a timer built in the ECU 27 and a signal from the crank angle sensor 7. The 31 from each function 29 of ECU 27, to optimize the heat insulating layer thickness, and the adjusting command opening _{E G} of the EGR valve 24, the opening degree of the first swirl flow control valve 25 and the second swirl flow control valve 26 SCV1 , SCV2 adjustment command and intake valve 11 lift (opening) IVL adjustment command (heat insulation layer optimum thickness adjustment command 32). Below, the content of each function of ECU27 is demonstrated.

高温気体制御機能２８は、断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴ時において、エンジン回転数Ｎ、ブースト圧Ｐｂおよび冷却水温Ｔｗから得られたエンジン運転状態に基づいて、ＥＧＲバルブ目標開度Ｅ_Ｔを算出して、断熱層流入期間ＴＭ_ＴＢに、ＥＧＲバルブ目標開度Ｅ_ＴとなるようＥＧＲバルブ２４の開度Ｅ_Ｇの調整指令を出す。 Hot gas control function 28, at the time of the heat insulating layer thickness calculation timing TM _TBT, engine speed N, based on the engine operating state obtained from the boost pressure Pb and the cooling water temperature Tw, and calculates an EGR valve target opening E _T Te, the heat insulating layer inflow period _{TM TB,} issues an adjustment command for opening _{E G} of the EGR valve 24 so that the EGR valve target opening _{E T.}

また、断熱層最適厚み算出機能２９は、断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴ時において、エンジン回転数Ｎ、ブースト圧Ｐｂおよび冷却水温Ｔｗから得られたエンジン運転状態に基づいて、断熱層最適厚みＴＢＴを算出する。 The heat insulation layer optimum thickness calculating function 29 calculates the heat insulation layer optimum thickness TBT based on the engine operating state obtained from the engine speed N, the boost pressure Pb, and the cooling water temperature Tw at the heat insulation layer thickness calculation timing TM _TBT. calculate.

また、スワール流動制御機能３０は、断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴ時において、第１スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ１_Ｔが、最小値Ｍｉｎとなるよう更新し、断熱層最適厚み算出機能２９により算出された断熱層最適厚みＴＢＴの値が、予め設定されているしきい値ＴＨ_ＴＢＴ以下であれば、第２スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ２_Ｔが最小値Ｍｉｎとなるよう更新し、断熱層最適厚みＴＢＴの値が、予め設定されているしきい値ＴＨ_ＴＢＴ以下でなければ、第２スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ２_Ｔが最大値Ｍａｘとなるよう更新する。断熱層流入期間ＴＭ_ＴＢにおいて、第１スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ１_Ｔ、第２スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ２_Ｔとなるように、第１スワール流動制御バルブ２５および第２スワール流動制御バルブ２６の開度の調整指令を出す。 Further, the swirl flow control function 30 updates the first swirl flow control valve target opening SCV1 _{T to} be the minimum value Min at the heat insulation layer thickness calculation timing TM _TBT , and calculates by the heat insulation layer optimum thickness calculation function 29. If the value of the optimum heat insulation layer thickness TBT is equal to or smaller than a preset threshold value TH _TBT , the second swirl flow control valve target opening SCV2 _T is updated to become the minimum value Min, and the heat insulation layer optimum If the value of the thickness TBT is not less than or equal to the preset threshold value TH _TBT , the second swirl flow control valve target opening SCV2 _T is updated so as to become the maximum value Max. In the heat insulation layer inflow period TM _TB , the first swirl flow control valve 25 and the second swirl flow control valve are set such that the first swirl flow control valve target opening SCV1 _T and the second swirl flow control valve target opening SCV2 _T are obtained. An opening adjustment command of 26 is issued.

吸気バルブ制御機能３１は、断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴにおいて、断熱層最適厚みＴＢＴに応じて、予め設定されているマップを用いて吸気バルブピークリフト量（最大開度）ＩＶＬ_ｂを算出し、断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴ以降に、吸気バルブピークリフト量ＩＶＬ_ｂとなるよう吸気バルブ１１のリフト量ＩＶＬの調整指令を出す。 The intake valve control function 31 calculates an intake valve peak lift amount (maximum opening) IVL _b using a preset map in accordance with the heat insulation layer optimum thickness TBT at the heat insulation layer thickness calculation timing TM _TBT . After the heat insulation layer thickness calculation timing TM _TBT , an adjustment command for the lift amount IVL of the intake valve 11 is issued so that the intake valve peak lift amount IVL _b is obtained.

以下、本発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の動作の詳細について図４から図１２を参照して説明する。本実施の形態においては、空気の吸入後に空気よりも高い温度の気体を第２の吸気マニホールド９ｂに導入し、運転状態に応じて算出される高温気体の断熱層の最適な厚みの値が小さいほど、高温気体が通過する吸気流路の閉塞領域を第１および第２スワール流動制御バルブで拡大させ、算出された断熱層の最適な厚みの値が小さいほど、高温気体が吸気バルブを通過する流速を高めることで、シリンダの壁面に沿った断熱層を最適な厚みで精度良く生成する場合について説明する。 Hereinafter, details of the operation of the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, after the intake of air, a gas having a temperature higher than that of air is introduced into the second intake manifold 9b, and the optimum thickness value of the heat insulation layer of the high-temperature gas calculated according to the operating state is small. The closed region of the intake passage through which the hot gas passes is enlarged by the first and second swirl flow control valves, and the hot gas passes through the intake valve as the calculated optimum thickness value of the heat insulation layer is smaller. A case will be described in which the heat insulating layer along the cylinder wall surface is accurately generated with an optimum thickness by increasing the flow velocity.

ここで、図４の断熱層厚み設定の処理手順および図５の断熱層最適厚み演算の処理手順のフローチャートを参照しながら上記動作を説明する。なお、この動作は、ＥＣＵ２７において、所定クランク角度毎に割り込んで実行される割り込みルーチン内のサブルーチンとして実行される。また、本実施例においては、所定クランク角度毎に割り込んで実行される割り込みルーチン内のサブルーチンとして実行されるが、所定時間周期のメインルーチン内のサブルーチンとして実行してもよい。 Here, the above operation will be described with reference to the flowchart of the heat insulation layer thickness setting processing procedure of FIG. 4 and the heat insulation layer optimum thickness calculation processing procedure of FIG. This operation is executed by the ECU 27 as a subroutine in an interrupt routine executed by interrupting every predetermined crank angle. Further, in this embodiment, it is executed as a subroutine in an interrupt routine executed by interrupting every predetermined crank angle, but may be executed as a subroutine in a main routine having a predetermined time period.

まず、図４の断熱層厚み設定の処理手順ルーチンのステップＳ１０１において、断熱層
厚み設定値を変更する必要があるかどうかが判定される。すなわち、初期化処理を実行する運転条件であるかを判定する。初期化処理を実行する運転条件とは、例えばエンジン始動時など、断熱層厚み設定値の変更制御の実行をしない運転条件である。 First, in step S101 of the processing procedure routine for setting the heat insulating layer thickness in FIG. 4, it is determined whether or not the heat insulating layer thickness setting value needs to be changed. That is, it is determined whether or not the operating condition for executing the initialization process is satisfied. The operating condition for executing the initialization process is an operating condition in which the change control of the heat insulation layer thickness set value is not executed, for example, at the time of engine start.

ステップＳ１０１において初期化処理を実行する運転条件であると判定された場合には、ステップＳ１０２で初期化処理が実行される。初期化処理は、断熱層最適厚みＴＢＴに０を入力する。さらに、式（１）に示すように、吸気バルブリフト量ＩＶＬに吸気バルブ基本リフト量ＩＶＬ_ｂを入力する。ここで、吸気バルブピークリフト量ＩＶＬ_ｂとは、吸気バルブ１１の開弁中にバルブ開口面積が最大となるリフト量の値である。なお、吸気バルブピークリフト量ＩＶＬ_ｂは、式（２）に示すように、例えば、エンジン回転数Ｎとブースト圧Ｐｂとで一意的に決定され、例えば、図６で示すように、低回転または低負荷時には小さい値、高回転または高負荷時には大きい値となるような、運転状態に応じて予め設定されている基本マップを参照して更新される。
ＩＶＬ＝ＩＶＬ_ｂ（１）
ＩＶＬ_ｂ＝Ｍａｐ（Ｎ，Ｐｂ）（２） If it is determined in step S101 that the operating condition is to execute the initialization process, the initialization process is executed in step S102. In the initialization process, 0 is input to the optimum heat insulating layer thickness TBT. Furthermore, as shown in equation (1), and inputs the intake valve basic lift IVL _b to the intake valve lift amount IVL. Here, the intake valve peak lift IVL _b, is the value of the lift amount valve opening area is maximized during opening of the intake valve 11. The intake valve peak lift amount IVL _b is uniquely determined by the engine speed N and the boost pressure Pb, for example, as shown in the equation (2). For example, as shown in FIG. It is updated with reference to a basic map set in advance according to the operating state, such that it is a small value at low load and a large value at high rotation or high load.
IVL = IVL _b (1)
IVL _b = Map (N, Pb) (2)

続いて、ステップＳ１０３において、ＥＧＲバルブ開度Ｅ_Ｇ、第１スワール流動制御バルブ開度ＳＣＶ１および第２スワール流動制御バルブ開度ＳＣＶ２は、それぞれ、基本開度となるように更新される。すなわち、式（３）のように、ＥＧＲバルブ基本開度Ｅ_Ｇ０は０に更新され、式（４）に示すように、第１スワール流動制御バルブ基本開度ＳＣＶ１_０は、例えば、エンジン回転数Ｎとブースト圧Ｐｂとで一意的に決定される運転状態に応じて、予め設定されているマップを参照して更新され、式（５）に示すように、第２スワール流動制御バルブ基本開度ＳＣＶ２_０は、予め設定されている第２スワール流動制御バルブ最大開度ＳＣＶ２_Ｍａｘに更新される。
Ｅ_Ｇ＝Ｅ_Ｇ０＝０（３）
ＳＣＶ１＝ＳＣＶ１_０＝Ｍａｐ（Ｎ，Ｐｂ）（４）
ＳＣＶ２＝ＳＣＶ２_０＝ＳＣＶ２_Ｍａｘ（５）
なお、式（４）のマップは、公知である一般的なスワール流動制御バルブとしての動作をするよう第１スワール流動制御バルブの基本開度ＳＣＶ１_０が、予め設定されており、例えば、図７のように、高速回転または高負荷時には吸気量を確保するために、第１スワール流動制御バルブ開度ＳＣＶ１を最大開度にして、第１スワール流動制御バルブ２５を開くよう設定されているものである。このステップＳ１０３により、スロットルバルブ１９を通過した空気がシリンダ２の筒内に吸入されることとなる。ステップＳ１０３が完了するとサブルーチンを終了し、戻る。 Subsequently, in step S103, the EGR valve opening degree E _G , the first swirl flow control valve opening degree SCV1, and the second swirl flow control valve opening degree SCV2 are each updated so as to become the basic opening degree. That is, as shown in equation (3), EGR valve basic opening _{E G0} is updated to 0, as shown in Equation (4), the first swirl flow control valve basic opening SCV1 _0, for example, engine speed The second swirl flow control valve basic opening is updated by referring to a preset map according to the operation state uniquely determined by N and the boost pressure Pb, as shown in Expression (5). SCV2 ₀ is updated to the second swirl flow control valve maximum opening _{SCV2 Max} that has been set in advance.
E _G = E _G0 = 0 (3)
SCV1 = SCV1 ₀ = Map (N, Pb) (4)
SCV2 = SCV2 ₀ = SCV2 _Max (5)
Incidentally, the map of formula (4), the basic opening degree SCV1 ₀ of the first swirl flow control valve to the operation as a general swirl flow control valve is known, is set in advance, for example, FIG. 7 As described above, the first swirl flow control valve opening SCV1 is set to the maximum opening and the first swirl flow control valve 25 is opened to secure the intake air amount at high speed rotation or high load. is there. By this step S103, the air that has passed through the throttle valve 19 is sucked into the cylinder of the cylinder 2. When step S103 is completed, the subroutine ends and returns.

ステップＳ１０１において、初期化処理を実行する運転条件ではないと判定された場合には、ステップＳ１０４に進み、断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴであるかどうかが判定される。断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴは、所定気筒における吸気バルブ１１の開弁前のタイミングとして、予め設定されている。 In step S101, when it is determined that the operating condition is not the initialization condition, the process proceeds to step S104, and it is determined whether or not the heat insulation layer thickness calculation timing TM _TBT is reached. The heat insulation layer thickness calculation timing TM _TBT is set in advance as a timing before the intake valve 11 is opened in a predetermined cylinder.

さらに、ステップＳ１０４において、断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴではないと判定された場合には、次のステップＳ１０６において、断熱層流入期間ＴＭ_ＴＢであるかどうかが判定される。断熱層流入期間ＴＭ_ＴＢは、燃焼に寄与する空気がシリンダ２の筒内に吸入された後のタイミング、すなわち、吸気バルブ１１が閉弁途中から閉弁するまでの所定の期間として予め設定されている。この断熱層流入期間ＴＭ_ＴＢにおいて、ＥＧＲをスワール流動でシリンダ２の筒内に流入させることで、ＥＧＲ層（断熱層）３４が生成される。 Furthermore, when it is determined in step S104 that the heat insulation layer thickness calculation timing TM _TBT is not reached, in the next step S106, it is determined whether or not it is the heat insulation layer inflow period TM _TB . The heat insulation layer inflow period TM _TB is set in advance as a timing after the air contributing to combustion is taken into the cylinder of the cylinder 2, that is, a predetermined period from when the intake valve 11 is closed to when it is closed. Yes. In this heat insulation layer inflow period TM _TB , the EGR layer (heat insulation layer) 34 is generated by flowing EGR into the cylinder of the cylinder 2 by swirl flow.

ステップＳ１０６において、断熱層流入期間ＴＭ_ＴＢであると判定された場合には、ステップＳ１０７において、ＥＧＲバルブ開度Ｅ_Ｇ、第１スワール流動制御バルブ開度ＳＣ
Ｖ１および第２スワール流動制御バルブ開度ＳＣＶ２は、式（６）から式（８）で示すように、それぞれ、目標開度となるように更新される。
Ｅ_Ｇ＝Ｅ_ＧＴ（６）
ＳＣＶ１＝ＳＣＶ１_Ｔ（７）
ＳＣＶ２＝ＳＣＶ２_Ｔ（８）
ここで、ＥＧＲバルブ目標開度Ｅ_ＧＴ、第１スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ１_Ｔおよび第２スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ２_Ｔは、図５の断熱層最適厚み演算処理サブルーチンにて算出される。 If it is determined in step S106 that the heat insulation layer inflow period TM _TB is reached, in step S107, the EGR valve opening E _G and the first swirl flow control valve opening SC
V1 and the second swirl flow control valve opening SCV2 are each updated so as to be the target opening, as shown by equations (6) to (8).
E _G = E _GT (6)
SCV1 = SCV1 _T (7)
SCV2 = SCV2 _T (8)
Here, the EGR valve target opening degree E _GT , the first swirl flow control valve target opening degree SCV1 _T and the second swirl flow control valve target opening degree SCV2 _T are calculated in the heat insulation layer optimum thickness calculation processing subroutine of FIG. The

このステップＳ１０７が、高温気体制御機能２８、スワール流動制御機能３０、吸気制御機能３１の一部に相当する。 This step S107 corresponds to a part of the high-temperature gas control function 28, the swirl flow control function 30, and the intake control function 31.

ステップＳ１０７が実行されることにより、シリンダ２の筒内に断熱層３４を形成するＥＧＲ３３が第２の吸気マニホールド９ｂに導入され、第２スワール流動制御バルブ２６を通過する際に形成されるＥＧＲ層３４が適切な厚みとなる。第１スワール流動制御バルブ２５が閉じられて、シリンダ２の筒内にスワール流動が生成されるため、ＥＧＲ３３は、シリンダ２の壁面に沿って拡散される。ステップＳ１０７が完了するとサブルーチンを終了し、戻る。 By executing step S107, the EGR 33 that forms the heat insulation layer 34 in the cylinder of the cylinder 2 is introduced into the second intake manifold 9b, and the EGR layer formed when passing through the second swirl flow control valve 26. 34 is an appropriate thickness. Since the first swirl flow control valve 25 is closed and swirl flow is generated in the cylinder of the cylinder 2, the EGR 33 is diffused along the wall surface of the cylinder 2. When step S107 is completed, the subroutine ends and returns.

なお、ステップＳ１０６において、断熱層流入期間ＴＭ_ＴＢではないと判定された場合には、前述のステップＳ１０３で各バルブ開度が基本開度に設定された後、サブルーチンは終了し、戻る。 Note that, in step S106, if it is determined not to be heat-insulating layer flowing period TM _TB, after the valve opening is set to the basic opening at step S103 described above, the subroutine ends, and returns.

次に、ステップＳ１０５において実行される断熱層最適厚み演算処理サブルーチンを、図５のフローチャートで示す。 Next, the heat insulation layer optimum thickness calculation processing subroutine executed in step S105 is shown in the flowchart of FIG.

まず、図５のステップＳ２０１において、ＥＧＲバルブ目標開度Ｅ_ＧＴが算出される。ＥＧＲバルブ目標開度Ｅ_ＧＴは、式（９）に示すように、例えば、エンジン回転数Ｎとブースト圧Ｐｂとで一意的に決定される運転状態に応じたマップ値、冷却水温Ｔｗおよび重み付け係数Ｋ_ＥＧＲによって算出される。
Ｅ_ＧＴ＝Ｍａｐ（Ｎ，Ｐｂ）／Ｔｗ＊Ｋ_ＥＧＲ（９）
ここで、式（９）のエンジン回転数Ｎとブースト圧Ｐｂとで一意的に決定される運転状態に応じたマップには、例えば、図８に示すように、実験またはシミュレーションなどで得られる導入可能な最大ＥＧＲ量となるＥＧＲバルブ目標開度Ｅ_ＧＴが、各運転状態において予め設定されている。また、重み付け係数Ｋ_ＥＧＲは、冷却水温Ｔｗの最大値（通常１００℃）が予め設定されており、異なるエンジン機種やエンジン個別の特性などに応じて微調整される。本実施の形態における重み付け係数Ｋ_ＥＧＲとして、１００が設定されている。 First, in step S201 in FIG. 5, the EGR valve target opening degree _EGT is calculated. As shown in Expression (9), the EGR valve target opening degree _EGT is, for example, a map value, a coolant temperature Tw, and a weighting coefficient according to an operating state that is uniquely determined by the engine speed N and the boost pressure Pb. Calculated by K _EGR .
E _GT = Map (N, Pb) / Tw * K _EGR (9)
Here, the map corresponding to the operating state uniquely determined by the engine speed N and the boost pressure Pb in the equation (9) is introduced by experiment or simulation as shown in FIG. 8, for example. maximum EGR amount become EGR valve target opening E _GT capable, it is preset in the respective operating conditions. In addition, the weighting coefficient K _EGR is preset with a maximum value (usually 100 ° C.) of the cooling water temperature Tw, and is finely adjusted according to different engine models, individual engine characteristics, and the like. 100 is set as the weighting coefficient _KEGR in the present embodiment.

このステップＳ２０１が、高温気体制御機能２８の一部に相当する。 This step S201 corresponds to a part of the high-temperature gas control function 28.

次に、ステップＳ２０２において、断熱層最適厚みＴＢＴが算出される。断熱層最適厚みＴＢＴは、式（１０）で示すように、例えば、エンジン回転数Ｎとブースト圧Ｐｂとで一意的に決定される運転状態応じたマップ値、冷却水温Ｔｗおよび重み付け係数Ｋ_ＴＢＴによって算出される。
ＴＢＴ＝Ｍａｐ（Ｎ，Ｐｂ）／Ｔｗ＊Ｋ_ＴＢＴ（１０）
ここで、式（１０）のエンジン回転数Ｎｅとブースト圧Ｐｂとで一意的に決定される運転状態に応じたマップには、例えば、図９に示すように、実験またはシミュレーションなどで得られる生成可能な断熱層の最大厚みの値ＴＢＴが、各運転状態において予め設定されている。また、重み付け係数Ｋ_ＴＢＴは、冷却水温Ｔｗの最大値（通常１００℃）が予
め設定されており、異なるエンジン機種やエンジン個別の特性などに応じて微調整される。本実施の形態における重み付け係数Ｋ_ＥＧＲとして、１００が設定されている。 Next, in step S202, the heat insulating layer optimum thickness TBT is calculated. As shown in the equation (10), the optimum heat insulating layer thickness TBT is determined by, for example, a map value, cooling water temperature Tw, and weighting coefficient K _TBT that are uniquely determined by the engine speed N and the boost pressure Pb. Calculated.
TBT = Map (N, Pb) / Tw * K _TBT (10)
Here, in the map according to the operating state uniquely determined by the engine speed Ne and the boost pressure Pb in Expression (10), for example, as shown in FIG. A value TBT of the maximum thickness of the possible heat insulating layer is preset in each operating state. In addition, the weighting coefficient K _TBT is preset with a maximum value (usually 100 ° C.) of the coolant temperature Tw, and is finely adjusted according to different engine models, engine-specific characteristics, and the like. 100 is set as the weighting coefficient _KEGR in the present embodiment.

このステップＳ２０２が、断熱層最適厚み判定機能２９に相当する。 This step S202 corresponds to the heat insulation layer optimum thickness determination function 29.

続いて、ステップＳ２０３において、第１スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ１_Ｔが最小値Ｍｉｎに設定される。ステップＳ２０３により、前述のステップＳ１０７において、第１スワール流動制御バルブ開度ＳＣＶ１が、第１スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ１_Ｔに設定された際、温度の高いＥＧＲは、スワール流動によりシリンダ２の壁面近傍に断熱層３４が形成されてシリンダ２の筒内に導入される。 Subsequently, in step S203, the first swirl flow control valve target opening SCV1 _T is set to the minimum value Min. In step S203, when the first swirl flow control valve opening SCV1 is set to the first swirl flow control valve target opening SCV1 _T in the above-described step S107, the high temperature EGR is caused by the swirl flow. A heat insulating layer 34 is formed in the vicinity of the wall surface and introduced into the cylinder of the cylinder 2.

さらに、ステップＳ２０４において、断熱層最適厚みＴＢＴが、予め設定されている断熱層最適厚みしきい値ＴＨ_ＴＢＴ以下であるかどうかが判定される。ステップＳ２０４で断熱層最適厚みＴＢＴが断熱層最適厚みしきい値ＴＨ_ＴＢＴ以下であると判定された場合には、ステップＳ２０５で、第２スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ２_Ｔが最小値Ｍｉｎに設定される。このステップＳ２０５により、前述のステップＳ１０７において、第２スワール流動制御バルブ開度ＳＣＶ２が、第２スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ２_Ｔに設定された際、吸気マニホールド９ｂの流路の閉塞領域が拡大して吸気マニホールド９ｂに導入されるＥＧＲは狭い流路を通過して細い帯状となるため、スワール流動によってシリンダ２の壁面近傍に形成されるＥＧＲ層３４の厚みは薄くなる。 Further, in step S204, it is determined whether or not the optimum heat insulation layer thickness _{TBT is} equal to or less than a preset heat insulation layer optimum thickness threshold TH _TBT . If it is determined in step S204 that the heat insulation layer optimum thickness TBT is equal to or less than the heat insulation layer optimum thickness threshold TH _TBT , the second swirl flow control valve target opening SCV2 _T is set to the minimum value Min in step S205. Is done. By this step S205, when the second swirl flow control valve opening SCV2 is set to the second swirl flow control valve target opening SCV2 _T in the above-described step S107, the blockage region of the flow path of the intake manifold 9b is expanded. Since the EGR introduced into the intake manifold 9b passes through a narrow flow path and forms a thin band, the thickness of the EGR layer 34 formed near the wall surface of the cylinder 2 is reduced by swirl flow.

ステップＳ２０４において、断熱層最適厚みＴＢＴが、断熱層最適厚みしきい値ＴＨ_ＴＢＴ以下でないと判定された場合には、ステップＳ２０６で、第２スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ２_Ｔが最大値Ｍａｘに設定される。このステップＳ２０６により、前述のＳ１０７において、第２スワール流動制御バルブ開度ＳＣＶ２が、第２スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ２_Ｔに設定された際、吸気マニホールド９ｂの流路の閉塞領域はなく、吸気マニホールド９ｂに導入されるＥＧＲ３３は、広い流路を通過するため、スワール流動によってシリンダ２の壁面近傍に形成されるＥＧＲ層３４の厚みは厚くなる。 If it is determined in step S204 that the heat insulation layer optimum thickness TBT is not less than or equal to the heat insulation layer optimum thickness threshold TH _TBT , in step S206, the second swirl flow control valve target opening SCV2 _T is set to the maximum value Max. Is set. By this step S206, when the second swirl flow control valve opening SCV2 is set to the second swirl flow control valve target opening SCV2 _T in S107 described above, there is no blockage region of the flow path of the intake manifold 9b. Since the EGR 33 introduced into the intake manifold 9b passes through a wide flow path, the thickness of the EGR layer 34 formed in the vicinity of the wall surface of the cylinder 2 by the swirl flow increases.

このステップＳ２０３からＳ２０６までの一連の動作が、スワール流動バルブ制御機能の一部に相当する。 A series of operations from step S203 to step S206 corresponds to a part of the swirl flow valve control function.

ステップＳ２０５もしくはＳ２０６を実行した後、ステップＳ２０７において、吸気バルブピークリフト量ＩＶＬ_ｂが算出される。吸気バルブピークリフト量ＩＶＬ_ｂは、式（１１）に示すように、断熱層最適厚みＴＢＴに応じて予め設定されているマップを参照して算出される。
ＩＶＬ_ｂ＝Ｍａｐ（ＴＢＴ）（１１）
この式（１１）のマップは、例えば、図１０に示す関係から、断熱層最適厚みＴＢＴの値が非常に小さい場合には、吸気バルブピークリフト量ＩＶＬ_ｂが、小さくなるような値が設定されるマップとなっている。 After executing step S205 or S206, in step S207, the intake valve peak lift IVL _b is calculated. Intake valve peak lift IVL _b, as shown in equation (11), is calculated by referring to a map that is set in advance in accordance with the heat insulating layer optimum thickness TBT.
IVL _b = Map (TBT) (11)
Map of the formula (11), for example, from the relationship shown in FIG. 10, when the value of the heat insulating layer optimum thickness TBT is very small, the intake valve peak lift IVL _b is, the value is set such that smaller It is a map.

ステップＳ２０７により、吸気バルブ１１は、断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴ直後から吸気バルブピークリフト量ＩＶＬ_ｂとなるよう制御される。 In step S207, the intake valve 11 is controlled to become the intake valve peak lift amount IVL _b immediately after the heat insulation layer thickness calculation timing TM _TBT .

このステップＳ２０７が、吸気バルブ制御機能３１の一部に相当する。 This step S207 corresponds to a part of the intake valve control function 31.

このステップＳ２０７が実行された後、本サブルーチンは終了し、図４の断熱層厚み設定の処理ルーチンに戻る。 After this step S207 is executed, this subroutine is terminated, and the process returns to the heat insulation layer thickness setting processing routine of FIG.

以上、説明した本実施の形態の断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴにおいて、バルブ
開度ＥＧ_Ｒの演算、断熱層最適厚みＴＢＴの判定、第１および第２スワール流動制御バルブ開度ＳＣＶ１，ＳＣＶ２の演算および吸気バルブピークリフト量ＩＶＬ_ｂの演算が実行され、断熱層流入期間ＴＭ_ＴＢ中のＥＧＲバルブの開度Ｅ_Ｇ、第１および第２スワール流動制御バルブの開度ＳＣＶ１，ＳＣＶ２をそれぞれ設定変更する実行例を、図１１のタイミングチャートおよび図１２の断熱層形状の図を用いて説明する。図１１では、その説明を簡略化するために、一つのシリンダ２（単気筒）で動作している場合の図を示している。また、図１１において、断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴ１よりも前のタイミングでは、断熱層厚み設定制御のための初期化処理を実行する運転条件となっており、時間が進むにつれて冷却水温が上昇する実行例となっている。 Above, the heat insulating layer thickness calculation timing _{TM TBT} of the embodiment described, the calculation of the valve opening EG _R, determination of the heat insulating layer optimum thickness TBT, operation of the first and second swirl flow control valve opening SCV1, SCV2 and the operation is performed in the intake valve peak lift IVL _b, opening _{E G} of the EGR valve of the heat insulating layer in the inflowing period _{TM TB,} set respectively changed opening SCV1, SCV2 the first and second swirl flow control valve An execution example is demonstrated using the timing chart of FIG. 11, and the figure of the heat insulation layer shape of FIG. In FIG. 11, in order to simplify the description, a diagram in the case of operating with one cylinder 2 (single cylinder) is shown. In FIG. 11, the timing before the heat insulation layer thickness calculation timing TM _TBT 1 is an operating condition for executing the initialization process for the heat insulation layer thickness setting control, and the cooling water temperature increases as time advances. This is an execution example.

まず、図１１において、断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴ１よりも前のタイミングでは、断熱層厚み設定制御のための初期化処理を実行する運転条件が成立しているため、断熱層最適厚みＴＢＴおよび吸気バルブピークリフト量ＩＶＬ_ｂには、それぞれ初期値が入力され、ＥＧＲバルブ目標開度ＥＧ_Ｔ、第１スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ１_Ｔおよび第２スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ２_Ｔにはそれぞれ基本開度が入力される。 First, in FIG. 11, at the timing before the heat insulation layer thickness calculation timing TM _TBT 1, since the operating condition for executing the initialization process for the heat insulation layer thickness setting control is established, the heat insulation layer optimum thickness TBT and The initial value is input to each of the intake valve peak lift amount IVL _b , and the EGR valve target opening degree EG _T , the first swirl flow control valve target opening degree SCV1 _T, and the second swirl flow control valve target opening degree SCV2 _T are Each basic opening is input.

断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴ１では、断熱層最適厚み演算が実行される。断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴ１では、冷却水温Ｔｗが低いため、ＥＧＲバルブ目標開度Ｅ_ＧＴ値（ａ）の、および断熱層最適厚みＴＢＴに入力される値（Ａ）は、それぞれ大きくなる。さらに、ＥＧＲ３３による厚い断熱層３４をシリンダ２の筒内に形成させるために、第１スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ１_Ｔの値としては最小値Ｍｉｎが入力され、断熱層最適厚みＴＢＴが断熱層最適厚みしきい値ＴＨ_ＴＢＴ以下ではないため、第２スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ２_Ｔの値としては最大値Ｍａｘが入力される。 In the heat insulation layer thickness calculation timing TM _TBT 1, the heat insulation layer optimum thickness calculation is executed. At the heat insulation layer thickness calculation timing TM _TBT 1, since the coolant temperature Tw is low, the value of the EGR valve target opening _EGT value (a) and the value (A) input to the heat insulation layer optimum thickness TBT are increased. Further, in order to form the thick heat insulating layer 34 by the EGR 33 in the cylinder of the cylinder 2, the minimum value Min is inputted as the value of the first swirl flow control valve target opening SCV1 _T , and the heat insulating layer optimum thickness TBT is set to the heat insulating layer. for optimal thickness threshold _{TH TBT} not below the maximum value Max is input as the value of the second swirl flow control valve target opening SCV2 _T.

通常の空気がシリンダ２の筒内に吸気された後の断熱層流入期間ＴＭ_ＴＢ１においては、断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴ１にて演算されたそれぞれのバルブの目標開度となるように制御される。すなわち、図１２（ａ）に示すように、ＥＧＲバルブ２４の開度Ｅ_Ｇの値が大きくなり、多くのＥＧＲ３３が、第２の吸気マニホールド９ｂに導入され、また、第２スワール流動制御バルブ２６の開度ＳＣＶ２が最大値Ｍａｘにされることで、第２の吸気マニホールド９ｂの流路が広くなり、さらに、第１スワール流動制御バルブ２５の開度ＳＣＶ１が最小値Ｍｉｎにされることで、第２の吸気マニホールド９ｂからのみＥＧＲ３３がシリンダ２の筒内に吸入されることになり、スワール流動を形成させることで、シリンダ２の壁面近傍には厚いＥＧＲ層３４が形成される。厚いＥＧＲ層３４によって、ＥＧＲ層３４の内側の混合気３５は、温度が低いシリンダ２の壁面近傍で熱が奪われることがなくなり、消炎が抑制される。 In the heat insulation layer inflow period TM _TB 1 after normal air is taken into the cylinder 2, control is performed so that the target opening degree of each valve is calculated at the heat insulation layer thickness calculation timing TM _TBT 1. Is done. That is, as shown in FIG. 12 (a), the value of the opening _{E G} of the EGR valve 24 is increased, a number of EGR33, is introduced into the second intake manifold 9b, also, the second swirl flow control valve 26 The opening degree SCV2 of the first intake manifold 9b is widened by setting the opening degree SCV2 to the maximum value Max, and further, the opening degree SCV1 of the first swirl flow control valve 25 is set to the minimum value Min. The EGR 33 is sucked into the cylinder of the cylinder 2 only from the second intake manifold 9b, and a thick EGR layer 34 is formed in the vicinity of the wall surface of the cylinder 2 by forming a swirl flow. Due to the thick EGR layer 34, the air-fuel mixture 35 inside the EGR layer 34 is not deprived of heat in the vicinity of the wall surface of the cylinder 2 where the temperature is low, and quenching is suppressed.

次に、図１１において、冷却水温Ｔｗがやや上昇した断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴ２では、ＥＧＲバルブ目標開度Ｅ_ＧＴの値（ｂ）、および断熱層最適厚みＴＢＴに入力される値（Ｂ）は少し小さくなる。第１スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ１_Ｔの値としては最小値Ｍｉｎが入力される。断熱層最適厚みＴＢＴが、断熱層最適厚みしきい値ＴＨ_ＴＢＴ以下であるため、第２スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ２_Ｔの値としては最小値Ｍｉｎが入力される。 Next, in FIG. 11, at the heat insulation layer thickness calculation timing TM _TBT 2 at which the cooling water temperature Tw has slightly increased, the value (B) of the EGR valve target opening _{EGT and} the value (B) input to the heat insulation layer optimum thickness TBT ) Is a little smaller. The minimum value Min is input as the value of the first swirl flow control valve target opening SCV1 _T. Since the heat insulation layer optimum thickness TBT is equal to or less than the heat insulation layer optimum thickness threshold TH _TBT , the minimum value Min is input as the value of the second swirl flow control valve target opening SCV2 _T.

したがって、次の断熱層流入期間ＴＭ_ＴＢ２においては、図１２（ｂ）に示すように、ＥＧＲバルブ２４の開度Ｅ_Ｇの値が少し小さくなり、第２スワール流動制御バルブ２６の開度ＳＣＶ２は最小値Ｍｉｎとなり、第２の吸気マニホールド９ｂの流路が一部閉塞されるため、導入されたＥＧＲ３３は、シリンダ２の筒内にスワール流動を形成しながらシリンダ２の壁面近傍に少し薄いＥＧＲ層３４が形成される。シリンダ２の壁面の温度が少し上昇しているため、少し薄くなったＥＧＲ層３４でも、ＥＧＲ層３４の内側の混合気３５
は、シリンダ２の壁面近傍で熱が奪われることがなくなり、消炎が抑制される。 Therefore, in the next heat insulating layer inflow period _{TM TB} 2, as shown in FIG. 12 (b), the value of the opening _{E G} of the EGR valve 24 becomes slightly smaller, the degree of opening of the second swirl flow control valve 26 SCV2 Becomes the minimum value Min, and the flow path of the second intake manifold 9b is partially blocked, so that the introduced EGR 33 forms a slightly thin EGR near the wall surface of the cylinder 2 while forming a swirl flow in the cylinder of the cylinder 2. Layer 34 is formed. Since the temperature of the wall surface of the cylinder 2 is slightly increased, the air-fuel mixture 35 inside the EGR layer 34 is obtained even if the EGR layer 34 is slightly thinned.
Is not deprived of heat in the vicinity of the wall surface of the cylinder 2 and flame extinguishing is suppressed.

さらに、図１１の冷却水温Ｔｗが高くなった断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴ３では、ＥＧＲバルブ目標開度Ｅ_ＧＴの値（ｃ）、および断熱層最適厚みＴＢＴの値（Ｃ）は非常に小さくなり、第１スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ１_Ｔの値としては最小値Ｍｉｎが入力され、断熱層最適厚みＴＢＴが断熱層最適厚みしきい値ＴＨ_ＴＢＴ以下であるため、第２スワール流動制御バルブ目標開度ＳＣＶ２_Ｔの値としては最小値Ｍｉｎが入力される。ここで、断熱層最適厚みＴＢＴの値（Ｃ）が非常に小さいことから、吸気バルブピークリフト量ＩＶＬ_ｂが小さくなり、断熱層厚み演算タイミングＴＭ_ＴＢＴ３直後の吸気バルブリフト量ＩＶＬに反映される。 Further, the heat insulating layer thickness calculation timing _{TM TBT} 3 cooling water temperature Tw is higher in FIG. 11, the value of the EGR valve target opening _{E GT} (c), and the heat insulating layer optimal thickness value of the TBT (C) is very small Since the minimum value Min is input as the value of the first swirl flow control valve target opening SCV1 _T and the heat insulation layer optimum thickness TBT is equal to or less than the heat insulation layer optimum thickness threshold TH _TBT , the second swirl flow control valve the minimum value Min is input as the value of the target opening SCV2 _T. Here, since the value of the heat insulating layer optimum thickness TBT (C) is very small, the intake valve peak lift IVL _b is reduced, is reflected in the intake valve lift amount IVL immediately after the heat insulating layer thickness calculation timing TM _{TBT 3} .

したがって、断熱層流入期間ＴＭ_ＴＢ３においては、図１２（ｃ）に示すように、ＥＧＲバルブ２４の開度Ｅ_Ｇの値が非常に小さくなり、第２スワール流動制御バルブ２６の開度ＳＣＶ２が最小Ｍｉｎとなり、第２の吸気マニホールド９ｂの流路が一部閉塞され、さらに吸気バルブリフト量ＩＶＬ_ｂが小さくなって吸気バルブ１１を通過する速度が高まるため、導入されたＥＧＲ３３は、シリンダ２の筒内にスワール流動を形成しながらシリンダ２の壁面近傍に薄いＥＧＲ層３４が形成される。シリンダ２の壁面の温度が高温であるため、薄いＥＧＲ層３４でも、ＥＧＲ層３４の内側の混合気３５は、シリンダ２の壁面近傍で熱が奪われることがなくなり、消炎が抑制される。 Accordingly, in the heat insulating layer flows period _{TM TB} 3, as shown in FIG. 12 (c), the value of the opening _{E G} of the EGR valve 24 becomes very small, the opening SCV2 second swirl flow control valve 26 is Min Min, and the order is closed the flow channel of the second intake manifold 9b part, increases the velocity through the intake valve 11 becomes smaller and more intake valve lift IVL _b, EGR33 introduced, the cylinder 2 A thin EGR layer 34 is formed in the vicinity of the wall surface of the cylinder 2 while forming a swirl flow in the cylinder. Since the temperature of the wall surface of the cylinder 2 is high, even in the thin EGR layer 34, the air-fuel mixture 35 inside the EGR layer 34 is not deprived of heat in the vicinity of the wall surface of the cylinder 2 and the extinction is suppressed.

なお、設定された断熱層の最適な厚みの値が小さいほど高温気体が吸気バルブを通過する流速を高めることで、シリンダ２の壁面に沿った断熱層の厚みの生成精度をさらに向上させることができる。 In addition, the generation | occurrence | production precision of the thickness of the heat insulation layer along the wall surface of the cylinder 2 can further be improved by increasing the flow velocity through which the high temperature gas passes through the intake valve as the optimum thickness value of the heat insulation layer set is smaller. it can.

このように、実施の形態１に係る内燃機関の制御装置によれば、空気がシリンダ２の筒内に吸入された直後に空気よりも温度の高い気体を第２の吸気流路に導入させ、運転状態に応じて設定される断熱層の最適な厚みの値が小さいほど高温気体が通過する吸気流路の閉塞領域を第１および第２スワール流動制御バルブで拡大させることで、シリンダの壁面に沿った断熱層を最適な厚みで生成させることができ、シリンダの壁面近傍における混合気の温度の低下を確実に抑制することで、消炎が抑制され、排気ガス、燃費およびドライバビリティを向上させることができるという顕著な効果が期待できる。 Thus, according to the control device for an internal combustion engine according to the first embodiment, immediately after the air is sucked into the cylinder of the cylinder 2, the gas having a temperature higher than that of the air is introduced into the second intake passage, The smaller the optimum thickness value of the heat insulating layer set according to the operating state, the larger the closed area of the intake passage through which the high-temperature gas passes is expanded by the first and second swirl flow control valves. The heat insulation layer along the wall can be generated with the optimum thickness, and by suppressing the decrease in the temperature of the air-fuel mixture in the vicinity of the cylinder wall surface, flame extinguishing is suppressed and exhaust gas, fuel consumption and drivability are improved. The remarkable effect that it can be expected.

なお、上記実施の形態では、断熱層流入期間ＴＭ_ＴＢは、所定の期間として予め設定されているものを用いる場合について説明したが、必ずしもこれに限ったものではなく、例えば、式（１２）で示すように、空気量Ｑａ、ＥＧＲ量Ｑｅおよび吸気バルブ開弁期間ＰＶをそれぞれ演算し（演算式は省略する）、シリンダ２の筒内に吸入される全気体の量（空気量ＱａおよびＥＧＲ量Ｑｅの加算）とＥＧＲ量Ｑｅの比率を吸気バルブ開弁期間ＰＶに乗算して算出し、断熱層流入期間ＴＭ_ＴＢを変化させるようにしてもよい。
ＴＭ_ＴＢ＝Ｑｅ／（Ｑａ＋Ｑｅ）＊ＰＶ（１２） In the above-described embodiment, the heat insulating layer inflow period TM _TB has been described as a case where a predetermined period is used. However, the present invention is not necessarily limited to this. For example, the expression (12) As shown, the air amount Qa, the EGR amount Qe, and the intake valve opening period PV are respectively calculated (the calculation formula is omitted), and the total amount of gas sucked into the cylinder of the cylinder 2 (the air amount Qa and the EGR amount) (Qe addition) and the ratio of the EGR amount Qe may be calculated by multiplying the intake valve opening period PV to change the adiabatic layer inflow period TM _TB .
TM _TB = Qe / (Qa + Qe) * PV (12)

また、上記実施の形態では、第２スワール流動制御バルブ２６の開閉で流路の断面の一部領域を閉塞しているが、これに限ったものではなく、例えば、吸気マニホールド９ｂの左側から除々に閉塞領域を拡大させるような機構を用いる場合であってもよい。 In the above embodiment, the partial area of the cross section of the flow path is closed by opening and closing the second swirl flow control valve 26. However, the present invention is not limited to this, for example, gradually from the left side of the intake manifold 9b. Alternatively, a mechanism for enlarging the closed area may be used.

また、上記実施の形態では、断熱層最適厚みＴＢＴを３段階に設定する場合について説明したが、さらに、多段に分けて設定する場合であってもよい。 Moreover, although the case where the heat insulation layer optimum thickness TBT is set in three stages has been described in the above embodiment, it may be set in multiple stages.

また、上記実施の形態では、ＥＧＲ配管２３においてＥＧＲ３３を高温気体として吸気マニホールド９ｂに流入させる場合について説明したが、高温気体としては、これに限ったものではなく、空気を加熱した気体や、ＥＧＲと空気の混合気体を加熱した気体を吸気
マニホールド９ｂに流入させるようにしても同様の効果が期待できる。 In the above embodiment, the case where the EGR pipe 23 is made to flow into the intake manifold 9b as a high-temperature gas in the EGR pipe 23 has been described. However, the high-temperature gas is not limited to this. A similar effect can be expected even when a gas obtained by heating a mixed gas of air and air is allowed to flow into the intake manifold 9b.

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the embodiment can be appropriately modified and omitted within the scope of the invention.

また、図中、同一符号は、同一または相当部分を示す。 Moreover, in the figure, the same code | symbol shows the same or an equivalent part.

１エンジン２シリンダ３ピストン４キャビティ
５燃焼室８水温センサ９、９ａ、９ｂ吸気マニホールド
１１吸気バルブ１９スロットルバルブ２０ブースト圧センサ
２３ＥＧＲ配管２４ＥＧＲバルブ２５第１スワール流動制御バルブ
２６第２スワール流動制御バルブ２７ＥＣＵ
２８高温気体制御機能２９断熱層最適厚み算出機能
３０スワール流動制御機能３１吸気制御機能
３２断熱層最適厚み調整指令３３ＥＧＲ
３４断熱層（ＥＧＲ層）３５混合気
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Cylinder 3 Piston 4 Cavity 5 Combustion chamber 8 Water temperature sensor 9, 9a, 9b Intake manifold 11 Intake valve 19 Throttle valve 20 Boost pressure sensor 23 EGR piping 24 EGR valve 25 1st swirl flow control valve 26 2nd swirl flow control Valve 27 ECU
28 High-temperature gas control function 29 Heat insulation layer optimum thickness calculation function 30 Swirl flow control function 31 Intake control function 32 Heat insulation layer optimum thickness adjustment command 33 EGR
34 Heat insulation layer (EGR layer) 35 Air-fuel mixture

Claims

空気をシリンダ内に吸入させる複数の吸気流路にそれぞれ設けられ、前記空気の吸入状態を調整してスワール流動を生成させるスワール流動制御バルブを制御するスワール流動制御機能と、
前記複数の吸気流路の少なくとも一つに導入される高温気体の導入量を調整する高温気体バルブを制御する高温気体制御機能と、
前記導入される高温気体によって前記シリンダの壁面に沿って形成される断熱層の最適厚みを算出する断熱層最適厚み算出機能と、を備え、
前記スワール流動制御バルブの開度を制御することによって、前記断熱層の最適厚みに応じて前記複数の吸気流路を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 A swirl flow control function for controlling a swirl flow control valve that is provided in each of a plurality of intake flow paths for sucking air into the cylinder and adjusts the suction state of the air to generate a swirl flow;
A high-temperature gas control function for controlling a high-temperature gas valve that adjusts an introduction amount of a high-temperature gas introduced into at least one of the plurality of intake passages;
A heat insulating layer optimum thickness calculating function for calculating an optimum thickness of the heat insulating layer formed along the wall surface of the cylinder by the introduced high-temperature gas, and
A control apparatus for an internal combustion engine, wherein the plurality of intake passages are controlled according to an optimum thickness of the heat insulating layer by controlling an opening degree of the swirl flow control valve.

前記高温気体は、既燃ガス、加熱された空気および既燃ガスと空気との混合気体のうちのいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。 2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the high-temperature gas is any one of burned gas, heated air, and a mixed gas of burned gas and air.

前記断熱層の最適厚みが薄いほど、前記複数の吸気流路を狭くすることを特徴とする請求項１または請求項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 plurality of intake passages are narrowed as the optimum thickness of the heat insulating layer is reduced.

前記シリンダに取り付けられた吸気バルブの開閉時期および開度を制御する吸気制御機能を備え、前記断熱層の最適厚みが薄いほど前記吸気制御機能により前記吸気バルブを通過する気体の流速を高めるように制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。 An intake control function for controlling the opening and closing timing and opening degree of the intake valve attached to the cylinder is provided, and the flow rate of the gas passing through the intake valve is increased by the intake control function as the optimum thickness of the heat insulating layer is reduced. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein control is performed.