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JP6084443B2 - Engine control apparatus and control method - Google Patents
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Description

本発明は、全筒運転及び減筒運転を切り替えるエンジンの制御装置及び制御方法に関する。   The present invention relates to an engine control device and a control method for switching between all-cylinder operation and reduced-cylinder operation.

燃費向上を目的として、複数の気筒のうち一部の気筒の燃焼を休止させる減筒運転を行うエンジンが既に知られている。減筒運転時における制御方法の一つとして、休止気筒においても他の稼働気筒と同様に、吸気バルブと排気バルブとを開閉する方法がある。このとき、休止気筒において吸気バルブ及び排気バルブが閉じられピストンが上昇する圧縮行程のP−V曲線は、吸気バルブ及び排気バルブが閉じられピストンが下降する膨張行程のP−V曲線と同じ経路をとらない。この場合、互いに異なる経路のP−V曲線で囲まれた領域の面積分が損失分となり、減筒運転時における燃費を低下させる。   For the purpose of improving fuel efficiency, an engine that performs a reduced-cylinder operation that stops combustion of some of the cylinders is already known. As one of the control methods during the reduced-cylinder operation, there is a method of opening and closing the intake valve and the exhaust valve in the idle cylinder as in the other operating cylinders. At this time, in the idle cylinder, the PV curve of the compression stroke in which the intake valve and the exhaust valve are closed and the piston is raised follows the same path as the PV curve of the expansion stroke in which the intake valve and the exhaust valve are closed and the piston is lowered. I will not take it. In this case, the area of the area surrounded by the PV curves of different paths becomes a loss, and the fuel consumption during the reduced-cylinder operation is reduced.

減筒運転時のエネルギー損失量を小さくするため、減筒運転時に吸気バルブ及び排気バルブを閉じる方法が既に提案されている。例えば、気筒内のピストンが排気行程の上死点近傍にあるときに、吸気バルブ及び排気バルブが閉じる方法がある(例えば、特許文献1参照)。この方法によれば、ピストンが上死点と下死点との中間に位置するときや、ピストンが下死点近傍に位置するとき等に各バルブを閉じるときに比べ、気筒内に封入される気体量は小さくなる。その結果、休止気筒内の圧力が一気圧以下の状態で、封入された気体の膨張及び圧縮が繰り返される。この方法によれば、ピストンが上死点と下死点との中間に位置するとき等に各バルブを閉じる場合に比べ、圧縮行程において、気筒内に封入された気体の内部エネルギーの増分が小さくなり、当該気体からの放熱による熱損失も小さくなる。   In order to reduce the amount of energy loss during reduced-cylinder operation, a method for closing the intake valve and the exhaust valve during reduced-cylinder operation has already been proposed. For example, there is a method of closing an intake valve and an exhaust valve when a piston in a cylinder is near the top dead center of an exhaust stroke (see, for example, Patent Document 1). According to this method, it is enclosed in the cylinder as compared with the case where each valve is closed when the piston is positioned between the top dead center and the bottom dead center or when the piston is positioned near the bottom dead center. The amount of gas is reduced. As a result, expansion and compression of the enclosed gas are repeated in a state where the pressure in the idle cylinder is 1 atm or less. According to this method, the increase in the internal energy of the gas sealed in the cylinder is smaller in the compression stroke than when the valves are closed when the piston is positioned between the top dead center and the bottom dead center. Thus, heat loss due to heat radiation from the gas is also reduced.

実開平5−42652号公報Japanese Utility Model Publication No. 5-42652

しかし、上死点近傍といえる範囲の中でも、吸気バルブ及び排気バルブが閉じるタイミングによって気筒内に封入される気体の質量は変化する。例えば、排気行程においてピストンが上死点に位置し、排気バルブ及び吸気バルブの両方が開いているときには、排気通路に排気が送り出される一方、吸気通路からは新気が吸入されている。このため、当該タイミングで、気筒内の気体の質量が最小となるとは限らない。また、例えばEGR(Exhaust Gas Recirculation)還流量や、過給機による過給圧の変動があれば、気筒内の気体の質量が最小となるピストン位置も変化する。   However, the mass of the gas sealed in the cylinder varies depending on the timing at which the intake valve and the exhaust valve are closed, even within the range that can be said to be near the top dead center. For example, when the piston is located at the top dead center in the exhaust stroke and both the exhaust valve and the intake valve are open, exhaust gas is sent out to the exhaust passage, while fresh air is sucked from the intake passage. For this reason, the mass of the gas in a cylinder does not necessarily become the minimum at the said timing. Further, for example, if there is an EGR (Exhaust Gas Recirculation) recirculation amount or a change in the supercharging pressure due to the supercharger, the piston position at which the mass of gas in the cylinder is minimized also changes.

本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、減筒運転における燃費を改善するエンジンの制御装置及び制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an engine control device and a control method that improve fuel efficiency in reduced-cylinder operation.

上記課題を解決するエンジンの制御装置は、全筒運転と減筒運転とを切り替えるエンジンの制御装置であって、休止可能な気筒に少なくとも設けられ且つ燃焼室の圧力を検出する筒内圧センサから、排気行程から吸気行程に至る所定の期間における筒内圧を複数回入力し、前記所定の期間内において筒内圧を入力する度に、前記入力した筒内圧と該筒内圧検出したときのクランク角に基づき算出された前記燃焼室の容積とを乗算しこの乗算値が最小となるピストンの位置を、排気行程から吸気行程におけガス量最小位置とし、減筒運転条件が成立した際、1サイクル前に算出された前記ガス量最小位置を取得し、前記ピストンが前記ガス量最小位置に位置したときに吸気バルブ及び排気バルブを閉じるエンジンの制御装置。 An engine control device that solves the above problems is an engine control device that switches between all-cylinder operation and reduced-cylinder operation, and is provided at least in a cylinder that can be stopped and from an in-cylinder pressure sensor that detects the pressure in the combustion chamber , cylinder pressure in a predetermined time period leading to the intake stroke from the exhaust stroke type multiple times, each time to enter the cylinder pressure within the predetermined time period, the cylinder pressure and the input, the crank angle at the time of detecting the cylinder pressure multiplying the volume of the calculated said combustion chamber based on, when the position of the piston the multiplication value is minimized, and the gas quantity minimum position that put the intake stroke from the exhaust stroke, the reduced-cylinder operation condition is established, An engine control device that acquires the minimum gas amount position calculated one cycle before and closes an intake valve and an exhaust valve when the piston is positioned at the minimum gas amount position.

上記課題を解決するエンジンの制御方法は、全筒運転と減筒運転とを切り替えるエンジンの制御方法であって、前記エンジンの制御装置が、休止可能な気筒に設けられ且つ燃焼室の圧力を検出する筒内圧センサから、排気行程から吸気行程に至る所定の期間における筒内圧を複数回入力し、前記所定の期間内において筒内圧を入力する度に、前記入力した筒内圧と、該筒内圧を検出したときのクランク角に基づき算出された前記燃焼室の容積とを乗算し、この乗算値が最小となるピストンの位置を、排気行程から吸気行程におけるガス量最小位置とし、減筒運転条件が成立した際、1サイクル前に算出された前記ガス量最小位置を取得し、前記ピストンが前記ガス量最小位置に位置したときに吸気バルブ及び排気バルブを閉じる。
排気行程から吸気行程に移行するガス量減少期間付近では筒内温度はほぼ一定であることが発明者の実験等により判明している。この態様によれば、筒内圧及び燃焼室の容積の乗算値から、ガス量が最小となるピストン位置を推測することができる。そしてピストンがガス量最小位置に位置したとき吸気バルブ及び排気バルブを閉じることで、休止気筒における損失を最小限とし、減筒運転における燃費の改善を図ることができる。
An engine control method that solves the above problem is an engine control method that switches between all-cylinder operation and reduced-cylinder operation, wherein the engine control device is provided in a cylinder that can be stopped and detects the pressure in the combustion chamber. The in-cylinder pressure sensor inputs a plurality of in-cylinder pressures in a predetermined period from the exhaust stroke to the intake stroke, and each time the in-cylinder pressure is input in the predetermined period, the input in-cylinder pressure and the in-cylinder pressure are The volume of the combustion chamber calculated based on the crank angle at the time of detection is multiplied, and the position of the piston where the multiplication value is minimum is set as the gas amount minimum position in the intake stroke to the intake stroke, and the reduced cylinder operation condition is When established, the minimum gas amount position calculated one cycle before is acquired, and the intake valve and the exhaust valve are closed when the piston is positioned at the minimum gas amount position.
It has been found by the inventors' experiments and the like that the in-cylinder temperature is substantially constant in the vicinity of the gas amount decrease period that shifts from the exhaust stroke to the intake stroke. According to this aspect, the piston position at which the gas amount is minimized can be estimated from the multiplication value of the in-cylinder pressure and the volume of the combustion chamber. By closing the intake valve and the exhaust valve when the piston is located at the minimum gas amount position, the loss in the idle cylinder can be minimized, and the fuel efficiency can be improved in the reduced cylinder operation.

上記エンジンの制御装置について、前記エンジンは、前記吸気バルブ及び前記排気バルブの開閉タイミングを可変とする油圧式の可変動弁機構を備え、前記制御装置は、前記可変動弁機構を流動する作動油の油温及び油圧に応じて、油路を開閉するアクチュエータに対し駆動指令を出力してから前記吸気バルブ及び前記排気バルブを閉弁させるまでの応答遅れ時間を演算し、前記ピストンが前記ガス量最小位置に到達する時点よりも前記応答遅れ時間分早く、前記アクチュエータに駆動指令を出力することが好ましい。   With respect to the engine control device, the engine includes a hydraulic variable valve mechanism that varies opening and closing timings of the intake valve and the exhaust valve, and the control device includes hydraulic oil that flows through the variable valve mechanism. A response delay time from when a drive command is output to the actuator that opens and closes the oil passage to when the intake valve and the exhaust valve are closed is calculated according to the oil temperature and oil pressure of the oil, and the piston It is preferable that the drive command is output to the actuator earlier than the time when the minimum position is reached by the response delay time.

この態様によれば、油温及び油圧に応じて応答遅れ時間を算出するため、応答遅れ時間の精度を向上できる。また、ガス量最小位置よりも応答遅れ時間だけ早いタイミングでアクチュエータに駆動指令を出力するため、吸気バルブ及び排気バルブを、ガス量最小位置で閉じることができる。   According to this aspect, since the response delay time is calculated according to the oil temperature and the oil pressure, the accuracy of the response delay time can be improved. Further, since the drive command is output to the actuator at a timing earlier than the minimum gas amount position by the response delay time, the intake valve and the exhaust valve can be closed at the minimum gas amount position.

上記エンジンの制御装置について、前記ガス量最小位置を、前記吸気行程から前記排気行程に至る1サイクル毎に算出することが好ましい。
この態様によれば、ガス量最小位置は、1サイクル毎に更新されるので、例えばEGR量、過給圧等の要因によって、吸気行程で吸入される気体量が変動しても、その変動をガス量最小位置に反映することができる。
In the engine control apparatus, it is preferable that the minimum gas amount position is calculated for each cycle from the intake stroke to the exhaust stroke.
According to this aspect, since the minimum gas amount position is updated every cycle, even if the gas amount sucked in the intake stroke fluctuates due to factors such as the EGR amount and the supercharging pressure, the fluctuation is not changed. This can be reflected in the minimum gas amount position.

エンジンの一実施形態であって、その要部を示す概略図。1 is a schematic view showing an essential part of an engine according to an embodiment. 同実施形態のエンジンの要部及び制御装置を示すブロック図。The block diagram which shows the principal part and control apparatus of the engine of the embodiment. 同実施形態のエンジンの要部及び制御装置を示すブロック図。The block diagram which shows the principal part and control apparatus of the engine of the embodiment. 同制御装置によるガス量最小位置を算出するためのフローチャート。The flowchart for calculating the gas amount minimum position by the control device. 各行程における筒内圧及び筒内温度を示すグラフ。The graph which shows the cylinder pressure and cylinder temperature in each stroke. 同制御装置による応答遅れを算出するためのフローチャート。The flowchart for calculating the response delay by the same control apparatus. 油温と応答遅れ時間の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between oil temperature and response delay time. 油圧と応答遅れ時間の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between oil pressure and response delay time. 同制御装置による減筒運転制御のフローチャート。The flowchart of the reduced cylinder operation control by the control device. 同実施形態の全筒運転時のバルブタイミングを示す図。The figure which shows the valve timing at the time of all cylinder operation | movement of the embodiment. 同実施形態の減筒運転時のバルブタイミングを示す図。The figure which shows the valve timing at the time of the cylinder reduction operation | movement of the embodiment. 同実施形態及び従来例の減筒運転におけるP−V曲線を示す図。The figure which shows the PV curve in the reduced cylinder driving | operation of the embodiment and a prior art example.

以下、エンジンの制御装置及び制御方法の一実施形態を説明する。本実施形態では、エンジンを、ディーゼルエンジンに具体化して説明する。
図1に示すように、気筒としてのシリンダ11が形成されたシリンダブロック12には、シリンダヘッド13が搭載されている。シリンダヘッド13には、シリンダ11に連通する一対の吸気ポート18と一対の排気ポート19とが形成されている。シリンダ11内には、ピストン16が図示しないクランクによって往復動可能に収容されている。このピストン16、シリンダヘッド13及びシリンダブロック12によって燃焼室17が区画されている。また、シリンダヘッド13には、燃焼室17内に燃料を噴射するインジェクタ22が設けられている。
Hereinafter, an embodiment of an engine control device and a control method will be described. In the present embodiment, the engine will be specifically described as a diesel engine.
As shown in FIG. 1, a cylinder head 13 is mounted on a cylinder block 12 in which a cylinder 11 as a cylinder is formed. The cylinder head 13 is formed with a pair of intake ports 18 and a pair of exhaust ports 19 that communicate with the cylinder 11. A piston 16 is accommodated in the cylinder 11 so as to be reciprocally movable by a crank (not shown). A combustion chamber 17 is defined by the piston 16, the cylinder head 13 and the cylinder block 12. The cylinder head 13 is provided with an injector 22 for injecting fuel into the combustion chamber 17.

各吸気ポート18には、吸気バルブ20がそれぞれ取り付けられている。各排気ポート19には、排気バルブ21がそれぞれ取り付けられている。各吸気バルブ20は、吸気バルブ20の可変動弁機構30に連結されている。また、各排気バルブ21は、排気バルブ21の可変動弁機構31に連結されている。   An intake valve 20 is attached to each intake port 18. An exhaust valve 21 is attached to each exhaust port 19. Each intake valve 20 is connected to a variable valve mechanism 30 of the intake valve 20. Each exhaust valve 21 is connected to a variable valve mechanism 31 of the exhaust valve 21.

さらに、シリンダヘッド13には、燃焼室17の圧力を測定する筒内圧センサ50が各シリンダ11に対応させて設けられている。筒内圧センサ50は、例えばダイヤフラム式のセンサであって、ダイヤフラム上に形成された歪みゲージの抵抗変化を電気信号によって検出する。   Further, the cylinder head 13 is provided with an in-cylinder pressure sensor 50 for measuring the pressure in the combustion chamber 17 corresponding to each cylinder 11. The in-cylinder pressure sensor 50 is, for example, a diaphragm sensor, and detects a change in resistance of a strain gauge formed on the diaphragm by an electric signal.

また、排気ポート19に接続された排気マニホールド15には、該排気マニホールド15と吸気マニホールド14とを接続する図示しないEGR管が接続されている。EGR管には、EGRバルブが設けられ、EGRバルブが開かれることで、排気の一部が吸気に混合される。さらに、排気マニホールド15よりも下流の排気通路には、図示しない過給機のタービンが設けられ、吸気マニホールド14よりも上流の吸気通路のコンプレッサを回転させている。そして当該コンプレッサにより、圧縮された吸気が吸気マニホールド14に送られる。   Further, an EGR pipe (not shown) that connects the exhaust manifold 15 and the intake manifold 14 is connected to the exhaust manifold 15 connected to the exhaust port 19. The EGR pipe is provided with an EGR valve, and a part of the exhaust gas is mixed with the intake air by opening the EGR valve. Further, a turbocharger turbine (not shown) is provided in the exhaust passage downstream of the exhaust manifold 15 to rotate the compressor in the intake passage upstream of the intake manifold 14. Then, the compressed intake air is sent to the intake manifold 14 by the compressor.

次に、可変動弁機構30,31及びエンジンの制御装置としてのECU10について説明する。可変動弁機構30,31は同じ機構であるため、排気側の可変動弁機構31について説明する。   Next, the variable valve mechanisms 30 and 31 and the ECU 10 as an engine control device will be described. Since the variable valve mechanisms 30 and 31 are the same mechanism, the exhaust side variable valve mechanism 31 will be described.

図2に示すように、可変動弁機構31は、各シリンダ11の配設方向に沿って延びるカムシャフト32を備えている。排気側のカムシャフト32には、排気用のカム33が軸支され、吸気側のカムシャフト32には、吸気用のカム33が軸支されている。カムシャフト32は図示しないタイミングチェーン等を介して、クランクシャフトに連動して回転する。カム33近傍に設けられたカムポジションセンサ26は、カム33の回転角度を検出し、ECU10に出力する。   As shown in FIG. 2, the variable valve mechanism 31 includes a camshaft 32 that extends along the arrangement direction of each cylinder 11. An exhaust cam 33 is pivotally supported on the exhaust side camshaft 32, and an intake cam 33 is pivotally supported on the intake side camshaft 32. The camshaft 32 rotates in conjunction with the crankshaft via a timing chain (not shown). A cam position sensor 26 provided in the vicinity of the cam 33 detects the rotation angle of the cam 33 and outputs it to the ECU 10.

また、カムシャフト32よりも排気バルブ21側には、ロッカーシャフト34が設けられている。ロッカーシャフト34は、カムシャフト32と平行に延びている。このロッカーシャフト34には、シリンダ数と同じ個数のロッカーアーム35が揺動可能に軸支されている。   A rocker shaft 34 is provided on the exhaust valve 21 side of the camshaft 32. The rocker shaft 34 extends in parallel with the camshaft 32. The same number of rocker arms 35 as the number of cylinders are supported on the rocker shaft 34 so as to be swingable.

また、ロッカーアーム35の一端には、ローラ36が回転可能に軸支されている。ローラ36は、ロッカーアーム35に対して、カム33の外周面に摺接可能に設けられている。また、ロッカーアーム35の他端には、リフター37の駆動軸37Aが固定されている。   A roller 36 is rotatably supported at one end of the rocker arm 35. The roller 36 is slidably contacted to the outer peripheral surface of the cam 33 with respect to the rocker arm 35. A drive shaft 37 </ b> A of the lifter 37 is fixed to the other end of the rocker arm 35.

リフター37は、駆動軸37Aと、駆動軸37Aに連結された円柱状のピストン37Pとを備えている。ピストン37Pは、プッシュピン38に設けられた摺動孔39に収容され、プッシュピン38の内側面を摺動可能に設けられている。   The lifter 37 includes a drive shaft 37A and a columnar piston 37P connected to the drive shaft 37A. The piston 37P is accommodated in a sliding hole 39 provided in the push pin 38, and is provided so as to be slidable on the inner surface of the push pin 38.

プッシュピン38は、シリンダヘッド13の上方に設けられた油路形成部材40に、上下動可能に収容されている。プッシュピン38は、底部を備えた筒状に形成され、その内側にピストン37Pを収容する摺動孔39を有している。また、プッシュピン38は、径方向に貫通する複数の連通孔41を備えている。各連通孔41は、プッシュピン38の外周面からプッシュピン38の径方向中心に向かって延び、外周面と摺動孔39とを連通している。   The push pin 38 is accommodated in an oil passage forming member 40 provided above the cylinder head 13 so as to be movable up and down. The push pin 38 is formed in a cylindrical shape having a bottom portion, and has a sliding hole 39 for accommodating the piston 37P inside thereof. The push pin 38 includes a plurality of communication holes 41 penetrating in the radial direction. Each communication hole 41 extends from the outer peripheral surface of the push pin 38 toward the radial center of the push pin 38, and connects the outer peripheral surface and the sliding hole 39.

また、プッシュピン38は、油路形成部材40に対し、連通孔41と油路形成部材40に形成された油路42とを連通させた角度で配設されている。油路42の途中には電磁弁43が設けられている。電磁弁43は、ECU10の制御により油路42を開閉可能である。また、油路42の途中には図示しないポンプが設けられている。即ち、油路42内を流動する作動油は、上記ポンプ、プッシュピン38、電磁弁43の間を循環する。   Further, the push pin 38 is disposed at an angle at which the communication hole 41 and the oil passage 42 formed in the oil passage forming member 40 communicate with the oil passage forming member 40. An electromagnetic valve 43 is provided in the middle of the oil passage 42. The electromagnetic valve 43 can open and close the oil passage 42 under the control of the ECU 10. A pump (not shown) is provided in the middle of the oil passage 42. That is, the hydraulic oil flowing in the oil passage 42 circulates between the pump, the push pin 38 and the electromagnetic valve 43.

ECU10から電磁弁43に対してオン信号が出力されると、電磁弁43が閉弁する。電磁弁43が閉弁すると、電磁弁43よりも上流側で作動油の流れが遮断される。すると、上記ポンプの駆動による圧力により、プッシュピン38の摺動孔39の底面とピストン37Pの底面との間に作動油が導入され、プッシュピン38よりも下流の油路42に対して作動油が流れない状態になる。このように電磁弁43を閉じた状態で、リフター37がロッカーアーム35の揺動に従って下降すると、プッシュピン38とピストン37Pとの間の作動油を介して、プッシュピン38が下方へ押圧される。   When an ON signal is output from the ECU 10 to the electromagnetic valve 43, the electromagnetic valve 43 is closed. When the solenoid valve 43 is closed, the flow of hydraulic oil is interrupted upstream of the solenoid valve 43. Then, hydraulic oil is introduced between the bottom surface of the sliding hole 39 of the push pin 38 and the bottom surface of the piston 37 </ b> P by the pressure generated by driving the pump, and the hydraulic oil is supplied to the oil passage 42 downstream from the push pin 38. Will not flow. When the lifter 37 is lowered in accordance with the swing of the rocker arm 35 with the electromagnetic valve 43 closed as described above, the push pin 38 is pressed downward via the hydraulic oil between the push pin 38 and the piston 37P. .

一方、ECU10から電磁弁43に対してオフ信号が出力されると、電磁弁43が開弁する。電磁弁43が開弁すると、油路42が開放され、プッシュピン38とピストン37Pとの間の作動油は、ピストン37Pの下降に伴い電磁弁43側の油路42へ流れることが可能となる。図3に示すように、油路42が開放された状態で、ピストン37Pが移動範囲のうち最も下方の位置に下降しても、ピストン37Pがプッシュピン38を下方へ押圧することはない。従って、ロッカーアーム35の揺動は、プッシュピン38に伝達されない。   On the other hand, when an OFF signal is output from the ECU 10 to the electromagnetic valve 43, the electromagnetic valve 43 is opened. When the solenoid valve 43 is opened, the oil passage 42 is opened, and the hydraulic oil between the push pin 38 and the piston 37P can flow to the oil passage 42 on the solenoid valve 43 side as the piston 37P descends. . As shown in FIG. 3, even if the piston 37P descends to the lowest position in the movement range with the oil passage 42 opened, the piston 37P does not press the push pin 38 downward. Therefore, the rocking motion of the rocker arm 35 is not transmitted to the push pin 38.

プッシュピン38の下側には、ブリッジ45が設けられている。ブリッジ45は、油路形成部材40に支持され、その上面はプッシュピン38の底面に当接している。ブリッジ45の下側には、1対の排気バルブ21が固定されている。図3に示すように、このブリッジ45は、バネ等の図示しない付勢手段により、油路形成部材40に最も近くなる初期位置に付勢されている。プッシュピン38にロッカーアーム35の揺動が伝達されていないとき、ブリッジ45は初期位置に付勢されて上昇する。また、プッシュピン38にロッカーアーム35の揺動が伝達されているときであってリフター37の駆動軸37Aが上昇したときには、プッシュピン38もブリッジ45に従動して上昇する。   A bridge 45 is provided below the push pin 38. The bridge 45 is supported by the oil passage forming member 40, and the upper surface thereof is in contact with the bottom surface of the push pin 38. A pair of exhaust valves 21 are fixed below the bridge 45. As shown in FIG. 3, the bridge 45 is biased to an initial position closest to the oil passage forming member 40 by a biasing means (not shown) such as a spring. When the swing of the rocker arm 35 is not transmitted to the push pin 38, the bridge 45 is urged to the initial position and ascends. When the swing of the rocker arm 35 is transmitted to the push pin 38 and the drive shaft 37A of the lifter 37 is lifted, the push pin 38 is also lifted by the bridge 45.

ブリッジ45が初期位置に配置されているとき、排気バルブ21は閉弁位置に配置される。図2に示すように、電磁弁43によって油路42が閉じられ、ブリッジ45がプッシュピン38によって下方に押圧されると排気バルブ21は開き始める。そして、ピストン37Pが最も下方に位置するとき、排気バルブ21のリフト量は最大となる。さらに、油路42が閉じられている状態で、プッシュピン38が上昇すると、排気バルブ21は閉じ始め、プッシュピン38が最も上方に位置するとき、排気バルブ21は閉弁する。 When the bridge 45 is disposed at the initial position, the exhaust valve 21 is disposed at the closed position. As shown in FIG. 2, when the oil passage 42 is closed by the electromagnetic valve 43 and the bridge 45 is pressed downward by the push pin 38, the exhaust valve 21 starts to open. When the piston 37P is located at the lowest position, the lift amount of the exhaust valve 21 is maximized. Furthermore, with the oil passage 42 is closed, the push pin 38 is raised, the exhaust valve 21 begins to close, when the push pin 38 is located at the uppermost exhaust valve 21 is closed.

ECU10は、クランク角センサ25及びカムポジションセンサ26から回転角度信号をそれぞれ入力する。また、ECU10は、各回転角度に基づき、インジェクタ22、各可変動弁機構30,31に対し、各種信号を出力する。さらに、油路42の途中には、オイルの温度及び圧力をそれぞれ検出する油温センサ46及び油圧センサ47が設けられている。ECU10は、油温センサ46及び油圧センサ47は、油温及び油圧を示す検出信号を入力する。   The ECU 10 receives rotation angle signals from the crank angle sensor 25 and the cam position sensor 26, respectively. Further, the ECU 10 outputs various signals to the injector 22 and the variable valve mechanisms 30 and 31 based on the rotation angles. Further, an oil temperature sensor 46 and a hydraulic pressure sensor 47 that detect the temperature and pressure of the oil are provided in the middle of the oil passage 42. The ECU 10 inputs detection signals indicating the oil temperature and the oil pressure to the oil temperature sensor 46 and the oil pressure sensor 47.

全筒運転の際には、ECU10は、吸気側及び排気側の電磁弁43を閉弁して、カム33の回転がロッカーアーム35を介して排気バルブ21に伝達されるように駆動する。減筒運転の際には、ECU10は、燃焼を停止させる気筒の数及び位置を選択するとともに、休止気筒に対してインジェクタ22からの燃料噴射を停止する。また、ECU10は、休止気筒の吸気側及び排気側の電磁弁43を開弁する。その結果、カム33の回転は、吸気バルブ20及び排気バルブ21に伝達されず、吸気バルブ20及び排気バルブ21は閉弁位置に維持される。   During all-cylinder operation, the ECU 10 closes the intake-side and exhaust-side solenoid valves 43 and drives the rotation of the cam 33 to be transmitted to the exhaust valve 21 via the rocker arm 35. During the reduced-cylinder operation, the ECU 10 selects the number and position of the cylinders that stop the combustion, and stops the fuel injection from the injector 22 for the deactivated cylinders. Further, the ECU 10 opens the intake side and exhaust side solenoid valves 43 of the deactivated cylinder. As a result, the rotation of the cam 33 is not transmitted to the intake valve 20 and the exhaust valve 21, and the intake valve 20 and the exhaust valve 21 are maintained in the closed position.

次に、本実施形態のECU10による減筒運転を行うための動作について、各処理におけるフローチャートを用いて説明する。
本実施形態では、燃焼室17内の気体の質量が最小となった位置を、筒内圧及び燃焼室17の容積から逐次算出する。そのガス量最小位置θminの算出方法について説明する。このガス量最小位置の算出処理は、クランク角が0°〜720°の1サイクル毎に行われる。
Next, the operation | movement for performing the reduced cylinder driving | running | working by ECU10 of this embodiment is demonstrated using the flowchart in each process.
In this embodiment, the position where the mass of the gas in the combustion chamber 17 is minimized is sequentially calculated from the in-cylinder pressure and the volume of the combustion chamber 17. A method for calculating the minimum gas amount position θmin will be described. This calculation process of the minimum gas amount position is performed for each cycle in which the crank angle is 0 ° to 720 °.

ECU10は、筒内圧センサ50から燃焼室17の圧力を検出した筒内圧Pを逐次入力している。図4に示すように、ガス量最小位置θminの算出処理では、ECU10は、例えばクランク角が300°〜400°等、排気行程から吸気行程に至るガス量減少期間における筒内圧Pを入力する(ステップS1)。ガス量減少期間は、ピストン16が上死点である360°を基準とした所定の期間である。   The ECU 10 sequentially inputs the in-cylinder pressure P detected from the in-cylinder pressure sensor 50 to the pressure in the combustion chamber 17. As shown in FIG. 4, in the calculation process of the minimum gas amount position θmin, the ECU 10 inputs the in-cylinder pressure P during the gas amount decrease period from the exhaust stroke to the intake stroke, for example, a crank angle of 300 ° to 400 ° ( Step S1). The gas amount decrease period is a predetermined period based on 360 ° at which the piston 16 is top dead center.

また、ECU10は、その筒内圧Pが検出されたときのクランク角センサ25及びカムポジションセンサ26からの検出信号に基づき、その筒内圧Pが検出されたときの燃焼室17の容積Vを算出する(ステップS2)。容積Vは、クランク角に応じたピストン16の位置とシリンダ11の全容積とから演算することができる。   Further, the ECU 10 calculates the volume V of the combustion chamber 17 when the in-cylinder pressure P is detected based on detection signals from the crank angle sensor 25 and the cam position sensor 26 when the in-cylinder pressure P is detected. (Step S2). The volume V can be calculated from the position of the piston 16 corresponding to the crank angle and the total volume of the cylinder 11.

ECU10は、上記ガス量減少期間内に得られた筒内圧Pと容積Vとに基づき、燃焼室17内の気体の質量が最小となるガス量最小位置θminを算出する(ステップS3)。このとき、ECU10は、1サイクル内で得られた各筒内圧Pと、その筒内圧Pが検出された時点の燃焼室17の容積Vとを乗算し、その乗算値が最も小さくなるクランク角を、燃焼室17内の気体の質量が最小となる位置であると推定する。 The ECU 10 calculates a gas amount minimum position θmin at which the gas mass in the combustion chamber 17 is minimized based on the in-cylinder pressure P and the volume V obtained during the gas amount reduction period (step S3). At this time, the ECU 10 multiplies each in-cylinder pressure P obtained in one cycle by the volume V of the combustion chamber 17 at the time when the in-cylinder pressure P is detected, and obtains a crank angle at which the multiplication value becomes the smallest. The position of the gas in the combustion chamber 17 is estimated to be the minimum.

即ち、燃焼室17内に封入される気体の質量は、筒内圧をP、燃焼室17の容積をV、気体定数をR、筒内温度をTとすると下式で表される。
n=PV/RT
一方、図5中鎖線で示すように、排気行程から吸行程に移行するガス量減少期間(300°〜400°)付近では筒内温度はほぼ一定であることが発明者の実験等により判明している。このガス量減少期間では、吸気バルブ20が開き始めるため、温度の低い新気等が吸入されるためである。従って、気体の質量が最小となる位置は、筒内圧Pと容積Vとの乗算値が最小となる位置と同じである。また、筒内圧センサ50は、温度センサに比べ応答性が高いため、ガス量最小位置θminを的確に算出することができる。
That is, the mass of the gas sealed in the combustion chamber 17 is expressed by the following equation, where P is the in-cylinder pressure, V is the volume of the combustion chamber 17, R is the gas constant, and T is the in-cylinder temperature.
n = PV / RT
On the other hand, as shown by a chain line in FIG. 5, it turned out by the inventors of the experiments that the cylinder temperature is almost constant in the vicinity of the gas loss period shifts to air suction stroke (300 ° ~400 °) from the exhaust stroke doing. This is because the intake valve 20 starts to open during the gas amount decrease period, and therefore, fresh air having a low temperature is sucked. Therefore, the position where the mass of the gas is minimized is the same as the position where the multiplication value of the cylinder pressure P and the volume V is minimized. Further, since the in-cylinder pressure sensor 50 has higher responsiveness than the temperature sensor, the minimum gas amount position θmin can be accurately calculated.

一方、図5中実線で示すように、筒内圧Pは、排気行程(略180°〜360°)及び吸気行程(略360°〜540°)の間は低いが、ピストン16が上死点近傍にあるときであっても、図5中右下に示すように、エンジンの運転条件によって筒内圧Pの変動がある。吸気バルブ20及び排気バルブ21のオーバーラップが設けられているとき、ガス量最小位置θminは、360°よりも大きい傾向にある。   On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 5, the in-cylinder pressure P is low during the exhaust stroke (approximately 180 ° to 360 °) and the intake stroke (approximately 360 ° to 540 °), but the piston 16 is near the top dead center. Even in the case, the in-cylinder pressure P varies depending on the engine operating conditions as shown in the lower right in FIG. When the overlap between the intake valve 20 and the exhaust valve 21 is provided, the gas amount minimum position θmin tends to be larger than 360 °.

そして、このガス量最小位置θminの算出を、1サイクル毎に繰り返す。このため、ガス量最小位置θminは常に更新され続け、そのときのバルブタイミングや、EGR量、過給圧等が反映されたガス量最小位置θminとすることができる。   The calculation of the minimum gas amount position θmin is repeated every cycle. For this reason, the minimum gas amount position θmin is constantly updated, and the minimum gas amount position θmin reflecting the valve timing, EGR amount, supercharging pressure, and the like at that time can be set.

減筒運転の条件が成立したとき、排気バルブ21及び吸気バルブ20を閉弁するタイミングは、燃焼室17内に封入される気体(以下、封入気体という)の質量を最小とすることにより、休止気筒におけるエネルギー損失量を最小限とすることができる。即ち、休止気筒では、圧縮行程において、封入気体の質量が大きいほど、封入気体に対してなされる仕事が大きくなり、封入気体全体の内部エネルギー変化が大きくなる。一方、シリンダ11の内側面の面積は変わらないため、シリンダ11に接触する封入気体の内部エネルギー変化が大きいほど、封入気体の放熱による熱損失が大きくなる。この熱損失は、燃焼室17の壁部を介して、シリンダブロック12の壁部を通過する冷却水へ吸熱される冷却損失、ふく射熱として周囲に拡散されるふく射損失等がある。このため、休止気筒の封入気体の質量を小さくすることによって、休止気筒における熱損失を最小限にすることができる。   When the condition of the reduced cylinder operation is satisfied, the timing of closing the exhaust valve 21 and the intake valve 20 is paused by minimizing the mass of gas sealed in the combustion chamber 17 (hereinafter referred to as sealed gas). The amount of energy loss in the cylinder can be minimized. That is, in the idle cylinder, in the compression stroke, the greater the mass of the enclosed gas, the greater the work done on the enclosed gas, and the greater the internal energy change of the enclosed gas. On the other hand, since the area of the inner surface of the cylinder 11 does not change, the greater the internal energy change of the sealed gas that contacts the cylinder 11, the greater the heat loss due to heat dissipation of the sealed gas. The heat loss includes a cooling loss absorbed by the cooling water passing through the wall portion of the cylinder block 12 through the wall portion of the combustion chamber 17 and a radiation loss diffused to the surroundings as radiant heat. For this reason, the heat loss in the idle cylinder can be minimized by reducing the mass of the enclosed gas in the idle cylinder.

また、ECU10は、可変動弁機構31の応答遅れθdyを油圧及び油温から逐次算出している。応答遅れθdyは、ECU10が、電磁弁43へオン信号を出力してから排気バルブ21及び吸気バルブ20が開くまでにかかる時間であり、電磁弁43に対しオフ信号を出力してから電磁弁43が開弁するまでの応答遅れ、電磁弁43が開弁してからプッシュピン38の作動油が抜けるまでに掛かる時間等といった油の特性による応答遅れ、ブリッジ45が初期位置に戻るまでに掛かる時間等といった可変動弁機構31の機械的な応答遅れ等がある。   Further, the ECU 10 sequentially calculates the response delay θdy of the variable valve mechanism 31 from the oil pressure and the oil temperature. The response delay θdy is a period of time from when the ECU 10 outputs an ON signal to the solenoid valve 43 until the exhaust valve 21 and the intake valve 20 are opened, and after the OFF signal is output to the solenoid valve 43, the solenoid valve 43 Response delay due to oil characteristics such as response delay until the valve is opened, time required until the hydraulic oil of the push pin 38 is released after the solenoid valve 43 is opened, time required for the bridge 45 to return to the initial position There is a mechanical response delay of the variable valve mechanism 31 and the like.

まず、ECU10は油の特性による応答遅れを演算する。図6に示すように、ECU10は、油温センサ46から油温検出信号を入力し、油温に応じた応答遅れ時間を算出する(ステップS11)。このときECU10は、予め格納された油温用のマップを読み出し、油温と該マップに基づき、応答遅れ時間を算出する。図7に示すように、油温用のマップでは、油温が低くなるにつれて、応答遅れ時間は大きくなる。またマップは、一定のエンジン回転数NEを基準としているため、そのときのエンジン回転数NEが基準から乖離する場合には、取得した応答遅れ時間を補正する。   First, the ECU 10 calculates a response delay due to the characteristics of the oil. As shown in FIG. 6, the ECU 10 inputs an oil temperature detection signal from the oil temperature sensor 46, and calculates a response delay time according to the oil temperature (step S11). At this time, the ECU 10 reads out a previously stored map for oil temperature, and calculates a response delay time based on the oil temperature and the map. As shown in FIG. 7, in the map for oil temperature, the response delay time increases as the oil temperature decreases. Since the map is based on a constant engine speed NE, when the engine speed NE at that time deviates from the reference, the acquired response delay time is corrected.

図6に示すように、ECU10は、油圧センサ47から油圧検出信号を入力し、油圧に応じた応答遅れ時間を算出する(ステップS12)。このときECU10は、予め格納された油圧用のマップを読み出し、油圧と該マップに基づき、応答遅れ時間を算出する。図8に示すように、油圧用のマップでは、油圧が低くなるにつれて、応答遅れ時間は大きくなる。このマップもまた、一定のエンジン回転数NEを基準としているため、そのときのエンジン回転数NEが基準から乖離する場合には、取得した応答遅れ時間を補正する。   As shown in FIG. 6, the ECU 10 inputs a hydraulic pressure detection signal from the hydraulic pressure sensor 47, and calculates a response delay time corresponding to the hydraulic pressure (step S12). At this time, the ECU 10 reads a map for hydraulic pressure stored in advance, and calculates a response delay time based on the hydraulic pressure and the map. As shown in FIG. 8, in the map for hydraulic pressure, the response delay time increases as the hydraulic pressure decreases. Since this map is also based on a constant engine speed NE, when the engine speed NE at that time deviates from the reference, the acquired response delay time is corrected.

次に、図6に示すように、ECU10は応答遅れθdyを算出する(ステップS13)。このとき、ECU10は、油温に応じた応答遅れと、油圧に応じた応答遅れと、それ以外の一定の値をとる応答遅れを加算して、応答遅れθdyとする。そして、上述したステップS11〜ステップS13を、クランク角0°〜720°の1サイクル毎、又は数サイクル毎に繰り返す。このため、応答遅れθdyは常に更新され続け、各時点の油温と油圧とが反映された応答遅れθdyとすることができる。   Next, as shown in FIG. 6, the ECU 10 calculates a response delay θdy (step S13). At this time, the ECU 10 adds a response delay according to the oil temperature, a response delay according to the oil pressure, and a response delay having a constant value other than that to obtain a response delay θdy. And step S11-step S13 mentioned above are repeated for every cycle of crank angle 0 degree-720 degree, or for every several cycles. For this reason, the response delay θdy is constantly updated, and the response delay θdy reflecting the oil temperature and hydraulic pressure at each time point can be obtained.

次に、実際に減筒運転を開始するときの処理について説明する。この処理は、エンジン始動時から停止時まで繰り返し行われる。図9に示すように、ECU10は、減筒運転条件が成立したか否かを判断する(ステップS21)。このときECU10は、減筒運転が行われる運転領域及び全筒運転が行われる運転領域とを区画したマップを読み出す。該マップは、エンジン回転数NEと指示噴射量Qfinとによって全筒運転領域及び減筒運転領域を区画している。ECU10は、そのときのエンジン回転数NEと指示噴射量Qfinとが、減筒運転領域に含まれるか否かを判断し、減筒運転に含まれた場合に減筒運転条件が成立したと判断する。   Next, processing when actually starting the reduced cylinder operation will be described. This process is repeated from the engine start to the stop. As shown in FIG. 9, the ECU 10 determines whether or not the reduced-cylinder operation condition is satisfied (step S21). At this time, the ECU 10 reads a map that divides the operation region in which the reduced cylinder operation is performed and the operation region in which the all cylinder operation is performed. The map divides the all-cylinder operation region and the reduced-cylinder operation region by the engine speed NE and the command injection amount Qfin. The ECU 10 determines whether or not the engine speed NE and the command injection amount Qfin at that time are included in the reduced-cylinder operation region, and determines that the reduced-cylinder operation condition is satisfied when included in the reduced-cylinder operation. To do.

ECU10は、減筒運転条件が成立しないと判断すると(ステップS21においてNO)、全筒運転を行う(ステップS27)。図10に示すように、全筒運転時には、例えば排気バルブ21を、ピストン16が上死点(クランク角度360°)を過ぎた位置で閉弁し、吸気バルブ20を、ピストン16が上死点に到達する前の位置で開弁する。このときECU10は、電磁弁43に対し、吸気バルブ20の開弁タイミング及び排気バルブ21の閉弁タイミングより予め算出した応答遅れθdy分だけ早く駆動信号を出力する。   When ECU 10 determines that the reduced-cylinder operation condition is not satisfied (NO in step S21), ECU 10 performs all-cylinder operation (step S27). As shown in FIG. 10, during all cylinder operation, for example, the exhaust valve 21 is closed at a position where the piston 16 has passed the top dead center (crank angle 360 °), and the intake valve 20 is connected to the piston 16 at the top dead center. The valve is opened at the position before reaching. At this time, the ECU 10 outputs a drive signal to the electromagnetic valve 43 earlier by the response delay θdy calculated in advance than the opening timing of the intake valve 20 and the closing timing of the exhaust valve 21.

一方、ステップS21において減筒運転条件が成立したと判断すると(ステップS21においてYES)、ECU10は、ステップS2で算出した最新のガス量最小位置θminを入力する(ステップS22)。このとき入力されるガス量最小位置θminは、1サイクル前に算出された値であるため、そのときのEGR量や過給圧等が反映されている。   On the other hand, if it is determined in step S21 that the reduced-cylinder operation condition is satisfied (YES in step S21), the ECU 10 inputs the latest gas amount minimum position θmin calculated in step S2 (step S22). Since the gas amount minimum position θmin input at this time is a value calculated one cycle before, the EGR amount and supercharging pressure at that time are reflected.

さらに、ECU10は、ステップS13で算出した最新の応答遅れθdyを入力する(ステップS23)。そして、吸気側及び排気側の電磁弁43にオン信号を出力する開弁制御位置θcを算出する(ステップS24)。このとき、ECU10は、ガス量最小位置θminから応答遅れθdyを減算して開弁制御位置θcとする。   Further, the ECU 10 inputs the latest response delay θdy calculated in step S13 (step S23). Then, the valve opening control position θc for outputting the ON signal to the intake side and exhaust side electromagnetic valves 43 is calculated (step S24). At this time, the ECU 10 subtracts the response delay θdy from the gas amount minimum position θmin to obtain the valve opening control position θc.

ECU10は、クランク角センサ25及びカムポジションセンサ26から入力した回転角度に基づき、クランク角θが、開弁制御位置θcに到達するタイミングを待機する(ステップS25)。図11に示すようにクランク角θが、開弁制御位置θcに到達すると(ステップS25においてYES)、ECU10は、電磁弁43開弁制御する(ステップS26)。 The ECU 10 waits for the timing at which the crank angle θ reaches the valve opening control position θc based on the rotation angle input from the crank angle sensor 25 and the cam position sensor 26 (step S25). Crank angle θ as shown in FIG. 11, and reaches the valve opening control position .theta.c (YES in step S25), ECU 10 is opened controls the solenoid valve 43 (step S26).

電磁弁43開弁することにより油路42を開放する。図3に示すように、排気側の油路42が開かれると、上述したようにピストン37Pが上下動しても、プッシュピン38には押圧力は伝達されず、排気バルブ21は閉弁位置に維持される。吸気バルブ20も、吸気側の油路42が電磁弁43によって開かれることによって閉弁位置に保持される。 Solenoid valve 43 opens the oil passage 42 by opening. As shown in FIG. 3, when the oil passage 42 on the exhaust side is opened, even if the piston 37P moves up and down as described above, no pressing force is transmitted to the push pin 38, and the exhaust valve 21 is closed. Maintained. The intake valve 20 is also held in the closed position when the intake-side oil passage 42 is opened by the electromagnetic valve 43.

図11に示すように、ECU10が開弁制御位置θcで休止気筒の電磁弁43にオフ信号を出力すると、吸気バルブ20及び排気バルブ21は、ガス量最小位置θminでそれぞれ閉じる。その結果、他のタイミングで吸気バルブ20及び排気バルブ21を閉弁する場合に比べ、休止気筒には、小さい質量の気体が封入されることになる。 As shown in FIG. 11, when the ECU 10 outputs an off signal to the solenoid valve 43 of the deactivated cylinder at the valve opening control position θc, the intake valve 20 and the exhaust valve 21 are closed at the gas amount minimum position θmin, respectively. As a result, as compared with the case where the intake valve 20 and the exhaust valve 21 are closed at other timings, a small mass of gas is sealed in the idle cylinder.

図1に示すように、ガス量最小位置θminが上死点でないとき、ピストン16が上死点に位置するタイミングで吸気バルブ20及び排気バルブ21が閉弁すると、休止気筒におけるエネルギー損失量は図中上側に示すP−V曲線で囲まれる領域となる。吸気バルブ20及び排気バルブ21が、ガス量最小位置θminで閉弁すると、休止気筒におけるエネルギー損失量は図中下側に示すP−V曲線で囲まれる領域となる。吸気バルブ
20及び排気バルブ21がガス量最小位置θminで閉じる場合のP−V曲線は、上死点で閉弁した場合よりも筒内圧が低く、エネルギー損失量も小さい。このため、減筒運転時における燃費をさらに向上することができる。
As shown in FIG. 1 2, when the gas volume minimum position θmin is not the top dead center, the intake valve 20 and exhaust valve 21 at a timing when the piston 16 is located at the top dead center is closed, the energy loss in the rest cylinder The region is surrounded by the PV curve shown in the upper side of the figure. When the intake valve 20 and the exhaust valve 21 are closed at the minimum gas amount position θmin, the energy loss amount in the idle cylinder is a region surrounded by the PV curve shown in the lower side in the figure. The PV curve when the intake valve 20 and the exhaust valve 21 are closed at the minimum gas amount position θmin has a lower in-cylinder pressure and a smaller energy loss than when the valve is closed at the top dead center. For this reason, the fuel consumption at the time of reduced-cylinder operation can be further improved.

以上説明したように、エンジンの制御装置の一実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。
(1)上記実施形態によれば、全筒運転と減筒運転とを切り替えるECU10は、休止可能な気筒に設けられ且つ燃焼室17の圧力を検出する筒内圧センサ50から筒内圧を入力する。また、ECU10は、筒内圧と燃焼室17の容積とから排気行程から吸気行程にかけて燃焼室17内の気体の質量が最小となるピストン位置を演算してガス量最小位置θminとする。さらに、ECU10は、減筒運転条件が成立したとき、ピストン16がガス量最小位置θminに位置したタイミングで吸気バルブ20及び排気バルブ21を閉弁する。即ち、排気行程から吸気行程にかけてのガス減少期間は気筒内の温度変動が小さいため、筒内圧及び燃焼室17の容積から、ガス量が最小となるピストン位置を算出することができる。そしてガス量最小位置θminに基づき、吸気バルブ20及び排気バルブ21を閉弁することで、休止気筒におけるエネルギー損失を最小限とし、減筒運転における燃費の改善を図ることができる。
As described above, according to one embodiment of the engine control apparatus, the effects listed below can be obtained.
(1) According to the above embodiment, the ECU 10 that switches between all-cylinder operation and reduced-cylinder operation inputs the in-cylinder pressure from the in-cylinder pressure sensor 50 that is provided in the cylinder that can be stopped and detects the pressure in the combustion chamber 17. Further, the ECU 10 calculates a piston position where the mass of gas in the combustion chamber 17 is minimized from the exhaust stroke to the intake stroke from the in-cylinder pressure and the volume of the combustion chamber 17 to obtain the minimum gas amount position θmin. Further, the ECU 10 closes the intake valve 20 and the exhaust valve 21 at the timing when the piston 16 is positioned at the minimum gas amount position θmin when the reduced-cylinder operation condition is satisfied. In other words, since the temperature variation in the cylinder is small during the gas reduction period from the exhaust stroke to the intake stroke, the piston position at which the gas amount is minimized can be calculated from the in-cylinder pressure and the volume of the combustion chamber 17. Then, by closing the intake valve 20 and the exhaust valve 21 based on the minimum gas amount position θmin, it is possible to minimize the energy loss in the idle cylinder and improve the fuel efficiency in the reduced cylinder operation.

(2)上記実施形態によれば、エンジンは、吸気バルブ20及び排気バルブ21の開閉タイミングを可変とする油圧式の可変動弁機構31を備える。また、ECU10は、可変動弁機構31を流動する作動油の油温及び油圧に基づき、油路42を開閉する電磁弁43に対しオン信号を出力してから吸気バルブ20及び排気バルブ21を閉弁させるまでの応答遅れ時間θdyを演算し、ピストン16がガス量最小位置θminに到達する時点よりも応答遅れ時間θdy以前に、電磁弁43にオン信号を出力する。さらに、油温及び油圧に応じた応答遅れθdyに、可変動弁機構31の機械的遅れ時間等の一定の応答遅れ時間を加算した。このため、応答遅れ時間の精度を向上できる。また、ガス量最小位置θminよりも応答遅れθdy以前に電磁弁43にオン信号を出力するため、吸気バルブ20及び排気バルブ21を、ガス量最小位置θminで閉じることができる。   (2) According to the above embodiment, the engine includes the hydraulic variable valve mechanism 31 that varies the opening / closing timing of the intake valve 20 and the exhaust valve 21. The ECU 10 outputs an ON signal to the electromagnetic valve 43 that opens and closes the oil passage 42 based on the oil temperature and hydraulic pressure of the hydraulic oil flowing through the variable valve mechanism 31 and then closes the intake valve 20 and the exhaust valve 21. The response delay time θdy until the valve is operated is calculated, and an ON signal is output to the electromagnetic valve 43 before the response delay time θdy before the time when the piston 16 reaches the gas amount minimum position θmin. Furthermore, a certain response delay time such as a mechanical delay time of the variable valve mechanism 31 was added to the response delay θdy corresponding to the oil temperature and the hydraulic pressure. For this reason, the accuracy of the response delay time can be improved. Further, since the ON signal is output to the electromagnetic valve 43 before the response delay θdy from the minimum gas amount position θmin, the intake valve 20 and the exhaust valve 21 can be closed at the minimum gas amount position θmin.

(3)上記実施形態では、ECU10は、ガス量最小位置θminを、吸気行程から排気行程に至る期間毎に算出する。従って、ガス量最小位置θminは、1サイクル毎に更新されるので、例えばEGR量、過給圧等の要因によって、吸気行程で吸入される気体量が変動しても、その変動をガス量最小位置θminに反映することができる。 (3) In the above embodiment, the ECU 10 calculates the minimum gas amount position θmin for each period from the intake stroke to the exhaust stroke. Therefore, since the minimum gas amount position θmin is updated every cycle, even if the amount of gas sucked in the intake stroke fluctuates due to factors such as EGR amount and supercharging pressure, the fluctuation is minimized. This can be reflected in the position θmin.

尚、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、電磁弁43がオン信号を入力したとき閉弁し、オフ信号を入力したとき開弁する態様にしたが、電磁弁43はオフ信号を入力したとき開弁し、オン信号を入力したとき閉弁してもよい。
In addition, the said embodiment can also be suitably changed and implemented as follows.
In the above embodiment, the electromagnetic valve 43 is closed when an ON signal is input, and is opened when an OFF signal is input. However, the electromagnetic valve 43 is opened when an OFF signal is input, The valve may be closed when.

・上記実施形態では、上記ガス量減少期間において筒内温度がほぼ一定であるとみなし、ガス質量を、筒内圧Pと容積Vとの乗算値に近似した。しかし、筒内温度は僅かながら変化するため、より精密にガス質量を算出する必要がある場合には、筒内温度を用い、上記式(n=PV/RT)に基づいてガス質量を算出するようにしてもよい。 In the above embodiment, regarded as the cylinder temperature is substantially constant in the gas quantity decrease period, the gas mass, approximates the multiplication value of the cylinder pressure P and the volume V. However, since the in-cylinder temperature changes slightly, when it is necessary to calculate the gas mass more precisely, the in-cylinder temperature is used to calculate the gas mass based on the above formula (n = PV / RT). You may do it.

・筒内圧センサ50は、各シリンダ11に対応させて設けられている態様としたが、減筒運転時に休止可能なシリンダ11のみに対応させて設けられていてもよい。また、ダイヤフラム式以外のセンサでもよく、ブルドン管型、ベロー型の圧力センサであってもよい。   The in-cylinder pressure sensor 50 is provided so as to correspond to each cylinder 11, but may be provided corresponding to only the cylinder 11 that can be stopped during the reduced-cylinder operation. Further, a sensor other than the diaphragm type may be used, and a Bourdon tube type or bellows type pressure sensor may be used.

・可変動弁機構30,31は、油圧で動作する可変動弁機構であって、上述した構成以外の機構でもよい。また、油圧作動式以外の可変動弁機構であっても構わない。この場合には、応答遅れは、作動油の特性による応答遅れを除く、機械的応答遅れ等を用いて算出する。   The variable valve mechanisms 30 and 31 are hydraulically operated variable valve mechanisms and may be mechanisms other than those described above. Further, a variable valve mechanism other than the hydraulically operated type may be used. In this case, the response delay is calculated using a mechanical response delay or the like excluding the response delay due to the characteristics of the hydraulic oil.

・上記実施形態では、ガス量最小位置θminを、エンジンの1サイクル毎に更新するようにした。このガス量最小位置θminの算出周期は、ガス量最小位置θminの変化が少ない期間であれば、例えば2サイクル毎等に変更してもよい。   In the above embodiment, the gas amount minimum position θmin is updated every cycle of the engine. The calculation period of the minimum gas amount position θmin may be changed, for example, every two cycles as long as the change in the minimum gas amount position θmin is small.

・上記実施形態では、エンジンの制御装置を、ディーゼルエンジンに対する制御装置に具体化したが、ガソリンエンジンに対する制御装置に具体化してもよい。   In the above embodiment, the engine control device is embodied as a control device for a diesel engine, but may be embodied as a control device for a gasoline engine.

10…制御装置としてのECU、11…気筒としてのシリンダ、16…ピストン、17…燃焼室、20…吸気バルブ、21…排気バルブ、30,31…可変動弁機構、43…アクチュエータとしての電磁弁、50…筒内圧センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... ECU as a control apparatus, 11 ... Cylinder as a cylinder, 16 ... Piston, 17 ... Combustion chamber, 20 ... Intake valve, 21 ... Exhaust valve, 30, 31 ... Variable valve mechanism, 43 ... Electromagnetic valve as actuator 50: In-cylinder pressure sensor.

Claims (4)

全筒運転と減筒運転とを切り替えるエンジンの制御装置であって、
休止可能な気筒に少なくとも設けられ且つ燃焼室の圧力を検出する筒内圧センサから、排気行程から吸気行程に至る所定の期間における筒内圧を複数回入力し、
前記所定の期間内において筒内圧を入力する度に、前記入力した筒内圧と該筒内圧検出したときのクランク角に基づき算出された前記燃焼室の容積とを乗算しこの乗算値が最小となるピストンの位置を、排気行程から吸気行程におけガス量最小位置とし、
減筒運転条件が成立した際、1サイクル前に算出された前記ガス量最小位置を取得し、前記ピストンが前記ガス量最小位置に位置したときに吸気バルブ及び排気バルブを閉じるエンジンの制御装置。
An engine control device that switches between all-cylinder operation and reduced-cylinder operation,
An in-cylinder pressure in a predetermined period from the exhaust stroke to the intake stroke is input a plurality of times from an in-cylinder pressure sensor that is provided at least in the cylinder that can be stopped and detects the pressure in the combustion chamber,
Each time to enter the cylinder pressure within the predetermined time period, the cylinder pressure and the input, multiply the volume of the combustion chamber, which is calculated based on the crank angle at the time of detecting the cylinder pressure, the multiplication value the position of the smallest piston, the gas volume minimum position that put the intake stroke from the exhaust stroke,
An engine control device that acquires the minimum gas amount position calculated one cycle before the reduced-cylinder operation condition and closes the intake valve and the exhaust valve when the piston is positioned at the minimum gas amount position.
前記エンジンは、前記吸気バルブ及び前記排気バルブの開閉タイミングを可変とする油圧式の可変動弁機構を備え、
前記制御装置は、
前記可変動弁機構を流動する作動油の油温及び油圧に応じて、油路を開閉するアクチュエータに対し駆動指令を出力してから前記吸気バルブ及び前記排気バルブを閉弁させるまでの応答遅れ時間を演算し、
前記ピストンが前記ガス量最小位置に到達する時点よりも前記応答遅れ時間分早く前記アクチュエータに駆動指令を出力する請求項1に記載のエンジンの制御装置。
The engine includes a hydraulic variable valve mechanism that makes opening and closing timings of the intake valve and the exhaust valve variable.
The controller is
A response delay time from when a drive command is output to an actuator that opens and closes an oil passage until the intake valve and the exhaust valve are closed according to the oil temperature and hydraulic pressure of the hydraulic fluid flowing through the variable valve mechanism And
The engine control device according to claim 1, wherein a drive command is output to the actuator earlier than the time when the piston reaches the minimum gas amount position by the response delay time.
前記ガス量最小位置を、前記吸気行程から前記排気行程に至る期間毎に算出する請求項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 minimum gas amount position is calculated for each period from the intake stroke to the exhaust stroke. 全筒運転と減筒運転とを切り替えるエンジンの制御方法であって、
前記エンジンの制御装置が、
休止可能な気筒に設けられ且つ燃焼室の圧力を検出する筒内圧センサから、排気行程から吸気行程に至る所定の期間における筒内圧を複数回入力し、
前記所定の期間内において筒内圧を入力する度に、前記入力した筒内圧と該筒内圧検出したときのクランク角に基づき算出された前記燃焼室の容積とを乗算しこの乗算値が最小となるピストンの位置を、排気行程から吸気行程におけガス量最小位置とし、
減筒運転条件が成立した際、1サイクル前に算出された前記ガス量最小位置を取得し、前記ピストンが前記ガス量最小位置に位置したときに吸気バルブ及び排気バルブを閉じるエンジンの制御方法。
An engine control method for switching between all-cylinder operation and reduced-cylinder operation,
The engine control device comprises:
An in-cylinder pressure in a predetermined period from an exhaust stroke to an intake stroke is input a plurality of times from an in-cylinder pressure sensor that is provided in the cylinder that can be stopped and detects the pressure in the combustion chamber,
Each time to enter the cylinder pressure within the predetermined time period, the cylinder pressure and the input, multiply the volume of the combustion chamber, which is calculated based on the crank angle at the time of detecting the cylinder pressure, the multiplication value the position of the smallest piston, the gas volume minimum position that put the intake stroke from the exhaust stroke,
An engine control method for obtaining the minimum gas amount position calculated one cycle before the reduced-cylinder operation condition and closing the intake valve and the exhaust valve when the piston is positioned at the minimum gas amount position.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP3746389B2 (en) * 1998-12-11 2006-02-15 本田技研工業株式会社 Control device for cylinder deactivation engine
JP2006083762A (en) * 2004-09-16 2006-03-30 Toyota Motor Corp Control device for variable cylinder internal combustion engine
JP4918892B2 (en) * 2006-11-09 2012-04-18 日産自動車株式会社 Engine residual gas amount estimation method and residual gas amount estimation device
JP5384413B2 (en) * 2010-03-31 2014-01-08 本田技研工業株式会社 Internal combustion engine with valve deactivation mechanism

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