JPS62142860A - 可変圧縮比内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents
可変圧縮比内燃機関の点火時期制御装置Info
- Publication number
- JPS62142860A JPS62142860A JP28274485A JP28274485A JPS62142860A JP S62142860 A JPS62142860 A JP S62142860A JP 28274485 A JP28274485 A JP 28274485A JP 28274485 A JP28274485 A JP 28274485A JP S62142860 A JPS62142860 A JP S62142860A
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- Japan
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- compression ratio
- ignition timing
- internal combustion
- combustion engine
- control device
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は圧縮比を運転条件に応じて可変とした内燃機
関における点火時期制御装置に関する。
関における点火時期制御装置に関する。
(従来の技術〕
オツトーサイクル内燃機関においては圧縮比を上げると
燃焼効率が向上し燃料消費率を改善できると共に、出力
を高(することができる。しかし、圧縮比を高くすると
ノッキングが発生し易くなる。
燃焼効率が向上し燃料消費率を改善できると共に、出力
を高(することができる。しかし、圧縮比を高くすると
ノッキングが発生し易くなる。
そこで、ノッキングが発生しない範囲で圧縮比を可能な
限り高くすることが行われる。圧縮比が変わると点火時
期の要求値も変わるため、圧縮比に応じて点火時期の制
御が実行される。ここに、圧縮比を可変とする方式とし
ては、色々あるがピストンのストローク自体を機械的に
変えるものがある(例えば特開昭58 91340号参
照)。
限り高くすることが行われる。圧縮比が変わると点火時
期の要求値も変わるため、圧縮比に応じて点火時期の制
御が実行される。ここに、圧縮比を可変とする方式とし
ては、色々あるがピストンのストローク自体を機械的に
変えるものがある(例えば特開昭58 91340号参
照)。
ピストンのストロークを機械的に変えることにより圧縮
比を可変とするものでは、油圧機構等によって駆動され
るのが普通である。これに対して、点火時期は純粋に電
気的制御であるため、圧縮比を変える機構と比較して応
答が速い。そのため、圧縮比を変える場合に点火時期は
直ぐ切り替わるが圧縮比の切替えは遅れ、点火時期が圧
縮比と適合しないことが過渡状態では発生する。そのた
め、ノッキングが発生したり、運転性が不良となったり
する問題点がある。
比を可変とするものでは、油圧機構等によって駆動され
るのが普通である。これに対して、点火時期は純粋に電
気的制御であるため、圧縮比を変える機構と比較して応
答が速い。そのため、圧縮比を変える場合に点火時期は
直ぐ切り替わるが圧縮比の切替えは遅れ、点火時期が圧
縮比と適合しないことが過渡状態では発生する。そのた
め、ノッキングが発生したり、運転性が不良となったり
する問題点がある。
この発明は圧縮比を可変とする内燃機関において圧縮比
の切替え時に点火時期の切替えとの適合を図ることにあ
る。尚、この発明の関連技術として特開昭60−230
522号がある。
の切替え時に点火時期の切替えとの適合を図ることにあ
る。尚、この発明の関連技術として特開昭60−230
522号がある。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図において、内燃機関1は運転条件に応じて圧縮比
を可変とする圧縮比制御機構2を備える。
を可変とする圧縮比制御機構2を備える。
この発明の内燃機関の点火時期制御装置は内燃機関1の
現実の圧縮比の切替えに応じた信号を発生する圧縮比検
知手段3と、圧縮比検知手段3に接続されて機関の圧縮
比に応じた点火時期の設定値を演算する点火時期設定手
段4と、点火時期設定手段に接続4されて設定された点
火時期で点火を行わせる点火時期制御装置5より成る。
現実の圧縮比の切替えに応じた信号を発生する圧縮比検
知手段3と、圧縮比検知手段3に接続されて機関の圧縮
比に応じた点火時期の設定値を演算する点火時期設定手
段4と、点火時期設定手段に接続4されて設定された点
火時期で点火を行わせる点火時期制御装置5より成る。
圧縮比検知手段3は内燃機関1の実際の圧縮比が高圧縮
比か低圧縮比かの検知を行なう。点火時期設定手段4は
検知された圧縮比に応じて点火時期を設定し、点火時期
制御装置5は設定された点火時期が得られるように制御
する。
比か低圧縮比かの検知を行なう。点火時期設定手段4は
検知された圧縮比に応じて点火時期を設定し、点火時期
制御装置5は設定された点火時期が得られるように制御
する。
第2図において、10は4気筒の内燃機関の本体、12
は燃焼室、14は点火栓、16は吸気管、18はエアフ
ローメータを示す。19はディストリビュータである。
は燃焼室、14は点火栓、16は吸気管、18はエアフ
ローメータを示す。19はディストリビュータである。
第3図は一つの気筒のエンジン縦方向断面を詳細に示し
ており、20はシリンダブロック、21はシリンダヘッ
ド、22はピストン、23はコネクティングロッド、2
4はピストンピン、25はクランク軸を示している。
ており、20はシリンダブロック、21はシリンダヘッ
ド、22はピストン、23はコネクティングロッド、2
4はピストンピン、25はクランク軸を示している。
この内燃機関は以下説明する圧縮比の可変機構を有して
いる。即ち、コネクティングロッド23の上端に形成さ
れる開口23aに偏心ベアリング27が回転可能に嵌合
され、この偏心ベアリング27にピストンピン24が挿
通される。偏心ベアリング27は円周方向に肉厚が変化
している。偏心ベアリング27の肉厚が一番厚い部分に
は半径方向のロックピン係合孔28が形成される。一方
、偏心ベアリング27を収納するコネクティングロッド
23の上端の開口23aには半径方向にロックピン収納
孔29が開口される。偏心ベアリング27のロックピン
係合孔28と、コネクティングロッド23の上端のロッ
クピン収納孔29とは、偏心ベアリングがその肉厚が最
も厚い部分がコネクティングロッド軸線の下方を向いた
図示の位置では、相互に芯台している。ロックピン30
はロックピン収納孔29に嵌合され、ロックピン係合孔
28に対して出没自在となっている。
いる。即ち、コネクティングロッド23の上端に形成さ
れる開口23aに偏心ベアリング27が回転可能に嵌合
され、この偏心ベアリング27にピストンピン24が挿
通される。偏心ベアリング27は円周方向に肉厚が変化
している。偏心ベアリング27の肉厚が一番厚い部分に
は半径方向のロックピン係合孔28が形成される。一方
、偏心ベアリング27を収納するコネクティングロッド
23の上端の開口23aには半径方向にロックピン収納
孔29が開口される。偏心ベアリング27のロックピン
係合孔28と、コネクティングロッド23の上端のロッ
クピン収納孔29とは、偏心ベアリングがその肉厚が最
も厚い部分がコネクティングロッド軸線の下方を向いた
図示の位置では、相互に芯台している。ロックピン30
はロックピン収納孔29に嵌合され、ロックピン係合孔
28に対して出没自在となっている。
ロックピン30をロックピン係合孔28に出没させるた
め2系統の油圧通路が設置される。即ち、コネクティン
グロッド23の下端のクランク軸25が挿通される開口
23dの内面に弓状の油溝31.32が円周方向に間隔
をおいて二つ形成される。一方の油溝31はコネクティ
ングロッド23内の油孔23eを介してロックピン収納
孔29の下部に連通される。他方の油溝32は、前記油
孔23eとは独立にコネクティングロッド23に形成さ
れた油孔23fを介してコネクティングロッド上端の開
口23aの内周面の弓状油溝34に開口し、この弓状油
溝34は偏心ベアリング27に形成される半径方向孔2
7bを介してロックピン係合孔28の上部に連通される
。
め2系統の油圧通路が設置される。即ち、コネクティン
グロッド23の下端のクランク軸25が挿通される開口
23dの内面に弓状の油溝31.32が円周方向に間隔
をおいて二つ形成される。一方の油溝31はコネクティ
ングロッド23内の油孔23eを介してロックピン収納
孔29の下部に連通される。他方の油溝32は、前記油
孔23eとは独立にコネクティングロッド23に形成さ
れた油孔23fを介してコネクティングロッド上端の開
口23aの内周面の弓状油溝34に開口し、この弓状油
溝34は偏心ベアリング27に形成される半径方向孔2
7bを介してロックピン係合孔28の上部に連通される
。
クランク軸25に油孔25aが形成され、この油孔25
aの一端25a−1はコネクティングロッド下端の開口
23dのところまで延設されている。そのため、クラン
ク軸25の回転時油孔25aは油溝31,32に交互に
連通される。油孔25aの他端25a−2はシリンダブ
ロック20のジャーナル部20“の開口20aのところ
まで延設される。この間口20aの部分にも前記と同様
な二つの独立した角度方向の弓状油溝37,38が形成
され、クランク軸25の回転中に油孔25aは油溝37
,38に交互に連通されることになる。
aの一端25a−1はコネクティングロッド下端の開口
23dのところまで延設されている。そのため、クラン
ク軸25の回転時油孔25aは油溝31,32に交互に
連通される。油孔25aの他端25a−2はシリンダブ
ロック20のジャーナル部20“の開口20aのところ
まで延設される。この間口20aの部分にも前記と同様
な二つの独立した角度方向の弓状油溝37,38が形成
され、クランク軸25の回転中に油孔25aは油溝37
,38に交互に連通されることになる。
そして、油孔25の位置は次のように設定される、即ち
、クランク軸25の回転中に油孔25aはジャーナル部
の油溝37とコネクティングロッドの油溝31との連通
と、ジャーナル部の油溝38とコネクティングロッドの
油溝32との連通とを交互に行なう。
、クランク軸25の回転中に油孔25aはジャーナル部
の油溝37とコネクティングロッドの油溝31との連通
と、ジャーナル部の油溝38とコネクティングロッドの
油溝32との連通とを交互に行なう。
油溝37,38はシリンダブロック20内に形成される
油孔20b、20Cを介して高圧縮比用オイル通路40
と、低圧縮比用オイル通路41とに連通される。
油孔20b、20Cを介して高圧縮比用オイル通路40
と、低圧縮比用オイル通路41とに連通される。
第2図において、高圧縮比用オイル通路40の入口40
a及び低圧縮比用オイル通路41の入口41aは油圧配
管43.44を介してソレノイド駆動の油圧切替弁45
に接続される。油圧切替弁45は高圧縮比オイル通路4
0又は低圧縮比オイル通路41に選択的にオイルポンプ
46からの油圧を供給するものである。47はオイルタ
ンクである。油圧切替弁45は後述する制御回路によっ
て次のように駆動される。ソレノイド45aが消磁され
ているときは、オイルポンプ46からの油圧は配管43
を介して高圧縮比用オイル通路40に導入され、一方低
圧縮比用オイル通路41は配管44を介してオイルタン
ク47に連通される。
a及び低圧縮比用オイル通路41の入口41aは油圧配
管43.44を介してソレノイド駆動の油圧切替弁45
に接続される。油圧切替弁45は高圧縮比オイル通路4
0又は低圧縮比オイル通路41に選択的にオイルポンプ
46からの油圧を供給するものである。47はオイルタ
ンクである。油圧切替弁45は後述する制御回路によっ
て次のように駆動される。ソレノイド45aが消磁され
ているときは、オイルポンプ46からの油圧は配管43
を介して高圧縮比用オイル通路40に導入され、一方低
圧縮比用オイル通路41は配管44を介してオイルタン
ク47に連通される。
そのため、油圧は油孔20b(第4図)より、ジャーナ
ル部20′の油137がクランク軸25内の油孔25a
によってコネクティングロッド23の油溝31に連通し
たときに、コネクティングロッド23内の油孔23eよ
りロックピン30の下端に作用する。一方、ロックピン
30の上端の油圧は次の経路でオイルタンク47に抜け
る。即ち、ロックピン係合孔28は、油孔27b、23
fを介して、コネクティングロッド23の油溝32がク
ランク軸25の油孔25aによってジャーナル部の油溝
38に連通したとき、油孔20cに連通され、ここより
通路41を介し、配管44及び切替弁45を経てタンク
47に連通される。このように、ロックピン30の下端
に油圧が作用し、上端は圧力が抜かれるため、ロックピ
ン30はロックピン係合孔28に向かって上方に付勢さ
れ、回礼28に嵌合されるに至り、ロックピン30によ
ってこの状態に保持される。この状態では、偏心ヘアリ
ング27の最大偏心部は下側の位置をとるため、ピスト
ンピン24の位置は相対的に高くなり、これはコネクテ
ィングロッド23の有効長が大きくなることから高圧縮
比が設定される。
ル部20′の油137がクランク軸25内の油孔25a
によってコネクティングロッド23の油溝31に連通し
たときに、コネクティングロッド23内の油孔23eよ
りロックピン30の下端に作用する。一方、ロックピン
30の上端の油圧は次の経路でオイルタンク47に抜け
る。即ち、ロックピン係合孔28は、油孔27b、23
fを介して、コネクティングロッド23の油溝32がク
ランク軸25の油孔25aによってジャーナル部の油溝
38に連通したとき、油孔20cに連通され、ここより
通路41を介し、配管44及び切替弁45を経てタンク
47に連通される。このように、ロックピン30の下端
に油圧が作用し、上端は圧力が抜かれるため、ロックピ
ン30はロックピン係合孔28に向かって上方に付勢さ
れ、回礼28に嵌合されるに至り、ロックピン30によ
ってこの状態に保持される。この状態では、偏心ヘアリ
ング27の最大偏心部は下側の位置をとるため、ピスト
ンピン24の位置は相対的に高くなり、これはコネクテ
ィングロッド23の有効長が大きくなることから高圧縮
比が設定される。
低圧縮比を選定すべきときには油圧切替弁45のソレノ
イド45aが励磁される。すると、油圧ポンプ46は今
度は配管44を介して低圧縮比用油圧通路41に連通さ
れ、−力筒圧縮比用油圧通路40は配管43を介してオ
イルタンク47に連通される。低圧縮比油圧通路41に
導入された油圧は油孔20cを介し、油溝38がクラン
ク軸の油孔25aによって油溝32に連通されたとき、
コネクティングロッドの油孔23fに連通され、油孔2
7bを経てロックピン係合孔28よりロックピン30の
上面に作用する。一方、ロックピン収納孔29の油圧は
、油孔23eより、油溝31が油孔25aによって油溝
37に連通されたときに、油孔20bに連通され、ここ
から配管43及び油圧切替弁45を介しオイルタンク4
7に油圧が抜ける。このようにして、ロックピン30の
上端に油圧が働き下端は減圧されるため、ロックピン3
0は下降してロックピン係合孔28から抜ける。かくし
て、偏心ヘアリング27は、最も力が加わる上死点の付
近では、その安定状態ある、Iυ大の偏心部が上側に位
置する。かくして、ピストンピン24の位置は相対的に
下降し、これは有効なコネクティングロッドの長さを小
さくし、その結果圧縮比は小さい設定になる。
イド45aが励磁される。すると、油圧ポンプ46は今
度は配管44を介して低圧縮比用油圧通路41に連通さ
れ、−力筒圧縮比用油圧通路40は配管43を介してオ
イルタンク47に連通される。低圧縮比油圧通路41に
導入された油圧は油孔20cを介し、油溝38がクラン
ク軸の油孔25aによって油溝32に連通されたとき、
コネクティングロッドの油孔23fに連通され、油孔2
7bを経てロックピン係合孔28よりロックピン30の
上面に作用する。一方、ロックピン収納孔29の油圧は
、油孔23eより、油溝31が油孔25aによって油溝
37に連通されたときに、油孔20bに連通され、ここ
から配管43及び油圧切替弁45を介しオイルタンク4
7に油圧が抜ける。このようにして、ロックピン30の
上端に油圧が働き下端は減圧されるため、ロックピン3
0は下降してロックピン係合孔28から抜ける。かくし
て、偏心ヘアリング27は、最も力が加わる上死点の付
近では、その安定状態ある、Iυ大の偏心部が上側に位
置する。かくして、ピストンピン24の位置は相対的に
下降し、これは有効なコネクティングロッドの長さを小
さくし、その結果圧縮比は小さい設定になる。
以上のように、この実施例では偏心ベアリング27を設
け、ロックピン30を係脱自在とすることで所望の高低
の圧縮比を得ることができる。尚、圧縮比の制御機構は
この実施例に限定されず、他の公知の機構とすることが
できる。
け、ロックピン30を係脱自在とすることで所望の高低
の圧縮比を得ることができる。尚、圧縮比の制御機構は
この実施例に限定されず、他の公知の機構とすることが
できる。
この発明によれば、エンジンの運転条件を検知すること
により最適な圧縮比となるように可変圧縮比機構を駆動
するとともに、現実の圧縮比を検知することにより点火
時期を制御する制御回路50が設置される(第2図)。
により最適な圧縮比となるように可変圧縮比機構を駆動
するとともに、現実の圧縮比を検知することにより点火
時期を制御する制御回路50が設置される(第2図)。
この制御回路50はマイクロコンピュータシステムとし
て構成され、中央処理装置(CPU)51と、リードオ
ンリメモリ (ROM)52と、ランダムアクセスメモ
リ(RAM)53と、人出力ポート54と、A/D変換
器55と、これらの要素間を接続するパス57とより成
る。
て構成され、中央処理装置(CPU)51と、リードオ
ンリメモリ (ROM)52と、ランダムアクセスメモ
リ(RAM)53と、人出力ポート54と、A/D変換
器55と、これらの要素間を接続するパス57とより成
る。
エンジン運転条件を検知するため次のようなセンサ群が
設けられる。ディストリビュータ19に第1クランク角
センサ56、第2クランク角センサ57が設けられる。
設けられる。ディストリビュータ19に第1クランク角
センサ56、第2クランク角センサ57が設けられる。
第1クランク角センサ56はディストリビュータ軸19
a上の検知片58と対面設置されて、クランク軸15の
、例えば30’毎のパルス信号NEを発生し、これはエ
ンジン回転数を知るのに利用される。第2のクランク角
センサ57はディストリビュータ軸19a上の検知片5
9に対面設置され、クランク角軸15の、例えば720
°毎にパルス信号Gを発生し、これは基準信号となる。
a上の検知片58と対面設置されて、クランク軸15の
、例えば30’毎のパルス信号NEを発生し、これはエ
ンジン回転数を知るのに利用される。第2のクランク角
センサ57はディストリビュータ軸19a上の検知片5
9に対面設置され、クランク角軸15の、例えば720
°毎にパルス信号Gを発生し、これは基準信号となる。
前述したエアフローメータ18はエンジンに導入される
吸入空気量に応じたアナログ信号Qを発生する。
吸入空気量に応じたアナログ信号Qを発生する。
各気筒の燃焼室12に燃焼圧力センサ61が設置され(
第3図参照)、同センサ61は各気筒の燃焼圧力に応じ
たアナログ信号Pを発生する。
第3図参照)、同センサ61は各気筒の燃焼圧力に応じ
たアナログ信号Pを発生する。
パルス信号を発生する第1クランク角センサ56及び第
2クランク角センサ57は入出力ポート54に接続され
、NE倍信号びG信号が所定のタイミングで入力される
。一方、アナログ信号を発生するエアフローメータ18
及び各気筒の燃焼圧力センサ61はA/D変換器55に
接続され、各センサからの信号は順次A/D変換処理に
よって入力される。各気筒の燃焼圧力センサ61は、そ
の燃焼圧力信号におけるピーク値を保持するためのピー
クホールド回路63を具備しており、これによって−サ
イクルにおける最大燃焼圧力が保持される。
2クランク角センサ57は入出力ポート54に接続され
、NE倍信号びG信号が所定のタイミングで入力される
。一方、アナログ信号を発生するエアフローメータ18
及び各気筒の燃焼圧力センサ61はA/D変換器55に
接続され、各センサからの信号は順次A/D変換処理に
よって入力される。各気筒の燃焼圧力センサ61は、そ
の燃焼圧力信号におけるピーク値を保持するためのピー
クホールド回路63を具備しており、これによって−サ
イクルにおける最大燃焼圧力が保持される。
制御回路50は各センサによって検知された運転条件に
基づいて必要な演算を実行し、圧縮比制御信号及び点火
信号を入出力ポート54より出力する。点火制御装置6
6は点火制御回路(イグナイタ)とイグニッションコイ
ルとより成り、点火制御回路は入出力ポート54に接続
され、点火信号を受は取るよになっている。一方、イグ
ニッションコイルはディストリビュータ19の中央電極
に接続され、分配軸19aの回転に従って各気筒の点火
栓14に高電圧が分配される。入出力ポート54はさら
に油圧切替弁45のソレノイド45aに接続され、圧縮
比制御信号に応じて圧縮比の切替え制御が実行される。
基づいて必要な演算を実行し、圧縮比制御信号及び点火
信号を入出力ポート54より出力する。点火制御装置6
6は点火制御回路(イグナイタ)とイグニッションコイ
ルとより成り、点火制御回路は入出力ポート54に接続
され、点火信号を受は取るよになっている。一方、イグ
ニッションコイルはディストリビュータ19の中央電極
に接続され、分配軸19aの回転に従って各気筒の点火
栓14に高電圧が分配される。入出力ポート54はさら
に油圧切替弁45のソレノイド45aに接続され、圧縮
比制御信号に応じて圧縮比の切替え制御が実行される。
以下制御回路50の作動をフローチャートによって説明
する。この作動を実現するためのプログラムはROM5
2の所定領域に格納されている。
する。この作動を実現するためのプログラムはROM5
2の所定領域に格納されている。
第5図は圧縮比の制御ルーチンを示している。このルー
チンは所定時間間隔毎に実行される時間割り込みルーチ
ンとすることができる。ステップ70ではエンジン回転
数NE及びエンジン負荷代表値である吸入空気量一回転
数比Q/NEが入力される。エンジン回転数NEは第1
クランク角センサ56からのクランク角30°毎のパル
ス信号の間隔より周知の方法で演算され、吸入空気量一
回転数比Q/NEも別ルーチンで計算されているものと
する。
チンは所定時間間隔毎に実行される時間割り込みルーチ
ンとすることができる。ステップ70ではエンジン回転
数NE及びエンジン負荷代表値である吸入空気量一回転
数比Q/NEが入力される。エンジン回転数NEは第1
クランク角センサ56からのクランク角30°毎のパル
ス信号の間隔より周知の方法で演算され、吸入空気量一
回転数比Q/NEも別ルーチンで計算されているものと
する。
ステップ71ではエンジン回転数NE及び吸入空気量一
回転数比Q/NEより設定すべき圧縮比が決定される。
回転数比Q/NEより設定すべき圧縮比が決定される。
即ち、ROM52の所定領域には回転数NBと吸入空気
量一回転数比Q/NEとの組合せに対する高低のどちら
の圧縮比を設定するかのマツプがある。CPU51は入
力された実測NE及びQ/NEより所望の圧縮比を選定
することになる。
量一回転数比Q/NEとの組合せに対する高低のどちら
の圧縮比を設定するかのマツプがある。CPU51は入
力された実測NE及びQ/NEより所望の圧縮比を選定
することになる。
ステップ72ではステップ71で決定された圧縮比が高
圧縮比か否か判定される。選定すべき圧縮比が高圧縮比
のときはステップ71よりステップ73に進み、入出力
ポート54より油圧切替弁45のソレノイド45に加わ
る信号レベルはOFFとなる。そのため、油圧切替弁4
5は第2図における右側位置をとり、高圧縮比用油圧通
路40の入口40aに油圧を供給し、低圧縮比用油圧通
路41の入口41aはタンク47に連通される。
圧縮比か否か判定される。選定すべき圧縮比が高圧縮比
のときはステップ71よりステップ73に進み、入出力
ポート54より油圧切替弁45のソレノイド45に加わ
る信号レベルはOFFとなる。そのため、油圧切替弁4
5は第2図における右側位置をとり、高圧縮比用油圧通
路40の入口40aに油圧を供給し、低圧縮比用油圧通
路41の入口41aはタンク47に連通される。
そのため、前述したようにロックピン30は上昇付勢さ
れ、ロックピン30はロックピン係合孔28に係合し、
偏心ベアリング27はその最大偏心部が下側を向いた位
置に保持され、コネクティングロッド23の有効長が大
きくなり、圧縮比は大きく設定される。
れ、ロックピン30はロックピン係合孔28に係合し、
偏心ベアリング27はその最大偏心部が下側を向いた位
置に保持され、コネクティングロッド23の有効長が大
きくなり、圧縮比は大きく設定される。
マツプサーチの結果、選択すべき圧縮比が低圧縮比のと
きはステップ72よりステップ74に進み、出力ポート
54より油圧切替弁45のソレノイド45aにON信号
が印加される。そのため、切替弁45は第2図の左側位
置を取り、低圧縮比用オイル通路41の入口41aに油
圧が供給され、高圧縮比用オイル通路40aはタンク4
7に連通される。そのため、ロックピン30は下降付勢
され、ロックピン係合孔28より離脱される。その結果
、偏心ベアリング27は拘束状態から外れ、安定状態で
ある最大偏心部が上側に位置する。斯くして、コネクテ
ィングロッド23の有効長が短縮され、圧縮比は小さく
設定される。
きはステップ72よりステップ74に進み、出力ポート
54より油圧切替弁45のソレノイド45aにON信号
が印加される。そのため、切替弁45は第2図の左側位
置を取り、低圧縮比用オイル通路41の入口41aに油
圧が供給され、高圧縮比用オイル通路40aはタンク4
7に連通される。そのため、ロックピン30は下降付勢
され、ロックピン係合孔28より離脱される。その結果
、偏心ベアリング27は拘束状態から外れ、安定状態で
ある最大偏心部が上側に位置する。斯くして、コネクテ
ィングロッド23の有効長が短縮され、圧縮比は小さく
設定される。
第6図は点火時期制御ルーチンを示しており、このルー
チンはこれから点火すべき気筒の点火時期より手前のT
DCよりの角度XA(第7図(イ)参照)の所定クラン
ク角度をクランク角センサ56.57によって検知する
ことにより実行開始されるクランク角割り込みルーチン
である。ステップ77ではCPU51はその気筒の前回
の点火時(720’CA手前)の燃焼時の最大圧力を読
み取る。即ち、各気筒に設置した圧力センサ61はその
気筒の燃焼圧力を検知するが、その検出波形は第7図(
ハ)のように変化し、圧縮上死点(TDC)後の成る角
度で最大を呈する。その気筒の圧力センサ61に接続さ
れるピークホールド回路63は第7図(ニ)に示すよう
に圧力センサ信号波形(ハ)におけるピーク値を順次更
新してゆき、最終的には燃焼圧力の最大値Pがピークホ
ールド回路63に次回の点火まで保持されており、第4
図のステップ77ではこの前回点火時の燃焼の結果とし
て得られた最大圧力PのデータがA/D変換器55によ
ってA/D変換される。尚、A/D変換の完了後にその
ピークホールド回路63のリセツト(R5)が実行され
る。
チンはこれから点火すべき気筒の点火時期より手前のT
DCよりの角度XA(第7図(イ)参照)の所定クラン
ク角度をクランク角センサ56.57によって検知する
ことにより実行開始されるクランク角割り込みルーチン
である。ステップ77ではCPU51はその気筒の前回
の点火時(720’CA手前)の燃焼時の最大圧力を読
み取る。即ち、各気筒に設置した圧力センサ61はその
気筒の燃焼圧力を検知するが、その検出波形は第7図(
ハ)のように変化し、圧縮上死点(TDC)後の成る角
度で最大を呈する。その気筒の圧力センサ61に接続さ
れるピークホールド回路63は第7図(ニ)に示すよう
に圧力センサ信号波形(ハ)におけるピーク値を順次更
新してゆき、最終的には燃焼圧力の最大値Pがピークホ
ールド回路63に次回の点火まで保持されており、第4
図のステップ77ではこの前回点火時の燃焼の結果とし
て得られた最大圧力PのデータがA/D変換器55によ
ってA/D変換される。尚、A/D変換の完了後にその
ピークホールド回路63のリセツト(R5)が実行され
る。
第6図のステップ78では、そのときの回転数NE、吸
入空気量一回転数比Q/NEより基準最大燃焼圧力Pr
efの演算が実行される。この基準値Prefは次のよ
うに設定される。即ち、エンジン回転数NEと吸入空気
量一回転数比Q/NEとの組合せに対し圧縮比は第5図
のステップ71のマツプに従って決められる。この設定
圧縮比で運転したときの得られる標準的な最大燃焼圧力
値が高圧縮比と低圧縮比との夫々についである。
入空気量一回転数比Q/NEより基準最大燃焼圧力Pr
efの演算が実行される。この基準値Prefは次のよ
うに設定される。即ち、エンジン回転数NEと吸入空気
量一回転数比Q/NEとの組合せに対し圧縮比は第5図
のステップ71のマツプに従って決められる。この設定
圧縮比で運転したときの得られる標準的な最大燃焼圧力
値が高圧縮比と低圧縮比との夫々についである。
この標準的な最大燃焼圧力に対し適当な闇値となるよう
に前記基準値Prcfは決められるのである。たとえば
、基準値prefは高圧縮比で運転したときにおける標
準的な最大燃焼圧力と低圧縮比状態で運転したときにお
ける標準的な最大燃焼圧力との中間の値に設定され、こ
の値より大きいか小さいかにより圧縮比が高いか低いか
の判別が実行される。
に前記基準値Prcfは決められるのである。たとえば
、基準値prefは高圧縮比で運転したときにおける標
準的な最大燃焼圧力と低圧縮比状態で運転したときにお
ける標準的な最大燃焼圧力との中間の値に設定され、こ
の値より大きいか小さいかにより圧縮比が高いか低いか
の判別が実行される。
ステップ79ではこの基準値Prefに点火時期の遅角
補正量Δθによる補正を加える。即ち、その時の実際の
点火時期はNE及びQ/NEが同じでも、得られる最大
燃焼圧力を変化せしめるので、これに準じて圧縮比が切
り替わったか否かの判断の基準となる基準値Pre f
に修正を加えることになる。
補正量Δθによる補正を加える。即ち、その時の実際の
点火時期はNE及びQ/NEが同じでも、得られる最大
燃焼圧力を変化せしめるので、これに準じて圧縮比が切
り替わったか否かの判断の基準となる基準値Pre f
に修正を加えることになる。
ステップ80では燃焼最大圧力Pが基準値Prefより
大きいか否か判定される。肯定的判断の場合は、圧縮比
可変機構によって設定される圧縮比が高圧縮比に切り替
わりずみであること、又は圧縮比の低圧縮比に切り替え
るべき指令がでているがその切替えの途中であることを
示す。このときは、ステップ80よりステップ81に進
み、高圧縮比用の点火時期マツプより基本点火時期θB
ASEの演算が実行さ、れる。周知のように、基本点火
時期は回転数NEと吸入空気計−回転数比Q/NEとの
組合せに対して高圧縮比に適した点火時期の値のマツプ
が組まれており、実測されるNE及びQ/NEに対する
θBASEの演算が実行される。
大きいか否か判定される。肯定的判断の場合は、圧縮比
可変機構によって設定される圧縮比が高圧縮比に切り替
わりずみであること、又は圧縮比の低圧縮比に切り替え
るべき指令がでているがその切替えの途中であることを
示す。このときは、ステップ80よりステップ81に進
み、高圧縮比用の点火時期マツプより基本点火時期θB
ASEの演算が実行さ、れる。周知のように、基本点火
時期は回転数NEと吸入空気計−回転数比Q/NEとの
組合せに対して高圧縮比に適した点火時期の値のマツプ
が組まれており、実測されるNE及びQ/NEに対する
θBASEの演算が実行される。
ステップ80で否定的判断のときは圧縮比が低圧縮比に
切り替わり済みであること、または圧縮比が低圧縮比か
ら高圧縮比に切り替えるべき指令がでていてもその切替
えの途中であることを意味する。このときは、ステップ
80よりステップ82に進み、低圧縮比用の点火時期マ
ツプより基本点火時期θBASEの演算が実行される。
切り替わり済みであること、または圧縮比が低圧縮比か
ら高圧縮比に切り替えるべき指令がでていてもその切替
えの途中であることを意味する。このときは、ステップ
80よりステップ82に進み、低圧縮比用の点火時期マ
ツプより基本点火時期θBASEの演算が実行される。
前記と同様に、基本点火時期は回転数NEと吸入空気量
一回転数比Q/NEとの組合せに対して低圧縮比に適し
た点火時期の値のマツプが組まれており、実測されるN
E及びQ/NEに対するθBASEの演算が実行される
。
一回転数比Q/NEとの組合せに対して低圧縮比に適し
た点火時期の値のマツプが組まれており、実測されるN
E及びQ/NEに対するθBASEの演算が実行される
。
ステップ83では、基本点火時期θBASEより遅角補
正量Δθを引いたものを点火時期θとする。この補正量
Δθはノッキングなどにより遅角修正分であり、その修
正についてはこの発明の特徴とは関係しないため説明を
省略する。
正量Δθを引いたものを点火時期θとする。この補正量
Δθはノッキングなどにより遅角修正分であり、その修
正についてはこの発明の特徴とは関係しないため説明を
省略する。
ステップ84では点火指令が出力ポート54より点火制
御回路66に出力される。そのため、第7図(ロ)に示
すように点火信号が立ち上がり、その立ち下がり時にイ
グニッションコイルに高電圧が発生し、点火が行われ、
これが演算された点火時期θとなっているのは周知の通
りである。
御回路66に出力される。そのため、第7図(ロ)に示
すように点火信号が立ち上がり、その立ち下がり時にイ
グニッションコイルに高電圧が発生し、点火が行われ、
これが演算された点火時期θとなっているのは周知の通
りである。
以上述べたように、この実施例では基準値Prefをエ
ンジン運転条件に応じて設定することによって圧縮比が
実際に切り替わったが否かを検知して点火時期を制御し
ているため、点火時期を圧縮比に適合して制御すること
ができる。
ンジン運転条件に応じて設定することによって圧縮比が
実際に切り替わったが否かを検知して点火時期を制御し
ているため、点火時期を圧縮比に適合して制御すること
ができる。
また気筒毎に燃焼圧力センサ61を設置していることか
ら各気筒毎に燃焼圧力の状態を正確に検知することがで
き、気筒間での制御遅れに個別に対処することができる
。
ら各気筒毎に燃焼圧力の状態を正確に検知することがで
き、気筒間での制御遅れに個別に対処することができる
。
第8図に示す実施例では圧縮比の検知のためシリンダヘ
ッド21に変位センサ100が設置され、ピストン22
の上面との間隔を検知する。変位センサ100は例えば
渦電流型として構成され、ピストン上面までの距離に応
じた信号が得られる。
ッド21に変位センサ100が設置され、ピストン22
の上面との間隔を検知する。変位センサ100は例えば
渦電流型として構成され、ピストン上面までの距離に応
じた信号が得られる。
卯ち、ピストン上面までの距離が小さいときは第9図(
イ)のように小レベルの信号となり、同距離が大きいと
きは(ロ)のような大レベルの信号となる。圧縮比によ
ってピストン22の上死点の位置が変化することから、
変位センサ100のレベルによって圧縮比を知ることが
できる。
イ)のように小レベルの信号となり、同距離が大きいと
きは(ロ)のような大レベルの信号となる。圧縮比によ
ってピストン22の上死点の位置が変化することから、
変位センサ100のレベルによって圧縮比を知ることが
できる。
第10図はこの実施例における点火時期制御ルーチンの
フローチャートを示す。このルーチンはクランク角セン
サ56か・らの30°CA毎の信号によって実行される
クランク角割り込みルーチンである。ステップ104で
はこの30’信号が上死点に相当するか否か判定される
。肯定判断の場合はステップ105に進み、変位センサ
100からの信号のA/D変換が実行される。変位セン
サ100からの信号レベルは第11図の(ハ)に示すよ
うに360°のクランク角毎に得られる上死点で最大値
をとり、この値が北死点におけるピストンの′位置、即
ち現在の圧縮比を示している。ステップ106ではA/
D変換器55によるA/D変換値が最新の圧縮比のデー
タとしてメモリの所定領域父に格納される。尚、先行す
る数回の上死点での変位センサの出力を平均することに
より圧縮比を検知する制御としても良い。
フローチャートを示す。このルーチンはクランク角セン
サ56か・らの30°CA毎の信号によって実行される
クランク角割り込みルーチンである。ステップ104で
はこの30’信号が上死点に相当するか否か判定される
。肯定判断の場合はステップ105に進み、変位センサ
100からの信号のA/D変換が実行される。変位セン
サ100からの信号レベルは第11図の(ハ)に示すよ
うに360°のクランク角毎に得られる上死点で最大値
をとり、この値が北死点におけるピストンの′位置、即
ち現在の圧縮比を示している。ステップ106ではA/
D変換器55によるA/D変換値が最新の圧縮比のデー
タとしてメモリの所定領域父に格納される。尚、先行す
る数回の上死点での変位センサの出力を平均することに
より圧縮比を検知する制御としても良い。
ステップ107ではこの割り込み時のクランク角角度が
点火のためのクランク角度か否か判定される。肯定判断
のときはステップ108に進み、ステップ106で入力
される最新の上死点における変位センサ100の出力レ
ベルを所定値Xoと比較する。即ち、現在のクランク角
度が第11図(イ)のpの時点とすれば、qの時点での
変位センサの出力レベルが最新の圧縮比データである。
点火のためのクランク角度か否か判定される。肯定判断
のときはステップ108に進み、ステップ106で入力
される最新の上死点における変位センサ100の出力レ
ベルを所定値Xoと比較する。即ち、現在のクランク角
度が第11図(イ)のpの時点とすれば、qの時点での
変位センサの出力レベルが最新の圧縮比データである。
肯定判断のときは圧縮比は高圧縮比と判断され、ステッ
プ109に進み、基本点火時期θBASEは高圧縮比用
のマツプより演算される。一方、ステップ108で否定
的判断のときは圧縮比は低圧縮比と判断され、ステップ
110では低圧縮比用のマツプより基本点火時期θBA
SEが演算される。ステップ110では点火時期が演算
され、ステップ112では点火信号出力が行われる。
プ109に進み、基本点火時期θBASEは高圧縮比用
のマツプより演算される。一方、ステップ108で否定
的判断のときは圧縮比は低圧縮比と判断され、ステップ
110では低圧縮比用のマツプより基本点火時期θBA
SEが演算される。ステップ110では点火時期が演算
され、ステップ112では点火信号出力が行われる。
この実施例では、圧縮比の代表値として変位センサから
の信号を検知し、点火時期を制御することにより、現実
の圧縮比に適合した点火時期を得ることができる。また
各気筒に変位センサlOOを設置することで気筒毎に圧
縮比を把握することができ、各気筒の制御遅れに対処す
ることができる。
の信号を検知し、点火時期を制御することにより、現実
の圧縮比に適合した点火時期を得ることができる。また
各気筒に変位センサlOOを設置することで気筒毎に圧
縮比を把握することができ、各気筒の制御遅れに対処す
ることができる。
この発明によれば、エンジンの実際の圧縮比を代表する
燃焼最大圧力や、変位センサ信号レベルを検知すること
により、点火時期を圧縮比に適合したマツプで市ll
i卸することができる。そのため、可変圧縮比制御機構
の作動が、油圧制御等に伴う遅れがあっても、常に最適
の点火時期に制御することができる。
燃焼最大圧力や、変位センサ信号レベルを検知すること
により、点火時期を圧縮比に適合したマツプで市ll
i卸することができる。そのため、可変圧縮比制御機構
の作動が、油圧制御等に伴う遅れがあっても、常に最適
の点火時期に制御することができる。
第1図はこの発明の構成図。
第2図は圧縮比を最大燃焼圧力で検知する場合の実施例
の構成図。 第3図は一つの気筒の燃焼室部分の詳細縦断面図。 第4図は第3図のIV−IV線に沿う横断面図。 第5図及び第6図は第2図における制御回路の作動を示
すフローチャート図。 第7図は制御回路の作動を示すタイミングチャート。 第8図は圧縮比を変位センサによって検知する場合の実
施例の部分図。 第9図は変位センサからどのような信号が得られるかを
説明する図。 第10図は第8図の実施例の作動を説明するフロ10・
・・エンジン本体 12・・・燃焼室 14・・・点火栓 18・・・エアフローメータ 19・・・ディストリビュータ 22・・・ピストン 23・・・コネクティングロッド 24・・・ピストンピン 25・・・クランク軸 27・・・偏心軸受 29・・・ロックビン係合孔 30・・・ロックピン 40・・・高圧縮比用油圧通路 41・・・低圧縮比用油圧通路 45・・・油圧切替弁 5.0・・・制御回路 56.57・・・クランク角センサ 61・・・燃焼圧力センサ 66・・・点火回路 100・・・変位センサ 第1図 第5図 第8図 22・・・ピストン +00・・・変位センサ 第9図 第10図
の構成図。 第3図は一つの気筒の燃焼室部分の詳細縦断面図。 第4図は第3図のIV−IV線に沿う横断面図。 第5図及び第6図は第2図における制御回路の作動を示
すフローチャート図。 第7図は制御回路の作動を示すタイミングチャート。 第8図は圧縮比を変位センサによって検知する場合の実
施例の部分図。 第9図は変位センサからどのような信号が得られるかを
説明する図。 第10図は第8図の実施例の作動を説明するフロ10・
・・エンジン本体 12・・・燃焼室 14・・・点火栓 18・・・エアフローメータ 19・・・ディストリビュータ 22・・・ピストン 23・・・コネクティングロッド 24・・・ピストンピン 25・・・クランク軸 27・・・偏心軸受 29・・・ロックビン係合孔 30・・・ロックピン 40・・・高圧縮比用油圧通路 41・・・低圧縮比用油圧通路 45・・・油圧切替弁 5.0・・・制御回路 56.57・・・クランク角センサ 61・・・燃焼圧力センサ 66・・・点火回路 100・・・変位センサ 第1図 第5図 第8図 22・・・ピストン +00・・・変位センサ 第9図 第10図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、運転条件に応じて圧縮比を可変とする圧縮比制御機
構を有した内燃機関の点火時期制御装置において、内燃
機関の現実の圧縮比の切替えに応じた信号を発生する圧
縮比検知手段、圧縮比検知手段に接続されて機関の圧縮
比に応じた点火時期の設定値を演算する点火時期設定手
段、並びに点火時期設定手段に接続され設定された点火
時期で点火を行わせる点火時期制御装置より成る内燃機
関の点火時期制御装置。 2、圧縮比検知手段は機関の最大燃焼圧力を検知する圧
力検知手段と、該圧力検知手段からの圧力信号のレベル
を所定基準値と大小比較することにより圧縮比の高低を
判別する手段とより成る特許請求の範囲1、に記載の点
火時期制御装置。 3、圧縮比検知手段はピストンの上死点位置を検知する
変位センサと、該変位センサからの変位信号のレベルを
所定基準値と大小比較することにより圧縮比の高低を判
別する手段とより成る特許請求の範囲1、に記載の点火
時期制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60282744A JPH0742915B2 (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 可変圧縮比内燃機関の点火時期制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60282744A JPH0742915B2 (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 可変圧縮比内燃機関の点火時期制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62142860A true JPS62142860A (ja) | 1987-06-26 |
JPH0742915B2 JPH0742915B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=17656485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60282744A Expired - Fee Related JPH0742915B2 (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 可変圧縮比内燃機関の点火時期制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0742915B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4834031A (en) * | 1987-07-30 | 1989-05-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable compression-ratio control device for an internal combustion engine |
FR2801073A1 (fr) * | 1999-11-17 | 2001-05-18 | Bosch Gmbh Robert | Procede et dispositif de surveillance du fonctionnement d'une compression variable dans des cylindres d'un moteur a combustion interne |
EP1348852A3 (en) * | 2002-03-25 | 2006-10-04 | Ford Global Technologies, Inc. | A System and Method for Controlling an Engine |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6854581B2 (ja) | 2015-07-07 | 2021-04-07 | 日立Astemo株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60230522A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-16 | Mazda Motor Corp | 圧縮比可変式エンジン |
-
1985
- 1985-12-18 JP JP60282744A patent/JPH0742915B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60230522A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-16 | Mazda Motor Corp | 圧縮比可変式エンジン |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4834031A (en) * | 1987-07-30 | 1989-05-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable compression-ratio control device for an internal combustion engine |
FR2801073A1 (fr) * | 1999-11-17 | 2001-05-18 | Bosch Gmbh Robert | Procede et dispositif de surveillance du fonctionnement d'une compression variable dans des cylindres d'un moteur a combustion interne |
US6453854B1 (en) | 1999-11-17 | 2002-09-24 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for monitoring a variable cylinder compression ratio |
EP1348852A3 (en) * | 2002-03-25 | 2006-10-04 | Ford Global Technologies, Inc. | A System and Method for Controlling an Engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0742915B2 (ja) | 1995-05-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |