JP2011038454A - Control method of internal combustion engine and internal combustion engine - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve controllability of closing timing of intake and exhaust valves, in an internal combustion engine having variable valve gear mechanisms in which the opening and closing timing of the intake and exhaust valves and a lift amount are made variable with oil pressure. <P>SOLUTION: In a diesel engine 1 having the hydraulic variable valve gear mechanisms 15a and 15b which make the opening and closing timing of the intake and exhaust valves 11a and 11b and the lift amount variable with the oil pressure, response delay time Td from indication of closing the intake and exhaust valves 11a and 11b until actually closing the valves is calculated, and correction data for the indication of closing the valves is updated using the response delay time Td. Then, at the following valve-closing time, the indication of closing the valves, to which the correction data is added, is transmitted to a hydraulic driving device 19, so that the intake and exhaust valves 11a and 11b are closed. Thus, the controllability of the closing timing of the intake and exhaust valves 11a and 11b can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の制御方法および内燃機関に関し、更に詳しくは、吸排気用のバルブの開閉時期やリフト量を油圧により可変とする可変動弁機構を備える内燃機関において、吸排気用のバルブの閉弁タイミングの制御性を向上させることが可能な内燃機関の制御方法および内燃機関に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine control method and an internal combustion engine. More specifically, the present invention relates to an intake / exhaust valve in an internal combustion engine having a variable valve mechanism that varies the opening / closing timing and lift amount of the intake / exhaust valve by hydraulic pressure. The present invention relates to an internal combustion engine control method and an internal combustion engine capable of improving the controllability of the valve closing timing.

近年、自動車用エンジンに対する排ガス規制強化や燃費改善の要求増大に伴って燃焼制御の高度化が進んでいる。燃焼制御を改善するための１つの方法として、吸排気用のバルブの開閉時期やリフト量をエンジンの回転数や負荷に応じて調整可能とする可変バルブタイミング（Variable Valve Timing：以下、ＶＶＴという）技術がある（例えば特許文献１参照）。   In recent years, combustion control has become more advanced with the increasing demand for exhaust gas regulations and fuel efficiency improvements for automobile engines. As one method for improving combustion control, variable valve timing (VVT) that makes it possible to adjust the opening and closing timing and lift amount of intake and exhaust valves according to the engine speed and load. There is a technology (see, for example, Patent Document 1).

このＶＶＴ技術の基本動作は、吸気用のバルブの閉弁時期をピストンの下死点よりも遅角側に設定し、吸気用のバルブを遅閉じすることである（例えば特許文献２参照）。この吸気用のバルブの遅閉じ制御では、コントローラからドライバ回路を介して油圧駆動装置の閉弁用ソレノイドに通電して油圧を解放し、油圧駆動装置の油圧ピストンによるバルブの抑止力を解除することにより、バルブスプリングの付勢力で吸排気用のバルブを閉じるようにしている。   The basic operation of this VVT technique is to set the closing timing of the intake valve to the retarded angle side from the bottom dead center of the piston, and to close the intake valve late (for example, refer to Patent Document 2). In this slow closing control of the intake valve, the controller releases the hydraulic pressure by energizing the valve closing solenoid of the hydraulic drive device through the driver circuit, and releases the deterring force of the valve by the hydraulic piston of the hydraulic drive device. Thus, the intake / exhaust valve is closed by the urging force of the valve spring.

しかし、このようなＶＶＴ技術においては、上記のようにバルブ閉弁動作の流れの中に種々の電気的、機械的な遅れ要素が存在するため、吸気用のバルブの遅閉じ動作に際して、コントローラから油圧駆動装置の閉弁用ソレノイドに制御信号が出力されてから実際に吸気用のバルブが閉じるまでに時間的な遅れがある。これを示したのが図８である。   However, in such a VVT technique, since various electrical and mechanical delay elements exist in the flow of the valve closing operation as described above, the controller performs the slow closing operation of the intake valve. There is a time delay from when the control signal is output to the valve closing solenoid of the hydraulic drive device until the intake valve is actually closed. This is shown in FIG.

図８の上段はバルブリフト波形ＰＣ，ＰＯを示し、下段は閉弁指示パルス信号ＰＳの波形を示している。バルブリフト波形ＰＣは遅閉じ動作をしない回転カムによる通常のバルブリフト波形を示し、バルブリフト波形ＰＯは遅閉じ動作時のバルブリフト波形を示している。この図８に示すように、閉弁指示パルス信号ＰＳにより閉弁指示を開始（時刻Ｔ１）してから吸排気用のバルブが閉じ始め（時刻Ｔ２）、完全に閉じる（時刻Ｔ３）までに応答遅れ時間Ｔｄ（＝Ｔ３−Ｔ１）がある。   The upper part of FIG. 8 shows the valve lift waveforms PC and PO, and the lower part shows the waveform of the valve closing instruction pulse signal PS. The valve lift waveform PC shows a normal valve lift waveform by a rotating cam that does not perform the slow closing operation, and the valve lift waveform PO shows the valve lift waveform at the time of the slow closing operation. As shown in FIG. 8, after the valve closing instruction is started by the valve closing instruction pulse signal PS (time T1), the intake / exhaust valves start to close (time T2) and respond until they are completely closed (time T3). There is a delay time Td (= T3-T1).

このため、コントローラの制御ソフトウェアに吸排気用のバルブ毎の時間遅れ補正マップを追加し、遅れ時間の影響を低減しているが、補正マップ値を固定とする方式では、エンジンの個体差や経年変化等による特性バラツキに対応できず制御性が低下する、という問題がある。   For this reason, a time delay correction map for each intake and exhaust valve has been added to the control software of the controller to reduce the effect of the delay time. There is a problem that controllability is reduced because it is not possible to cope with characteristic variations due to changes and the like.

特開２００７−３０３４３８号公報JP 2007-303438 A 特開２００４−０５２５５１号公報JP 2004-052551 A

本発明の目的は、吸排気用のバルブの開閉時期やリフト量を油圧により可変とする可変動弁機構部を備える内燃機関において、吸排気用のバルブの閉弁タイミングの制御性を向上させることができる内燃機関の制御方法および内燃機関を提供することにある。   An object of the present invention is to improve controllability of the closing timing of an intake / exhaust valve in an internal combustion engine having a variable valve mechanism that makes the opening / closing timing and lift amount of the intake / exhaust valve variable by hydraulic pressure. It is an object of the present invention to provide an internal combustion engine control method and an internal combustion engine.

上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の制御方法は、クランクシャフトに連動して吸排気用のバルブを開閉する回転カムと、前記吸排気用のバルブの開閉時期およびリフト量を調整する油圧駆動装置とを有する可変動弁機構部を備える内燃機関の制御方法において、前記吸排気用のバルブの閉弁指示から実際に閉弁するまでの応答遅れ時間を前記吸排気用のバルブ毎に算出し、その算出値を用いて閉弁指示の補正データを更新するステップと、前記補正データの更新情報を加味した閉弁指示を前記油圧駆動装置に送信して前記吸排気用のバルブを閉じるステップとを含む。   In order to achieve the above object, an internal combustion engine control method according to the present invention includes a rotating cam that opens and closes an intake / exhaust valve in conjunction with a crankshaft, and an opening / closing timing and lift amount of the intake / exhaust valve. In a control method for an internal combustion engine including a variable valve mechanism having a hydraulic drive device, a response delay time from the closing instruction of the intake / exhaust valve to the actual closing is determined for each intake / exhaust valve. And updating the valve closing instruction correction data using the calculated value, and transmitting the valve closing instruction taking into account the update information of the correction data to the hydraulic drive device to control the intake and exhaust valves. And a closing step.

また、上記の内燃機関の制御方法において、前記補正データの補正要素としてエンジン回転速度を追加する。エンジン回転速度自体は応答遅れ時間に直接影響しないものの、エンジン回転速度の変化に影響される油圧や油温は応答遅れ時間に影響するので、エンジン回転速度を補正データの補正要素として追加することにより、閉弁指示の補正データの精度を向上させることができる。したがって、吸排気用のバルブの閉弁タイミングの制御性をさらに向上させることができので、油圧式の可変動弁機構部を有する内燃機関の制御性をさらに向上させることができる。   In the control method for an internal combustion engine, an engine rotation speed is added as a correction element of the correction data. Although the engine speed itself does not directly affect the response delay time, the oil pressure and oil temperature affected by changes in the engine speed affect the response delay time. Therefore, by adding the engine speed as a correction factor to the correction data, The accuracy of the correction data for the valve closing instruction can be improved. Therefore, the controllability of the valve closing timing of the intake / exhaust valves can be further improved, and the controllability of the internal combustion engine having the hydraulic variable valve mechanism can be further improved.

また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、クランクシャフトに連動して吸排気用のバルブを開閉する回転カムと、前記吸排気用のバルブの開閉時期およびリフト量を調整する油圧駆動装置とを有する可変動弁機構部を備える内燃機関において、前記吸排気用のバルブの実際の閉弁時刻を検出する検出手段と、前記吸排気用のバルブ毎の閉弁指示の補正データを記憶する記憶部と、前記吸排気用のバルブ毎に、前記検出手段で検出された前記実際の閉弁時刻と閉弁指示時刻とから前記吸排気用のバルブの閉弁時の応答遅れ時間を算出し、その算出値を用いて前記補正データを更新し、かつ、前記補正データの更新情報を加味した閉弁指示を前記油圧駆動装置に送信して前記吸排気用のバルブを閉じる制御を行う制御演算部とを有する。   In order to achieve the above object, an internal combustion engine of the present invention adjusts an opening / closing timing and a lift amount of an intake / exhaust valve, a rotating cam that opens / closes an intake / exhaust valve in conjunction with a crankshaft. In an internal combustion engine having a variable valve mechanism having a hydraulic drive device, detection means for detecting an actual valve closing time of the intake / exhaust valves, and correction data for valve closing instructions for each of the intake / exhaust valves And a response delay time when the intake and exhaust valves are closed from the actual valve closing time and the valve closing instruction time detected by the detecting means for each of the intake and exhaust valves. Control to update the correction data using the calculated value, and to send a valve closing instruction to the hydraulic drive device in consideration of update information of the correction data to close the intake and exhaust valves. Control arithmetic unit to perform That.

本発明の内燃機関の制御方法および内燃機関によれば、吸排気用のバルブの閉弁指示から実バルブ閉弁時までの応答遅れ時間を算出し、それを用いて補正データを更新することにより、補正データの値を内燃機関の個体差や経時変化等によるバラツキを加味した値に設定することができる。このため、その補正データの情報を加味した閉弁指示を油圧駆動装置に送信して吸排気用のバルブを閉じることにより、吸排気用のバルブを所望のタイミングで正確に閉じることができる。したがって、油圧式の可変動弁機構部を有する内燃機関における吸排気用のバルブの閉弁タイミングの制御性を向上させることができるので、内燃機関の制御性能を向上させることができる。   According to the control method of an internal combustion engine and the internal combustion engine of the present invention, the response delay time from the closing instruction of the intake / exhaust valve to the actual valve closing time is calculated, and the correction data is updated using the response delay time. The value of the correction data can be set to a value that takes into account variations due to individual differences in internal combustion engines, changes over time, and the like. Therefore, the intake / exhaust valve can be accurately closed at a desired timing by transmitting a valve closing instruction taking into account the correction data information to the hydraulic drive device and closing the intake / exhaust valve. Therefore, the controllability of the valve closing timing of the intake / exhaust valve in the internal combustion engine having the hydraulic variable valve mechanism can be improved, so that the control performance of the internal combustion engine can be improved.

本発明の実施の形態の内燃機関の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the internal combustion engine of embodiment of this invention. 図１の内燃機関の可変動弁機構部の一例の要部断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of an example of a variable valve mechanism part of the internal combustion engine of FIG. 1. 図２の可変動弁機構部の動作時の要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part when the variable valve mechanism of FIG. 2 is in operation. 図３に続く可変動弁機構部の動作時の要部断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part at the time of operation of the variable valve mechanism mechanism following FIG. 3. 図４に続く可変動弁機構部の動作時の要部断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part during operation of the variable valve mechanism mechanism following FIG. 4. 図２の可変動弁機構部によるバルブリフトの波形図である。It is a wave form diagram of the valve lift by the variable valve mechanism part of FIG. 図１の内燃機関のバルブ閉弁制御システムの構成図である。It is a block diagram of the valve closing control system of the internal combustion engine of FIG. 従来の油圧式の可変動弁機構部を有する内燃機関における吸気用のバルブの遅閉じ制御時の応答遅れ時間の問題を説明するためのバルブリフト波形と閉弁指示パルス信号波形とを示す波形図である。A waveform diagram showing a valve lift waveform and a valve closing instruction pulse signal waveform for explaining a problem of a response delay time at the time of slow closing control of an intake valve in an internal combustion engine having a conventional hydraulic variable valve mechanism It is.

以下、本発明の実施の形態の内燃機関について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本実施の形態の内燃機関の要部断面図を示している。本実施の形態の内燃機関は、例えばトラックのような自動車に搭載されるディーゼルエンジン１等として構成されている。なお、本発明はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等に適用することもできる。   FIG. 1 shows a cross-sectional view of a main part of the internal combustion engine of the present embodiment. The internal combustion engine of the present embodiment is configured as, for example, a diesel engine 1 mounted on an automobile such as a truck. In addition, this invention is not limited to a diesel engine, It can also apply to a gasoline engine etc.

このディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１は、シリンダ２の燃焼室内において圧縮されて高温になった空気に燃料を供給して自己着火させ、この時の自己着火による燃焼で生じる膨張ガスによってシリンダ２内のピストン３を押し出す構成を有している。なお、図１はピストン３が上死点にある時を示している。   The diesel engine (hereinafter simply referred to as the engine) 1 supplies fuel to air compressed in the combustion chamber of the cylinder 2 and becomes high temperature for self-ignition, and the cylinder is generated by the expansion gas generated by combustion by self-ignition at this time. 2 has a structure for extruding the piston 3 in the interior. FIG. 1 shows the time when the piston 3 is at the top dead center.

シリンダ２は、ピストン３の往復運動を支持するとともに燃料ガスを収める円筒状の部品であり、その内壁にはライナ２ａが設けられている。また、シリンダ２においてライナ２ａの外側の肉厚部分には、シリンダ冷却用の冷却媒体が流れる冷却通路２ｂが設けられている。   The cylinder 2 is a cylindrical part that supports the reciprocating motion of the piston 3 and stores fuel gas, and a liner 2a is provided on the inner wall thereof. Further, a cooling passage 2b through which a cooling medium for cooling the cylinder flows is provided in a thick portion outside the liner 2a in the cylinder 2.

このシリンダ２の内部には、ピストン３が、その軸心をシリンダ２の軸心Ａに設計上一致させ、シリンダ２の内壁のライナ２ａに沿って往復運動が可能な状態で設置されている。このピストン３の頂面中央には、キャビティ（燃焼室）４が凹設されている。特に限定されないが、キャビティ４の底面の中央には、上方に***する凸部が形成されており、キャビティ４の深さが中央に向かって次第に浅くなるように形成されている。また、ピストン３は、コネクティングロッド５を通じてクランクシャフト（図示せず）に接続されており、ピストン３の往復運動がクランクシャフトにより回転運動に変換されるようになっている。   Inside the cylinder 2, the piston 3 is installed in a state where the axis of the piston 3 coincides with the axis A of the cylinder 2 by design and can reciprocate along the liner 2 a on the inner wall of the cylinder 2. A cavity (combustion chamber) 4 is recessed in the center of the top surface of the piston 3. Although not particularly limited, a convex portion that protrudes upward is formed at the center of the bottom surface of the cavity 4 so that the depth of the cavity 4 gradually decreases toward the center. The piston 3 is connected to a crankshaft (not shown) through a connecting rod 5, and the reciprocating motion of the piston 3 is converted into rotational motion by the crankshaft.

また、シリンダ２の上部には、シリンダヘッド６が設置されている。このシリンダヘッド６には、燃料をシリンダ２のキャビティ４内に直接噴射するインジェクタ（燃料噴射部）７が、シリンダ２の軸心Ａに一致するようにピストン３の頂面中央に対向する位置に設置されている。インジェクタ７には、コモンレール（図示せず）に貯留された高圧燃料が常時供給される。   A cylinder head 6 is installed on the upper portion of the cylinder 2. In this cylinder head 6, an injector (fuel injection portion) 7 that directly injects fuel into the cavity 4 of the cylinder 2 is positioned at a position facing the center of the top surface of the piston 3 so as to coincide with the axis A of the cylinder 2. is set up. The injector 7 is constantly supplied with high-pressure fuel stored in a common rail (not shown).

インジェクタ７においてシリンダ２内に突出されているノズル７ａの突出先端部には、複数の微細な噴孔が形成されており、その複数の微細な噴孔から燃料が放射状に同時に噴射される。このノズル７ａ先端の各噴孔から噴射される燃料の噴射軸Ｂは、上記した軸心Ａに対してそれぞれ所定の噴射角度θだけ傾けられている。この噴射角度θは、燃料が燃料噴射期間の全期間に亘ってシリンダ２内のキャビティ４内に収まるような角度に設定されている。   In the injector 7, a plurality of fine nozzle holes are formed at the protruding tip of the nozzle 7 a protruding into the cylinder 2, and fuel is simultaneously injected radially from the plurality of fine nozzle holes. The injection axis B of the fuel injected from each nozzle hole at the tip of the nozzle 7a is inclined with respect to the above-described axis A by a predetermined injection angle θ. This injection angle θ is set to an angle that allows the fuel to be accommodated in the cavity 4 in the cylinder 2 over the entire fuel injection period.

また、上記のシリンダヘッド６には、吸気ポート９ａと排気ポート９ｂとが、インジェクタ７を挟むように、インジェクタ７の左右に設置されている。吸気ポート９ａは吸気管１０ａに接続され、排気ポート９ｂは排気管１０ｂに接続されている。   In the cylinder head 6, an intake port 9 a and an exhaust port 9 b are installed on the left and right of the injector 7 so as to sandwich the injector 7. The intake port 9a is connected to the intake pipe 10a, and the exhaust port 9b is connected to the exhaust pipe 10b.

また、吸気ポート９ａには吸気用のバルブ１１ａが設置され、排気ポート９ｂには排気用のバルブ１１ｂが設置されている。吸気用のバルブ１１ａはシリンダ２内と吸気管１０ａとの間の開閉を行い、排気用のバルブ１１ｂはシリンダ２内と排気管１０ｂとの間の開閉を行う。   The intake port 9a is provided with an intake valve 11a, and the exhaust port 9b is provided with an exhaust valve 11b. The intake valve 11a opens and closes between the cylinder 2 and the intake pipe 10a, and the exhaust valve 11b opens and closes between the cylinder 2 and the exhaust pipe 10b.

これらの吸排気用のバルブ１１ａ，１１ｂは、それぞれ可変動弁機構部１５ａ，１５ｂに機械的に接続されている。可変動弁機構部１５ａ，１５ｂは、吸排気用のバルブ１１ａ，１１ｂを駆動する機構部である。   These intake / exhaust valves 11a and 11b are mechanically connected to the variable valve mechanisms 15a and 15b, respectively. The variable valve mechanisms 15a and 15b are mechanisms that drive the intake and exhaust valves 11a and 11b.

次に、この可変動弁機構部１５ａ（１５ｂ）の一例の要部断面図を図２に示す。なお、図２では１個の可変動弁機構部１５ａ（１５ｂ）と、１個のバルブ１１ａ（１１ｂ）とを示している。   Next, FIG. 2 shows a cross-sectional view of an essential part of an example of the variable valve mechanism 15a (15b). In FIG. 2, one variable valve mechanism 15a (15b) and one valve 11a (11b) are shown.

可変動弁機構部１５ａ（１５ｂ）は、回転カム１６と、ロッカーアーム１７と、バルブスプリング１８と、油圧駆動装置１９とを備えている。なお、吸気用のバルブ１１ａ用の可変動弁機構部１５ａのみに油圧駆動装置１９を用い、排気用のバルブ１１ｂ用の可変動弁機構部１５ｂは油圧駆動装置１９を備えていない従来技術の可変動弁機構部としても良い。   The variable valve mechanism 15a (15b) includes a rotating cam 16, a rocker arm 17, a valve spring 18, and a hydraulic drive device 19. Note that the hydraulic drive device 19 is used only for the variable valve mechanism 15a for the intake valve 11a, and the variable valve mechanism 15b for the exhaust valve 11b is not provided with the hydraulic drive device 19. A variable valve mechanism may be used.

回転カム１６は、ロッカーアーム１７を介してバルブ１１ａ（１１ｂ）を押圧することで、バルブ１１ａ（１１ｂ）をバルブスプリング１８の付勢力に抗して開弁方向（バルブ１１ａ（１１ｂ）のフェース部がバルブガイド２０から離れる方向）に押し下げる部材である。   The rotating cam 16 presses the valve 11a (11b) via the rocker arm 17, thereby causing the valve 11a (11b) to open against the urging force of the valve spring 18 (the face portion in the valve 11a (11b)). Is a member pushed down in the direction away from the valve guide 20.

回転カム１６の外周一部には中心から径方向への距離が部分的に長いカム山（ノーズ）１６ｎが形成されており、回転カム１６の全体断面形状（カムシャフト２１の延在方向に垂直な断面）は略卵形に形成されている。   A cam mountain (nose) 16n having a partly long radial distance from the center is formed on a part of the outer periphery of the rotating cam 16, and the entire cross-sectional shape of the rotating cam 16 (perpendicular to the extending direction of the camshaft 21). The cross section is formed in a substantially oval shape.

回転カム１６は、カムシャフト２１に設けられている。このカムシャフト２１には、その軸方向に沿ってバルブ数に対応した数の回転カム１６が設けられている。このカムシャフト２１は、軸受けに回転可能な状態で軸支されており、ギアまたはベルトを通じてクランクシャフトに接続されている。これにより、回転カム１６はクランクシャフトに連動する。   The rotating cam 16 is provided on the camshaft 21. The camshaft 21 is provided with a number of rotating cams 16 corresponding to the number of valves along the axial direction thereof. The camshaft 21 is rotatably supported by a bearing and is connected to the crankshaft through a gear or a belt. Thereby, the rotating cam 16 is interlocked with the crankshaft.

ロッカーアーム１７は、その長手方向一端に配置されたロッカーシャフト２２に軸支され揺動可能な状態で設置されており、回転カム１６の回転に連動して揺動動作する。このロッカーアーム１７の長手方向の他端側にはバルブ１１ａ（１１ｂ）が接続されている。なお、図２では、バルブ１１ａ（１１ｂ）のフェース部がバルブガイド２０から離れており、バルブ１１ａ（１１ｂ）が開いている状態が示されている。   The rocker arm 17 is pivotally supported by a rocker shaft 22 disposed at one end in the longitudinal direction, and is rocked in conjunction with the rotation of the rotary cam 16. A valve 11 a (11 b) is connected to the other end side in the longitudinal direction of the rocker arm 17. FIG. 2 shows a state where the face portion of the valve 11a (11b) is separated from the valve guide 20 and the valve 11a (11b) is open.

バルブスプリング１８は、バルブ１１ａ（１１ｂ）を閉弁方向（バルブ１１ａ（１１ｂ）のフェース部がバルブガイド２０に近づく方向）に付勢する部材であり、リテーナ２３とシリンダヘッド６の一部との間においてバルブ１１ａ（１１ｂ）のステム部を取り囲む位置に圧縮状態で設置されている。   The valve spring 18 is a member that urges the valve 11 a (11 b) in the valve closing direction (a direction in which the face portion of the valve 11 a (11 b) approaches the valve guide 20), and is formed between the retainer 23 and a part of the cylinder head 6. It is installed in a compressed state at a position surrounding the stem portion of the valve 11a (11b).

上記した油圧駆動装置１９は、バルブ１１ａ（１１ｂ）の開閉時期およびリフト量を調整（変更）する装置であり、装置本体２５と、油圧タンク（作動流体タンク）２６とを備えている。   The hydraulic drive device 19 described above is a device that adjusts (changes) the opening / closing timing and lift amount of the valve 11a (11b), and includes a device main body 25 and a hydraulic tank (working fluid tank) 26.

装置本体２５の油圧ピストン２７は、その一端が、ロッカーアーム１７において回転カム１６の直接の押圧を受けない位置、すなわち、ロッカーアーム１７において回転カム１６が押圧される押圧部と、バルブ１１ａ（１１ｂ）が接続されるバルブ接続部との間に連結されている。   The hydraulic piston 27 of the apparatus body 25 has a position where one end thereof is not directly pressed by the rotating cam 16 in the rocker arm 17, that is, a pressing portion where the rotating cam 16 is pressed by the rocker arm 17, and the valve 11a (11b). ) Are connected to the valve connection part to which the connection is made.

この油圧ピストン２７は、装置本体２５のピストン挿入孔２８に上下動可能な状態で設置されている。このピストン挿入孔２８において油圧ピストン２７の他端側は制御室２９に連通しており、油圧ピストン２７の他端側上面が制御室２９に面している。   The hydraulic piston 27 is installed in the piston insertion hole 28 of the apparatus main body 25 so as to be vertically movable. In the piston insertion hole 28, the other end side of the hydraulic piston 27 communicates with the control chamber 29, and the upper surface of the other end side of the hydraulic piston 27 faces the control chamber 29.

制御室２９は、チェック弁（第１作動弁；逆止弁）３０を介して作動油（作動流体）の流入口３１に接続され、さらに流入管３２ａを介して油圧タンク２６に接続されている。チェック弁３０の入口側は油圧タンク２６側であり、チェック弁３０の出口側は制御室２９側である。チェック弁３０は、制御室２９の圧力が負圧になると、自ずと開弁され、開弁時に油圧タンク２６の作動油を制御室２９に導入する。   The control chamber 29 is connected to an inlet 31 of hydraulic oil (working fluid) via a check valve (first operating valve; check valve) 30 and further connected to the hydraulic tank 26 via an inflow pipe 32a. . The inlet side of the check valve 30 is the hydraulic tank 26 side, and the outlet side of the check valve 30 is the control chamber 29 side. The check valve 30 is automatically opened when the pressure in the control chamber 29 becomes negative, and introduces hydraulic oil in the hydraulic tank 26 into the control chamber 29 when the valve is opened.

また、制御室２９は、ポペット弁（第２作動弁；制御弁）３３を介して作動油の流出口３４に接続され、さらに流出管３２ｂを介して油圧タンク２６に接続されている。このポペット弁３３は、開弁時に制御室２９内の作動油を油圧タンク２６に排出する。ポペット弁３３は電磁弁で構成されており、その開閉動作がコントローラ３５によって電気的に制御されている。   The control chamber 29 is connected to a hydraulic oil outlet 34 via a poppet valve (second operating valve; control valve) 33 and further connected to the hydraulic tank 26 via an outlet pipe 32b. The poppet valve 33 discharges hydraulic oil in the control chamber 29 to the hydraulic tank 26 when the valve is opened. The poppet valve 33 is composed of an electromagnetic valve, and its opening / closing operation is electrically controlled by the controller 35.

次に、このような可変動弁機構部１５ａの吸気用のバルブ１１ａの遅閉じ動作を図３〜図５を参照しながら説明する。   Next, the slow closing operation of the intake valve 11a of the variable valve mechanism 15a will be described with reference to FIGS.

まず、図３に示すように、通常通り回転カム１６のカム山１６ｎによりロッカーアーム１７を押圧して吸気用のバルブ１１ａをバルブスプリング１８の付勢力に抗して開弁する。その際、ポペット弁３３が閉じているとともに、ロッカーアーム１７に接続されている油圧ピストン２７も同時に降下することにより、制御室２９の圧力が負圧となり、チェック弁３０が自ずと開く。これにより、油圧タンク２６の作動油が吸引され流入口３１を通じて制御室２９に充填される。   First, as shown in FIG. 3, the rocker arm 17 is pressed by the cam crest 16 n of the rotating cam 16 to open the intake valve 11 a against the urging force of the valve spring 18 as usual. At that time, the poppet valve 33 is closed and the hydraulic piston 27 connected to the rocker arm 17 is also lowered at the same time, whereby the pressure in the control chamber 29 becomes negative and the check valve 30 is automatically opened. As a result, the hydraulic oil in the hydraulic tank 26 is sucked and filled into the control chamber 29 through the inlet 31.

続いて、図４に示すように、回転カム１６がピーク位置を過ぎて通常通り吸気用のバルブ１１ａが閉弁動作を開始すると、バルブ１１ａがバルブスプリング１８の付勢力によって閉弁方向に移動する。これにより、油圧ピストン２７も閉弁方向に移動する。この際、ポペット弁３３が閉じているとともに、油圧ピストン２７の上昇により制御室２９の作動油が圧縮されて、制御室２９内の圧力が正圧となり上昇する。これにより、チェック弁３０が自ずと閉じ、急激に制御室２９の圧力が上昇し、バルブスプリング１８の力と釣り合いバルブ１１ａは開弁した状態を継続する。   Subsequently, as shown in FIG. 4, when the rotary cam 16 passes the peak position and the intake valve 11 a starts the valve closing operation as usual, the valve 11 a moves in the valve closing direction by the urging force of the valve spring 18. . As a result, the hydraulic piston 27 also moves in the valve closing direction. At this time, the poppet valve 33 is closed, and the hydraulic oil in the control chamber 29 is compressed as the hydraulic piston 27 rises, and the pressure in the control chamber 29 rises to a positive pressure. As a result, the check valve 30 is automatically closed, the pressure in the control chamber 29 suddenly increases, and the force of the valve spring 18 and the balance valve 11a continue to be opened.

その後、所望のバルブタイミングで、ポペット弁３３の駆動用ソレノイドに通電してポペット弁３３を開弁することにより、図５に示すように、制御室２９内の作動油を流出口３４から油圧タンク２６に逃がす。これにより、制御室２９内の圧力が下がり、バルブスプリング１８の付勢力により油圧ピストン２７および吸気用のバルブ１１ａが上昇し、吸気用のバルブ１１ａが閉じる。このようにして吸気用のバルブ１１ａの遅閉じ動作が行われる。図６は、可変動弁機構部１５ａ（１５ｂ）によるバルブリフト波形を示している。符号のＰＣは吸気用のバルブ１１ａに対して遅閉じ動作をしない回転カム１６による通常のバルブリフト波形を示し、符号ＰＯは吸気用のバルブ１１ａの遅閉じ動作時のバルブリフト波形を示している。   Thereafter, by energizing the solenoid for driving the poppet valve 33 at a desired valve timing to open the poppet valve 33, the hydraulic oil in the control chamber 29 is supplied from the outlet 34 to the hydraulic tank as shown in FIG. Escape to 26. As a result, the pressure in the control chamber 29 decreases, the urging force of the valve spring 18 raises the hydraulic piston 27 and the intake valve 11a, and the intake valve 11a closes. In this way, the slow closing operation of the intake valve 11a is performed. FIG. 6 shows a valve lift waveform by the variable valve mechanism 15a (15b). The symbol PC indicates a normal valve lift waveform by the rotating cam 16 that does not perform the slow closing operation with respect to the intake valve 11a, and the symbol PO indicates the valve lift waveform during the slow closing operation of the intake valve 11a. .

次に、図７は本実施の形態のエンジン１のバルブ閉弁制御システムを示している。   Next, FIG. 7 shows a valve closing control system of the engine 1 of the present embodiment.

バルブ閉弁制御システムは、コントローラ３５と、可変動弁機構部１５ａ（１５ｂ）と、リフトセンサ（検出手段）３６とを有している。コントローラ３５は、制御演算部３５ａと、メモリ部３５ｂとを有している。   The valve closing control system has a controller 35, a variable valve mechanism 15 a (15 b), and a lift sensor (detection means) 36. The controller 35 includes a control calculation unit 35a and a memory unit 35b.

制御演算部３５ａは、油圧駆動装置１９のポペット弁３３の閉弁用ソレノイドに電気的に接続されており、吸排気用のバルブ１１ａ（１１ｂ）の閉弁指示のためのパルス信号ＰＳをポペット弁３３の閉弁用ソレノイドに送信することで、吸排気用のバルブ１１ａ（１１ｂ）の閉弁動作を指示する機能を有している。   The control calculation unit 35a is electrically connected to the valve closing solenoid of the poppet valve 33 of the hydraulic drive device 19, and outputs a pulse signal PS for instructing the valve closing of the intake / exhaust valve 11a (11b) to the poppet valve. It has a function of instructing the valve closing operation of the intake / exhaust valve 11a (11b) by transmitting to the valve closing solenoid 33.

また、制御演算部３５ａは、メモリ部３５ｂに電気的に接続されている。このメモリ部３５ｂには、エンジン１に備えられた複数の吸排気用のバルブ１１ａ（１１ｂ）毎に、閉弁指示のための補正データが補正マップの形式で記憶されている。この閉弁指示のための補正データは、補正マップの形式に限定されるものではなく、関数式（補正式）を用いたものでも良い。   In addition, the control calculation unit 35a is electrically connected to the memory unit 35b. In the memory unit 35b, correction data for a valve closing instruction is stored in the form of a correction map for each of the plurality of intake / exhaust valves 11a (11b) provided in the engine 1. The correction data for the valve closing instruction is not limited to the correction map format, but may be a function formula (correction formula).

さらに、制御演算部３５ａにはリフトセンサ３６が電気的に接続されている。このリフトセンサ３６は、吸排気用のバルブ１１ａ（１１ｂ）の実際の位置（バルブリフト量）を検出するセンサであり、制御演算部３５ａは、リフトセンサ３６からの検出信号により吸排気用のバルブ１１ａ（１１ｂ）が実際に閉じた時刻を検出することが可能になっている。この閉弁検出手段としては、リフトセンサ３６に代えて、オンオフの閉弁スイッチを用いても良い。   Further, a lift sensor 36 is electrically connected to the control calculation unit 35a. The lift sensor 36 is a sensor that detects an actual position (valve lift amount) of the intake / exhaust valve 11a (11b). The control calculation unit 35a is configured to detect the intake / exhaust valve based on a detection signal from the lift sensor 36. The time when 11a (11b) is actually closed can be detected. As the valve closing detection means, an on / off valve closing switch may be used instead of the lift sensor 36.

このような制御演算部３５ａは、エンジン１に備えられた複数の吸排気用のバルブ１１ａ（１１ｂ）毎に閉弁時の応答遅れ時間Ｔｄ（閉弁指示から実際に閉弁完了するまでの遅延時間）を算出し、その算出した応答遅れ時間Ｔｄの値を用いてメモリ部３５ｂの閉弁指示のための補正データを更新する機能を有している。この応答遅れ時間Ｔｄは、制御演算部３５ａが閉弁を指示した時刻Ｔ１（図８参照）と、リフトセンサ３６からの検出信号によって認識される実際の閉弁の時刻Ｔ３（図８参照）とから算出される。   Such a control calculation unit 35a is configured to provide a response delay time Td at the time of closing the valve for each of the plurality of intake / exhaust valves 11a (11b) provided in the engine 1 (delay from the valve closing instruction until the valve closing is actually completed). Time) and using the calculated response delay time Td, the correction data for the valve closing instruction of the memory unit 35b is updated. The response delay time Td includes a time T1 (see FIG. 8) when the control calculation unit 35a instructs the valve closing, and an actual valve closing time T3 (see FIG. 8) recognized by the detection signal from the lift sensor 36. Is calculated from

次に、本実施の形態のエンジン１の制御方法（バルブ閉弁制御方法）について吸気用のバルブ１１ａの遅閉じ制御を例として図７を参照しながら説明する。   Next, a control method (valve closing control method) of the engine 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 7 taking as an example the slow closing control of the intake valve 11a.

吸気用のバルブ１１ａの遅閉じ制御では、吸気用のバルブ１１ａの閉弁時期をピストン３の下死点よりも遅角側に設定し、吸気用のバルブ１１ａを遅閉じする。   In the delayed closing control of the intake valve 11a, the closing timing of the intake valve 11a is set to the retarded angle side from the bottom dead center of the piston 3, and the intake valve 11a is closed late.

この閉弁動作に際して、制御演算部３５ａは、閉弁指示のためのパルス信号ＰＳを油圧駆動装置１９のポペット弁３３の閉弁用ソレノイドに送信して吸気用のバルブ１１ａの閉弁動作を開始する。   In this valve closing operation, the control calculation unit 35a transmits a pulse signal PS for instructing valve closing to the valve closing solenoid of the poppet valve 33 of the hydraulic drive device 19 to start the valve closing operation of the intake valve 11a. To do.

続いて、制御演算部３５ａは、閉弁指示の時刻Ｔ１と、リフトセンサ３６からの検出信号により認識された実際の閉弁完了の時刻Ｔ３とから閉弁時の応答遅れ時間Ｔｄを算出する。   Subsequently, the control calculation unit 35a calculates the valve closing response time Td from the valve closing instruction time T1 and the actual valve closing completion time T3 recognized by the detection signal from the lift sensor 36.

続いて、制御演算部３５ａは、算出された応答遅れ時間Ｔｄを用いて、メモリ部３５ｂに記憶された吸気用のバルブ１１ａの補正データを更新する。なお、この補正データの更新は、エンジン１に備えたれた複数の吸排気用のバルブ１１ａ（１１ｂ）毎に行う。また、この補正データの更新は吸排気用のバルブ１１ａ（１１ｂ）の閉弁動作の度に随時行うことが好ましいが、複数回の閉弁動作に１回の割合で（すなわち、データ更新の割合を決めて）行っても良い。   Subsequently, the control calculation unit 35a updates the correction data of the intake valve 11a stored in the memory unit 35b using the calculated response delay time Td. The correction data is updated for each of a plurality of intake / exhaust valves 11 a (11 b) provided in the engine 1. The correction data is preferably updated whenever the intake / exhaust valve 11a (11b) is closed. However, the correction data is updated at a rate of once every multiple closing operations (that is, the rate of data update). You can go there.

その後、その吸気用のバルブ１１ａの次の閉弁時には、その補正データの更新情報を加味した閉弁指示のパルス信号ＰＳを油圧駆動装置１９に送信して吸気用のバルブ１１ａを閉じる。なお、ここでは吸気用のバルブ１１ａについて説明したが、排気用のバルブ１１ｂについても同様である。   Thereafter, when the intake valve 11a is closed next time, a valve closing instruction pulse signal PS taking into account the update information of the correction data is transmitted to the hydraulic drive device 19 to close the intake valve 11a. Although the intake valve 11a has been described here, the same applies to the exhaust valve 11b.

このような本実施の形態のエンジン１とその制御方法によれば、吸排気用のバルブ１１ａ（１１ｂ）の閉弁指示から実バルブ閉弁時までの応答遅れ時間を算出し、それを用いて補正データを更新することにより、補正データの値をエンジン１の個体差や経時変化等によるバラツキを加味した値に設定することができる。このため、その補正データの情報を加味した閉弁指示を油圧駆動装置１９に送信して吸排気用のバルブ１１ａ（１１ｂ）を閉じることにより、吸排気用のバルブ１１ａ（１１ｂ）を所望のタイミングで正確に閉じることができる。したがって、吸排気用のバルブ１１ａ（１１ｂ）の閉弁タイミングの制御性を向上させることができるので、油圧式の可変動弁機構部１５ａ（１５ｂ）を有するエンジン１の制御性能を向上させることができる。   According to the engine 1 and its control method of this embodiment, the response delay time from the closing instruction of the intake / exhaust valve 11a (11b) to the actual valve closing time is calculated and used. By updating the correction data, the value of the correction data can be set to a value that takes into account variations due to individual differences in the engine 1 and changes over time. For this reason, a valve closing instruction including the correction data information is transmitted to the hydraulic drive device 19 to close the intake / exhaust valve 11a (11b), so that the intake / exhaust valve 11a (11b) is moved to a desired timing. Can be closed accurately. Therefore, the controllability of the valve closing timing of the intake / exhaust valve 11a (11b) can be improved, so that the control performance of the engine 1 having the hydraulic variable valve mechanism 15a (15b) can be improved. it can.

また、上記した補正データの補正要素としてエンジン回転速度を追加しても良い。エンジン回転速度の情報はエンジン１に設置された回転センサ等により検出し、制御演算部３５ａに送信するようにすれば良い。   Further, the engine speed may be added as a correction element of the correction data described above. Information on the engine rotation speed may be detected by a rotation sensor or the like installed in the engine 1 and transmitted to the control calculation unit 35a.

エンジン回転速度自体は応答遅れ時間に直接影響しないものの、エンジン回転速度の変化に影響される油圧や油温は応答遅れ時間に影響するので、エンジン回転速度を補正データの補正要素として追加することにより、閉弁指示のための補正データの精度を向上させることができる。したがって、吸排気用のバルブ１１ａ（１１ｂ）の閉弁タイミングの制御性をさらに向上させることができので、油圧式の可変動弁機構部１５ａ（１５ｂ）を有するエンジン１の制御性をさらに向上させることができる。   Although the engine speed itself does not directly affect the response delay time, the oil pressure and oil temperature affected by changes in the engine speed affect the response delay time. Therefore, by adding the engine speed as a correction factor to the correction data, The accuracy of the correction data for the valve closing instruction can be improved. Therefore, the controllability of the valve closing timing of the intake / exhaust valve 11a (11b) can be further improved, and the controllability of the engine 1 having the hydraulic variable valve mechanism 15a (15b) is further improved. be able to.

本発明の内燃機関の制御方法および内燃機関は、吸排気用のバルブの閉弁指示から実バルブ閉弁時までの応答遅れ時間を算出し、それを用いて閉弁指示の補正データを更新し、その更新された補正データを加味した閉弁指示により吸排気用のバルブを閉じることにより、吸排気用のバルブを所望のタイミングで正確に閉じることができ、吸排気用のバルブの閉弁タイミングの制御性を向上させることができるので、自動車等の内燃機関の制御方法および内燃機関に利用できる。   The control method for an internal combustion engine and the internal combustion engine according to the present invention calculate a response delay time from the closing instruction of the intake / exhaust valve to the actual valve closing time, and update the valve closing instruction correction data using the response delay time. By closing the intake / exhaust valve according to the valve closing instruction taking into account the updated correction data, the intake / exhaust valve can be accurately closed at a desired timing, and the intake / exhaust valve close timing Therefore, the present invention can be applied to a method for controlling an internal combustion engine such as an automobile and an internal combustion engine.

１ ディーゼルエンジン（内燃機関）
２ シリンダ
３ ピストン
４ キャビティ（燃焼室）
１１ａ 吸気用のバルブ
１１ｂ 排気用のバルブ
１５ａ 可変動弁機構部
１５ｂ 可変動弁機構部
１６ 回転カム
１９ 油圧駆動装置
２５ 装置本体
２６ 油圧タンク（作動流体タンク）
２７ 油圧ピストン
２８ ピストン挿入孔
２９ 制御室
３０ チェック弁（第１作動弁）
３３ ポペット弁（第２作動弁）
３５ コントローラ
３５ａ 制御演算部
３５ｂ メモリ部
３６ リフトセンサ（検出手段） 1 Diesel engine (internal combustion engine)
2 Cylinder 3 Piston 4 Cavity (combustion chamber)
11a Intake valve 11b Exhaust valve 15a Variable valve mechanism 15b Variable valve mechanism 16 Rotating cam 19 Hydraulic drive unit 25 Device body 26 Hydraulic tank (working fluid tank)
27 Hydraulic piston 28 Piston insertion hole 29 Control chamber 30 Check valve (first actuating valve)
33 Poppet valve (second operating valve)
35 controller 35a control calculation unit 35b memory unit 36 lift sensor (detection means)

Claims (3)

クランクシャフトに連動して吸排気用のバルブを開閉する回転カムと、前記吸排気用のバルブの開閉時期およびリフト量を調整する油圧駆動装置とを有する可変動弁機構部を備える内燃機関の制御方法において、
前記吸排気用のバルブの閉弁指示から実際に閉弁するまでの応答遅れ時間を前記吸排気用のバルブ毎に算出し、その算出値を用いて閉弁指示の補正データを更新するステップと、
前記補正データの更新情報を加味した閉弁指示を前記油圧駆動装置に送信して前記吸排気用のバルブを閉じるステップとを含む内燃機関の制御方法。 Control of an internal combustion engine comprising a variable valve mechanism having a rotary cam that opens and closes an intake / exhaust valve in conjunction with a crankshaft, and a hydraulic drive device that adjusts the opening / closing timing and lift amount of the intake / exhaust valve In the method
Calculating a response delay time from the valve closing instruction of the intake / exhaust valve until the valve is actually closed for each of the intake / exhaust valves, and updating correction data of the valve closing instruction using the calculated value; ,
A method for controlling the internal combustion engine, comprising: a step of transmitting a valve closing instruction in consideration of update information of the correction data to the hydraulic drive device and closing the intake and exhaust valves. 前記補正データの補正要素としてエンジン回転速度を追加する請求項１記載の内燃機関の制御方法。   The method of controlling an internal combustion engine according to claim 1, wherein an engine rotation speed is added as a correction element of the correction data. クランクシャフトに連動して吸排気用のバルブを開閉する回転カムと、前記吸排気用のバルブの開閉時期およびリフト量を調整する油圧駆動装置とを有する可変動弁機構部を備える内燃機関において、
前記吸排気用のバルブの実際の閉弁時刻を検出する検出手段と、
前記吸排気用のバルブ毎の閉弁指示の補正データを記憶する記憶部と、
前記吸排気用のバルブ毎に、前記検出手段で検出された前記実際の閉弁時刻と閉弁指示時刻とから前記吸排気用のバルブの閉弁時の応答遅れ時間を算出し、その算出値を用いて前記補正データを更新し、かつ、前記補正データの更新情報を加味した閉弁指示を前記油圧駆動装置に送信して前記吸排気用のバルブを閉じる制御を行う制御演算部とを有する内燃機関。 In an internal combustion engine comprising a variable valve mechanism having a rotating cam that opens and closes an intake / exhaust valve in conjunction with a crankshaft, and a hydraulic drive device that adjusts the opening / closing timing and lift amount of the intake / exhaust valve.
Detecting means for detecting an actual valve closing time of the intake and exhaust valves;
A storage unit for storing correction data of a valve closing instruction for each of the intake and exhaust valves;
For each intake / exhaust valve, a response delay time when the intake / exhaust valve is closed is calculated from the actual valve closing time and the valve closing instruction time detected by the detecting means, and the calculated value And a control arithmetic unit that controls the closing of the intake / exhaust valve by transmitting a valve closing instruction to the hydraulic drive device in consideration of update information of the correction data and updating the correction data using Internal combustion engine.

Images