JP6312050B2 - Engine control device - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの制御装置に係わり、特に、吸気を筒内に導入するための吸気弁及び排気を筒内から排出するための排気弁が設けられた気筒を備えるエンジンの制御装置に関する。   The present invention relates to an engine control device, and more particularly to an engine control device including an intake valve for introducing intake air into a cylinder and a cylinder provided with an exhaust valve for discharging exhaust gas from the cylinder.

従来から、気筒に設けられた排気弁や吸気弁の開閉時期及び/又はリフト量を変化させる可変動弁機構(換言すると可変バルブ機構)が知られている。例えば、特許文献1には、排気弁の開閉時期を変化させる可変動弁機構を備えるエンジンシステムに関して、エンジン回転数が低いほど、可変動弁機構によって排気弁の開弁時期を遅角させることで、低回転時において排気通路へ供給した空気が筒内へ逆流することを抑制する技術が記載されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a variable valve mechanism (in other words, a variable valve mechanism) that changes the opening / closing timing and / or lift amount of an exhaust valve and an intake valve provided in a cylinder is known. For example, in Patent Document 1, regarding an engine system including a variable valve mechanism that changes the opening and closing timing of an exhaust valve, the opening timing of the exhaust valve is retarded by the variable valve mechanism as the engine speed decreases. In addition, a technique is described in which air supplied to the exhaust passage is prevented from flowing back into the cylinder during low rotation.

特開2010−185301号公報JP 2010-185301 A

上記のような可変動弁機構として、オイル(典型的にはエンジンオイル)の油圧を利用して弁を動作させる油圧作動式の機構が知られている。そのような油圧作動式の可変動弁機構では、オイルの状態によっては、具体的にはオイルの粘度(オイルの温度や希釈率や空気の混入率や劣化度合いなどによって変化する)によっては、弁を適切に動作させるのに必要な油圧が得られない場合がある。その場合、可変動弁機構によって弁に所望の動作を行わせることができなくなる。特に、油圧作動式の可変動弁機構を排気弁に適用した場合には、排気弁を適切に動作させるのに必要な油圧が得られないときに、排気弁のリフト量が小さくなり、排気が筒内から適切に排出されずに筒内圧が上昇して、排気による損失(ポンピングロス)が生じてしまう可能性がある。   As the variable valve mechanism as described above, a hydraulically operated mechanism is known in which a valve is operated using oil pressure (typically engine oil). In such a hydraulically operated variable valve mechanism, depending on the state of the oil, specifically, depending on the viscosity of the oil (which varies depending on the oil temperature, dilution rate, air mixing rate, deterioration degree, etc.) In some cases, the hydraulic pressure required for proper operation of the motor cannot be obtained. In this case, the valve cannot perform a desired operation by the variable valve mechanism. In particular, when a hydraulically operated variable valve mechanism is applied to an exhaust valve, when the hydraulic pressure necessary to operate the exhaust valve properly cannot be obtained, the lift amount of the exhaust valve is reduced, and the exhaust is reduced. There is a possibility that the in-cylinder pressure increases without being properly discharged from the cylinder, and a loss due to exhaust (pumping loss) occurs.

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、排気弁に油圧作動式の可変動弁機構を適用したエンジンにおいて、オイルの状態に依らずに可変動弁機構によって排気弁に所望の動作を行わせることが可能なエンジンの制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and in an engine in which a hydraulically operated variable valve mechanism is applied to an exhaust valve, the variable valve mechanism is independent of the state of oil. An object of the present invention is to provide an engine control device that can cause an exhaust valve to perform a desired operation.

上記の目的を達成するために、本発明は、吸気を筒内に導入するための吸気弁及び排気を筒内から排出するための排気弁が設けられた気筒を備えるエンジンの制御装置であって、油圧を利用して排気弁を動作させると共に、この排気弁の開閉時期を可変に構成された油圧作動式の可変動弁機構と、排気弁の開閉時期を変化させるように可変動弁機構を制御する制御手段と、を有し、可変動弁機構は、排気弁の開弁時期を所定の基準時期から遅角させていくとリフト量が小さくなるように構成され、制御手段は、可変動弁機構による排気弁の開弁期間中の所定タイミングでの筒内圧として排気上死点付近での筒内圧を取得し、この筒内圧が高いほど、排気弁の開弁時期が進角するように可変動弁機構を制御するタイミングを補正する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an engine control device including an intake valve for introducing intake air into a cylinder and a cylinder provided with an exhaust valve for discharging exhaust gas from the cylinder. A hydraulically operated variable valve mechanism configured to operate the exhaust valve using hydraulic pressure, and to change the opening / closing timing of the exhaust valve, and a variable valve mechanism to change the opening / closing timing of the exhaust valve. The variable valve mechanism is configured such that the lift amount decreases as the exhaust valve opening timing is retarded from a predetermined reference timing. The in-cylinder pressure in the vicinity of the exhaust top dead center is acquired as the in-cylinder pressure at a predetermined timing during the valve opening period of the exhaust valve by the valve mechanism, and the opening timing of the exhaust valve is advanced as the in-cylinder pressure increases. The timing for controlling the variable valve mechanism is corrected. To.

このように構成された本発明によれば、オイルの状態(粘度など)を指し示す筒内圧の大きさに基づいて、排気弁を閉弁状態から開弁状態へと切り替えるように可変動弁機構を制御するタイミングを補正するので、特に筒内圧が高いほど排気弁の開弁時期を進角させるようにするので、オイルの状態を適切に考慮に入れたタイミングで排気側可変動弁機構を制御することができる。したがって、オイルの状態に依らずに、可変動弁機構によって排気弁に所望の動作を行わせることができる、つまり排気弁の開弁期間中におけるリフト量を適切に確保することができる。これにより、排気が筒内から排出されずに筒内圧が上昇することで生じる、排気による損失(ポンピングロス)を適切に抑制することができる。特に、エンジンの低回転時に膨張比を向上すべく排気弁の開弁時期を遅角させた場合にも、排気弁のリフト量を確保して排気による損失を適切に抑制することができる。   According to the present invention configured as described above, the variable valve mechanism is configured to switch the exhaust valve from the closed state to the open state based on the magnitude of the in-cylinder pressure indicating the state of the oil (such as viscosity). Since the control timing is corrected, the exhaust valve opening timing is advanced as the in-cylinder pressure increases, so the exhaust-side variable valve mechanism is controlled at a timing that properly takes into account the oil state. be able to. Therefore, it is possible to cause the exhaust valve to perform a desired operation by the variable valve mechanism regardless of the state of oil, that is, it is possible to appropriately ensure the lift amount during the valve opening period of the exhaust valve. Thereby, the loss (pumping loss) due to the exhaust, which is caused when the in-cylinder pressure rises without being exhausted from the in-cylinder, can be appropriately suppressed. In particular, even when the opening timing of the exhaust valve is retarded to improve the expansion ratio when the engine is running at a low speed, the lift amount of the exhaust valve can be secured and the loss due to exhaust can be suppressed appropriately.

本発明において、好ましくは、制御手段は、取得した筒内圧が高いほど、排気弁を開弁させるように可変動弁機構を制御するタイミングを早くする補正を行う。
このように構成された本発明によれば、オイルの状態をより適切に考慮した制御タイミングに補正することができ、排気弁のリフト量を効果的に確保することができる。
In the present invention, it is preferable that the control unit corrects the timing for controlling the variable valve mechanism so that the exhaust valve is opened as the acquired in-cylinder pressure is higher.
According to the present invention configured as described above, the oil timing can be corrected to a control timing that more appropriately takes into account, and the lift amount of the exhaust valve can be effectively ensured.

本発明において、好ましくは、制御手段は、所定タイミングでの筒内圧として、排気上死点での筒内圧を取得する。
このように構成された本発明によれば、排気上死点での筒内圧に基づき可変動弁機構の制御タイミングを補正するので、排気弁の排気上死点でのリフト量を確実に確保することができる。
In the present invention, preferably, the control means acquires the in-cylinder pressure at the exhaust top dead center as the in-cylinder pressure at a predetermined timing.
According to the present invention thus configured, the control timing of the variable valve mechanism is corrected based on the in-cylinder pressure at the exhaust top dead center, so that the lift amount at the exhaust top dead center of the exhaust valve is reliably ensured. be able to.

本発明において、好ましくは、制御手段は、所定タイミングでの排気弁のリフト量が所定量以上になるように、取得した筒内圧の大きさに基づいて、排気弁を開弁させるように可変動弁機構を制御するタイミングを補正する。
このように構成された本発明によれば、排気弁のリフト量が所定量以上になるように可変動弁機構の制御タイミングを補正するので、排気弁のリフト量を適切に確保して、排気による損失を効果的に抑制することができる。
In the present invention, it is preferable that the control unit performs variable operation so as to open the exhaust valve based on the acquired magnitude of the in-cylinder pressure so that the lift amount of the exhaust valve at a predetermined timing is equal to or greater than a predetermined amount. The timing for controlling the valve mechanism is corrected.
According to the present invention configured as described above, the control timing of the variable valve mechanism is corrected so that the lift amount of the exhaust valve becomes equal to or greater than a predetermined amount. The loss due to can be effectively suppressed.

本発明において、好ましくは、可変動弁機構は、クランクシャフトの回転に同期して回転するカムと、内部にエンジンオイルが充填され、カムの動作によってエンジンオイルの油圧が変化する圧力室と、圧力室に接続されており、開閉することにより排気弁に作用させる油圧を制御する油圧バルブと、を有し、制御手段は、カムが圧力室内の油圧を上昇させるよう動作しているときに、油圧バルブの開閉を切り替える制御を行って、圧力室内の油圧を排気弁に作用させて排気弁を開弁させ、油圧バルブの開閉を切り替える制御を行うタイミングを、取得した筒内圧の大きさに基づいて補正する。
このように構成された本発明によれば、クランクシャフトの回転に同期して回転するカムを用いて圧力室内のエンジンオイルの油圧を変化させ、油圧バルブの制御によって圧力室内の油圧を排気弁に作用させて、排気弁を開弁させるよう構成された可変動弁機構を適用するので、簡易な構成にて排気弁の開閉時期を変化させることが可能となる。
In the present invention, preferably, the variable valve mechanism includes a cam that rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft, a pressure chamber in which engine oil is filled and the oil pressure of the engine oil is changed by the operation of the cam, and a pressure A hydraulic valve that is connected to the chamber and controls the hydraulic pressure applied to the exhaust valve by opening and closing, and the control means operates when the cam operates to increase the hydraulic pressure in the pressure chamber. Based on the magnitude of the acquired in-cylinder pressure, control is performed to switch the opening and closing of the valve, the hydraulic pressure in the pressure chamber is applied to the exhaust valve to open the exhaust valve, and the control to switch the opening and closing of the hydraulic valve is performed. to correct.
According to the present invention configured as described above, the hydraulic pressure of the engine oil in the pressure chamber is changed using the cam that rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft, and the hydraulic pressure in the pressure chamber is changed to the exhaust valve by the control of the hydraulic valve. Since the variable valve mechanism configured to open and operate the exhaust valve is applied, the opening / closing timing of the exhaust valve can be changed with a simple configuration.

本発明のエンジンの制御装置によれば、排気弁に油圧作動式の可変動弁機構を適用したエンジンにおいて、筒内圧に基づき可変動弁機構の制御タイミングを適切に補正することで、オイルの状態に依らずに可変動弁機構によって排気弁に所望の動作を行わせることが可能となる。   According to the engine control apparatus of the present invention, in an engine in which a hydraulically operated variable valve mechanism is applied to the exhaust valve, the oil state is corrected by appropriately correcting the control timing of the variable valve mechanism based on the in-cylinder pressure. It is possible to cause the exhaust valve to perform a desired operation by the variable valve mechanism without depending on the above.

本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine to which an engine control device according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明の実施形態によるエンジンの排気弁に適用される排気側可変動弁機構の概略側面図である。1 is a schematic side view of an exhaust-side variable valve mechanism that is applied to an exhaust valve of an engine according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態によるエンジンの制御装置に関する電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical structure regarding the control apparatus of the engine by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるエンジンの運転領域の説明図である。It is explanatory drawing of the driving | operation area | region of the engine by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による第1の運転領域での吸気弁及び排気弁の基本動作の説明図である。It is explanatory drawing of the basic operation | movement of an intake valve and an exhaust valve in the 1st operation area | region by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による排気側可変動弁機構の特性についての説明図である。It is explanatory drawing about the characteristic of the exhaust side variable valve mechanism by embodiment of this invention. 排気側可変動弁機構によって排気弁の開弁時期を遅角させたときの排気上死点での排気弁のリフト量の変化についての説明図である。It is explanatory drawing about the change of the lift amount of an exhaust valve in exhaust top dead center when the valve opening timing of an exhaust valve is retarded by the exhaust side variable valve mechanism. エンジンオイルの状態により排気弁のリフト量が小さくなる場合についての説明図である。It is explanatory drawing about the case where the lift amount of an exhaust valve becomes small with the state of engine oil. エンジンオイルの状態に起因して排気弁のリフト量が小さくなった場合に生じる問題点についての説明図である。It is explanatory drawing about the problem which arises when the lift amount of an exhaust valve becomes small resulting from the state of engine oil. 本発明の実施形態による排気弁の制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing of the exhaust valve by embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置について説明する。   Hereinafter, an engine control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

[エンジンの構成]
まず、図1乃至図3を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンの構成について説明する。図1は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンの概略構成図であり、図2は、本発明の実施形態によるエンジンにおける排気弁に適用される排気側可変動弁機構の概略側面図(部分的に断面図を示している)であり、図3は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置に関する電気的構成を示すブロック図である。
[Engine configuration]
First, the configuration of an engine to which an engine control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine to which an engine control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is an exhaust side variable valve mechanism applied to an exhaust valve in the engine according to the embodiment of the present invention. Fig. 3 is a schematic side view (partially showing a cross-sectional view), and Fig. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of an engine control apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、エンジン1は、車両に搭載されると共に、少なくともガソリンを含有する燃料が供給されるガソリンエンジンである。エンジン1は、複数の気筒18が設けられたシリンダブロック11(なお、図1では、1つの気筒のみを図示するが、例えば4つの気筒が直列に設けられる)と、このシリンダブロック11上に配設されたシリンダヘッド12と、シリンダブロック11の下側に配設され、潤滑油が貯留されたオイルパン13とを有している。各気筒18内には、コンロッド142を介してクランクシャフト15と連結されているピストン14が往復動可能に嵌挿されている。ピストン14の頂面には、ディーゼルエンジンでのリエントラント型のようなキャビティ141が形成されている。キャビティ141は、ピストン14が圧縮上死点付近に位置するときには、後述するインジェクタ67に相対する。シリンダヘッド12と、気筒18と、キャビティ141を有するピストン14とは、燃焼室19を画定する。なお、燃焼室19の形状は、図示する形状に限定されるものではない。例えばキャビティ141の形状、ピストン14の頂面形状、及び、燃焼室19の天井部の形状等は、適宜変更することが可能である。   As shown in FIG. 1, the engine 1 is a gasoline engine that is mounted on a vehicle and supplied with fuel containing at least gasoline. The engine 1 includes a cylinder block 11 provided with a plurality of cylinders 18 (in FIG. 1, only one cylinder is illustrated, but four cylinders are provided in series, for example), and the cylinder block 11 is disposed on the cylinder block 11. The cylinder head 12 is provided, and an oil pan 13 is provided below the cylinder block 11 and stores lubricating oil. A piston 14 connected to the crankshaft 15 via a connecting rod 142 is fitted in each cylinder 18 so as to be able to reciprocate. A cavity 141 like a reentrant type in a diesel engine is formed on the top surface of the piston 14. The cavity 141 is opposed to an injector 67 described later when the piston 14 is positioned near the compression top dead center. The cylinder head 12, the cylinder 18, and the piston 14 having the cavity 141 define a combustion chamber 19. The shape of the combustion chamber 19 is not limited to the shape illustrated. For example, the shape of the cavity 141, the top surface shape of the piston 14, the shape of the ceiling portion of the combustion chamber 19, and the like can be changed as appropriate.

このエンジン1は、理論熱効率の向上や、後述する圧縮着火燃焼の安定化等を目的として、15以上の比較的高い幾何学的圧縮比に設定されている。なお、幾何学的圧縮比は15以上20以下程度の範囲で、適宜設定すればよい。   The engine 1 is set to a relatively high geometric compression ratio of 15 or more for the purpose of improving the theoretical thermal efficiency and stabilizing the compression ignition combustion described later. In addition, what is necessary is just to set a geometric compression ratio suitably in the range of about 15-20.

シリンダヘッド12には、気筒18毎に、吸気ポート16及び排気ポート17が形成されていると共に、これら吸気ポート16及び排気ポート17には、燃焼室19側の開口を開閉する吸気弁21及び排気弁22がそれぞれ配設されている。また、図3に示すように、吸気弁21は、吸気側可変動弁機構71によって開弁時期及び/又はリフト量が変化され、排気弁22は、排気側可変動弁機構72によって開弁時期が変化される。排気側可変動弁機構72は、エンジンオイルの油圧を利用して排気弁22を動作させる油圧作動式の機構にて構成される。なお、一般的に、排気弁22は、気筒18毎に2つ設けられるが、これら2つの排気弁22の両方に排気側可変動弁機構72を適用することに限定はされず、一方の排気弁22にのみ排気側可変動弁機構72を適用し、他方の排気弁22には開弁時期及びリフト量が一定となるメカニカル動弁機構を適用してもよい。吸気弁21についても同様である。   The cylinder head 12 is provided with an intake port 16 and an exhaust port 17 for each cylinder 18. The intake port 16 and the exhaust port 17 have an intake valve 21 and an exhaust for opening and closing the opening on the combustion chamber 19 side. Each valve 22 is disposed. Further, as shown in FIG. 3, the intake valve 21 has its valve opening timing and / or lift amount changed by the intake side variable valve mechanism 71, and the exhaust valve 22 has the valve opening timing by the exhaust side variable valve mechanism 72. Is changed. The exhaust-side variable valve mechanism 72 is configured by a hydraulically operated mechanism that operates the exhaust valve 22 using the oil pressure of engine oil. In general, two exhaust valves 22 are provided for each cylinder 18, but the exhaust side variable valve mechanism 72 is not limited to both of the two exhaust valves 22, and one of the exhaust valves 22 is not limited. The exhaust side variable valve mechanism 72 may be applied only to the valve 22, and the other valve 22 may be a mechanical valve mechanism having a constant valve opening timing and lift amount. The same applies to the intake valve 21.

図2に示すように、排気弁22に適用される排気側可変動弁機構72は、外部から供給されたエンジンオイルが通過するオイル供給路72aと、オイル供給路72a上に設けられた三方弁としてのソレノイドバルブ72b(油圧バルブに相当する)と、オイル供給路72aからソレノイドバルブ72bを介して供給されたエンジンオイルが充填される圧力室72cと、を有する。この場合、ソレノイドバルブ72bが開弁しているときに、オイル供給路72aと圧力室72cとが流体連通されて、オイル供給路72aから圧力室72cへとエンジンオイルが供給される(図2中の矢印A11参照)。ソレノイドバルブ72bは、通電されていない状態では開弁しており、通電されると閉弁する。より詳しくは、ソレノイドバルブ72bは、通電され続けることにより、閉弁状態が維持される。なお、ソレノイドバルブ72bの上流側のオイル供給路72a上には、図示しない逆止弁などが設けられている。   As shown in FIG. 2, an exhaust side variable valve mechanism 72 applied to the exhaust valve 22 includes an oil supply path 72a through which engine oil supplied from the outside passes, and a three-way valve provided on the oil supply path 72a. As a solenoid valve 72b (corresponding to a hydraulic valve) and a pressure chamber 72c filled with engine oil supplied from the oil supply passage 72a via the solenoid valve 72b. In this case, when the solenoid valve 72b is open, the oil supply path 72a and the pressure chamber 72c are in fluid communication, and engine oil is supplied from the oil supply path 72a to the pressure chamber 72c (in FIG. 2). Arrow A11). The solenoid valve 72b is open when not energized and closes when energized. More specifically, the solenoid valve 72b is maintained in a closed state by being energized. Note that a check valve (not shown) is provided on the oil supply path 72a upstream of the solenoid valve 72b.

また、排気側可変動弁機構72は、タイミングベルトなどを介してクランクシャフト15の回転が伝達される排気カムシャフト23上に設けられたカム72dと、カム72dから伝達された力により揺動するローラーフィンガーフォロア72eと、圧力室72cに連結されており、ローラーフィンガーフォロア72eによって動作されて、圧力室72c内のエンジンオイルの圧力(油圧)を上昇させるポンプユニット72fと、を有する。加えて、排気側可変動弁機構72は、ソレノイドバルブ72bを介して圧力室72cに連結され、圧力室72c内の油圧によって排気弁22を開弁させるように動作するブレーキユニット72gと、ブレーキユニット72gが動作していないときに排気弁22の閉状態を維持するための力を付与するバルブスプリング72hと、を有する。この場合、ソレノイドバルブ72bが閉弁しているときに、オイル供給路72aと圧力室72cとの流体連通が遮断されて、圧力室72cとブレーキユニット72gとが流体連通されることで、圧力室72c内の油圧がブレーキユニット72gに作用する(図2中の矢印A12参照)。   The exhaust-side variable valve mechanism 72 swings by a cam 72d provided on the exhaust camshaft 23 to which the rotation of the crankshaft 15 is transmitted via a timing belt or the like, and a force transmitted from the cam 72d. A roller finger follower 72e and a pump unit 72f connected to the pressure chamber 72c and operated by the roller finger follower 72e to increase the pressure (hydraulic pressure) of engine oil in the pressure chamber 72c. In addition, the exhaust side variable valve mechanism 72 is connected to the pressure chamber 72c via the solenoid valve 72b, and operates to open the exhaust valve 22 by the hydraulic pressure in the pressure chamber 72c. And a valve spring 72h for applying a force for maintaining the exhaust valve 22 in a closed state when 72g is not operating. In this case, when the solenoid valve 72b is closed, the fluid communication between the oil supply path 72a and the pressure chamber 72c is interrupted, and the pressure chamber 72c and the brake unit 72g are in fluid communication with each other. The hydraulic pressure in 72c acts on the brake unit 72g (see arrow A12 in FIG. 2).

排気側可変動弁機構72が排気弁22を開弁させる動作について具体的に説明する。カム72dが排気カムシャフト23と同期して回転している最中において、カム72dに形成されたカム山(換言するとカムロブ)がローラーフィンガーフォロア72eに接触すると、このカム山がローラーフィンガーフォロア72eを押し込む。これにより、ローラーフィンガーフォロア72eがポンプユニット72fを付勢して、ポンプユニット72fが圧力室72c内のエンジンオイルを圧縮するよう動作する。このときに、ソレノイドバルブ72bを閉弁すると、オイル供給路72aと圧力室72cとの流体連通が遮断されて、圧力室72cとブレーキユニット72gとが流体連通されることで、圧力室72cとブレーキユニット72gとによってほぼ密閉空間が形成されて、この空間内のエンジンオイルの油圧がポンプユニット72fの動作によって上昇する。そして、上昇された油圧によってブレーキユニット72gが動作して排気弁22を付勢することで、排気弁22がリフトする、つまり排気弁22が開弁する。他方で、上記のような状況においてソレノイドバルブ72bを開状態に維持した場合には、オイル供給路72aと圧力室72cとが流体連通しているので、ポンプユニット72fの動作によって圧力室72c内のエンジンオイルがオイル供給路72aへと押し出される(当然、ソレノイドバルブ72bが閉弁しているときには、圧力室72cとブレーキユニット72gとの流体連通が遮断されているため、圧力室72c内の油圧はブレーキユニット72gに作用しない)。   An operation in which the exhaust side variable valve mechanism 72 opens the exhaust valve 22 will be specifically described. While the cam 72d rotates in synchronization with the exhaust camshaft 23, when the cam crest (in other words, the cam lobe) formed on the cam 72d contacts the roller finger follower 72e, the cam crest moves the roller finger follower 72e. Push in. Thereby, the roller finger follower 72e urges the pump unit 72f, and the pump unit 72f operates to compress the engine oil in the pressure chamber 72c. At this time, when the solenoid valve 72b is closed, the fluid communication between the oil supply path 72a and the pressure chamber 72c is interrupted, and the pressure chamber 72c and the brake unit 72g are fluidly communicated, so that the pressure chamber 72c and the brake are disconnected. A substantially sealed space is formed by the unit 72g, and the hydraulic pressure of the engine oil in this space is increased by the operation of the pump unit 72f. Then, the brake unit 72g is operated by the increased hydraulic pressure to urge the exhaust valve 22, whereby the exhaust valve 22 is lifted, that is, the exhaust valve 22 is opened. On the other hand, when the solenoid valve 72b is kept open in the above situation, the oil supply passage 72a and the pressure chamber 72c are in fluid communication with each other. The engine oil is pushed out to the oil supply path 72a. (Naturally, when the solenoid valve 72b is closed, the fluid communication between the pressure chamber 72c and the brake unit 72g is cut off, so the hydraulic pressure in the pressure chamber 72c is Does not act on the brake unit 72g).

基本的には、カム72dに形成されたカム山がローラーフィンガーフォロア72eに作用している間の何処かのタイミングでソレノイドバルブ72bを閉弁すると、排気弁22を開弁させることができる。したがって、ソレノイドバルブ72bを開状態から閉状態に切り替えるタイミングを変えることで、排気弁22の開弁時期を変化させることができる。本実施形態では、排気行程において排気弁22を開弁できるように、カム72d上の所定位置にカム山が形成されていると共に、排気行程に加えて吸気行程においても排気弁22を開弁できるように、つまり排気の二度開きが行えるように、別のカム山がカム72d上の所定位置に形成されている。本実施形態では、このような2つのカム山のそれぞれがローラーフィンガーフォロア72eに作用している間に、ソレノイドバルブ72bの開閉を切り替える制御を行って、排気弁22の開閉時期を変化させるようにする。また、排気の二度開きは、排気ポート17から燃焼室19へ既燃ガス(内部EGRガス)を逆流させて再導入する場合に実行される。   Basically, the exhaust valve 22 can be opened by closing the solenoid valve 72b at some timing while the cam crest formed on the cam 72d acts on the roller finger follower 72e. Therefore, the valve opening timing of the exhaust valve 22 can be changed by changing the timing of switching the solenoid valve 72b from the open state to the closed state. In the present embodiment, the cam crest is formed at a predetermined position on the cam 72d so that the exhaust valve 22 can be opened in the exhaust stroke, and the exhaust valve 22 can be opened in the intake stroke in addition to the exhaust stroke. In other words, another cam crest is formed at a predetermined position on the cam 72d so that the exhaust can be opened twice. In the present embodiment, while each of the two cam ridges is acting on the roller finger follower 72e, control for switching the opening and closing of the solenoid valve 72b is performed to change the opening and closing timing of the exhaust valve 22. To do. Further, the exhaust double opening is executed when burnt gas (internal EGR gas) flows backward from the exhaust port 17 to the combustion chamber 19 and is reintroduced.

図1を再度参照すると、シリンダヘッド12には、気筒18毎に、気筒18内に燃料を直接噴射する(直噴)インジェクタ67が取り付けられている。インジェクタ67は、その噴口が燃焼室19の天井面の中央部分から、その燃焼室19内に臨むように配設されている。インジェクタ67は、エンジン1の運転状態に応じて設定された噴射タイミングでかつ、エンジン1の運転状態に応じた量の燃料を、燃焼室19内に直接噴射する。この例において、インジェクタ67は、詳細な図示は省略するが、複数の噴口を有する多噴口型のインジェクタである。これによって、インジェクタ67は、燃料噴霧が、燃焼室19の中心位置から放射状に広がるように、燃料を噴射する。ピストン14が圧縮上死点付近に位置するタイミングで、燃焼室19の中央部分から放射状に広がるように噴射された燃料噴霧は、ピストン頂面に形成されたキャビティ141の壁面に沿って流動する。キャビティ141は、ピストン14が圧縮上死点付近に位置するタイミングで噴射された燃料噴霧を、その内部に収めるように形成されている、と言い換えることが可能である。この多噴口型のインジェクタ67とキャビティ141との組み合わせは、燃料の噴射後、混合気形成期間を短くすると共に、燃焼期間を短くする上で有利な構成である。なお、インジェクタ67は、多噴口型のインジェクタに限定されず、外開弁タイプのインジェクタを採用してもよい。   Referring to FIG. 1 again, the cylinder head 12 is provided with an injector 67 for direct injection of fuel into the cylinder 18 for each cylinder 18 (direct injection). The injector 67 is disposed so that its nozzle hole faces the inside of the combustion chamber 19 from the central portion of the ceiling surface of the combustion chamber 19. The injector 67 directly injects an amount of fuel into the combustion chamber 19 at an injection timing set according to the operating state of the engine 1 and according to the operating state of the engine 1. In this example, the injector 67 is a multi-hole injector having a plurality of nozzle holes, although detailed illustration is omitted. Thereby, the injector 67 injects the fuel so that the fuel spray spreads radially from the center position of the combustion chamber 19. At the timing when the piston 14 is positioned near the compression top dead center, the fuel spray injected radially from the central portion of the combustion chamber 19 flows along the wall surface of the cavity 141 formed on the top surface of the piston. It can be paraphrased that the cavity 141 is formed so that the fuel spray injected at the timing when the piston 14 is located near the compression top dead center is contained therein. This combination of the multi-hole injector 67 and the cavity 141 is an advantageous configuration for shortening the mixture formation period and the combustion period after fuel injection. In addition, the injector 67 is not limited to a multi-hole injector, and may be an open valve type injector.

図外の燃料タンクとインジェクタ67との間は、燃料供給経路によって互いに連結されている。この燃料供給経路上には、燃料ポンプ63とコモンレール64とを含みかつ、インジェクタ67に、比較的高い燃料圧力で燃料を供給することが可能な燃料供給システム62が介設されている。燃料ポンプ63は、燃料タンクからコモンレール64に燃料を圧送し、コモンレール64は圧送された燃料を、比較的高い燃料圧力で蓄えることが可能である。インジェクタ67が開弁することによって、コモンレール64に蓄えられている燃料がインジェクタ67の噴口から噴射される。ここで、燃料ポンプ63は、図示は省略するが、プランジャー式のポンプであり、エンジン1によって駆動される。このエンジン駆動のポンプを含む構成の燃料供給システム62は、30MPa以上の高い燃料圧力の燃料を、インジェクタ67に供給することを可能にする。燃料圧力は、最高で120MPa程度に設定してもよい。インジェクタ67に供給される燃料の圧力は、エンジン1の運転状態に応じて変更される。なお、燃料供給システム62は、この構成に限定されるものではない。   A fuel tank (not shown) and the injector 67 are connected to each other by a fuel supply path. A fuel supply system 62 including a fuel pump 63 and a common rail 64 and capable of supplying fuel to the injector 67 at a relatively high fuel pressure is interposed on the fuel supply path. The fuel pump 63 pumps fuel from the fuel tank to the common rail 64, and the common rail 64 can store the pumped fuel at a relatively high fuel pressure. When the injector 67 is opened, the fuel stored in the common rail 64 is injected from the injection port of the injector 67. Here, although not shown, the fuel pump 63 is a plunger type pump and is driven by the engine 1. The fuel supply system 62 configured to include this engine-driven pump enables the fuel with a high fuel pressure of 30 MPa or more to be supplied to the injector 67. The fuel pressure may be set to about 120 MPa at the maximum. The pressure of the fuel supplied to the injector 67 is changed according to the operating state of the engine 1. The fuel supply system 62 is not limited to this configuration.

シリンダヘッド12にはまた、燃焼室19内の混合気に強制点火(具体的には火花点火)する点火プラグ25が取り付けられている。点火プラグ25は、この例では、エンジン1の排気側から斜め下向きに延びるように、シリンダヘッド12内を貫通して配置されている。点火プラグ25の先端は、圧縮上死点に位置するピストン14のキャビティ141内に臨んで配置される。   An ignition plug 25 for forcibly igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 19 (specifically, spark ignition) is also attached to the cylinder head 12. In this example, the spark plug 25 is disposed through the cylinder head 12 so as to extend obliquely downward from the exhaust side of the engine 1. The tip of the spark plug 25 is disposed facing the cavity 141 of the piston 14 located at the compression top dead center.

エンジン1の一側面には、図1に示すように、各気筒18の吸気ポート16に連通するように吸気通路30が接続されている。一方、エンジン1の他側面には、各気筒18の燃焼室19からの既燃ガス(排気ガス)を排出する排気通路40が接続されている。   As shown in FIG. 1, an intake passage 30 is connected to one side of the engine 1 so as to communicate with the intake port 16 of each cylinder 18. On the other hand, an exhaust passage 40 for discharging burned gas (exhaust gas) from the combustion chamber 19 of each cylinder 18 is connected to the other side of the engine 1.

吸気通路30の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ31が配設され、その下流側には、各気筒18への吸入空気量を調節するスロットル弁36が配設されている。また、吸気通路30における下流端近傍には、サージタンク33が配設されている。このサージタンク33よりも下流側の吸気通路30は、気筒18毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒18の吸気ポート16にそれぞれ接続されている。   An air cleaner 31 that filters intake air is disposed at the upstream end of the intake passage 30, and a throttle valve 36 that adjusts the amount of intake air to each cylinder 18 is disposed downstream thereof. A surge tank 33 is disposed near the downstream end of the intake passage 30. The intake passage 30 on the downstream side of the surge tank 33 is an independent passage branched for each cylinder 18, and the downstream end of each independent passage is connected to the intake port 16 of each cylinder 18.

排気通路40の上流側の部分は、気筒18毎に分岐して排気ポート17の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。この排気通路40における排気マニホールドよりも下流側には、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置として、直キャタリスト41とアンダーフットキャタリスト42とがそれぞれ接続されている。直キャタリスト41及びアンダーフットキャタリスト42はそれぞれ、筒状ケースと、そのケース内の流路に配置した、例えば三元触媒とを備えて構成されている。   The upstream portion of the exhaust passage 40 is constituted by an exhaust manifold having an independent passage branched for each cylinder 18 and connected to the outer end of the exhaust port 17 and a collecting portion where the independent passages gather. A direct catalyst 41 and an underfoot catalyst 42 are connected downstream of the exhaust manifold in the exhaust passage 40 as exhaust purification devices for purifying harmful components in the exhaust gas. Each of the direct catalyst 41 and the underfoot catalyst 42 includes a cylindrical case and, for example, a three-way catalyst disposed in a flow path in the case.

吸気通路30におけるサージタンク33とスロットル弁36との間の部分と、排気通路40における直キャタリスト41よりも上流側の部分とは、排気ガスの一部を吸気通路30に還流するためのEGR通路50を介して接続されている。このEGR通路50は、排気ガスをエンジン冷却水によって冷却するためのEGRクーラ52が配設された主通路51を含んで構成されている。主通路51には、排気ガスの吸気通路30への還流量を調整するためのEGR弁511が配設されている。   A portion between the surge tank 33 and the throttle valve 36 in the intake passage 30 and a portion upstream of the direct catalyst 41 in the exhaust passage 40 are used for returning a part of the exhaust gas to the intake passage 30. They are connected via a passage 50. The EGR passage 50 includes a main passage 51 in which an EGR cooler 52 for cooling the exhaust gas with engine coolant is disposed. The main passage 51 is provided with an EGR valve 511 for adjusting the recirculation amount of the exhaust gas to the intake passage 30.

エンジン1は、制御手段としてのパワートレイン・コントロール・モジュール(以下では「PCM」と呼ぶ。)10によって制御される。PCM10は、CPU、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成されている。このPCM10が制御器を構成する。   The engine 1 is controlled by a powertrain control module (hereinafter referred to as “PCM”) 10 as control means. The PCM 10 includes a microprocessor having a CPU, a memory, a counter timer group, an interface, and a path connecting these units. This PCM 10 constitutes a controller.

PCM10には、図1及び図3に示すように、各種のセンサSW1、SW2、SW4〜SW18の検出信号が入力される。具体的には、PCM10には、エアクリーナ31の下流側で、新気の流量を検出するエアフローセンサSW1の検出信号と、新気の温度を検出する吸気温度センサSW2の検出信号と、EGR通路50における吸気通路30との接続部近傍に配置されかつ、外部EGRガスの温度を検出するEGRガス温センサSW4の検出信号と、吸気ポート16に取り付けられかつ、気筒18内に流入する直前の吸気の温度を検出する吸気ポート温度センサSW5の検出信号と、シリンダヘッド12に取り付けられかつ、気筒18内の圧力を検出する筒内圧センサSW6の検出信号と、排気通路40におけるEGR通路50の接続部近傍に配置されかつ、それぞれ排気温度及び排気圧力を検出する排気温センサSW7及び排気圧センサSW8の検出信号と、直キャタリスト41の上流側に配置されかつ、排気中の酸素濃度を検出するリニアO2センサSW9の検出信号と、直キャタリスト41とアンダーフットキャタリスト42との間に配置されかつ、排気中の酸素濃度を検出するラムダO2センサSW10の検出信号と、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサSW11の検出信号と、クランクシャフト15の回転角を検出するクランク角センサSW12の検出信号と、車両のアクセルペダル(図示省略)の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサSW13の検出信号と、吸気側及び排気側のカム角センサSW14、SW15の検出信号と、燃料供給システム62のコモンレール64に取り付けられかつ、インジェクタ67に供給する燃料圧力を検出する燃圧センサSW16の検出信号と、エンジン1の油圧を検出する油圧センサSW17の検出信号と、エンジン1の油温を検出する油温センサSW18の検出信号と、が入力される。 As shown in FIGS. 1 and 3, detection signals of various sensors SW1, SW2, SW4 to SW18 are input to the PCM 10. Specifically, on the downstream side of the air cleaner 31, the PCM 10 includes a detection signal of an air flow sensor SW 1 that detects a flow rate of fresh air, a detection signal of an intake air temperature sensor SW 2 that detects the temperature of fresh air, and an EGR passage 50. The detection signal of the EGR gas temperature sensor SW4 that is disposed in the vicinity of the connection portion with the intake passage 30 and detects the temperature of the external EGR gas, and the intake air that is attached to the intake port 16 and immediately before flowing into the cylinder 18 The detection signal of the intake port temperature sensor SW5 for detecting the temperature, the detection signal of the in-cylinder pressure sensor SW6 attached to the cylinder head 12 and detecting the pressure in the cylinder 18, and the vicinity of the connection portion of the EGR passage 50 in the exhaust passage 40 And the detection signals of the exhaust temperature sensor SW7 and the exhaust pressure sensor SW8 that detect the exhaust temperature and the exhaust pressure, respectively. And it is disposed on the upstream side of the direct catalyst 41, disposed between the detection signal of the linear O 2 sensor SW9 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas, the direct catalyst 41 and underfoot catalyst 42 and the exhaust A detection signal of a lambda O 2 sensor SW10 that detects the oxygen concentration of the engine, a detection signal of a water temperature sensor SW11 that detects the temperature of engine cooling water, a detection signal of a crank angle sensor SW12 that detects the rotation angle of the crankshaft 15, A detection signal of an accelerator opening sensor SW13 that detects an accelerator opening corresponding to an operation amount of an accelerator pedal (not shown) of the vehicle, detection signals of intake side and exhaust side cam angle sensors SW14 and SW15, and a fuel supply system A fuel pressure sensor S that is attached to the common rail 64 of 62 and detects the fuel pressure supplied to the injector 67. 16 a detection signal of a detection signal of the hydraulic sensor SW17 for detecting the oil pressure of the engine 1, and the detection signal of the oil temperature sensor SW18 for detecting the oil temperature of the engine 1, are input.

PCM10は、これらの検出信号に基づいて種々の演算を行うことによってエンジン1や車両の状態を判定し、これに応じて、(直噴)インジェクタ67、点火プラグ25、吸気側可変動弁機構71、排気側可変動弁機構72、燃料供給システム62、及び、各種の弁(スロットル弁36、EGR弁511)のアクチュエータに対して制御信号を出力する。こうしてPCM10は、エンジン1を運転する。特に、本実施形態では、PCM10は、排気側可変動弁機構72のソレノイドバルブ72bに対して制御信号を出力して(詳しくはソレノイドバルブ72bに対して電圧又は電流を供給する)、ソレノイドバルブ72bの開閉を切り替えることで、排気弁22の開閉時期を変化させる制御を実行する。   The PCM 10 performs various calculations based on these detection signals to determine the state of the engine 1 and the vehicle, and in response to this, (direct injection) injector 67, spark plug 25, intake side variable valve mechanism 71 Control signals are output to the exhaust side variable valve mechanism 72, the fuel supply system 62, and the actuators of various valves (throttle valve 36, EGR valve 511). Thus, the PCM 10 operates the engine 1. In particular, in this embodiment, the PCM 10 outputs a control signal to the solenoid valve 72b of the exhaust side variable valve mechanism 72 (specifically, supplies a voltage or current to the solenoid valve 72b), and the solenoid valve 72b. The control for changing the opening / closing timing of the exhaust valve 22 is executed by switching between opening and closing.

[運転領域]
次に、図4を参照して、本発明の実施形態によるエンジン1の運転領域について説明する。図4は、エンジン1の運転制御マップの一例を示している。このエンジン1は、燃費の向上や排気エミッション性能の向上を目的として、エンジン負荷が相対的に低い低負荷域である第1の運転領域R11では、点火プラグ25による点火を行わずに、圧縮自己着火による圧縮着火燃焼を行う。しかしながら、エンジン1の負荷が高くなるに従って、この圧縮着火燃焼では、燃焼が急峻になりすぎてしまい、燃焼騒音が発生したり、着火時期の制御が困難になったりする(失火などが発生する傾向にある)。そのため、このエンジン1では、エンジン負荷が相対的に高い高負荷域である第2の運転領域R12では、圧縮着火燃焼の代わりに、点火プラグ25を利用した強制点火燃焼(ここでは火花点火燃焼)を行うようにする。このように、このエンジン1は、エンジン1の運転状態、特にエンジン1の負荷に応じて、圧縮着火燃焼による運転を実行するCI(Compression Ignition)運転と、火花点火燃焼による運転を実行するSI(Spark Ignition)運転とを切り替えるように構成されている。
[Operation area]
Next, with reference to FIG. 4, an operation region of the engine 1 according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows an example of the operation control map of the engine 1. For the purpose of improving fuel consumption and exhaust emission performance, the engine 1 does not perform ignition by the spark plug 25 in the first operating region R11, which is a low load region where the engine load is relatively low. Performs compression ignition combustion by ignition. However, as the load on the engine 1 increases, in this compression ignition combustion, the combustion becomes too steep and combustion noise is generated, and it becomes difficult to control the ignition timing (prone to misfire and the like). It is in). Therefore, in this engine 1, in the second operating region R12, which is a high load region where the engine load is relatively high, forced ignition combustion (here, spark ignition combustion) using the spark plug 25 is used instead of compression ignition combustion. To do. As described above, the engine 1 performs a CI (Compression Ignition) operation for performing an operation by compression ignition combustion and an SI (for performing an operation by spark ignition combustion) according to the operation state of the engine 1, particularly, the load of the engine 1. It is configured to switch between (Spark Ignition) driving.

ここで、図5を参照して、CI運転を行う第1の運転領域R11での吸気弁21及び排気弁22の基本動作について説明する。図5は、横軸にクランク角を示し、縦軸に弁のリフト量を示している。また、実線のグラフG11は、クランク角に応じた排気弁22の動作(リフトカーブ)を示し、破線のグラフG12は、クランク角に応じた吸気弁21の動作(リフトカーブ)を示している。グラフG11に示すように、CI運転を行う第1の運転領域R11では、排気側可変動弁機構72によって排気弁22を排気行程中に開弁させると共に吸気行程中にも開弁させる排気の二度開きを実行して、相対的に温度の高い内部EGRガスを気筒18内に導入する。こうすることで、CI運転時に、気筒18内の圧縮端温度を高めて、圧縮着火燃焼の着火性及び安定性を高めるようにしている。   Here, with reference to FIG. 5, the basic operation of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 in the first operation region R11 in which the CI operation is performed will be described. FIG. 5 shows the crank angle on the horizontal axis and the lift amount of the valve on the vertical axis. A solid line graph G11 shows the operation (lift curve) of the exhaust valve 22 according to the crank angle, and a broken line graph G12 shows the operation (lift curve) of the intake valve 21 according to the crank angle. As shown in the graph G11, in the first operation region R11 in which the CI operation is performed, the exhaust side variable valve mechanism 72 opens the exhaust valve 22 during the exhaust stroke and also opens the exhaust valve during the intake stroke. Opening is performed to introduce the internal EGR gas having a relatively high temperature into the cylinder 18. By doing so, during the CI operation, the compression end temperature in the cylinder 18 is increased to improve the ignitability and stability of the compression ignition combustion.

[排気弁に対する制御]
次に、本発明の実施形態による排気弁に対する制御内容について具体的に説明する。
[Control for exhaust valve]
Next, the control content for the exhaust valve according to the embodiment of the present invention will be specifically described.

まず、図6を参照して、排気弁22を動作させる排気側可変動弁機構72の特性について説明する。ここでは、説明を簡単にするために、排気側可変動弁機構72によって排気弁22を1回だけ開弁させる場合を例に挙げる(実際には排気弁22は二度開きする)。   First, the characteristics of the exhaust-side variable valve mechanism 72 that operates the exhaust valve 22 will be described with reference to FIG. Here, in order to simplify the explanation, an example will be given in which the exhaust valve 22 is opened only once by the exhaust-side variable valve mechanism 72 (actually, the exhaust valve 22 opens twice).

図6(a)の上には、排気側可変動弁機構72によって排気弁22を比較的早い時期t11にて開弁させたときの排気弁22の動作(リフトカーブ)を示しており、図6(a)の下には、このように排気弁22を動作させたときの排気側可変動弁機構72のソレノイドバルブ72bの開閉状態を示している。例えば、開弁時期t11は、排気側可変動弁機構72によって排気弁22の開弁時期を最大に進角させたときの開弁時期(以下では適宜「最大進角開弁時期」と呼ぶ。)である。一方、図6(b)の上には、比較的遅い時期t12に、具体的には図6(a)に示した開弁時期t11から遅角させた時期t12に(矢印A21参照)、排気側可変動弁機構72によって排気弁22を開弁させたときの排気弁22の動作(リフトカーブ)を示しており、図6(b)の下には、このように排気弁22を動作させたときの排気側可変動弁機構72のソレノイドバルブ72bの開閉状態を示している。また、図6(b)の上には、比較のために、図6(a)の上に示したリフトカーブを破線にて重ねて示してある。   6A shows the operation (lift curve) of the exhaust valve 22 when the exhaust valve 22 is opened at a relatively early timing t11 by the exhaust side variable valve mechanism 72. 6 (a) shows the open / closed state of the solenoid valve 72b of the exhaust side variable valve mechanism 72 when the exhaust valve 22 is operated in this way. For example, the valve opening timing t11 is referred to as the valve opening timing when the valve opening timing of the exhaust valve 22 is advanced to the maximum by the exhaust-side variable valve mechanism 72 (hereinafter referred to as “maximum valve opening timing” as appropriate). ). On the other hand, on the upper side of FIG. 6B, the exhaust is performed at a relatively late timing t12, specifically, at the timing t12 delayed from the valve opening timing t11 shown in FIG. 6A (see arrow A21). The operation (lift curve) of the exhaust valve 22 when the exhaust valve 22 is opened by the side variable valve mechanism 72 is shown. In FIG. 6B, the exhaust valve 22 is operated in this way. The open / close state of the solenoid valve 72b of the exhaust side variable valve mechanism 72 at the time is shown. Further, on the upper part of FIG. 6B, the lift curve shown in the upper part of FIG.

図6(a)と図6(b)とを比較すると、排気弁22の開弁時期を遅角させると、排気弁22のリフト量が小さくなることがわかる(矢印A22参照)。また、符号Ar2で示す面積に対応する、排気弁22のリフト量積分値(開弁期間においてクランク角度に応じて変化する排気弁22のリフト量を積分した値であり、排気弁22を通って流れるガス量は、高回転では概ねこのリフト量積分値に応じた量となり、低回転では同じ通過ガス量に対してポンプ損失がリフト量積分値低下に伴い概ね増加する)が、符号Ar1で示す面積に対応する、排気弁22のリフト量積分値よりも小さいことがわかる。このように排気弁22の開弁時期を遅角させるとリフト量及びリフト量積分値が小さくなる理由は、以下の通りである。   Comparing FIG. 6 (a) and FIG. 6 (b), it can be seen that if the valve opening timing of the exhaust valve 22 is retarded, the lift amount of the exhaust valve 22 becomes smaller (see arrow A22). Further, the lift amount integrated value of the exhaust valve 22 corresponding to the area indicated by the symbol Ar2 (the value obtained by integrating the lift amount of the exhaust valve 22 that changes according to the crank angle during the valve opening period, and passes through the exhaust valve 22). The amount of flowing gas is approximately the amount corresponding to the integral value of the lift amount at high revolutions, and the pump loss generally increases as the integral amount of lift decreases with respect to the same passing gas amount at low revolutions). It can be seen that the lift amount integrated value of the exhaust valve 22 corresponding to the area is smaller. The reason why the lift amount and the lift amount integral value become smaller when the opening timing of the exhaust valve 22 is retarded in this way is as follows.

上述したように、排気側可変動弁機構72においては、カム72dに形成されたカム山がローラーフィンガーフォロア72eに接触しているときに、このカム山がローラーフィンガーフォロア72eを押し込むことで、ポンプユニット72fが圧力室72c内のエンジンオイルを圧縮するよう動作する。このときに、ソレノイドバルブ72bを閉弁すると、圧力室72cとブレーキユニット72gとによってほぼ密閉空間が形成されて、この空間内のエンジンオイルの油圧が上昇して、上昇された油圧によってブレーキユニット72gが動作して排気弁22を付勢することで、排気弁22が開弁する。   As described above, in the exhaust side variable valve mechanism 72, when the cam crest formed on the cam 72d is in contact with the roller finger follower 72e, the cam crest pushes the roller finger follower 72e, thereby The unit 72f operates to compress the engine oil in the pressure chamber 72c. At this time, when the solenoid valve 72b is closed, a substantially sealed space is formed by the pressure chamber 72c and the brake unit 72g, and the hydraulic pressure of the engine oil in this space is increased, and the brake pressure is increased by the brake unit 72g. Operates to urge the exhaust valve 22 to open the exhaust valve 22.

ここで、圧力室72c内の油圧は、カム72dのカム山がローラーフィンガーフォロア72eに作用し始めると上昇していくが、ある程度まで上昇した後に低下していく。したがって、カム72dのカム山がローラーフィンガーフォロア72eに作用し始めた初期の所定のタイミングにおいてソレノイドバルブ72bを閉弁すると、相対的に早い時期から高圧室の圧力は上昇するため、排気弁22の開弁は早くなり、その後もカム山によって押し込まれるポンプユニット72fの動きに合わせてリフトするため、リフト量及びリフト量積分値は最も大きくなる(図6(a)参照)。この場合、排気弁22のリフト量及びリフト量積分値が最も大きくなるような排気弁22の開弁時期が、排気弁22の最大進角開弁時期として規定される。他方で、そのような最大進角開弁時期からソレノイドバルブ72bの閉弁時期を遅角させていくと、高圧室の圧力上昇は相対的に遅くなり、排気弁22の開弁は遅くなるため、その後カム山によって押し込まれるポンプユニットの動きに合わせてリフトするリフト量およびリフト量積分値も小さくなるのである(図6(b)参照)。
なお、上述してきた通り、排気側可変動弁機構72は排気弁22の開閉時期を変化させることができるが、図6に示したように、排気側可変動弁機構72によって排気弁22の開閉時期を変化させると排気弁22のリフト量も変化するので、このことから、排気側可変動弁機構72は排気弁22の開閉時期に加えてリフト量も変化させることができると言える。
Here, the hydraulic pressure in the pressure chamber 72c increases when the cam crest of the cam 72d starts to act on the roller finger follower 72e, but decreases after increasing to some extent. Therefore, when the solenoid valve 72b is closed at an initial predetermined timing when the cam crest of the cam 72d starts to act on the roller finger follower 72e, the pressure of the high pressure chamber increases from a relatively early time. The valve opening speeds up, and the lift amount and the integral value of the lift amount are the largest since the valve unit is lifted in accordance with the movement of the pump unit 72f pushed by the cam crest (see FIG. 6A). In this case, the valve opening timing of the exhaust valve 22 that maximizes the lift amount and the lift amount integral value of the exhaust valve 22 is defined as the maximum advance valve opening timing of the exhaust valve 22. On the other hand, if the valve closing timing of the solenoid valve 72b is retarded from such maximum advance valve opening timing, the pressure increase in the high pressure chamber becomes relatively slow and the opening of the exhaust valve 22 becomes slow. Then, the lift amount and the lift amount integrated value that are lifted in accordance with the movement of the pump unit that is pushed in by the cam crest thereafter are also reduced (see FIG. 6B).
As described above, the exhaust-side variable valve mechanism 72 can change the opening / closing timing of the exhaust valve 22, but as shown in FIG. 6, the exhaust-side variable valve mechanism 72 opens and closes the exhaust valve 22. When the timing is changed, the lift amount of the exhaust valve 22 also changes. Therefore, it can be said that the exhaust side variable valve mechanism 72 can change the lift amount in addition to the opening / closing timing of the exhaust valve 22.

ところで、エンジン1の高回転時には、排気側可変動弁機構72によって排気弁22の開弁時期を排気下死点(TDC)に対して進角させると、筒内から速やかに排気を排出でき、ポンピングロスを低減することができるものと考えられる。例えば、排気弁22の開弁時期を最大進角開弁時期に設定すると、ポンピングロスを効果的に低減することができる。一方で、エンジン1の低回転時には、排気側可変動弁機構72によって排気弁22の開弁時期を排気下死点付近まで遅角させると、膨張比を向上させることができるものと考えられる。   By the way, when the engine 1 is rotating at a high speed, if the valve opening timing of the exhaust valve 22 is advanced with respect to the exhaust bottom dead center (TDC) by the exhaust side variable valve mechanism 72, the exhaust can be quickly discharged from the cylinder. It is considered that the pumping loss can be reduced. For example, if the valve opening timing of the exhaust valve 22 is set to the maximum advance valve opening timing, the pumping loss can be effectively reduced. On the other hand, it is considered that the expansion ratio can be improved by retarding the valve opening timing of the exhaust valve 22 to the vicinity of the exhaust bottom dead center by the exhaust side variable valve mechanism 72 when the engine 1 is rotating at a low speed.

そのため、本実施形態では、PCM10は、エンジン回転数に応じて、排気側可変動弁機構72によって排気弁22の開弁時期を変化させる。具体的には、PCM10は、ポンピングロスの観点から、エンジン回転数が高いほど、排気側可変動弁機構72によって排気弁22の開弁時期を進角させ(詳しくは最大進角開弁時期を限度として排気弁22の開弁時期を進角させる)、また、膨張比の観点から、エンジン回転数が低いほど、排気側可変動弁機構72によって排気弁22の開弁時期を遅角させる。   Therefore, in this embodiment, the PCM 10 changes the valve opening timing of the exhaust valve 22 by the exhaust-side variable valve mechanism 72 according to the engine speed. Specifically, from the viewpoint of pumping loss, the PCM 10 advances the valve opening timing of the exhaust valve 22 by the exhaust side variable valve mechanism 72 as the engine speed increases (more specifically, the maximum valve opening timing is set). The opening timing of the exhaust valve 22 is advanced as a limit.) From the viewpoint of the expansion ratio, the opening timing of the exhaust valve 22 is retarded by the exhaust side variable valve mechanism 72 as the engine speed is lower.

しかしながら、上記したような排気側可変動弁機構72の特性から(図6参照)、エンジン1の低回転時に膨張比を向上させるために排気弁22の開弁時期を遅角させ過ぎると、所望のリフト量などが確保できずに、筒内から排気をスムーズに排出できなくなる。特に、排気弁22の開弁時期を遅角させ過ぎると、排気上死点での排気弁22のリフト量がかなり小さくなり、排気による損失(ポンピングロス)が生じてしまう。これについて、図7を参照して具体的に説明する。   However, due to the characteristics of the exhaust side variable valve mechanism 72 as described above (see FIG. 6), if the valve opening timing of the exhaust valve 22 is retarded too much in order to improve the expansion ratio when the engine 1 is rotating at low speed, it is desirable. The lift amount cannot be secured, and the exhaust cannot be discharged smoothly from the cylinder. In particular, if the opening timing of the exhaust valve 22 is retarded too much, the lift amount of the exhaust valve 22 at the exhaust top dead center becomes considerably small, and loss due to exhaust (pumping loss) occurs. This will be specifically described with reference to FIG.

図7は、排気側可変動弁機構72によって排気弁22の開弁時期を遅角させたときの排気上死点での排気弁22のリフト量の変化についての説明図である。図7は、横軸にクランク角を示し、縦軸に排気弁22のリフト量を示している。グラフG21〜G24は、基本的には排気の二度開き(図5参照)を行うように排気弁22を動作させることとし、そのときの排気行程における排気弁22の開弁時期を遅角させていった場合の排気弁22のリフトカーブの具体例を示している。   FIG. 7 is an explanatory view of a change in the lift amount of the exhaust valve 22 at the exhaust top dead center when the valve opening timing of the exhaust valve 22 is retarded by the exhaust side variable valve mechanism 72. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the crank angle, and the vertical axis indicates the lift amount of the exhaust valve 22. The graphs G21 to G24 basically operate the exhaust valve 22 to open the exhaust twice (see FIG. 5), and retard the valve opening timing of the exhaust valve 22 in the exhaust stroke at that time. A specific example of the lift curve of the exhaust valve 22 is shown.

図7に示すように、排気弁22の開弁時期を遅角させる度合いを大きくすると(矢印A31参照)、排気上死点での排気弁22のリフト量が小さくなっていくことがわかる(矢印A32参照)。特に、グラフG24に示すように、排気弁22の開弁時期を遅角させる度合いをかなり大きくすると、排気上死点での排気弁22のリフト量が0になること、つまり排気上死点において排気弁22が全閉状態になることがわかる。このように、排気弁22の開弁時期を遅角させることで排気上死点での排気弁22のリフト量が確保されなくなると、排気が筒内から適切に排出されずに筒内圧が上昇し、排気による損失が生じてしまう。   As shown in FIG. 7, it can be seen that if the degree of retarding the opening timing of the exhaust valve 22 is increased (see arrow A31), the lift amount of the exhaust valve 22 at the exhaust top dead center is decreased (arrow). A32). In particular, as shown in the graph G24, when the degree of delay of the opening timing of the exhaust valve 22 is considerably increased, the lift amount of the exhaust valve 22 at the exhaust top dead center becomes 0, that is, at the exhaust top dead center. It can be seen that the exhaust valve 22 is fully closed. Thus, if the lift amount of the exhaust valve 22 at the exhaust top dead center is not ensured by retarding the valve opening timing of the exhaust valve 22, the exhaust pressure is not properly discharged from the cylinder and the in-cylinder pressure increases. However, loss due to exhaust occurs.

したがって、本実施形態では、排気上死点での排気弁22のリフト量が確保されるように、排気行程での排気弁22の開弁時期を排気側可変動弁機構72によって最大に遅角させる時期である最大遅角開弁時期を設定し、この最大遅角開弁時期よりも進角側の時期において排気弁22を開弁させるように排気側可変動弁機構72を制御する。具体的には、PCM10は、エンジン回転数が低い場合に、最大遅角開弁時期を限度として排気弁22の開弁時期を遅角させることで、排気上死点での排気弁22のリフト量を確保して排気による損失を抑制しつつ、膨張比を改善するようにする。   Accordingly, in the present embodiment, the valve opening timing of the exhaust valve 22 in the exhaust stroke is retarded to the maximum by the exhaust side variable valve mechanism 72 so that the lift amount of the exhaust valve 22 at the exhaust top dead center is ensured. A maximum retarded valve opening timing is set, and the exhaust-side variable valve mechanism 72 is controlled so that the exhaust valve 22 is opened at a timing more advanced than the maximum retarded valve opening timing. Specifically, the PCM 10 lifts the exhaust valve 22 at the exhaust top dead center by retarding the valve opening timing of the exhaust valve 22 up to the maximum retarded valve opening timing when the engine speed is low. The expansion ratio is improved while securing the amount and suppressing loss due to exhaust.

ところで、上記したように、排気弁22の開弁時期を遅角させ過ぎると排気上死点での排気弁22のリフト量が確保されなくなるが、この問題に対処すべく排気弁22のリフト量が確保されるような開弁時期を設定したとしても、排気側可変動弁機構72が利用するエンジンオイルの状態によっては、排気弁22のリフト量が適切に確保されない場合がある、つまり排気弁22が所望の動作を行わない場合がある。これについて、図8を参照して具体的に説明する。   By the way, as described above, if the opening timing of the exhaust valve 22 is retarded too much, the lift amount of the exhaust valve 22 at the exhaust top dead center cannot be ensured. However, the lift amount of the exhaust valve 22 is to cope with this problem. Even when the valve opening timing is set such that the exhaust valve 22 is secured, the lift amount of the exhaust valve 22 may not be properly secured depending on the state of the engine oil used by the exhaust side variable valve mechanism 72, that is, the exhaust valve. 22 may not perform the desired operation. This will be specifically described with reference to FIG.

図8は、エンジンオイルの状態により排気弁22のリフト量が小さくなる場合についての説明図である。図8は、横軸にクランク角を示し、縦軸に排気弁22のリフト量を示している。グラフG31、G32は、それぞれ、基本的には排気の二度開き(図5参照)を行うように排気弁22を動作させることとし、そのときの排気行程における排気弁22の開弁時期を同一に設定した場合における排気弁22のリフトカーブを示している。より具体的には、破線のグラフG32は、実線のグラフG31よりも、排気側可変動弁機構72が利用するエンジンオイルの粘度が高い場合における排気弁22のリフトカーブを示している。グラフG31とグラフG32とを比較すると、エンジンオイルの粘度が高い場合には、排気弁22の開弁時期を同一に設定しても、排気弁22のリフト量が全体的に小さくなることがわかる。特に、排気上死点での排気弁22のリフト量がかなり小さくなっていることがわかる(矢印A4参照)。このようになるのは、エンジンオイルの粘度が高いと、排気側可変動弁機構72において排気弁22に所望の動作を行わせるのに必要な油圧が得られないから、つまり排気側可変動弁機構72の圧力室72c内の油圧が適切な圧力にまで上昇しないからである。このエンジンオイルの粘度は、エンジンオイルの温度や希釈率や空気の混入率や劣化度合いなどによって変化するものである。   FIG. 8 is an explanatory diagram for a case where the lift amount of the exhaust valve 22 becomes small depending on the state of the engine oil. FIG. 8 shows the crank angle on the horizontal axis and the lift amount of the exhaust valve 22 on the vertical axis. The graphs G31 and G32 basically operate the exhaust valve 22 so as to open the exhaust twice (see FIG. 5), and the opening timing of the exhaust valve 22 in the exhaust stroke at that time is the same. The lift curve of the exhaust valve 22 in the case of setting to is shown. More specifically, the broken line graph G32 shows the lift curve of the exhaust valve 22 when the viscosity of the engine oil used by the exhaust side variable valve mechanism 72 is higher than that of the solid line graph G31. Comparing the graph G31 and the graph G32, when the viscosity of the engine oil is high, the lift amount of the exhaust valve 22 is reduced as a whole even if the opening timing of the exhaust valve 22 is set to be the same. . In particular, it can be seen that the lift amount of the exhaust valve 22 at the exhaust top dead center is considerably small (see arrow A4). This is because if the viscosity of the engine oil is high, the exhaust side variable valve mechanism 72 cannot obtain the hydraulic pressure required to cause the exhaust valve 22 to perform a desired operation. This is because the hydraulic pressure in the pressure chamber 72c of the mechanism 72 does not rise to an appropriate pressure. The viscosity of the engine oil varies depending on the temperature and dilution rate of the engine oil, the air mixing rate, the degree of deterioration, and the like.

次に、図9を参照して、エンジンオイルの状態に起因して排気弁22のリフト量が小さくなった場合(例えば図8のグラフG32に示したようなリフトカーブとなる場合)に生じる問題点について説明する。図9は、横軸に筒内容積を示し、縦軸に筒内圧を示しており、各工程(吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程)での筒内容積と筒内圧との関係を示している(P−V線図)。上記したように、エンジンオイルの状態に起因して排気弁22のリフト量が小さくなった場合、特に排気上死点での排気弁22のリフト量がかなり小さくなった場合、排気が筒内から適切に排出されずに、図9中の矢印A5に示すように(破線参照)、排気行程の後半において、つまり吸気行程の直前において筒内圧が上昇する。この場合には、排気による損失(ポンピングロス)が生じる。   Next, referring to FIG. 9, a problem that occurs when the lift amount of the exhaust valve 22 is reduced due to the state of the engine oil (for example, when the lift curve is as shown in the graph G <b> 32 of FIG. 8). The point will be described. FIG. 9 shows the in-cylinder volume on the horizontal axis and the in-cylinder pressure on the vertical axis, and shows the relationship between the in-cylinder volume and the in-cylinder pressure in each step (intake stroke, compression stroke, combustion stroke, exhaust stroke). (P-V diagram). As described above, when the lift amount of the exhaust valve 22 is reduced due to the state of the engine oil, particularly when the lift amount of the exhaust valve 22 at the exhaust top dead center is considerably reduced, the exhaust gas is discharged from the cylinder. Without being properly discharged, the in-cylinder pressure rises in the latter half of the exhaust stroke, that is, immediately before the intake stroke, as indicated by arrow A5 in FIG. 9 (see the broken line). In this case, loss due to exhaust (pumping loss) occurs.

したがって、本実施形態では、PCM10は、排気上死点における筒内圧を筒内圧センサSW6から取得し、この筒内圧の大きさに基づいて、排気弁22を開弁させるように排気側可変動弁機構72を制御するタイミングを補正する、具体的には排気側可変動弁機構72のソレノイドバルブ72bを開から閉に切り替える制御を行うタイミングを補正する。この場合、PCM10は、排気上死点での筒内圧が高いほど、ソレノイドバルブ72bに対する制御タイミングを早くする補正を行って、排気弁22の開弁時期を進角させるようにして、排気上死点での排気弁22のリフト量を所定量以上に確保する。これは、排気弁22の開弁時期を進角させると排気弁22のリフト量及びリフト量積分値が大きくなるという排気側可変動弁機構72の特性を利用したものである(図6や図7参照)。   Therefore, in this embodiment, the PCM 10 acquires the in-cylinder pressure at the exhaust top dead center from the in-cylinder pressure sensor SW6, and based on the magnitude of this in-cylinder pressure, opens the exhaust valve 22 so as to open the exhaust valve 22. The timing for controlling the mechanism 72 is corrected. Specifically, the timing for performing the control for switching the solenoid valve 72b of the exhaust side variable valve mechanism 72 from open to closed is corrected. In this case, the PCM 10 corrects the control timing for the solenoid valve 72b earlier as the in-cylinder pressure at the exhaust top dead center is higher, and advances the valve opening timing of the exhaust valve 22 so as to advance the exhaust top dead center. The lift amount of the exhaust valve 22 at the point is secured to a predetermined amount or more. This utilizes the characteristic of the exhaust side variable valve mechanism 72 that the lift amount and the lift amount integral value of the exhaust valve 22 increase as the valve opening timing of the exhaust valve 22 is advanced (FIG. 6 and FIG. 6). 7).

次に、図10を参照して、本発明の実施形態による排気弁22の制御方法について具体的に説明する。図10は、本発明の実施形態による排気弁22の制御処理を示すフローチャートである。このフローは、排気行程において排気弁22を開弁させている最中に実行される。また、当該フローは、PCM10によって繰り返し実行される。   Next, a method for controlling the exhaust valve 22 according to the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing a control process of the exhaust valve 22 according to the embodiment of the present invention. This flow is executed while the exhaust valve 22 is opened in the exhaust stroke. The flow is repeatedly executed by the PCM 10.

まず、ステップS1では、PCM10は、クランク角センサSW12が検出したクランク角に基づき、気筒18のピストン14が排気上死点に達したか否かを判定する。ピストン14が排気上死点に達したと判定された場合(ステップS1:Yes)、ステップS2に進み、PCM10は、筒内圧センサSW6が検出した筒内圧を取得し、ステップS3に進む。他方で、ピストン14が排気上死点に達したと判定されなかった場合(ステップS1:No)、ステップS1に戻り、PCM10は、ピストン14が排気上死点に達するまで、ステップS1の判定を繰り返す。   First, in step S1, the PCM 10 determines whether or not the piston 14 of the cylinder 18 has reached exhaust top dead center based on the crank angle detected by the crank angle sensor SW12. When it is determined that the piston 14 has reached exhaust top dead center (step S1: Yes), the process proceeds to step S2, and the PCM 10 acquires the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor SW6, and proceeds to step S3. On the other hand, when it is not determined that the piston 14 has reached exhaust top dead center (step S1: No), the process returns to step S1, and the PCM 10 performs the determination in step S1 until the piston 14 reaches exhaust top dead center. repeat.

ステップS3では、PCM10は、ステップS2で取得した筒内圧が所定値以上であるか否かを判定する。ここでは、排気側可変動弁機構72において十分な油圧が得られずに排気弁22のリフト量が小さくなったことに起因する、筒内圧の上昇が生じたか否かを判定している。ステップS3の判定で用いる所定値には、例えばエンジン1の運転状態に応じた値が適用される。筒内圧が所定値以上であると判定された場合(ステップS3:Yes)、ステップS4に進み、筒内圧が所定値以上であると判定されなかった場合(ステップS3:No)、処理は終了する。   In step S3, the PCM 10 determines whether or not the in-cylinder pressure acquired in step S2 is a predetermined value or more. Here, it is determined whether or not an increase in the in-cylinder pressure has occurred due to a reduction in the lift amount of the exhaust valve 22 without obtaining sufficient hydraulic pressure in the exhaust-side variable valve mechanism 72. For example, a value corresponding to the operating state of the engine 1 is applied to the predetermined value used in the determination in step S3. If it is determined that the in-cylinder pressure is greater than or equal to the predetermined value (step S3: Yes), the process proceeds to step S4. If it is not determined that the in-cylinder pressure is greater than or equal to the predetermined value (step S3: No), the process ends. .

ステップS4では、PCM10は、ステップS2で取得した筒内圧に応じて、排気弁22を開弁させるように排気側可変動弁機構72を制御するタイミング、つまり排気側可変動弁機構72のソレノイドバルブ72bを開から閉に切り替える制御を行うタイミング(ソレノイドバルブ72bに通電するタイミングに相当する)を補正する。具体的には、PCM10は、筒内圧がステップS3の所定値を超える量が大きいほど、ソレノイドバルブ72bの制御タイミングを早くする補正を行う。また、PCM10は、排気上死点での排気弁22のリフト量が所定量以上になるように、ソレノイドバルブ72bの制御タイミングを補正する。こうすることは、排気上死点での筒内圧を所定値未満にするように、ソレノイドバルブ72bの制御タイミングを補正することに相当する。したがって、この場合に用いる所定量は、例えば、看過できない損失(ポンピングロス)が生じるような排気弁22のリフト量よりも少なくとも大きな量に基づき設定される、換言すると、許容できる範囲内の損失(ポンピングロス)が生じるような排気弁22のリフト量に基づき設定される。ステップS4の後、PCM10は、このように補正したソレノイドバルブ72bの制御タイミングを、次回の排気行程において排気弁22を開弁させるときに適用する。   In step S4, the PCM 10 controls the exhaust side variable valve mechanism 72 to open the exhaust valve 22 according to the in-cylinder pressure acquired in step S2, that is, the solenoid valve of the exhaust side variable valve mechanism 72. The timing for performing control for switching 72b from open to closed (corresponding to the timing for energizing the solenoid valve 72b) is corrected. Specifically, the PCM 10 corrects the control timing of the solenoid valve 72b earlier as the amount of in-cylinder pressure that exceeds the predetermined value in step S3 is larger. Further, the PCM 10 corrects the control timing of the solenoid valve 72b so that the lift amount of the exhaust valve 22 at the exhaust top dead center is equal to or greater than a predetermined amount. This is equivalent to correcting the control timing of the solenoid valve 72b so that the cylinder pressure at the exhaust top dead center is less than a predetermined value. Accordingly, the predetermined amount used in this case is set based on, for example, an amount that is at least larger than the lift amount of the exhaust valve 22 that causes a loss that cannot be overlooked (pumping loss), in other words, a loss within an allowable range ( It is set based on the lift amount of the exhaust valve 22 that causes a pumping loss). After step S4, the PCM 10 applies the control timing of the solenoid valve 72b corrected in this way when the exhaust valve 22 is opened in the next exhaust stroke.

例えば、PCM10は、エンジン回転数が高いほど、排気弁22の開弁時期を進角させ、エンジン回転数が低いほど、排気弁22の開弁時期を遅角させる場合に、エンジン回転数に応じて排気弁22の開弁時期を進角制御又は遅角制御するに当たって、上記のように筒内圧に応じて補正したソレノイドバルブ72bの制御タイミングを適用すればよい。また、PCM10は、排気上死点での筒内圧に応じたソレノイドバルブ72bの制御タイミングの補正に合わせて、この筒内圧に基づき排気弁22の最大遅角開弁時期も補正して、エンジン回転数が低いときに、補正した最大遅角開弁時期を限度として排気弁22の開弁時期を遅角すればよい。   For example, when the engine speed is higher, the PCM 10 advances the valve opening timing of the exhaust valve 22, and when the engine speed is lower, the PCM 10 delays the valve opening timing of the exhaust valve 22 according to the engine speed. Thus, when the opening timing of the exhaust valve 22 is advanced or retarded, the control timing of the solenoid valve 72b corrected according to the in-cylinder pressure as described above may be applied. The PCM 10 also corrects the maximum retarded valve opening timing of the exhaust valve 22 based on the in-cylinder pressure in accordance with the correction of the control timing of the solenoid valve 72b in accordance with the in-cylinder pressure at the exhaust top dead center, thereby rotating the engine. When the number is low, the valve opening timing of the exhaust valve 22 may be retarded up to the corrected maximum retardation valve opening timing.

[作用効果]
次に、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の作用効果について述べる。
[Function and effect]
Next, operational effects of the engine control apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.

本実施形態によれば、エンジンオイルの状態(粘度など)を指し示す筒内圧の大きさに基づいて、排気弁22を開弁させるように排気側可変動弁機構72を制御するタイミングを補正するので、エンジンオイルの状態を適切に考慮に入れたタイミングで、排気弁22を開弁させるように排気側可変動弁機構72を制御することができる。したがって、エンジンオイルの状態に依らずに、排気側可変動弁機構72によって排気弁22に所望の動作を行わせることができる、換言すると所望のカムプロフィールを実現することができる。つまり、排気弁22の開弁期間中におけるリフト量を適切に確保することができる。これにより、排気が筒内から排出されずに筒内圧が上昇することで生じる、排気による損失(ポンピングロス)を適切に抑制することができる。特に、エンジン1の低回転時に、膨張比を向上すべく、排気弁22の開弁時期を遅角させた場合にも、排気弁22のリフト量を確保して排気による損失を適切に抑制することができる。   According to the present embodiment, the timing for controlling the exhaust-side variable valve mechanism 72 to correct the exhaust valve 22 is corrected based on the magnitude of the in-cylinder pressure indicating the state (viscosity or the like) of the engine oil. The exhaust-side variable valve mechanism 72 can be controlled to open the exhaust valve 22 at a timing that appropriately takes into account the state of the engine oil. Therefore, it is possible to cause the exhaust valve 22 to perform a desired operation by the exhaust side variable valve mechanism 72 regardless of the state of the engine oil, in other words, it is possible to realize a desired cam profile. That is, the lift amount during the valve opening period of the exhaust valve 22 can be ensured appropriately. Thereby, the loss (pumping loss) due to the exhaust, which is caused when the in-cylinder pressure rises without being exhausted from the in-cylinder, can be appropriately suppressed. In particular, even when the opening timing of the exhaust valve 22 is retarded in order to improve the expansion ratio when the engine 1 is running at a low speed, the lift amount of the exhaust valve 22 is secured and the loss due to exhaust is appropriately suppressed. be able to.

また、本実施形態によれば、取得した筒内圧が高いほど、排気弁22を開弁させるように排気側可変動弁機構72を制御するタイミングを早くする補正を行うので、エンジンオイルの状態をより適切に考慮した制御タイミングに補正することができ、排気弁22のリフト量を効果的に確保することができる。   Further, according to the present embodiment, the higher the acquired in-cylinder pressure is, the faster the timing for controlling the exhaust-side variable valve mechanism 72 to open the exhaust valve 22 is corrected. The control timing can be corrected more appropriately and the lift amount of the exhaust valve 22 can be effectively ensured.

また、本実施形態によれば、排気上死点での筒内圧に基づき、排気側可変動弁機構72の制御タイミングを補正するので、排気弁22の排気上死点でのリフト量を確実に確保することができる。   Further, according to the present embodiment, the control timing of the exhaust side variable valve mechanism 72 is corrected based on the in-cylinder pressure at the exhaust top dead center, so that the lift amount at the exhaust top dead center of the exhaust valve 22 is ensured. Can be secured.

また、本実施形態によれば、排気弁22のリフト量が所定量以上になるように、排気側可変動弁機構72の制御タイミングを補正するので、排気弁22のリフト量を確保して、排気による損失を効果的に抑制することができる。   Further, according to the present embodiment, the control timing of the exhaust side variable valve mechanism 72 is corrected so that the lift amount of the exhaust valve 22 is equal to or greater than a predetermined amount, so that the lift amount of the exhaust valve 22 is ensured, Loss due to exhaust can be effectively suppressed.

[変形例]
上記した実施形態では、排気上死点での筒内圧に基づき、排気弁22を開弁させるように排気側可変動弁機構72を制御するタイミングを補正していたが、このタイミングでの筒内圧を用いることに限定はされず、排気側可変動弁機構72による排気弁22の開弁期間中の所定タイミングでの筒内圧を用いればよい。但し、好適には排気上死点での筒内圧を用いるのが良いが、厳密に排気上死点での筒内圧を用いることに限定はされず、排気上死点付近での筒内圧を用いてもよい。
[Modification]
In the above-described embodiment, the timing for controlling the exhaust side variable valve mechanism 72 to open the exhaust valve 22 is corrected based on the in-cylinder pressure at the exhaust top dead center, but the in-cylinder pressure at this timing is corrected. However, the in-cylinder pressure at a predetermined timing during the valve opening period of the exhaust valve 22 by the exhaust side variable valve mechanism 72 may be used. However, it is preferable to use the in-cylinder pressure at the exhaust top dead center, but not strictly limited to using the in-cylinder pressure at the exhaust top dead center. The in-cylinder pressure near the exhaust top dead center is used. May be.

上記した実施形態では、エンジンオイルの状態(粘度など)を間接的に指し示す筒内圧のみに基づき、排気弁22を開弁させるように排気側可変動弁機構72を制御するタイミングを補正していたが、他の例では、筒内圧だけでなく、エンジンオイルの状態を直接的に指し示す、油圧センサSW17が検出した油圧及び/又は油温センサSW18が検出した油温も用いて、排気弁22を開弁させるように排気側可変動弁機構72を制御するタイミングを補正してもよい。   In the above-described embodiment, the timing for controlling the exhaust-side variable valve mechanism 72 is corrected so as to open the exhaust valve 22 based only on the in-cylinder pressure indirectly indicating the state (viscosity or the like) of the engine oil. However, in another example, not only the in-cylinder pressure but also the oil pressure detected by the oil pressure sensor SW17 and / or the oil temperature detected by the oil temperature sensor SW18, which directly indicates the state of the engine oil, are used to control the exhaust valve 22. You may correct | amend the timing which controls the exhaust side variable valve mechanism 72 so that it may open.

上記した実施形態では、本発明をCI運転とSI運転とを切り替えて運転するガソリンエンジンに対して適用した例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。本発明は、通常のガソリンエンジン(つまりSI運転のみを実行するエンジン)や、ディーゼルエンジンにも適用可能である。   In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a gasoline engine that is operated by switching between CI operation and SI operation has been described, but application of the present invention is not limited to this. The present invention is also applicable to a normal gasoline engine (that is, an engine that executes only SI operation) and a diesel engine.

1 エンジン
10 PCM
18 気筒
21 吸気弁
22 排気弁
25 点火プラグ
67 インジェクタ
71 吸気側可変動弁機構
72 排気側可変動弁機構
72b ソレノイドバルブ
72c 圧力室
72d カム
1 engine 10 PCM
18 cylinder 21 intake valve 22 exhaust valve 25 spark plug 67 injector 71 intake side variable valve mechanism 72 exhaust side variable valve mechanism 72b solenoid valve 72c pressure chamber 72d cam

Claims (5)

吸気を筒内に導入するための吸気弁及び排気を筒内から排出するための排気弁が設けられた気筒を備えるエンジンの制御装置であって、
油圧を利用して排気弁を動作させると共に、この排気弁の開閉時期を可変に構成された油圧作動式の可変動弁機構と、
上記排気弁の開閉時期を変化させるように上記可変動弁機構を制御する制御手段と、
を有し、
上記可変動弁機構は、上記排気弁の開弁時期を所定の基準時期から遅角させていくとリフト量が小さくなるように構成され、
上記制御手段は、上記可変動弁機構による上記排気弁の開弁期間中の所定タイミングでの筒内圧として排気上死点付近での筒内圧を取得し、この筒内圧が高いほど、上記排気弁の開弁時期が進角するように上記可変動弁機構を制御するタイミングを補正する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
An engine control device including a cylinder provided with an intake valve for introducing intake air into a cylinder and an exhaust valve for discharging exhaust gas from the cylinder,
A hydraulically operated variable valve mechanism configured to operate the exhaust valve using hydraulic pressure, and to change the opening and closing timing of the exhaust valve;
Control means for controlling the variable valve mechanism so as to change the opening and closing timing of the exhaust valve;
Have
The variable valve mechanism is configured such that the lift amount decreases when the opening timing of the exhaust valve is retarded from a predetermined reference timing,
The control means obtains an in- cylinder pressure near the exhaust top dead center as an in-cylinder pressure at a predetermined timing during a valve opening period of the exhaust valve by the variable valve mechanism, and the higher the in-cylinder pressure, the more the exhaust valve A control apparatus for an engine, wherein the timing for controlling the variable valve mechanism is corrected so that the valve opening timing is advanced.
上記制御手段は、取得した上記筒内圧が高いほど、上記排気弁を開弁させるように上記可変動弁機構を制御するタイミングを早くする補正を行う、請求項1に記載のエンジンの制御装置。   2. The engine control device according to claim 1, wherein the control unit performs a correction for earlier timing of controlling the variable valve mechanism so that the exhaust valve is opened as the acquired in-cylinder pressure is higher. 上記制御手段は、上記所定タイミングでの筒内圧として、排気上死点での筒内圧を取得する、請求項1又は2に記載のエンジンの制御装置。   The engine control device according to claim 1 or 2, wherein the control means acquires an in-cylinder pressure at an exhaust top dead center as the in-cylinder pressure at the predetermined timing. 上記制御手段は、上記所定タイミングでの上記排気弁のリフト量が所定量以上になるように、取得した上記筒内圧の大きさに基づいて、上記排気弁を開弁させるように上記可変動弁機構を制御するタイミングを補正する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。   The control means is configured to open the exhaust valve based on the acquired magnitude of the in-cylinder pressure so that a lift amount of the exhaust valve at the predetermined timing is equal to or greater than a predetermined amount. The engine control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein timing for controlling the mechanism is corrected. 上記可変動弁機構は、
クランクシャフトの回転に同期して回転するカムと、
内部にエンジンオイルが充填され、上記カムの動作によってエンジンオイルの油圧が変化する圧力室と、
上記圧力室に接続されており、開閉することにより上記排気弁に作用させる油圧を制御する油圧バルブと、
を有し、
上記制御手段は、上記カムが上記圧力室内の油圧を上昇させるよう動作しているときに、上記油圧バルブの開閉を切り替える制御を行って、上記圧力室内の油圧を上記排気弁に作用させて上記排気弁を開弁させ、上記油圧バルブの開閉を切り替える制御を行うタイミングを、取得した上記筒内圧の大きさに基づいて補正する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
The variable valve mechanism is
A cam that rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft;
A pressure chamber in which engine oil is filled and the oil pressure of the engine oil is changed by the operation of the cam;
A hydraulic valve that is connected to the pressure chamber and controls the hydraulic pressure applied to the exhaust valve by opening and closing;
Have
The control means performs control for switching opening and closing of the hydraulic valve when the cam is operating to increase the hydraulic pressure in the pressure chamber, and causes the hydraulic pressure in the pressure chamber to act on the exhaust valve to perform the control. The engine control according to any one of claims 1 to 4, wherein a timing for performing control to open and close the hydraulic valve to open and close the hydraulic valve is corrected based on the acquired magnitude of the in-cylinder pressure. apparatus.
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