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JP4483643B2 - Multi-cylinder engine controller - Google Patents
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Description

本発明は多気筒エンジンの制御装置に関し、特に、インパルス(気筒内に導入される高圧の圧力波)を生成するパルス発生装置を備えた多気筒エンジンの制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a multi-cylinder engine, and more particularly to a control device for a multi-cylinder engine provided with a pulse generator that generates an impulse (a high-pressure pressure wave introduced into a cylinder).

従来より、インテークマニホールドのサージタンクと、サージタンクから分岐して各気筒の吸気ポートに接続された分岐管が設けられた多気筒エンジンの制御装置において、体積効率を高める技術が種々開発されている。   Conventionally, various technologies for improving volumetric efficiency have been developed in a control device for a multi-cylinder engine provided with a surge tank of an intake manifold and a branch pipe branched from the surge tank and connected to an intake port of each cylinder. .

例えば、特許文献1には、吸気ポート毎に通路長の異なる複数の吸気通路を設け、これら吸気通路を切替弁によって択一的にサージタンクと連通する技術が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a technique in which a plurality of intake passages having different passage lengths are provided for each intake port, and these intake passages are selectively communicated with a surge tank by a switching valve.

他方、非特許文献1には、インパルスによる低運転領域のトルクアップを図る技術が開示されている。その構成では、インテークマニホールドの分岐管途中に、当該分岐管の経路方向にストロークする電磁弁を設け、吸気行程の途中までは、電磁弁を閉じて負圧を形成し、吸気行程の下死点近傍にて電磁弁を開放することによって、急激に気筒内に空気を供給する構成が開示されている。   On the other hand, Non-Patent Document 1 discloses a technique for increasing torque in a low operation region by impulse. In that configuration, an electromagnetic valve that strokes in the direction of the path of the branch pipe is provided in the middle of the branch pipe of the intake manifold, and until the middle of the intake stroke, the solenoid valve is closed to form a negative pressure, and the bottom dead center of the intake stroke A configuration is disclosed in which air is rapidly supplied into a cylinder by opening a solenoid valve in the vicinity.

また、特許文献2、非特許文献2には、インパルスを生成する装置として、フラップ弁を用いてパルスを発生させる装置が開示されている。
特開2003−41939号公報 特開2000−248946号公報 Impulse charging boosts torque at low speed , Findlay Publications社 「European Automotive Design」2004年2月号掲載 Development of an Actuator for a Fast Moving Flap for impulse Charging , Findlay Publications社 「European Automotive Design」2003年1月号掲載
Patent Document 2 and Non-Patent Document 2 disclose a device that generates a pulse using a flap valve as a device that generates an impulse.
JP 2003-41939 A JP 2000-248946 A Impulse charging boosts torque at low speed, Findlay Publications “European Automotive Design” February 2004 issue Development of an Actuator for a Fast Moving Flap for impulse Charging, Findlay Publications “European Automotive Design” January 2003 issue

ところで、パルス発生装置を作動させた場合、吸気行程前半において、パルス発生装置が閉弁している間は、気筒内の空気は膨張することにより、温度が下がる。このため吸気行程にある筒内の空気が周囲の熱を吸収する結果、圧縮行程時に筒内温度は非常に高くなる。従って、低回転高負荷時等の運転状態にパルス発生装置を作動させると、パルス発生装置によってノッキングが生じやすくなり、実用化に支障を来すことがあった。   By the way, when the pulse generator is operated, in the first half of the intake stroke, while the pulse generator is closed, the air in the cylinder expands and the temperature decreases. For this reason, as a result of the air in the cylinder in the intake stroke absorbing ambient heat, the temperature in the cylinder becomes very high during the compression stroke. Therefore, if the pulse generator is operated in an operating state such as during low rotation and high load, knocking is likely to occur due to the pulse generator, which may hinder practical use.

本発明は上述した不具合に鑑みてなされものであり、パルス発生装置を用いた場合でもノッキングの生じにくい運転状態を維持することのできる多気筒エンジンの制御装置を提供することを課題としている。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a control device for a multi-cylinder engine that can maintain an operation state in which knocking hardly occurs even when a pulse generator is used.

上記課題を解決するために本発明は、複数の気筒の各吸気ポートに空気を供給する吸気管と、各気筒の吸気行程に対応して、吸気ポートの開弁期間内の吸気行程途中で開弁して、気筒内に圧力波を生成するパルス発生装置とを備えた多気筒エンジンの制御装置において、パルス発生装置の開弁タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、運転状態検出手段の検出に基づいてパルス発生装置および可変バルブタイミング機構を駆動制御する制御手段とを設け、前記制御手段は、エンジンが圧縮行程時に筒内温度が高くなってノッキングを来しやすい運転状態にあるときには、パルス発生装置の開弁時期における筒内空気の膨張を抑制し、圧縮行程時の筒内温度の上昇を抑制するように、パルス発生装置の開弁タイミングを進角させるものであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置である。この態様では、パルス発生装置によって圧力波を生成するに当たり、ノッキングが生じやすいと判定される運転領域においては、制御手段によって、パルス発生装置の開弁タイミングが進角されるので、パルス発生装置の閉弁時期における筒内空気の膨張も緩和される。この結果、圧縮行程における筒内温度の過度の上昇を抑制することができ、ノッキングを回避することが可能になる。 In order to solve the above problems, the present invention relates to an intake pipe that supplies air to each intake port of a plurality of cylinders, and an intake stroke that is open during the intake stroke during the valve opening period of each intake port, corresponding to the intake stroke of each cylinder. In a control device for a multi-cylinder engine having a pulse generator for generating pressure waves in the cylinder, a variable valve timing mechanism capable of changing the valve opening timing of the pulse generator and detecting the operating state of the engine And a control means for driving and controlling the pulse generator and the variable valve timing mechanism based on the detection of the operating condition detecting means. The control means increases the in-cylinder temperature during the compression stroke of the engine. when in Kitashi easy operation state knocking suppresses expansion of the cylinder air in the opening timing of the pulse generator, to suppress an increase in in-cylinder temperature during a compression stroke Te To a control apparatus for a multi-cylinder engine, characterized in that for advancing the opening timing of the pulse generator. In this aspect, in the operation region in which it is determined that knocking is likely to occur when the pressure wave is generated by the pulse generator, the valve opening timing of the pulse generator is advanced by the control means. The expansion of in-cylinder air at the valve closing timing is also alleviated. As a result, an excessive increase in the in-cylinder temperature during the compression stroke can be suppressed, and knocking can be avoided.

好ましい態様において、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を設け、前記制御手段は、検出されたエンジン回転数が上昇するに連れてパルス発生装置の開弁タイミングを進角させるとともに、ノッキングが生じやすい運転状態ほどパルス発生装置の開弁特性を進角側にシフトさせるものである。この態様では、エンジン回転数に応じて好適な圧力波生成特性を得ることができる。また、エンジン回転数に応じてパルス発生装置の開弁タイミングを進角させるに当たり、運転状態検出手段が検出した運転状態がノッキングしやすい状態ほどパルス発生装置は進角するので、検出された運転状態に応じて適正な開弁タイミングをパルス発生装置に設定することができ、もってノッキングを回避することが可能になる。   In a preferred embodiment, an engine speed detecting means for detecting the engine speed is provided, and the control means advances the valve opening timing of the pulse generator as the detected engine speed increases, and knocking is performed. The valve opening characteristic of the pulse generator is shifted to the advance side as the operating state is more likely to occur. In this aspect, suitable pressure wave generation characteristics can be obtained according to the engine speed. Further, when the valve opening timing of the pulse generator is advanced according to the engine speed, the pulse generator is advanced as the operating state detected by the operating state detection means is more easily knocked, so the detected operating state Accordingly, an appropriate valve opening timing can be set in the pulse generator, so that knocking can be avoided.

好ましい態様において、燃料のオクタン価を判別するオクタン価判別手段を設け、前記制御手段は、判別されたオクタン価が低い場合には、高い場合よりもパルス発生装置の開弁特性を進角側にシフトさせるものである。この態様では、エンジン回転数に応じてパルス発生装置の開弁タイミングを進角させるに当たり、オクタン価が低い場合には、高い場合よりも開弁特性を進角側にシフトさせているので、低オクタン価の場合には、高オクタン価の場合よりも低い回転領域でパルス発生装置が進角する。このため燃料のオクタン価に応じて適正な開弁タイミングをパルス発生装置に設定することができ、もってノッキングを回避することが可能になる。   In a preferred embodiment, an octane number discriminating means for discriminating the octane number of the fuel is provided, and the control means shifts the valve opening characteristic of the pulse generator toward the advance side when the determined octane number is low than when it is high. It is. In this aspect, when the valve opening timing of the pulse generator is advanced according to the engine speed, when the octane number is low, the valve opening characteristic is shifted to the advanced angle side than when it is high. In this case, the pulse generator advances in a lower rotation region than in the case of a high octane number. Therefore, an appropriate valve opening timing can be set in the pulse generator according to the octane number of the fuel, and knocking can be avoided.

好ましい態様において、前記制御手段は、低負荷運転領域では、燃料を分割噴射制御するものである。この態様では、高負荷運転領域でのノッキング防止を図る一方、低負荷運転領域では、パルス発生装置の負圧を利用した気化霧化の促進と、生成された圧力波による吸気の高い流速による燃料のミキシング作用とを活かすことが可能になる。   In a preferred aspect, the control means performs split injection control of fuel in the low load operation region. In this aspect, while preventing knocking in the high load operation region, in the low load operation region, fuel atomization is promoted using the negative pressure of the pulse generator, and fuel is generated by the high flow rate of the intake air by the generated pressure wave. It is possible to take advantage of the mixing action of

好ましい態様において、前記制御手段は、吸気ポートの開弁期間内のパルス発生装置の開弁前に前半の燃料を噴射し、パルス発生装置が開弁する付近で後半の燃料を噴射するものである。この態様では、エンジンの燃焼室に直接燃料を噴射するいわゆる直噴エンジンにおいても、確実に燃料の気化霧化の促進や、ミキシング性能の向上を図ることが可能になる。   In a preferred aspect, the control means injects the first half of fuel before opening the pulse generator within the valve opening period of the intake port, and injects the second half of fuel near the opening of the pulse generator. . In this aspect, even in a so-called direct injection engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber of the engine, it is possible to reliably promote the vaporization and atomization of the fuel and improve the mixing performance.

以上説明したように、本発明によれば、パルス発生装置を最大限に利用しつつ、生成された負圧等に起因するノッキングを可及的に防止することができるという顕著な効果を奏する。   As described above, according to the present invention, there is a remarkable effect that knocking due to the generated negative pressure or the like can be prevented as much as possible while using the pulse generator to the maximum extent.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の実施の一形態に係る4サイクル火花点火式多気筒エンジンの右側面図、図2は、図1のA−A断面略図である。また図3は、本実施形態の要部を簡略化して示す斜視図である。   FIG. 1 is a right side view of a four-cycle spark-ignition multi-cylinder engine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 3 is a perspective view schematically showing a main part of the present embodiment.

各図を参照して、このエンジン10は、シリンダブロック11およびこのシリンダブロック11の上部に一体化されたシリンダヘッド12とを一体に有している。エンジン10には、第1〜第4気筒12A〜12Dが設けられるとともに、各気筒12A〜12Dの内部には、クランクシャフト3に連結されたピストン4が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室15が形成されている。   Referring to the drawings, the engine 10 integrally includes a cylinder block 11 and a cylinder head 12 integrated on the upper portion of the cylinder block 11. The engine 10 is provided with first to fourth cylinders 12A to 12D, and a piston 4 connected to the crankshaft 3 is fitted into each of the cylinders 12A to 12D so that a combustion chamber is provided above the piston 4. 15 is formed.

シリンダヘッド12には、前記各気筒12A〜12Dの燃焼室15毎に点火手段としての点火プラグ16が固定されている。各点火プラグ16は、その先端が対応する燃焼室15の内部に頂部から臨むように設置されている。   A spark plug 16 as an ignition means is fixed to the cylinder head 12 for each combustion chamber 15 of each of the cylinders 12A to 12D. Each spark plug 16 is installed such that its tip faces the corresponding combustion chamber 15 from the top.

また、シリンダヘッド12には、前記気筒12A〜12D毎に燃焼室15に向かって開口する吸気ポート17、排気ポート18がそれぞれ形成されているとともに、これらのポート17、18には、吸気弁19および排気弁20がそれぞれ装備されている。   The cylinder head 12 is formed with an intake port 17 and an exhaust port 18 that open toward the combustion chamber 15 for each of the cylinders 12A to 12D, and an intake valve 19 is provided at the ports 17 and 18, respectively. And an exhaust valve 20 are respectively provided.

各吸気ポート17には燃料噴射弁21が設けられている。この燃料噴射弁21は、ニードル弁およびソレノイドを内蔵している。   Each intake port 17 is provided with a fuel injection valve 21. The fuel injection valve 21 incorporates a needle valve and a solenoid.

排気ポート18には、図略の排気マニホールドが接続されている。この排気マニホールド集合部下流の排気通路には、排気ガス浄化触媒が設けられている。この排気ガス浄化触媒は、例えば、排気の空燃比状態が理論空燃比近傍にあるときにHC、COおよびNOxの浄化率が極めて高い、いわゆる三元触媒からなっている。この三元触媒からなる排気ガス浄化触媒は、一般に知られているように、排気ガスの空燃比が理論空燃比(つまり空気過剰率λ=1)付近にあるときにHC,CO及びNOxに対して高い浄化性能を示す触媒である。   An exhaust manifold (not shown) is connected to the exhaust port 18. An exhaust gas purification catalyst is provided in the exhaust passage downstream of the exhaust manifold assembly. This exhaust gas purification catalyst is formed of, for example, a so-called three-way catalyst in which the purification rate of HC, CO and NOx is extremely high when the air-fuel ratio of the exhaust is in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. As is generally known, this exhaust gas purification catalyst comprising a three-way catalyst is more effective than HC, CO, and NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas is near the stoichiometric air-fuel ratio (that is, the excess air ratio λ = 1). And high purification performance.

吸気弁19および排気弁20は、エンジン10に支承された吸気弁用および排気弁用のカムシャフト22、23によって、所定位相差で同期して吸気ポート17、排気ポート18を開閉するように構成されている。前記カムシャフト22、23は、図略のカムスプロケットギヤに連結され、このカムスプロケットギヤは、カムプーリ30から図略のタイミングベルトを介して動力を受けている(図3参照)。カムプーリ30は、エンジン10の前面にクランクシャフト3と平行な軸線を中心に回転自在に取り付けられている。他方、クランクシャフト3にはエンジン10の前面側に取り付けられた出力プーリ32が固定されており、両プーリ30、32は、タイミングベルト34によって同期連動するように構成されている。   The intake valve 19 and the exhaust valve 20 are configured to open and close the intake port 17 and the exhaust port 18 in synchronization with a predetermined phase difference by the camshafts 22 and 23 for the intake valve and the exhaust valve supported by the engine 10. Has been. The camshafts 22 and 23 are connected to a cam sprocket gear (not shown), and the cam sprocket gear receives power from a cam pulley 30 via a timing belt (not shown) (see FIG. 3). The cam pulley 30 is attached to the front surface of the engine 10 so as to be rotatable about an axis parallel to the crankshaft 3. On the other hand, an output pulley 32 attached to the front side of the engine 10 is fixed to the crankshaft 3, and both pulleys 30, 32 are configured to be synchronized with each other by a timing belt 34.

なお、各カムシャフト22、23に対し、その回転の位相を調節することにより、開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構24、25が設けられている。この結果、吸気弁19は、クランク角に対する位相を変更することができるようになっている。   The camshafts 22 and 23 are provided with variable valve timing mechanisms 24 and 25 that change the opening and closing timing by adjusting the rotation phase. As a result, the intake valve 19 can change the phase with respect to the crank angle.

エンジン10のシリンダブロック11には、ノックセンサ28が組み込まれている(図6参照)。このノックセンサ28は、ノッキングの発生時の振動を検出する圧電素子からなるものであり、図示の実施形態において、下記ECU100をオクタン価検出手段として機能させるためのセンサである。   A knock sensor 28 is incorporated in the cylinder block 11 of the engine 10 (see FIG. 6). The knock sensor 28 is composed of a piezoelectric element that detects vibration at the time of occurrence of knocking. In the illustrated embodiment, the knock sensor 28 is a sensor for causing the ECU 100 described below to function as an octane number detecting means.

本実施形態に係る吸気装置40は、エンジン10の側部に固定されるインテークマニホールド41と、このインテークマニホールド41に内蔵されるパルス発生装置またはPGV(Pulse Generating Valve)としてのロータリバルブ50とを有している。   The intake device 40 according to the present embodiment includes an intake manifold 41 fixed to a side portion of the engine 10 and a rotary valve 50 as a pulse generator or PGV (Pulse Generating Valve) built in the intake manifold 41. is doing.

インテークマニホールド41は、図略の支持部材を介してエンジン10に固定されており、エンジン10の前後方向(各気筒12A〜12Dが並んでいる方向)に水平に延びる集合部としてのサージタンク42と、このサージタンク42に接続され、それぞれが分離した吸気通路PH11〜PH14を形成する吸気管としての第1〜第4分岐吸気管43A〜43Dとを一体に有している。サージタンク42の後端部には、スロットルボディ44が固定されており、このスロットルボディ44の内部には、図略のスロットルバルブが内蔵されている。   The intake manifold 41 is fixed to the engine 10 via a support member (not shown), and a surge tank 42 as a collective portion extending horizontally in the front-rear direction of the engine 10 (the direction in which the cylinders 12A to 12D are arranged) The first to fourth branch intake pipes 43A to 43D are integrally formed as intake pipes connected to the surge tank 42 and forming the intake passages PH11 to PH14 separated from each other. A throttle body 44 is fixed to the rear end portion of the surge tank 42, and a throttle valve (not shown) is built in the throttle body 44.

サージタンク42は、略円筒形部材であり、分岐吸気管43A〜43Dと連通することによって、各分岐吸気管43A〜43Dの差圧を吸収し、異音やセンサの誤作動を防止する機能を果たすものである。本実施形態において、このサージタンク42の気筒列方向の長さSLは、次に説明する各分岐吸気管43A〜43Dの気筒列方向における下流端側の間隔DLよりも短くなるように設定されている(図1参照)。   The surge tank 42 is a substantially cylindrical member, and by communicating with the branch intake pipes 43A to 43D, the surge tank 42 absorbs the differential pressure of each branch intake pipe 43A to 43D, and has a function of preventing abnormal noise and sensor malfunction. To fulfill. In the present embodiment, the length SL of the surge tank 42 in the cylinder row direction is set to be shorter than the interval DL on the downstream end side in the cylinder row direction of the branch intake pipes 43A to 43D described below. (See FIG. 1).

各分岐吸気管43A〜43Dは、気筒12A〜12D毎に設けられ、正面視略L字形に湾曲した状態で、それぞれ対応する気筒12A〜12Dをサージタンク42と連通させている。図示の実施形態において、各分岐吸気管43A〜43Dは、その吸気通路PH11〜PH14の通路長(本実施形態においては、吸気ポート17からサージタンク42内のロータリバルブ50の周面51までの長さ)が同じ長さに設定されている。各吸気通路PH11〜PH14の長さは、500mm以内に設定されている。   Each of the branch intake pipes 43A to 43D is provided for each of the cylinders 12A to 12D, and communicates the corresponding cylinders 12A to 12D with the surge tank 42 in a state of being substantially L-shaped when viewed from the front. In the illustrated embodiment, each of the branch intake pipes 43A to 43D has passage lengths of the intake passages PH11 to PH14 (in this embodiment, the length from the intake port 17 to the peripheral surface 51 of the rotary valve 50 in the surge tank 42). Are set to the same length. The length of each intake passage PH11 to PH14 is set within 500 mm.

ロータリバルブ50は、円筒形部材であり、その外周面51がサージタンク42の内周面に摺接した状態で、回転自在に配置されている。   The rotary valve 50 is a cylindrical member, and is rotatably disposed in a state where the outer peripheral surface 51 is in sliding contact with the inner peripheral surface of the surge tank 42.

図3を参照して、ロータリバルブ50の前端部には、入力ギア54Aが同心に設けられている。入力ギア54Aは、前記カムプーリ30と同心に設けられた出力ギア54Bが噛合しており、この出力ギア54Bを介して、クランクシャフト3から1:0.5の比率で動力が伝達されるようになっている。換言すれば、ロータリバルブ50は、カムプーリ30と1:1の比率で同期している。このロータリバルブ50の周面には、サージタンク42の内部と分岐吸気管43A〜43Dとを連通する一対の開口52、53が形成されている。各開口52、53は、周方向に180°位相がずれており、軸方向において、前方の開口52が後方の開口53に対して、回転方向上流側にずれている。なお図において、55はアイドラである。   Referring to FIG. 3, an input gear 54 </ b> A is provided concentrically at the front end portion of the rotary valve 50. The input gear 54A meshes with an output gear 54B provided concentrically with the cam pulley 30 so that power is transmitted from the crankshaft 3 at a ratio of 1: 0.5 via the output gear 54B. It has become. In other words, the rotary valve 50 is synchronized with the cam pulley 30 at a ratio of 1: 1. A pair of openings 52 and 53 are formed on the peripheral surface of the rotary valve 50 to communicate the inside of the surge tank 42 and the branch intake pipes 43A to 43D. The openings 52 and 53 are 180 degrees out of phase in the circumferential direction, and the front opening 52 is shifted upstream in the rotational direction with respect to the rear opening 53 in the axial direction. In the figure, 55 is an idler.

図示の実施形態においては、ロータリバルブ50と入力ギア54Aとの間にロータリバルブ進角機構56が設けられている。このロータリバルブ進角機構56は、基本的には、本件出願人が先に提案している回転位相制御装置(特開平11−107718号公報参照)等を用いることにより、入力ギア54Aとロータリバルブ50との間に位相差を形成し、当該ロータリバルブ50の開弁タイミングを変更するための機構である。ロータリバルブ進角機構56は、図1に示すように、OCV(Oil Control Valve)システム57によって駆動制御されるようになっている。さらに、図1に示すように、ロータリバルブ50の位相を検出するために、ロータリバルブ進角機構56には、PGV角度センサ58が付設されている。   In the illustrated embodiment, a rotary valve advance mechanism 56 is provided between the rotary valve 50 and the input gear 54A. The rotary valve advance mechanism 56 basically uses an input gear 54A and a rotary valve by using a rotation phase control device (see JP-A-11-107718) previously proposed by the present applicant. This is a mechanism for forming a phase difference between the rotary valve 50 and the valve opening timing of the rotary valve 50. The rotary valve advance mechanism 56 is driven and controlled by an OCV (Oil Control Valve) system 57 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 1, a PGV angle sensor 58 is attached to the rotary valve advance mechanism 56 in order to detect the phase of the rotary valve 50.

図示のエンジンは、直列4気筒エンジンであって、エンジン10の前方から順に各気筒を第1〜第4気筒12A〜12Dとするとき、吸気行程を迎える順番は、第1気筒12A、第3気筒12C、第4気筒12D、第2気筒12Bとなるように設定されている。この結果、第1気筒12Aが吸気行程を迎える時点を起点とすると、各気筒と行程の関係は、表1の通りとなる。   The illustrated engine is an in-line four-cylinder engine, and when the cylinders are first to fourth cylinders 12A to 12D in order from the front of the engine 10, the order of reaching the intake stroke is the first cylinder 12A and the third cylinder. 12C, the fourth cylinder 12D, and the second cylinder 12B are set. As a result, when the first cylinder 12A reaches the intake stroke, the relationship between each cylinder and the stroke is as shown in Table 1.

Figure 0004483643
Figure 0004483643

そこで、本実施形態では、ロータリバルブ50の開口52に対して、第1分岐吸気管43Aを回転方向下流側、第2分岐吸気管43Bを回転方向上流側に位相をずらせて対向可能に配置するとともに、開口53に対して第3分岐吸気管43Cを回転方向上流側、第4分岐吸気管43Dを回転方向下流側に位相をずらせて対向可能に配置している。   Therefore, in the present embodiment, the first branch intake pipe 43A and the second branch intake pipe 43B are arranged so as to be opposed to the opening 52 of the rotary valve 50 with a phase shifted downstream in the rotational direction. At the same time, the third branch intake pipe 43C and the fourth branch intake pipe 43D are arranged so as to be opposed to the opening 53 in the rotational direction upstream side and shifted in the rotational direction downstream side.

より詳細に説明すると、第2気筒12Bに接続される第2分岐吸気管43Bと第1気筒12Aに接続される第1分岐吸気管43Aとが、前方の開口52に対向可能な位置に、上流側から順に90°位相をずらした状態でサージタンク42に固定されているとともに、第3気筒12Cに接続される第3分岐吸気管43Cと第4気筒12Dに接続される第4分岐吸気管43Dとが、後方の開口53に対向可能な位置に、上流側から順に90°位相をずらした状態でサージタンク42に固定されている。さらに、第1分岐吸気管43Aと第4分岐吸気管43D(従って、第2分岐吸気管43Bと第3分岐吸気管43C)がサージタンク42の周方向において同一位相に配置されている。従って、この構成では、エンジン回転数に拘わらず、所定のタイミングで分岐吸気管43A〜43Dを開閉することが可能になっているとともに、各分岐吸気管43A〜43Dの等長化並びにコンパクト化に寄与することになる。この結果、吸気通路PH11〜PH14を可及的に短縮化し、トルク向上に対するレスポンスの高い吸気構造を構成することが可能になる。また、上述したように、サージタンク42の気筒列方向の長さSLは、次に説明する各分岐吸気管43A〜43Dの気筒列方向における下流端側の間隔DLよりも短くなるように設定されている(図1参照)ことと相俟って、各分岐吸気管43A〜43Dの上流端は、下流端に比べて気筒列方向に集束している。このため、本実施形態においては、極めてトルク向上に対するレスポンスが高くなる構造になっている。   More specifically, the second branch intake pipe 43B connected to the second cylinder 12B and the first branch intake pipe 43A connected to the first cylinder 12A are located upstream at positions where they can face the front opening 52. A third branch intake pipe 43C connected to the third cylinder 12C and a fourth branch intake pipe 43D connected to the fourth cylinder 12D are fixed to the surge tank 42 with a phase shifted by 90 ° from the side. Are fixed to the surge tank 42 at a position that can be opposed to the rear opening 53 with the phase shifted by 90 ° in order from the upstream side. Further, the first branch intake pipe 43A and the fourth branch intake pipe 43D (and hence the second branch intake pipe 43B and the third branch intake pipe 43C) are arranged in the same phase in the circumferential direction of the surge tank 42. Accordingly, in this configuration, the branch intake pipes 43A to 43D can be opened and closed at a predetermined timing regardless of the engine speed, and the branch intake pipes 43A to 43D can be made equal in length and made compact. Will contribute. As a result, the intake passages PH11 to PH14 can be shortened as much as possible, and an intake structure with high response to torque improvement can be configured. Further, as described above, the length SL of the surge tank 42 in the cylinder row direction is set to be shorter than the interval DL on the downstream end side in the cylinder row direction of each of the branched intake pipes 43A to 43D described below. (See FIG. 1), the upstream ends of the branch intake pipes 43A to 43D are converged in the cylinder row direction as compared with the downstream ends. For this reason, in this embodiment, it has the structure where the response with respect to a torque improvement becomes very high.

図4は図2の要部を拡大した断面図である。   FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG.

同図を参照して、ロータリバルブ50の直径Dは、各分岐吸気管43A〜43Dの断面幅よりも大きく設定されている。このロータリバルブ50をクランクシャフト3と同期させて回転させることにより、各開口52、53が対応する分岐吸気管43A〜43Dを開く時間も短くなる。またロータリバルブ50が回転によって、周面に形成された開口52、53によって、当該周面に臨む分岐吸気管43A〜43Dに空気を供給するものであるので、空気の脈動を抑制することができ、異音の発生も少なくなる。   With reference to the figure, the diameter D of the rotary valve 50 is set larger than the cross-sectional width of each branch intake pipe 43A-43D. By rotating the rotary valve 50 in synchronization with the crankshaft 3, the time for opening the branch intake pipes 43A to 43D corresponding to the openings 52 and 53 is shortened. In addition, since the rotary valve 50 is rotated to supply air to the branch intake pipes 43A to 43D facing the peripheral surface through the openings 52 and 53 formed on the peripheral surface, air pulsation can be suppressed. The occurrence of abnormal noise is also reduced.

さらに、ロータリバルブ50に形成された各開口52、53間の閉弁角度θは、例えば120°に設定されており、開弁開始タイミングを吸気行程の前半部分とすることにより、吸気弁19が吸気ポート17を開いてもロータリバルブ50がサージタンク42を遮蔽した状態になるので、ロータリバルブ50が開くまでの間、吸気行程によって、対応する分岐吸気管43A(〜43D)内に負圧が生じることになる。   Furthermore, the valve closing angle θ between the openings 52 and 53 formed in the rotary valve 50 is set to 120 °, for example. By setting the valve opening start timing to the first half of the intake stroke, the intake valve 19 Even if the intake port 17 is opened, the rotary valve 50 remains in the state of shielding the surge tank 42, so that the negative pressure is generated in the corresponding branch intake pipe 43A (˜43D) by the intake stroke until the rotary valve 50 is opened. Will occur.

図5は図1の要部を拡大して示す部分拡大図である。   FIG. 5 is a partially enlarged view showing an essential part of FIG.

図4および図5を参照して、各分岐吸気管43A〜43Dには、可変通路長システムとしてのVIS(Valuable Induction System)60が設けられている。   Referring to FIGS. 4 and 5, each of the branch intake pipes 43 </ b> A to 43 </ b> D is provided with a VIS (Variable Induction System) 60 as a variable passage length system.

VIS60は、クランクシャフト3と平行に延びる容積部としての容積管61と、この容積管61と各分岐吸気管43A〜43Dとを接続する連通管62と、連通管62を開閉する開閉機構としてのVISバルブ63とを有している。図示の例において、容積管61は、各分岐吸気通路43A〜43Dを連通する連通路としても機能する部材である。各VISバルブ63は、同一の駆動軸64に連結されており、駆動軸64を駆動するVISバルブアクチュエータ65によって、一斉に開閉駆動されるように構成されている。   The VIS 60 is a volume tube 61 as a volume portion extending in parallel with the crankshaft 3, a communication tube 62 that connects the volume tube 61 and each of the branch intake tubes 43 </ b> A to 43 </ b> D, and an open / close mechanism that opens and closes the communication tube 62. And a VIS valve 63. In the illustrated example, the volume tube 61 is a member that also functions as a communication passage that communicates each of the branched intake passages 43A to 43D. The VIS valves 63 are connected to the same drive shaft 64 and are configured to be simultaneously opened and closed by a VIS valve actuator 65 that drives the drive shaft 64.

図2を参照して、エンジン10には、エンジン回転数検出手段としての一対のエンジンクランク角度センサ66が設けられている。各エンジンクランク角度センサ66は、所定の位相差をもってクランクシャフト3の周囲に配置されており、一方のエンジンクランク角度センサ66から出力される検出信号に基づいてエンジン回転数が検出されるとともに、両エンジンクランク角度センサ66から出力される検出信号に基づいてクランクシャフト3の回転方向および回転角度が検出されるようになっている。さらに、エンジン10の運転状態を検出するために、エンジン10の冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ67、エンジン負荷検出手段としてのアクセル開度センサ68、および上記排気ガス浄化触媒の上流側に配置され、排気ポート18から排出された排気ガスの酸素量を検出するOセンサ69が設けられている。 Referring to FIG. 2, the engine 10 is provided with a pair of engine crank angle sensors 66 as engine speed detection means. Each engine crank angle sensor 66 is arranged around the crankshaft 3 with a predetermined phase difference. The engine speed is detected based on a detection signal output from one engine crank angle sensor 66, and both Based on the detection signal output from the engine crank angle sensor 66, the rotation direction and rotation angle of the crankshaft 3 are detected. Further, in order to detect the operating state of the engine 10, an engine water temperature sensor 67 for detecting the temperature of the cooling water of the engine 10, an accelerator opening sensor 68 as an engine load detecting means, and upstream of the exhaust gas purification catalyst. An O 2 sensor 69 that is disposed and detects the oxygen amount of the exhaust gas discharged from the exhaust port 18 is provided.

また、排気ポート18に排出された既燃ガスの一部を吸気ポート17に還流するためのEGRシステム70が設けられている。   Further, an EGR system 70 for returning a part of the burned gas discharged to the exhaust port 18 to the intake port 17 is provided.

図6は本実施形態に係るブロック図である。   FIG. 6 is a block diagram according to the present embodiment.

同図を参照して、エンジン10を駆動制御するためのECU100は、マイクロプロセッサ、メモリ、入力部および出力部を有しているユニットである。このECU100の入力部には、ノックセンサ28、ロータリバルブ50の位相を検出するPGV角度センサ58、エンジンクランク角度センサ66、エンジン水温センサ67、アクセル開度センサ68、Oセンサ69が入力要素として接続されている。また、ECU100の出力部には、点火プラグ16、燃料噴射弁21、吸気弁19および排気弁20の可変バルブタイミング機構24、25、ロータリバルブ進角機構56(具体的にはOCVシステム57)、およびVISバルブアクチュエータ65が出力要素として接続されている。 Referring to FIG. 1, ECU 100 for controlling driving of engine 10 is a unit having a microprocessor, a memory, an input unit, and an output unit. The input portion of the ECU 100 includes a knock sensor 28, a PGV angle sensor 58 for detecting the phase of the rotary valve 50, an engine crank angle sensor 66, an engine water temperature sensor 67, an accelerator opening sensor 68, and an O 2 sensor 69 as input elements. It is connected. Further, an output portion of the ECU 100 includes an ignition plug 16, a fuel injection valve 21, variable valve timing mechanisms 24 and 25 for the intake valve 19 and the exhaust valve 20, a rotary valve advance mechanism 56 (specifically, an OCV system 57), The VIS valve actuator 65 is connected as an output element.

次に、ECU100のメモリに記憶されている制御マップについて説明する。   Next, a control map stored in the memory of the ECU 100 will be described.

図7は本実施形態に係るトルクとエンジン回転数Nとの関係を示すグラフであり、図8はエンジン10の低速運転領域におけるロータリバルブおよびVISバルブとトルクとの関係を示すグラフである。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the torque and the engine speed N according to this embodiment, and FIG. 8 is a graph showing the relationship between the rotary valve and the VIS valve and the torque in the low speed operation region of the engine 10.

各図を参照して、この実施形態では、エンジン10の筒内温度に関する温度として、エンジン水温センサ67で検出される冷却水の温度を採用し、このエンジン水温センサ67の検出温度Wtが予め設定された所定温度Wt1に満たない低温時をエンジン10の冷間時、所定温度Wt1以上の高温時を温間時として定め、冷間時におけるロータリバルブ50の運転領域(冷間時PGV作動領域)R4が温間時におけるロータリバルブ50の運転領域(温間時PGV作動領域)R5よりも拡がるようにECU100に定められている。すなわち、図7から明らかなように、エンジン10の温間時においては、エンジン回転数Nが約1500rpmまでにロータリバルブ50の作動領域R5が設定されているのに対し、冷間時においては、エンジン回転数Nが約2500rpmまで、エンジン負荷の状態に応じて、ロータリバルブ50の作動領域R4が拡張されている。これに伴い、VISバルブ63の動作も、低負荷側で容積管61を開くタイミングが、温間時のトルクτ1よりも冷間時のトルクτ2の方が高負荷側に拡張されている。   With reference to each figure, in this embodiment, the temperature of the cooling water detected by the engine water temperature sensor 67 is adopted as the temperature related to the in-cylinder temperature of the engine 10, and the detected temperature Wt of the engine water temperature sensor 67 is set in advance. The low temperature that is less than the predetermined temperature Wt1 is determined as cold when the engine 10 is cold, and the high temperature that is equal to or higher than the predetermined temperature Wt1 is determined as warm. The operation range of the rotary valve 50 during cold (PGV operation range during cold) It is determined in ECU 100 that R4 is wider than the operating region (warm PGV operation region) R5 of rotary valve 50 when warm. That is, as apparent from FIG. 7, when the engine 10 is warm, the operating region R5 of the rotary valve 50 is set up until the engine speed N is about 1500 rpm, whereas when the engine 10 is cold, The operating region R4 of the rotary valve 50 is expanded according to the engine load state until the engine speed N is about 2500 rpm. Accordingly, in the operation of the VIS valve 63, the timing at which the volume tube 61 is opened on the low load side is expanded to the high load side in the cold time torque τ2 than in the warm time torque τ1.

本実施形態では図7に示すように、温間時においても領域R5を定め、この運転領域でロータリバルブ50を運転することとしているので、トルクの向上を図ることとは別に、燃料の気化霧化を促進し、燃焼安定性を向上させるためにロータリバルブ50を有効利用することが可能になる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 7, since the region R5 is defined even in the warm state and the rotary valve 50 is operated in this operation region, the vaporization mist of the fuel is separated from the improvement of the torque. It is possible to effectively use the rotary valve 50 in order to promote the conversion and improve the combustion stability.

さらに図8から明らかなように、図示の実施形態では、エンジン10の低速運転領域において、高負荷側(トルクτ3以上の領域)においても、VISバルブ63が閉じて、ロータリバルブ50が作動するように設定されている。この結果、燃料の気化性が重視される低速/低負荷領域と、高い出力性能が要請される低速/高負荷領域では、ロータリバルブ50が作動し、燃焼安定性の向上や体積効率の向上が図られる一方、比較的そのような要請の少ない低速/中負荷領域では、VISバルブ63が開くことによる分岐吸気管43A〜43Dの動的過給効果によって、燃費の向上を図りつつ、出力を確保するように構成されている。   Further, as apparent from FIG. 8, in the illustrated embodiment, in the low speed operation region of the engine 10, the VIS valve 63 is closed and the rotary valve 50 is operated even on the high load side (region of torque τ 3 or more). Is set to As a result, in the low speed / low load area where fuel vaporization is important and in the low speed / high load area where high output performance is required, the rotary valve 50 operates to improve combustion stability and volume efficiency. On the other hand, in the low-speed / medium-load region where there is relatively little demand, the output is secured while improving fuel efficiency by the dynamic supercharging effect of the branch intake pipes 43A to 43D due to the opening of the VIS valve 63. Is configured to do.

図9は、筒内圧力とクランク角度との関係を示すグラフであり、(A)は冷間時、(B)は温間時である。図9においてINは吸気弁19の開弁特性、C11、C12は、冷間時、温間時のロータリバルブ50の開弁特性をそれぞれ示している。本実施形態では、最遅角時のロータリバルブ50は、吸気行程の後半に開弁するように設定されている。   FIG. 9 is a graph showing the relationship between the in-cylinder pressure and the crank angle, where (A) is a cold time and (B) is a warm time. In FIG. 9, IN indicates the valve opening characteristics of the intake valve 19, and C11 and C12 indicate the valve opening characteristics of the rotary valve 50 when cold and warm, respectively. In the present embodiment, the rotary valve 50 at the most retarded angle is set to open in the second half of the intake stroke.

同図(A)(B)を参照して、さらに図示の実施形態では、エンジン10の冷間時と温間時とで、燃料噴射タイミングTr1、Tr2が個別に設定されている。   Referring to FIGS. 2A and 2B, in the illustrated embodiment, the fuel injection timings Tr1 and Tr2 are individually set when the engine 10 is cold and warm.

本実施形態では、冷間時においては、ロータリバルブ50が開弁する前の吸気行程前半で燃料噴射し、温間時には、ロータリバルブ50の開弁タイミング付近(好ましくは、開弁直後)でのみ燃料噴射するように設定されている。   In the present embodiment, when cold, fuel is injected in the first half of the intake stroke before the rotary valve 50 is opened, and when warm, only near the opening timing of the rotary valve 50 (preferably immediately after opening). It is set to inject fuel.

図10はエンジン始動後のいわゆるファーストアイドル状態におけるロータリバルブの開弁角度と燃料噴射タイミング並びに点火タイミングを示すタイミングチャートである。同図において、INは吸気弁19の開弁特性、C10はファーストアイドル状態におけるロータリバルブ50の開弁特性を示している。   FIG. 10 is a timing chart showing the valve opening angle, the fuel injection timing, and the ignition timing in the so-called fast idle state after engine startup. In the figure, IN indicates the valve opening characteristic of the intake valve 19, and C10 indicates the valve opening characteristic of the rotary valve 50 in the fast idle state.

図10を参照して、エンジン10の冷間始動直後のファーストアイドル状態においては、排気ガス浄化触媒を活性化するための触媒活性促進運転がECU100によって実行されるようになっている。この触媒活性促進運転を実現するために、本実施形態では、排気ガス浄化触媒の活性温度に関連する温度として、エンジン水温センサ67の検出温度Wtを採用し、この検出温度Wtが予め設定された所定温度(触媒活性状態相当温度)Wt2に満たない低温時を触媒未活性状態、触媒活性状態相当温度Wt2以上の高温時を活性温度状態として判別するようにECU100が構成されている。なお、排気ガス浄化触媒の活性状態の判別は、水温検出とエンジン始動からの経過時間の判定とを併用して行うようにしてもよく、また、触媒温度を直接検出するようにしてもよい。そして、排気ガス浄化触媒が触媒活性状態相当温度Wt2より低い未活性状態にある場合、ECU100は、ロータリバルブ50を最遅角させて作動させるとともに、点火プラグ16の点火タイミングIGを所定のリタード限界までリタードさせるように設定されている。ロータリバルブ50を最遅角で作動させることにより、負圧によって燃料の気化霧化が促進されるため、燃焼安定性が向上するとともに、点火タイミングIGのリタード限界が大きくなり、排気性能を大幅に向上させることが可能になる。   Referring to FIG. 10, in the first idle state immediately after the cold start of engine 10, the ECU 100 performs a catalyst activation promoting operation for activating the exhaust gas purification catalyst. In order to realize this catalyst activity promotion operation, in this embodiment, the detected temperature Wt of the engine water temperature sensor 67 is adopted as the temperature related to the activation temperature of the exhaust gas purification catalyst, and this detected temperature Wt is preset. The ECU 100 is configured to discriminate a low temperature less than a predetermined temperature (catalyst activation state equivalent temperature) Wt2 as a catalyst inactive state and a high temperature equal to or higher than the catalyst activation state equivalent temperature Wt2 as an activation temperature state. Note that the activation state of the exhaust gas purification catalyst may be determined using both the water temperature detection and the determination of the elapsed time from the start of the engine, or the catalyst temperature may be directly detected. When the exhaust gas purification catalyst is in an inactive state lower than the catalyst active state equivalent temperature Wt2, the ECU 100 operates the rotary valve 50 with the most retarded angle and sets the ignition timing IG of the spark plug 16 to a predetermined retard limit. It is set to be retarded until. By operating the rotary valve 50 at the most retarded angle, fuel vaporization and atomization are promoted by the negative pressure, so that the combustion stability is improved, the retard limit of the ignition timing IG is increased, and the exhaust performance is greatly improved. It becomes possible to improve.

次に、触媒活性促進運転時の燃料噴射は、特に図9(A)で説明した冷間時の燃料噴射タイミングTr1の範囲に加えて、燃料噴射タイミングをF1、F2に2分割することが好ましい。最初の燃料噴射タイミングF1は、原則として、吸気ポート17の開弁期間内において吸気行程前半までの間に設定され、2回目の燃料噴射タイミングF2は、ロータリバルブ50が開弁する付近(より詳細には、開弁開始直前に噴射を開始し、開弁後に噴射を終了するタイミング)に設定されることが好ましい。最初の燃料噴射タイミングF1を吸気ポート17の開弁期間内において吸気行程前半までの間に設定することにより、ロータリバルブ50によって生じた負圧により、噴射された燃料の気化率が大幅に向上する。   Next, the fuel injection during the catalyst activation promoting operation is preferably divided into F1 and F2 in addition to the range of the cold fuel injection timing Tr1 described in FIG. . In principle, the first fuel injection timing F1 is set until the first half of the intake stroke within the valve opening period of the intake port 17, and the second fuel injection timing F2 is in the vicinity of the rotary valve 50 being opened (more details). Is preferably set to a timing at which injection is started immediately before the start of valve opening and injection is ended after the valve is opened). By setting the first fuel injection timing F1 until the first half of the intake stroke within the valve opening period of the intake port 17, the vaporization rate of the injected fuel is greatly improved due to the negative pressure generated by the rotary valve 50. .

図11は吸気温度と気化率の関係を表わすグラフである。   FIG. 11 is a graph showing the relationship between the intake air temperature and the evaporation rate.

同図を参照して、約一気圧(100KPa)の燃料が気化する気化率は、20℃の場合、100パーセント以上であるが、吸気温度が0℃に下がった時点で約70パーセントに減少する。これに対して、圧力が67KPaに下がったガソリンの気化率は、吸気温度が20℃から0℃まで下がった場合でも、98パーセント以上を維持している。従って、気化率が特に問題となる冷間時において、高い気化率を維持するためには、多少の温度変化があったとしても、圧力低下を利用する方が有利となる。   Referring to the figure, the vaporization rate at which about 1 atm (100 KPa) fuel is vaporized is 100% or more at 20 ° C., but decreases to about 70% when the intake air temperature falls to 0 ° C. . On the other hand, the vaporization rate of gasoline whose pressure has decreased to 67 KPa is maintained at 98% or more even when the intake air temperature is decreased from 20 ° C. to 0 ° C. Therefore, in order to maintain a high vaporization rate in a cold state where the vaporization rate is particularly problematic, it is advantageous to use a pressure drop even if there is a slight temperature change.

また、2回目の燃料噴射タイミングF2をロータリバルブ50が開弁する付近に設定することにより、ロータリバルブ50によって生成されるインパルスの流速で噴射された燃料をいわば筒内に押込むことが可能になり、気化霧化の向上に加え、インパルスによる燃料のミキシング性が向上する。   Further, by setting the second fuel injection timing F2 in the vicinity of the opening of the rotary valve 50, it is possible to push the fuel injected at the impulse flow rate generated by the rotary valve 50 into the cylinder. Thus, in addition to the improvement of vaporization and atomization, the fuel mixing property by the impulse is improved.

図10で示したような燃料噴射特性を採用することにより、点火プラグ16の点火タイミングIGのリタード限界も大幅に増加し、例えば、圧縮行程の上死点からクランク角度CAで約20°経過後まで点火タイミングを遅らせることが可能になる。そして、図示の実施形態では、検出温度Wtが所定の所定温度Wt1に達するまでは(すなわち、冷間時では)、筒内温度に関する検出温度Wtの上昇に伴い、ロータリバルブ50を進角させて、燃費と排気性能とのバランスを最適化するとともに、このロータリバルブ50の進角に伴って、点火タイミングIGを進角させ、リタード限界の範囲内で混合気の点火が行われるようにしている。このように点火タイミングIGを冷間時においてリタードさせることにより、エンジン10の暖機を促進することができるとともに、ロータリバルブ50の進角に伴って点火タイミングIGをリタードさせることにより、排気性能と燃費の向上とを両立させることが可能になる。   By adopting the fuel injection characteristics as shown in FIG. 10, the retard limit of the ignition timing IG of the spark plug 16 is also greatly increased. For example, after about 20 ° has elapsed at the crank angle CA from the top dead center of the compression stroke. It becomes possible to delay the ignition timing. In the illustrated embodiment, the rotary valve 50 is advanced as the detected temperature Wt increases with respect to the in-cylinder temperature until the detected temperature Wt reaches a predetermined temperature Wt1 (that is, when the temperature is cold). In addition to optimizing the balance between fuel consumption and exhaust performance, the ignition timing IG is advanced with the advance of the rotary valve 50 so that the air-fuel mixture is ignited within the range of the retard limit. . By retarding the ignition timing IG in this way, the engine 10 can be warmed up, and the ignition timing IG is retarded with the advance of the rotary valve 50. It becomes possible to achieve both improved fuel efficiency.

図12は触媒活性促進運転時から温間運転時までのロータリバルブの開弁特性を示す図である。   FIG. 12 is a diagram showing the valve opening characteristics of the rotary valve from the catalyst activity promotion operation to the warm operation.

図12(A)を参照して、触媒活性促進運転時においては、リタード限界を可及的に大きく設定するため、ロータリバルブ50を最遅角状態に固定して運転することが好ましい。但し、運転状態によって、触媒活性促進運転の期間が短縮されることが予想される場合や、検出された温度が比較的所定温度Wt1に近い場合には、図12(B)に示すように、温度上昇に伴って、ロータリバルブ50を進角させながら運転させてもよい。   Referring to FIG. 12A, during the catalyst activity promotion operation, it is preferable to operate with the rotary valve 50 fixed at the most retarded angle in order to set the retard limit as large as possible. However, when it is expected that the period of the catalyst activation promotion operation is shortened depending on the operation state, or when the detected temperature is relatively close to the predetermined temperature Wt1, as shown in FIG. As the temperature rises, the rotary valve 50 may be operated while being advanced.

ところで、ロータリバルブ50を作動させた場合、吸気行程前半において、ロータリバルブ50が閉弁している間は、気筒12A〜12D内の空気が膨張することにより、温度が下がる。このため、吸気行程にある筒内の空気が周囲の熱を吸収する結果、圧縮行程時に筒内温度が非常に高くなる。そこで本実施形態では、次のような対応を図っている。   By the way, when the rotary valve 50 is operated, in the first half of the intake stroke, while the rotary valve 50 is closed, the temperature in the cylinders 12A to 12D expands, and thus the temperature decreases. For this reason, as a result of the air in the cylinder in the intake stroke absorbing ambient heat, the temperature in the cylinder becomes very high during the compression stroke. Therefore, in the present embodiment, the following measures are taken.

図13はロータリバルブ50とエンジン回転数Nの特性を示す図である。   FIG. 13 is a graph showing the characteristics of the rotary valve 50 and the engine speed N. In FIG.

図13を参照して、まず、エンジンクランク角センサ66をエンジンの運転状態検出手段とし、その検出値に基づいて、エンジン回転数Nが高速になる程、ロータリバルブ50を進角させるようにしている。これにより、エンジン回転数に適したインパルス生成特性を得ることが可能になる。 Referring to FIG. 13, first, the engine crank angle degree sensor 66 and operating condition detecting means of the engine, based on the detection value, as the engine speed N becomes faster, the rotary valve 50 so as to advance ing. This makes it possible to obtain impulse generation characteristics suitable for the engine speed.

次に、燃料のオクタン価を判別するオクタン価判別手段としてノックセンサ28を機能させ、判別されたオクタン価が低い場合には、高い場合よりもロータリバルブ50の開弁特性を進角側にシフトさせている。このため本実施形態では、エンジン回転数Nに応じてロータリバルブ50の開弁タイミングを進角させるに当たり、燃料のオクタン価に応じて適正な開弁タイミングをロータリバルブ50に設定することができ、もってノッキングを回避することが可能になる。   Next, the knock sensor 28 is made to function as an octane number discriminating means for discriminating the octane number of the fuel, and when the determined octane number is low, the valve opening characteristic of the rotary valve 50 is shifted to the advance side than when it is high. . For this reason, in this embodiment, when the valve opening timing of the rotary valve 50 is advanced according to the engine speed N, an appropriate valve opening timing can be set for the rotary valve 50 according to the octane number of the fuel. Knocking can be avoided.

具体的な設定としては、高オクタン価の場合、最遅角時の位相を吸気弁19の開弁角度に対して−115°に設定し、所定回転数N1のところで最進角するように設定されている。また、低オクタン価の場合、最遅角時の位相を−115°よりも幾分進角させ、エンジン回転数Nが前記所定回転数N1よりも小さい回転数N2のところで最進角するように設定されている。   Specifically, in the case of a high octane number, the phase at the most retarded angle is set to −115 ° with respect to the opening angle of the intake valve 19, and the most advanced angle is set at a predetermined rotational speed N1. ing. Further, in the case of a low octane number, the phase at the most retarded angle is slightly advanced from −115 °, and the engine rotational speed N is set to be advanced at a rotational speed N2 smaller than the predetermined rotational speed N1. Has been.

次に、図7〜図13の設定がなされた実施形態に係る動作フローを図14以下のフローチャートで説明する。図14〜図16は、図7〜図13の設定に基づくフローチャートである。   Next, an operation flow according to the embodiment in which the settings of FIGS. 7 to 13 are made will be described with reference to the flowcharts of FIG. 14 to 16 are flowcharts based on the settings of FIGS. 7 to 13.

図14を参照して、以上の構成では、まず、エンジン10が始動を開始した後(ステップS101)、ECU100は、入力部に接続された入力要素から各検出値を読み込む(ステップS102)。ステップS101のエンジン始動時において、ロータリバルブ50は最進角(すなわちOFF)の状態になっている。   Referring to FIG. 14, in the above configuration, first, after engine 10 starts to start (step S101), ECU 100 reads each detected value from an input element connected to the input unit (step S102). When the engine is started in step S101, the rotary valve 50 is in the most advanced angle (that is, OFF).

次いで、ECU100は、ノックセンサ28の検出値(ステップS102におけるノッキング強度)に基づき、燃料のオクタン価を判別する(ステップS103)。仮に燃料が高オクタン価である場合、ECU100は、図13に基づく制御マップから高オクタン価特性でのロータリバルブ50の目標値を設定する(ステップS104)。他方、燃料が高オクタン価ではない場合、ECU100は、図13に基づく制御マップから低オクタン価特性でのロータリバルブ50の目標値を設定する(ステップS105)。これにより、燃料のオクタン価に応じて、ノッキングの生じにくいパルス生成特性を得ることが可能になる。   Next, the ECU 100 determines the octane number of the fuel based on the detection value of the knock sensor 28 (knock strength in step S102) (step S103). If the fuel has a high octane number, the ECU 100 sets a target value of the rotary valve 50 with a high octane number characteristic from the control map based on FIG. 13 (step S104). On the other hand, if the fuel is not a high octane number, the ECU 100 sets a target value for the rotary valve 50 with a low octane number characteristic from the control map based on FIG. 13 (step S105). This makes it possible to obtain a pulse generation characteristic that is unlikely to cause knocking according to the octane number of the fuel.

ステップS104またはステップS105の設定が終了した後、ECU100は、エンジンの運転領域が低回転低負荷領域であるか否かを判別する(ステップS106)。   After the setting in step S104 or step S105 is completed, the ECU 100 determines whether or not the engine operating region is a low rotation / low load region (step S106).

図15を参照して、ステップS106において、エンジン10の運転領域が低回転低負荷領域であった場合、ECU100は、触媒活性状態検出手段としてのエンジン水温センサ67の検出値に基づき、図略の排気ガス浄化触媒の活性状態を判定する(ステップS107)。仮に活性状態が良好であると判定された場合、ECU100は、エンジン水温センサ67の検出温度Wtが所定温度Wt1に満たないかどうか、すなわちエンジン10が冷間時であるか否かを判定する(ステップS108)。仮にエンジン10が冷間時である場合、ECU100は、検出温度Wtに対応してロータリバルブ50の遅角補正領域を変更し(ステップS109)、さらに、検出温度Wtに対応してロータリバルブ50の設定値を変更する(ステップS110)。これらのステップS109、S110は、予め実験等によって収集されたデータを制御マップとしてECU100に記憶し、その制御マップに基づくことにより実現される。   Referring to FIG. 15, in step S106, when the operating region of engine 10 is the low rotation / low load region, ECU 100 is not shown based on the detected value of engine water temperature sensor 67 as the catalyst activation state detecting means. The active state of the exhaust gas purification catalyst is determined (step S107). If it is determined that the active state is good, the ECU 100 determines whether or not the detected temperature Wt of the engine water temperature sensor 67 is less than the predetermined temperature Wt1, that is, whether or not the engine 10 is cold ( Step S108). If the engine 10 is cold, the ECU 100 changes the retardation correction region of the rotary valve 50 corresponding to the detected temperature Wt (step S109), and further, the ECU 100 changes the delay valve 50 corresponding to the detected temperature Wt. The set value is changed (step S110). These steps S109 and S110 are realized by storing data collected beforehand through experiments or the like in the ECU 100 as a control map and based on the control map.

さらにECU100は、図9で示したグラフに基づく制御マップから、燃料の噴射タイミングを設定する(ステップS111)。このフローでは、冷間時であるので、ECU100は、図9(A)に基づき、噴射タイミングを冷間時燃料噴射タイミングTr1に設定する。また、点火タイミングIGは、図10で示したように、ステップS109、S110での設定に対応してリタードしている。   Further, the ECU 100 sets the fuel injection timing from the control map based on the graph shown in FIG. 9 (step S111). Since this flow is cold, the ECU 100 sets the cold fuel injection timing Tr1 based on FIG. 9A. Further, as shown in FIG. 10, the ignition timing IG is retarded corresponding to the settings in steps S109 and S110.

その後、ECU100は、ロータリバルブ50を上述したステップS109、S110の設定に基づいて駆動する(ステップS112)。その後、ステップS111の設定に基づいて、燃料を噴射する(ステップS113)。このフローでは、冷間時において、燃料が図9(A)で示す冷間時燃料噴射タイミングTr1に噴射されるので、燃焼安定性の低い冷間時において、ロータリバルブ50の生成するインパルスにより、燃料の気化霧化が促進される。これにより、燃焼安定性が向上し、排気性能も高くなる。   Thereafter, the ECU 100 drives the rotary valve 50 based on the settings in steps S109 and S110 described above (step S112). Thereafter, fuel is injected based on the setting in step S111 (step S113). In this flow, since the fuel is injected at the cold fuel injection timing Tr1 shown in FIG. 9A in the cold state, the impulse generated by the rotary valve 50 at the cold time when the combustion stability is low, Fuel atomization is promoted. Thereby, combustion stability improves and exhaust performance also becomes high.

そして、燃料が噴射された後、所定時期に火花点火されることにより、ロータリバルブ50によって混合が促進された混合気が燃焼され、トルクが生成される(ステップS114)。この冷間時においては、点火タイミングIGが所定量リタードしているので、エンジン10の暖機が促進される。   Then, after the fuel is injected, spark mixture is ignited at a predetermined timing, whereby the air-fuel mixture whose mixing is promoted by the rotary valve 50 is burned, and torque is generated (step S114). During the cold time, the ignition timing IG is retarded by a predetermined amount, so that warm-up of the engine 10 is promoted.

火花点火の実行後、ECU100は、エンジン10が停止するまで、ステップS102に戻る(ステップS115)。   After the spark ignition is executed, the ECU 100 returns to step S102 until the engine 10 stops (step S115).

次に、ステップS107において、排気ガス浄化触媒の活性化が不十分であると判定された場合、ECU100は、ロータリバルブ50の設定値を最遅角量に設定する(ステップS116)。   Next, when it is determined in step S107 that the activation of the exhaust gas purification catalyst is insufficient, the ECU 100 sets the set value of the rotary valve 50 to the most retarded amount (step S116).

次に、排気性能の向上を図るため、ECU100は、空燃比を理論空燃比に設定する(ステップS117)。その後、ECU100は、より多くの排気エネルギーを創出するように、図10に対応する制御マップに基づき、燃料の噴射形態を2分割した分割燃料噴射形態に設定する(ステップS118)。その後、点火タイミングIGを図10に示すように圧縮上死点よりも所定量(例えばクランク角度CAで20°)リタードさせた値に設定し(ステップS119)、その後、ステップS112以降に移行する。   Next, in order to improve the exhaust performance, the ECU 100 sets the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio (step S117). Thereafter, the ECU 100 sets the fuel injection mode to a split fuel injection mode that is divided into two based on the control map corresponding to FIG. 10 so as to create more exhaust energy (step S118). Thereafter, as shown in FIG. 10, the ignition timing IG is set to a value retarded by a predetermined amount (for example, 20 ° at the crank angle CA) from the compression top dead center (step S119), and thereafter, the process proceeds to step S112 and subsequent steps.

この結果、ステップS112が実行された場合、ロータリバルブ50は、吸気弁19から最も遅れた状態で開弁することになるので、ロータリバルブ50が開弁するまでの間、吸気行程にある気筒12A〜12D内に大きな負圧が生成されることになる。   As a result, when step S112 is executed, the rotary valve 50 opens in the state most delayed from the intake valve 19, so the cylinder 12A in the intake stroke until the rotary valve 50 is opened. A large negative pressure will be generated within ~ 12D.

また、ステップS118に基づいてステップS113が実行された場合、理論空燃比に設定された燃料が、図10に対応する制御マップに基づいて吸気行程内にて2分割されて噴射される。   Further, when step S113 is executed based on step S118, the fuel set to the stoichiometric air-fuel ratio is injected by being divided into two in the intake stroke based on the control map corresponding to FIG.

そして、ステップS119に基づいてステップS114が実行された場合、点火タイミングIGが相当量リタードした状態で点火プラグ16が混合気を点火する。この結果、比較的大きな排気エネルギーが生成され、速やかに排気ガス浄化触媒の温度が上昇して排気ガス浄化触媒の活性化が図られる。   When step S114 is executed based on step S119, the spark plug 16 ignites the air-fuel mixture with the ignition timing IG retarded by a considerable amount. As a result, a relatively large amount of exhaust energy is generated, and the temperature of the exhaust gas purification catalyst quickly rises, so that the exhaust gas purification catalyst is activated.

次に、ステップS108において、排気ガス浄化触媒が活性した後、さらに検出温度Wtも温間領域に達した場合、ECU100は、エンジン回転数Nがアイドル回転域(アイドル回転数以下の領域)であるか否かを判定する(ステップS120)。仮にエンジン回転数Nがアイドル回転域である場合、ECU100は、ロータリバルブ50を図7および図8における温間時の設定値にロータリバルブ50の運転条件を設定する(ステップS121)。このステップS121を終了した後、ECU100は、ステップS111に移行する。   Next, in step S108, after the exhaust gas purification catalyst is activated, when the detected temperature Wt also reaches the warm region, the ECU 100 determines that the engine speed N is in the idling speed range (region below the idling speed). Is determined (step S120). If the engine speed N is in the idling speed range, the ECU 100 sets the operating condition of the rotary valve 50 to the set value at the time of warm in FIG. 7 and FIG. 8 (step S121). After completing this step S121, the ECU 100 proceeds to step S111.

このフローは温間時のものであるので、ECU100は、噴射タイミングを図9(B)における温間時燃料噴射タイミングTr2に設定する。また点火タイミングIGは、圧縮上死点近傍に進角している。   Since this flow is warm, the ECU 100 sets the injection timing to the warm fuel injection timing Tr2 in FIG. 9B. The ignition timing IG is advanced to the vicinity of the compression top dead center.

次いで、制御が後続するステップに移行すると、ロータリバルブ50は、温間時の運転条件で作動し(ステップS112)、ロータリバルブ50の開弁開始タイミング直後で燃料が噴射され(ステップS113)、火花点火される(ステップS114)。このため、前記インパルスが発生する直前に燃料が噴射されるとともに、この燃料が吸気に乗って、気筒12A〜12D内にいわば押込まれる状態となる。この結果、燃料も効率よく気筒12A〜12D内に導入され、新気と混合されるので、ミキシングが促進されるとともに、燃料の気化潜熱によって新気が冷却されることになる。従って、高負荷状態において空燃比をエンリッチにした場合でも、通路壁面に燃料が付着するのを抑制し、気化潜熱によるノッキング防止機能を高めることができる。   Next, when the control proceeds to the subsequent step, the rotary valve 50 operates under warm operating conditions (step S112), and fuel is injected immediately after the opening timing of the rotary valve 50 (step S113), and a spark is generated. It is ignited (step S114). For this reason, fuel is injected immediately before the impulse is generated, and the fuel gets on the intake air and is pushed into the cylinders 12A to 12D. As a result, the fuel is also efficiently introduced into the cylinders 12A to 12D and mixed with the fresh air, so that mixing is promoted and the fresh air is cooled by the latent heat of vaporization of the fuel. Therefore, even when the air-fuel ratio is enriched in a high load state, it is possible to suppress the fuel from adhering to the passage wall surface and enhance the function of preventing knocking due to vaporization latent heat.

他方、ステップS120において、エンジン回転数Nがアイドル回転域を超えている場合には、次に説明するフローのステップS123へと制御が移行する。   On the other hand, when the engine speed N exceeds the idle speed range in step S120, the control shifts to step S123 of the flow described below.

図16を参照して、図14のステップS106の判別において、エンジンの運転領域が低速低負荷領域以外であった場合、ECU100は、エンジン10の運転領域が部分負荷領域であるか否かを判定する(ステップS122)。仮に部分負荷領域である場合、ECU100は、VISバルブ63のフラグFを参照し(ステップS123)、フラグFの値が0の場合、ECU100は、VISバルブ63を開き(ステップS124)、フラグFの値を1に更新した後(ステップS125)、ステップS111に移行する。また、ステップS123において、フラグFの値が1の場合には、そのまま次のステップS111に移行する。   Referring to FIG. 16, in the determination of step S106 of FIG. 14, when the engine operating region is other than the low speed and low load region, ECU 100 determines whether or not the engine 10 operating region is a partial load region. (Step S122). If it is a partial load region, the ECU 100 refers to the flag F of the VIS valve 63 (step S123). If the value of the flag F is 0, the ECU 100 opens the VIS valve 63 (step S124). After updating the value to 1 (step S125), the process proceeds to step S111. If the value of the flag F is 1 in step S123, the process proceeds to the next step S111 as it is.

他方、ステップS122において、エンジンの運転状態が全負荷状態である場合、ECU100はフラグFの値が1であるか否かを参照し(ステップS126)、フラグFの値が1である場合には、VISバルブ63を閉じて(ステップS127)、フラグFの値を0に更新した後(ステップS128)、ステップS111に移行する。また、フラグFの値が0である場合には、そのままステップS111に移行する。   On the other hand, when the engine operating state is the full load state in step S122, the ECU 100 refers to whether or not the value of the flag F is 1 (step S126), and when the value of the flag F is 1 The VIS valve 63 is closed (step S127), the value of the flag F is updated to 0 (step S128), and the process proceeds to step S111. If the value of the flag F is 0, the process proceeds to step S111 as it is.

高負荷時においては、上述したように、ステップS111で設定される燃料は、ロータリバルブ50の開弁開始時の直前にのみ噴射されることになる。この結果、ロータリバルブ50によるミキシング効果によって、燃料が筒内の空気を冷却する作用も奏することになる。   At the time of high load, as described above, the fuel set in step S111 is injected only immediately before the opening of the rotary valve 50 is started. As a result, due to the mixing effect of the rotary valve 50, the fuel can also cool the air in the cylinder.

以上説明したように、本実施形態では、ロータリバルブ50によってインパルスを生成するに当たり、ノッキングが生じやすいと判定される運転領域(例えば低速運転領域や低オクタン価での低中速運転領域)においては、ECU100によって、ロータリバルブ50の開弁タイミングが進角されるので、ロータリバルブ50の閉弁時期における筒内空気の膨張も緩和される。この結果、圧縮行程における筒内温度の過度の上昇を抑制することができ、ノッキングを回避することが可能になる。   As described above, in the present embodiment, in generating an impulse by the rotary valve 50, in an operation region where it is determined that knocking is likely to occur (for example, a low-speed operation region or a low-medium-speed operation region with a low octane number) Since the opening timing of the rotary valve 50 is advanced by the ECU 100, the expansion of in-cylinder air at the closing timing of the rotary valve 50 is also alleviated. As a result, an excessive increase in the in-cylinder temperature during the compression stroke can be suppressed, and knocking can be avoided.

また、本実施形態では、検出されたエンジン回転数Nが上昇するに連れてロータリバルブ50の開弁タイミングを進角させているとともに、ノッキングが生じやすい運転状態(例えば低速運転領域や低オクタン価での低中速運転領域)ほどロータリバルブ50の開弁特性を進角側にシフトさせている。このため本実施形態では、運転領域に応じて好適なインパルス生成特性を得ることが可能になる。加えて、エンジン回転数Nに応じてロータリバルブ50の開弁タイミングを進角させるに当たり、運転状態検出手段の一例となるエンジンクランク角センサ66やノックセンサ28が検出した運転状態がノッキングしやすい状態ほどロータリバルブ50は進角するので、検出された運転状態に応じて適正な開弁タイミングをロータリバルブ50に設定することができ、もってノッキングを回避することが可能になる。   Further, in the present embodiment, the opening timing of the rotary valve 50 is advanced as the detected engine speed N rises, and an operating state in which knocking is likely to occur (for example, in a low speed operation region or a low octane number). The low-medium speed operation region) shifts the valve opening characteristic of the rotary valve 50 to the advance side. For this reason, in this embodiment, it becomes possible to obtain a suitable impulse generation characteristic according to the operation region. In addition, when the opening timing of the rotary valve 50 is advanced according to the engine speed N, the operating state detected by the engine crank angle sensor 66 or the knock sensor 28, which is an example of the operating state detecting means, is easily knocked. As the rotary valve 50 is advanced, the appropriate valve opening timing can be set in the rotary valve 50 in accordance with the detected operating state, so that knocking can be avoided.

また、本実施形態では、判別されたオクタン価が低い場合には、高い場合よりもロータリバルブ50の開弁特性を進角側にシフトさせている。このため本実施形態では、図13で示したように、エンジン回転数Nに応じてロータリバルブ50の開弁タイミングを進角させるに当たり、オクタン価が低い場合には、高い場合よりも開弁特性を進角側にシフトさせているので、低オクタン価の場合には、高オクタン価の場合よりも低い回転領域でロータリバルブ50が進角する。このため燃料のオクタン価に応じて適正な開弁タイミングをロータリバルブ50に設定することができ、もってノッキングを回避することが可能になる。   Further, in this embodiment, when the determined octane number is low, the valve opening characteristic of the rotary valve 50 is shifted to the advance side as compared with the case where the determined octane number is high. For this reason, in the present embodiment, as shown in FIG. 13, when the valve opening timing of the rotary valve 50 is advanced according to the engine speed N, the valve opening characteristic is higher when the octane number is low than when it is high. Since the shift is made to the advance angle side, the rotary valve 50 advances in a lower rotation region in the case of the low octane number than in the case of the high octane number. Therefore, an appropriate valve opening timing can be set for the rotary valve 50 in accordance with the octane number of the fuel, so that knocking can be avoided.

また、本実施形態は、図9(B)で説明したように、ロータリバルブ50が作動している高負荷運転領域では、当該ロータリバルブ50の開弁開始時の直前にのみ燃料噴射弁による燃料噴射を開始するものである。このため本実施形態では、ロータリバルブ50によって生成されたインパルスによって、吸気の速度を高めることが可能になる。この結果、燃料が流速の早い吸気によって筒内にいわば押込まれることになり、燃料の気化霧化や、空気とのミキシング特性の促進を図ることが可能になるとともに、一気に噴射された燃料が高負荷時における筒内の熱を吸収するので、筒内温度が下がり、ノッキングの抑制に寄与することになる。   Further, in the present embodiment, as described with reference to FIG. 9B, in the high load operation region in which the rotary valve 50 is operating, the fuel by the fuel injection valve is just before the opening of the rotary valve 50. The injection is started. Therefore, in the present embodiment, the intake air speed can be increased by the impulse generated by the rotary valve 50. As a result, the fuel is pushed into the cylinder by the high-velocity intake air, so that the fuel can be vaporized and atomized and the mixing characteristics with the air can be promoted. Since the heat in the cylinder at the time of high load is absorbed, the temperature in the cylinder is lowered, contributing to suppression of knocking.

また、本実施形態は、低負荷運転領域では、図10で示したように、燃料を分割噴射制御するものである。このため本実施形態では、高負荷運転領域でのノッキング防止を図る一方、低負荷運転領域では、ロータリバルブ50の負圧を利用した気化霧化の促進と、生成されたインパルスによる吸気の高い流速による燃料のミキシング作用とを活かすことが可能になる。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, the fuel is divided and controlled in the low load operation region. For this reason, in this embodiment, while preventing knocking in the high load operation region, in the low load operation region, promotion of vaporization using the negative pressure of the rotary valve 50 and a high flow rate of the intake air by the generated impulse are performed. It is possible to make use of the fuel mixing effect of the fuel.

また、本実施形態は、低負荷運転領域にて燃料を分割噴射制御するに当たり、図10で示したように、ロータリバルブ50の開弁前の吸気行程前半に前半の燃料を噴射し、ロータリバルブ50が開弁する直前に後半の燃料を噴射するものである。このため本実施形態では、エンジンの燃焼室に直接燃料を噴射するいわゆる直噴エンジンにおいても、確実に燃料の気化霧化の促進や、ミキシング性能の向上を図ることが可能になる。   Further, in the present embodiment, when performing split injection control of fuel in the low load operation region, as shown in FIG. 10, the first half fuel is injected into the first half of the intake stroke before the rotary valve 50 is opened, and the rotary valve is The fuel in the latter half is injected immediately before 50 opens. For this reason, in this embodiment, even in a so-called direct injection engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber of the engine, it is possible to reliably promote the vaporization and atomization of the fuel and improve the mixing performance.

このように本実施形態によれば、ロータリバルブ50を最大限に利用しつつ、生成された負圧等に起因するノッキングを可及的に防止することができるという顕著な効果を奏する。   Thus, according to the present embodiment, there is a remarkable effect that knocking due to the generated negative pressure or the like can be prevented as much as possible while using the rotary valve 50 to the maximum.

上述した各実施形態は、本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。   Each embodiment mentioned above is only a desirable example of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiment mentioned above.

例えば、触媒活性促進運転の実行時に燃料噴射を分割するに当たり、直噴エンジンにこの態様を適用する場合には、後半の燃料噴射を圧縮行程中に行うようにしてもよい。また、その場合の分割の態様として、吸気弁の開弁開始後ロータリバルブの開弁開始前と、ロータリバルブの開弁開始直後と、圧縮行程前半の3分割噴射を採用してもよい。   For example, when the fuel injection is divided during the execution of the catalyst activation promotion operation, when this aspect is applied to a direct injection engine, the latter half of the fuel injection may be performed during the compression stroke. In addition, as a splitting mode in that case, three-split injection in the first half of the compression stroke may be employed after the opening of the intake valve is started, before the rotary valve is started, immediately after the rotary valve is opened.

その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。   It goes without saying that various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.

本発明の実施の一形態に係る4サイクル火花点火式多気筒エンジンの右側面図である。1 is a right side view of a four-cycle spark ignition multi-cylinder engine according to an embodiment of the present invention. 図1のA−A断面略図である。It is AA cross-section schematic of FIG. 本実施形態の要部を簡略化して示す斜視図である。It is a perspective view which simplifies and shows the principal part of this embodiment. 図2の要部を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the principal part of FIG. 2 was expanded. 図1の要部を拡大して示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which expand and show the principal part of FIG. 本実施形態に係るブロック図である。It is a block diagram concerning this embodiment. 本実施形態に係るトルクとエンジン回転数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the torque which concerns on this embodiment, and an engine speed. エンジンの低速運転領域におけるロータリバルブおよびVISバルブとトルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a rotary valve and a VIS valve, and a torque in an engine low speed operation area. 筒内圧力とクランク角度との関係を示すグラフであり、(A)は冷間時、(B)は温間時である。It is a graph which shows the relationship between a cylinder pressure and a crank angle, (A) is at the time of cold, (B) is at the time of warm. エンジン始動後のいわゆるファーストアイドル状態におけるロータリバルブの開弁角度と燃料噴射タイミング並びに点火タイミングを示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing a valve opening angle, fuel injection timing, and ignition timing in a so-called fast idle state after engine startup. 吸気温度と気化率の関係を表わすグラフである。It is a graph showing the relationship between intake temperature and a vaporization rate. 触媒活性促進運転時から温間運転時までのロータリバルブの開弁特性を示す図である。It is a figure which shows the valve opening characteristic of the rotary valve from the time of catalyst activity promotion operation to the time of warm operation. ロータリバルブとエンジン回転数の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of a rotary valve and an engine speed. 図7〜図13の設定に基づくフローチャートである。It is a flowchart based on the setting of FIGS. 図7〜図13の設定に基づくフローチャートである。It is a flowchart based on the setting of FIGS. 図7〜図13の設定に基づくフローチャートである。It is a flowchart based on the setting of FIGS.

符号の説明Explanation of symbols

10 エンジン
12A〜12D 気筒
14 シリンダ
17 吸気ポート
18 排気ポート
19 吸気弁
20 排気弁
21 燃料噴射弁
22 カムシャフト
28 ノックセンサ(オクタン価検出手段の一例)
35 排気通路
40 吸気装置
41 インテークマニホールド
42 サージタンク
42 前記サージタンク
43A〜43D 分岐吸気管
44 スロットルボディ
50 ロータリバルブ
56 ロータリバルブ進角機構
57 OCVシステム
58 角度センサ
60 VIS(可変通路長システムの一例)
61 容積管
63 バルブ
64 駆動軸
65 バルブアクチュエータ
66 エンジンクランク角度センサ
67 エンジン水温センサ(温度検出手段の一例)
68 アクセル開度センサ(エンジン負荷検出手段の一例)
69 Oセンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 12A-12D Cylinder 14 Cylinder 17 Intake port 18 Exhaust port 19 Intake valve 20 Exhaust valve 21 Fuel injection valve 22 Camshaft 28 Knock sensor (an example of an octane number detection means)
35 Exhaust passage 40 Intake device 41 Intake manifold 42 Surge tank 42 Surge tanks 43A to 43D Branch intake pipe 44 Throttle body 50 Rotary valve 56 Rotary valve advance mechanism 57 OCV system 58 Angle sensor 60 VIS (an example of variable passage length system)
61 Volumetric tube 63 Valve 64 Drive shaft 65 Valve actuator 66 Engine crank angle sensor 67 Engine water temperature sensor (an example of temperature detection means)
68 Accelerator opening sensor (an example of engine load detection means)
69 O 2 sensor

Claims (5)

複数の気筒の各吸気ポートに空気を供給する吸気管と、
各気筒の吸気行程に対応して、吸気ポートの開弁期間内の吸気行程途中で開弁して、気筒内に圧力波を生成するパルス発生装置と
を備えた多気筒エンジンの制御装置において、
パルス発生装置の開弁タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構と、
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
運転状態検出手段の検出に基づいてパルス発生装置および可変バルブタイミング機構を駆動制御する制御手段と
を設け、前記制御手段は、エンジンが圧縮行程時に筒内温度が高くなってノッキングを来しやすい運転状態にあるときには、パルス発生装置の開弁時期における筒内空気の膨張を抑制し、圧縮行程時の筒内温度の上昇を抑制するように、開弁タイミングを進角させるものであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。
An intake pipe for supplying air to each intake port of a plurality of cylinders;
In a control apparatus for a multi-cylinder engine that includes a pulse generator that generates a pressure wave in a cylinder by opening the valve in the middle of the intake stroke during the valve opening period of the intake port corresponding to the intake stroke of each cylinder.
A variable valve timing mechanism capable of changing the valve opening timing of the pulse generator; and
Driving state detecting means for detecting the driving state of the engine;
And a control means for driving and controlling the pulse generator and the variable valve timing mechanism based on the detection of the operating state detecting means, and the control means is an operation in which the in-cylinder temperature becomes high during the compression stroke and knocking easily occurs. When in a state , the valve opening timing is advanced so as to suppress expansion of in-cylinder air at the valve opening timing of the pulse generator and to suppress an increase in the in-cylinder temperature during the compression stroke. A control device for a multi-cylinder engine.
請求項1記載の多気筒エンジンの制御装置において、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を設け、
前記制御手段は、検出されたエンジン回転数が上昇するに連れてパルス発生装置の開弁タイミングを進角させるとともに、ノッキングが生じやすい運転状態ほどパルス発生装置の開弁特性を進角側にシフトさせるものであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。
The control apparatus for a multi-cylinder engine according to claim 1,
An engine speed detecting means for detecting the engine speed is provided;
The control means advances the valve opening timing of the pulse generator as the detected engine speed increases, and shifts the valve opening characteristic of the pulse generator toward the advance side in an operation state in which knocking is likely to occur. A control device for a multi-cylinder engine, characterized in that:
請求項2記載の多気筒エンジンの制御装置において、
燃料のオクタン価を判別するオクタン価判別手段を設け、前記制御手段は、判別されたオクタン価が低い場合には、高い場合よりもパルス発生装置の開弁特性を進角側にシフトさせるものであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。
The control apparatus for a multi-cylinder engine according to claim 2,
An octane number discriminating means for discriminating the octane number of the fuel is provided, and the control means shifts the valve opening characteristic of the pulse generator toward the advance side when the discriminated octane number is low than when it is high. A control device for a multi-cylinder engine.
請求項1から3の何れか1項に記載の多気筒エンジンの制御装置において、
前記制御手段は、低負荷運転領域では、燃料を分割噴射制御するものであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。
The multi-cylinder engine control device according to any one of claims 1 to 3 ,
A control device for a multi-cylinder engine, wherein the control means performs split injection control of fuel in a low load operation region .
請求項に記載の多気筒エンジンの制御装置において、
前記制御手段は、吸気ポートの開弁期間内のパルス発生装置の開弁前に前半の燃料を噴射し、パルス発生装置が開弁する付近で後半の燃料を噴射するものであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。
The control device for a multi-cylinder engine according to claim 4 ,
The control means injects fuel in the first half before opening the pulse generator within the valve opening period of the intake port, and injects fuel in the second half near the time when the pulse generator opens. Multi-cylinder engine control device.
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