DE102017114941B4 - Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung für einen variablen Verdichtungsverhältnismechanismus - Google Patents

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Abstract

Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung für einen variablen Verdichtungsverhältnismechanismus zur Verwendung in einer Fremdzündungsverbrennungsmaschine, die mit einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus ausgebildet ist, der das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine, die eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, zwischen zumindest einem ersten Verdichtungsverhältnis und einem zweiten Verdichtungsverhältnis wechseln kann, das niedriger als das erste Verdichtungsverhältnis ist, und einen Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus, der in jedem der Zylinder der Verbrennungsmaschine ausgebildet ist, einen Klopfsensor, der an der Verbrennungsmaschine angebracht ist, und eine Zündkerze enthält, die an jedem der Zylinder der Verbrennungsmaschine befestigt ist,wobei die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung aufweist:eine Zündsteuereinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie einen Vorstellprozess zur Diagnose durchführt, um den Zündzeitpunkt eines Zylinders der Verbrennungsmaschine auf einen klopfverursachenden Zündzeitpunkt vorzustellen, der weiter vorne als der MBT liegt, der nicht zu dem Auftretens eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des einen Zylinders das zweite Verdichtungsverhältnis ist, aber zu dem Auftreten eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des einen Zylinders das erste Verdichtungsverhältnis ist, wenn der variable Verdichtungsverhältnismechanismus derart gesteuert wird, dass das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine auf das zweite Verdichtungsverhältnis eingestellt wird; undeine Diagnoseeinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie erfasst, dass der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des einen Zylinders, von welchem der Zündzeitpunkt auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt vorgestellt ist, eine Unregelmäßigkeit aufweist, wenn der Klopfsensor das Auftreten eines Klopfens erfasst, wenn der Vorstellprozess für die Diagnose durchgeführt wird.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technologie zur Unregelmäßigkeitsdiagnose eines variablen Verdichtungsverhältnismechanismus, der verwendet wird, um das mechanische Verdichtungsverhältnis einer Verbrennungsmaschine zu verändern.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Ein bekannter variabler Verdichtungsverhältnismechanismus einer Verbrennungsmaschine ändert das Verdichtungsverhältnis, indem die Effektivlänge der Pleuelstange verändert wird (siehe beispielsweise die JP 2016 - 118 181 A ). Die JP H07 - 72 515 B offenbart eine Technologie, die einen solchen variablen Verdichtungsverhältnismechanismus einer Verbrennungsmaschine betrifft. In der in der JP H07 - 72 515 B offenbarten Technologie wird das Verdichtungsverhältnis konstant bei dem niedrigsten Verdichtungsverhältnis gehalten, wenn eine Unregelmäßigkeit eines Sensor zum Messen des Verdichtungsverhältnisses erfasst wird, und der Zündzeitpunkt wird von einem vordefiniertem Soll-Zündzeitpunkt nach hinten gelegt (siehe JP H07 - 72 515 B ).
  • In der in der JP 2015 - 021 433 A offenbarten Technologie wird der Zündzeitpunkt vorgestellt, so dass ein Klopfen verursacht wird, wenn das Verdichtungsverhältnis, das durch Verdichtungsverhältnismessmittel gemessen wird, aus einem vordefinierten Verdichtungsverhältnisbereich fällt, wodurch der variable Verdichtungsverhältnismechanismus wiederhergestellt wird.
  • Die JP H01 - 105 741 U offenbart eine Technologie, die eine Verbrennungsmaschine betrifft, welche eine Klopfsteuerung durchführt, bei welcher der Zündzeitpunkt auf eine Klopfgrenzzündzeitpunkt eingestellt wird, der weiter hinten liegt als der MBT (minimales Vorstellen für das beste Moment), wenn ein Klopfen auftritt und auf den MBT, wenn kein Klopfen auftritt. In dieser Technologie wird eine Unregelmäßigkeit des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus auf Basis des Zündzeitpunkts erfasst, der durch die Klopfsteuerung gesteuert wird.
  • Aus der DE 102 51 493 A1 ist ein Diagnoseverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine bekannt, die in mehreren Kompressionsverhältnis-Betriebszuständen betrieben werden kann. Das Verfahren umfasst das Bestimmen einer Änderung der Zündungsanpassung, die zur Vermeidung eines Klopfens erforderlich ist, wenn der Motor in bestimmten der Kompressionsverhältnis-Betriebszustände betrieben wird, und das Bewerten des Betriebs der Brennkraftmaschine, basierend zumindest teilweise auf der Änderung der Zündungsanpassung. Weiterhin wird eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung beschrieben.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Technisches Problem
  • In dem Fall, in dem ein Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus für jeden Zylinder ausgebildet ist, wie in dem Fall der variablen Verdichtungsverhältnismechanismen, welche das mechanische Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine ändern, indem die Effektivlänge der Pleuelstange verändert wird, kann eine Unregelmäßigkeit des Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus in einem einzelnen Zylinder auftreten. Zum Erfassen einer solchen Unregelmäßigkeit kann ein Sensor zum Messen des Verdichtungsverhältnisses für jeden der Zylinder ausgebildet sein, um eine Unregelmäßigkeit des Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus zu erfassen. Dafür sind jedoch Verdichtungsverhältnismesssensoren notwendig, die für die jeweiligen Zylinder ausgebildet sind, was zu einem Anstieg der Herstellkosten führt, die durch die gestiegene Anzahl an Bestandteilen bedingt sind. Darüber hinaus tritt bei dieser Anordnung noch ein weiteres Problem auf, da es nicht möglich ist, eine Unregelmäßigkeit des Verdichtungsverhältnismesssensors und eine Unregelmäßigkeit des Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus voneinander zu unterscheiden
  • Die vorliegende Erfindung ist im Lichte der oben beschriebenen Umstände entstanden und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Unregelmäßigkeit eines Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus in einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus zu erfassen, der einen Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus enthält, der für jeden der Zylinder ausgebildet ist.
  • Lösung des Problems
  • Um das obige Problem zu lösen, wird in einer Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die bei einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus verwendet wird, der das Verdichtungsverhältnis einer Verbrennungsmaschine zwischen zumindest einem ersten Verdichtungsverhältnis und einem zweiten Verdichtungsverhältnis wechseln kann, das niedriger als das erste Verdichtungsverhältnis ist, wenn der variable Verdichtungsverhältnismechanismus derart gesteuert wird, dass das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine auf das zweite Verdichtungsverhältnis eingestellt wird, die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung den Zündzeitpunkt eines Zylinders auf einen klopfverursachenden Zündzeitpunkt vorstellt, der weiter vorne liegt als der MBT, der nicht zu dem Auftreten eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis dieses Zylinders das zweite Verdichtungsverhältnis ist, aber zu dem Auftreten eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis dieses Zylinders das erste Verdichtungsverhältnis ist, und eine Unregelmäßigkeit des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus auf der Basis erfasst, ob ein Klopfen auftritt. In dieser Beschreibung soll der Begriff „Verdichtungsverhältnis“ das mechanische Verdichtungsverhältnis bedeuten, solange dies nicht anders beschrieben wird.
  • Gemäß einem ersten Modus der vorliegenden Erfindung wird hier noch genauer eine Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung für einen variablen Verdichtungsverhältnismechanismus zur Verwendung in einer Fremdzündungsverbrennungsmaschine ausgebildet, die mit einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus ausgebildet ist, der das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine, die eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, zwischen zumindest einem ersten Verdichtungsverhältnis und einem zweiten Verdichtungsverhältnis wechseln kann, das niedriger als das erste Verdichtungsverhältnis ist, und einen Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus, der in jedem der Zylinder der Verbrennungsmaschine ausgebildet ist, einen Klopfsensor, der an der Verbrennungsmaschine befestigt ist, und eine Zündkerze enthält, die an jedem der Zylinder der Verbrennungsmaschine befestigt ist. Die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung enthält eine Zündsteuereinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie einen Vorstellprozess zur Diagnose durchführt, um den Zündzeitpunkt eines Zylinders der Verbrennungsmaschine auf einen klopfverursachenden Zündzeitpunkt vorstellt, der weiter vorne liegt als der MBT (minimales Vorstellen für das beste Moment), welcher nicht zu dem Auftreten des Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des einen Zylinders das zweite Verdichtungsverhältnis ist, aber zu dem Auftreten eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des einen Zylinders das erste Verdichtungsverhältnis ist, wenn der variable Verdichtungsverhältnismechanismus derart gesteuert wird, dass er das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine auf das zweite Verdichtungsverhältnis einstellt, und eine Diagnoseeinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie den Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des einen Zylinders, von dem der Zündzeitpunkt auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt vorgestellt ist, eine Unregelmäßigkeit aufweist, wenn der Klopfsensor das Auftreten eines Klopfens erfasst, wenn der Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird.
  • Wenn der zuvor genannte Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird, wird kein Klopfen auftreten, wenn der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des Zylinders, von dem der Zündzeitpunkt auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt vorgestellt ist (dieser wird nachfolgend als „Ziel-Zylinder“ beschrieben) in einer normalen Bedingung ist, anders gesagt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis dieses Zylinders das zweite Verdichtungsverhältnis ist. Auf der anderen Seite wird ein Klopfen auftreten, wenn der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des Ziel-Zylinders eine Unregelmäßigkeit aufweist, anders gesagt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des Ziel-Zylinders das erste Verdichtungsverhältnis ist, wenn der Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird. Wenn eine Unregelmäßigkeit, die ein Wechseln des Verdichtungsverhältnisses von dem ersten Verdichtungsverhältnis auf das zweite Verdichtungsverhältnis verhindert, auftritt, kann die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung für den variablen Verdichtungsverhältnismechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung den Zylindern unter Verwendung eines existierenden Klopfsensors identifizieren, von welchem der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus eine Unregelmäßigkeit aufweist.
  • Wenn der Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird, kann die Zündsteuereinheit den Prozess zum Einstellen des Zündzeitpunkts der anderen als dem einen Zylinder auf einen Zündzeitpunkt, der weiter hinten liegt als der MBT, zusätzlich zu dem Prozess des Vorstellens des Zündzeitpunkts des einen Zylinders der Verbrennungsmaschine auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt durchführen.
  • Wenn der Zündzeitpunkt des Zielzylinders auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt vorgestellt wird, der weiter vorne liegt als der MBT, wird das durch den Zielzylinder erzeugte Moment niedriger als das durch die anderen Zylinder erzeugte Moment, selbst wenn der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des Zielzylinders in einer normalen Bedingung ist. Demzufolge entsteht hier eine Momentdifferenz zwischen den Zylindern der Verbrennungsmaschine. Durch ein Zurückstellen des Zündzeitpunkts der anderen als dem Zielzylinder (welche nachfolgend als „Nicht-Ziel-Zylinder“ bezeichnet werden) auf einen Zündzeitpunkt, der weiter verzögert (oder später) ist als der MBT, kann das Moment, das durch die Nicht-Ziel Zylinder erzeugt wird, verringert werden. Die Momentdifferenz zwischen den Zylindern der Verbrennungsmaschine kann daher gering eingestellt werden. Darüber hinaus kann ein Zurückstellen des Zündzeitpunkts der Nicht-Ziel-Zylinder auf einen Zündzeitpunkt, der weiter verzögert ist als der MBT, das Auftreten eines Klopfens zuverlässiger verhindern, selbst wenn der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus von irgendeinem Nicht-Ziel-Zylinder eine Unregelmäßigkeit aufweist, wodurch eine noch genauere Unregelmäßigkeitsdiagnose des Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus der Ziel-Zylinder ermöglicht wird.
  • Wenn der Prozess des Vorstellens des Zündzeitpunkts des Ziel-Zylinders auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt und der Prozess des Verzögerns bzw. Zurückstellens des Zündzeitpunkts der Nicht-Ziel-Zylinder auf einen Zündzeitpunkt, der weiter hinten liegt als der MBT, in dem Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt werden, gibt es die Möglichkeit, dass das Gesamtmoment, das durch die Verbrennungsmaschine erzeugt wird, geringer wird als jenes während der Zeit, wenn der Vorstellprozess zur Diagnose nicht durchgeführt wird. Um dies zu verhindern, kann die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung derart konfiguriert sein, dass sie einen Momentkompensationsprozess durchführt, um die Ansaugluftmenge und die Kraftstoffeinspritzmenge der Verbrennungsmaschine größer einzustellen, wenn der Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird, als wenn der Vorstellprozess zur Diagnose nicht durchgeführt wird. Dies kann das durch den Vorstellprozess zur Diagnose verursachte Verringern des Gesamtmoments der Verbrennungsmaschine reduzieren.
  • Gemäß einem zweiten Modus der vorliegenden Erfindung ist eine Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung für einen variablen Verdichtungsverhältnismechanismus zur Verwendung in einer Fremdzündungsverbrennungsmaschine ausgebildet, die mit einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus ausgebildet ist, der das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine, die eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, zwischen zumindest einem ersten Verdichtungsverhältnis und einem zweiten Verdichtungsverhältnis schalten kann, das geringer als das erste Verdichtungsverhältnis ist, und einen Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus, der in jedem der Zylinder der Verbrennungsmaschine ausgebildet ist, einen Klopfsensor, der an der Verbrennungsmaschine angebracht ist, und eine Zündkerze enthält, die an jedem der Zylinder der Verbrennungsmaschine befestigt ist. Die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung enthält eine Zündsteuereinheit, die derart konfiguriert ist, dass die den Vorstellprozess zur Diagnose durchführt, um den Zündzeitpunkt eines Zylinders der Verbrennungsmaschine auf einen klopfverursachen Zündzeitpunkt vorzustellen, der weiter vorne liegt als der MBT, der zu dem Auftreten eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des einen Zylinders das erste Verdichtungsverhältnis ist, aber nicht zu dem Auftreten eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des einen Zylinders das zweite Verdichtungsverhältnis ist, wenn der variable Verdichtungsverhältnismechanismus derart gesteuert wird, dass er das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine auf das erste Verdichtungsverhältnis einstellt, und eine Diagnoseeinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie erfasst, dass der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des einen Zylinders, von dem der Zündzeitpunkt auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt vorgestellt ist, eine Unregelmäßigkeit aufweist, wenn der Klopfsensor das Auftreten eines Klopfens nicht erfasst, wenn der Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird.
  • Die oben beschriebene Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung kann unter Verwendung eines existierenden bzw. vorhandenen Klopfsensors den Zylinder identifizieren, von dem der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus eine Unregelmäßigkeit aufweist, wenn eine Unregelmäßigkeit auftritt, die ein Wechseln des Verdichtungsverhältnisses von dem zweiten Verdichtungsverhältnis auf das erste Verdichtungsverhältnis verhindert.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein Erfassen einer Unregelmäßigkeit eines Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus in einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus, der einen Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus, der für jeden der Zylinder ausgebildet ist, enthält.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, das die generelle Konfiguration einer Verbrennungsmaschine gemäß einer Ausführungsform darstellt.
    • 2 ist eine Querschnittsansicht, welche die Struktur einer längenvariablen Pleuelstange zeigt.
    • 3 ist ein Diagramm, das schematisch die Konfiguration eines Schaltsystems darstellt.
    • 4 ist ein Diagramm, das schematisch das Schaltsystem in einem zweiten Zustand darstellt.
    • 5 ist ein Graph, der ein Verhältnis zwischen dem Zündzeitpunkt und dem durch einen Zylinder erzeugten Moment darstellt.
    • 6 ist ein Ablaufdiagramm, das die zeitlichen Änderungen der Zündzeitpunkte der Zylinder, der Ansaugluftmenge, und des durch die Verbrennungsmaschine erzeugten Moments während des Vorstellprozesses zur Diagnose zeigt.
    • 7 ist ein Ablaufdiagramm eines von einer ECU ausgeführten Prozessprogramms, wenn eine Unregelmäßigkeitsdiagnose eines variablen Verdichtungsverhältnismechanismus gemäß einer ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
    • 8 ist ein Ablaufdiagramm eines von einer ECU ausgeführten Prozessprogramms, wenn eine Unregelmäßigkeitsdiagnose eines variablen Verdichtungsverhältnismechanismus gemäß einer zweiten Ausführungsform durchgeführt wird.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend werden spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben werden. Die Größenverhältnisse, Materialien, Formen, relative Anordnungen und weitere Merkmale der Bestandteile, welche in Verbindung mit den Ausführungsformen beschrieben werden, sollen den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung nicht hierauf beschränken, solange dies nicht anders beschrieben ist.
  • Ausführungsform 1
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug zu den 1 bis 7 beschrieben werden. 1 ist ein Diagramm, das die generelle Konfiguration einer Verbrennungsmaschine darstellt, bei welcher die vorliegende Erfindung verwendet wird. Die in 1 gezeigte Verbrennungsmaschine 1 ist eine Viertakt-Fremdzündungsverbrennungsmaschine, die eine Mehrzahl von Zylindern 300 aufweist. 1 zeigt einen der Mehrzahl der Zylinder 3.
  • Die Verbrennungsmaschine 1 enthält eine Kurbelgehäuse 2, einen Zylinderblock 3 und einen Zylinderkopf 4. Eine Kurbelwelle 200 ist in dem Kurbelgehäuse 2 in einer rotierbaren Weise aufgenommen. Ein zylindrischer Zylinder 300 ist in dem Zylinderblock 3 ausgebildet. Ein Kolben 5 ist in dem Zylinder 300 gleitbar ausgebildet. Der Kolben 5 und die Kurbelwelle 200 sind durch eine längenvariable Pleuelstange 6 verbunden, welche später beschrieben wird. Der Zylinderkopf 4 ist mit einer Einlassöffnung 11 und einer Auslassöffnung 14 ausgebildet. Der Zylinderkopf 4 ist mit einem Einlassventil 9, das das Öffnungsende der Einlassöffnung 11 der Brennkammer 7 öffnet und schließt und einer Einlassnockenwelle 10, die verwendet wird, um das Einlassventil 9 anzutreiben, um dieses zu öffnen und zu schließen, ausgestattet. Der Zylinderkopf 4 ist weiter mit einem Auslassventil 12 ausgestattet, das das Öffnungsende der Auslassöffnung 14 der Brennkammer 7 öffnet und schließt und einer Auslassnockenwelle 13, die verwendet wird, um das Auslassventil 12 anzutreiben, um dieses zu öffnen und zu schließen. Der Zylinderkopf 4 ist zudem mit einer Zündkerze 8, die verwendet wird, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer 7 zu zünden, und ein Kraftstoffeinspritzventil 103 ausgestattet, das Kraftstoff in die Einlassöffnung 11 einspritzt.
  • Die längenvariable Pleuelstange 6 ist mit einem Kolben 5 durch einen Kolbenbolzen 21 an seinem kleineren Ende verbunden und mit einem Kurbelzapfen bzw. Pleuelzapfen 22 der Kurbelwelle 200 an seinem größeren Ende verbunden. Die längenvariable Pleuelstange 6 kann ihre Effektivlänge, das heißt, den Abstand von der Achse des Kolbenbolzens 21 zu der Achse des Kurbelzapfens 22 ändern. Wenn die Effektivlänge der längenvariablen Pleuelstange 6 lang ist, ist die Länge von der Achse des Kurbelzapfens 22 zu der Achse des Kolbenbolzen 21 lang und das Volumen der Brennkammer 7 zu dem Zeitpunkt, wenn der Kolben 5 an dem oberen Totpunkt gelangt, ist demzufolge klein, wie durch die durchgezogenen Linien in 1 dargestellt ist. Auf der anderen Seite, wenn die Effektivlänge der längenvariablen Pleuelstange 6 kurz ist, ist die Länge von der Achse des Kurbelzapfens 22 zu der Achse des Kolbenbolzens 21 kurz und das Volumen der Brennkammer 7 ist zu dem Zeitpunkt, wenn der Kolben 5 an dem oberen Totpunkt ist, dementsprechend groß, wie durch die gestrichelten Linien in 1 gezeigt ist. Während die Effektivlänge der längenvariablen Pleuelstange 6 wie oben beschrieben variiert, variiert der Hub des Kolbens 5 nicht. Das mechanische Verdichtungsverhältnis, das als das Verhältnis des Innenvolumens des Zylinders (d.h., das Volumen der Brennkammer) zu dem Zeitpunkt, wenn der Kolben 5 an dem oberen Totpunkt ist, und das Innenvolumen des Zylinders zu dem Zeitpunkt, wenn der Kolben 5 an dem unteren Totpunkt ist, variiert. Das mechanische Verdichtungsverhältnis wird nachfolgend einfach als das Verdichtungsverhältnis bezeichnet.
  • (Struktur der längenvariablen Pleuelstange 6)
  • Die Struktur der längenvariablen Pleuelstange 6 in dieser Ausführungsform wird nun mit Bezug auf 2 beschrieben werden. Die längenvariable Pleuelstange 6 enthält einen Pleuelstangenhauptkörper 31, ein Exzenterelement 32, das rotierbar an dem Pleuelstangenhauptkörper 31 befestigt ist, einen ersten Kolbenmechanismus 33, der in dem Pleuelstangenhauptkörper 31 ausgebildet ist, einen zweiten Kolbenmechanismus 34, der in dem Pleuelstangenhauptkörper 31 ausgebildet ist, und ein Schaltsystem 35, das die Strömung von Hydrauliköl zu den Kolbenmechanismen 33, 34 schaltet bzw. wechselt.
  • Der Pleuelstangenhauptkörper 31 weist eine Kurbelwellenaufnahmebohrung 41 an einem Ende auf, welches den Kurbelzapfen 22 der Kurbelwelle 200 aufnimmt und eine Hülsenaufnahmebohrung 42 an dem anderen Ende, welche eine Hülse 32a des Exzenterelements 32 aufnimmt, das später beschrieben wird. Da die Kurbelwellenaufnahmebohrung 41 größer als die Hülsenaufnahmebohrung 42 ist, wird das Ende des Pleuelstangenhauptkörpers 31, welches die Kurbelwellenaufnahmebohrung 41 aufweist, als das größere Ende 31a bezeichnet werden und das Ende des Pleuelstangenhauptkörpers 31, welche die Hülsenaufnahmebohrung 42 aufweist, wird als das kleinere Ende 31b bezeichnet werden.
  • In dieser Beschreibung wird eine virtuelle Gerade X, welche die Mittelachse der Kurbelwellenbohrung 41 passiert (genauer gesagt, die Mittelachse des Kurbelbolzen 22, der in der Kurbelwellenbohrung 41 aufgenommen ist) und die Mittelachse der Hülsenaufnahmebohrung 42 (genauer gesagt, die Mittelachse der Hülse 32a, welche in der Hülsenaufnahmebohrung 42 aufgenommen ist) als die Achse der längenvariablen Pleuelstange 6 bezeichnet werden. Die Dimension der längenvariablen Pleuelstange 6 entlang der Richtung, die senkrecht zu der Achse X der längenvariablen Pleuelstange 6 und der Mittelachse der Kurbelwellenaufnahmebohrung 41 ist, als die Breite der längenvariablen Pleuelstange 6 bezeichnet werden. Die Dimension der längenvariablen Pleuelstange 6 entlang der Richtung, die parallel zu der Mittelachse der Kurbelwellenaufnahmebohrung 41 ist, wird als die Dicke der längenvariablen Pleuelstange 6 bezeichnet werden.
  • Das Exzenterelement 32 weist eine zylindrische Hülse 32a, die in der Hülsenaufnahmebohrung 42 des Pleuelstangenhauptkörpers 31 aufgenommen ist, einen ersten Arm 32b, der sich von der Hülse 32a in einer ersten Richtung bezüglich zu der Breitenrichtung des Pleuelstangenhauptkörpers 31 erstreckt, und eine zweiten Arm 32c auf, der sich von der Hülse 32a in einer zweiten Richtung (beinahe entgegengesetzt der gerade beschriebenen ersten Richtung) bezüglich der Breitenrichtung des Pleuelstangenhauptkörpers 31 erstreckt. Die Hülse 32a ist in der Hülsenaufnahmebohrung 42 rotierbar und das Exzenterelement 32 ist an dem kleineren Endabschnitt 31b des Pleuelstangenhauptkörpers 31 in einer solchen Weise befestigt, so dass es relativ rotierbar zu dem Pleuelstangenhauptkörper 31 in der Umfangsrichtung des kleineren Endabschnitts 31b ist.
  • Die Hülse 32a des Exzenterelements 32 weist eine Kolbenbolzenaufnahmebohrung 32d auf, welche den Kolbenbolzen 21 aufnimmt. Die Kolbenbolzenaufnahmebohrung 32d weist eine zylindrische Form auf. Die zylindrische Kolbenbolzenaufnahmebohrung 32d ist von der Mittelachse der Hülse 32a beabstandet.
  • Da die Mittelachse der Kolbenbolzenaufnahmebohrung 32d von der Mittelachse der Hülse 32a entfernt ist, verursacht die Rotation des Exzenterelements 32, dass sich die Position der Kolbenbolzenaufnahmebohrung 32d in der Hülsenaufnahmebohrung 42 ändert. Wenn die Kolbenbolzenaufnahmebohrung 32d an der Seite der Hülsenaufnahmebohrung 42 angeordnet ist, die näher an dem größeren Ende 31a ist, ist die Effektivlänge der längenvariablen Pleuelstange 6 kurz. Wenn die Kolbenbolzenaufnahmebohrung 32d an der Seite der Hülsenaufnahmebohrung 42 angeordnet ist, die weg von dem größeren Ende 31a ist, ist die Effektivlänge der längenvariablen Pleuelstange 6 lang. Die Effektivlänge der längenvariablen Pleuelstange 6 kann durch ein Rotieren des Exzenterelements 32 daher verändert werden.
  • Der erste Kolbenmechanismus 33 enthält einen ersten Zylinder 33a, der in dem Pleuelstangenhauptkörper 31 ausgebildet ist, und einen ersten Kolben 33b, der in dem ersten Zylinder 33a gleiten kann. Der größte Teil oder die Gesamtheit des ersten Zylinders 33a ist an der Seite des ersten Arms 32b der Achse X der längenvariablen Pleuelstange 6 angeordnet. Der erste Zylinder 33a ist schräg zu der Achse X in einem bestimmten Winkel angeordnet bzw. orientiert, so dass der erste Zylinder 33a in der Breitenrichtung des Pleuelstangenhauptkörpers 31 hervorsteht, wenn dieser sich in Richtung des kleineren Endes 31b des Pleuelstangenhauptkörpers 31 erstreckt. Der erste Zylinder 33a ist mit dem Schaltsystem 35 über einen Ölkanal 51 verbunden (welcher später als der „erste PCO-Kanal 51“ bezeichnet wird).
  • Der erste Kolben 33b ist mit dem ersten Arm 32b des Exzenterelements 32 durch ein erstes Verbindungselement 45 verbunden. Der erste Kolben 33b ist rotierbar mit dem ersten Verbindungselement 45 durch einen Stift bzw. Bolzen verbunden. Der erste Arm 32b ist mit dem ersten Verbindungselement 45 durch einen Stift bzw. Bolzen an seinem zu dem Ende entgegengesetzten Ende verbunden, an dem er mit der Hülse 32a verbunden ist.
  • Der zweite Kolbenmechanismus 34 enthält einen zweiten Zylinder 34a, der in dem Pleuelstangenhauptkörper 31 ausgebildet ist, und einen zweiten Kolben 34b, der in dem zweiten Zylinder 34a gleiten kann. Der größte Teil oder die Gesamtheit des zweiten Zylinders 34a ist an der Seite des zweiten Arms 32c der Achse X der längenvariablen Pleuelstange 6 angeordnet. Der zweite Zylinder 34a ist schräg zu der Achse X in einem bestimmten Winkel orientiert, so dass der zweite Zylinder 34a in der Breitenrichtung des Pleuelstangenhauptkörpers 31 hervorsteht, da er sich in Richtung des kleineren Endes 31b des Pleuelstangenhauptkörpers 31 erstreckt. Der zweite Zylinder 34a ist mit dem Schaltsystem 35 über eine Ölkanal 52 verbunden (welcher später als der „zweite PCO-Kanal 52“ bezeichnet wird).
  • Der zweite Kolben 34b ist mit dem zweiten Arm 32c des Exzenterelements 32 durch ein zweites Verbindungselement 46 verbunden. Der zweite Kolben 34b ist mit dem zweiten Verbindungselement 46 über einen Stift rotierbar verbunden. Der zweite Arm 32c ist mit dem zweiten Verbindungselement 46 durch einen Stift an seinem Ende verbunden, das zu dem Ende entgegengesetzt ist, an welchem er mit der Hülse 32a verbunden ist.
  • Wie später beschrieben wird, ist das Schaltsystem 35 ein System, welches es ein Schalten zwischen einem ersten Zustand, in dem die Strömung von Hydrauliköl von dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a unterbrochen ist, und die Strömung von Hydrauliköl von dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a ermöglicht ist, und einem zweiten Zustand, in dem die Strömung von Hydrauliköl von dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a ermöglicht ist und die Strömung von Hydrauliköl von dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a unterbrochen ist.
  • Wenn das Schaltsystem 35 in dem zuvor genannten ersten Zustand ist, wird Hydrauliköl in den ersten Zylinder 33a zugeführt und das Hydrauliköl von dem zweiten Zylinder 34a ausgelassen. Demzufolge bewegt sich der erste Kolben 33b hoch und der erste Arm 32b des Exzenterelements 32, das mit dem ersten Kolben 33b verbunden ist, bewegt sich demzufolge auch hoch. Auf der anderen Seite bewegt sich der zweite Kolben 34b nach untern und der zweite Arm 32c, der mit dem zweiten Kolben 34b verbunden ist, bewegt sich dementsprechend auch nach unten. Als Folge bewegt sich das Exzenterelement 32 im Uhrzeigersinn in 2, so dass die Kolbenbolzenaufnahmebohrung 32d sich weg von dem Kurbelzapfen 22 bewegt. Mit anderen Worten wird die Effektivlänge der längenvariablen Pleuelstange 6 länger. Sobald der zweite Kolben 34b den Boden des zweiten Zylinders 34a erreicht bzw. gegen diesen stößt, wird die Bewegung des Exzenterelements 32 beschränkt und die Rotationsposition des Exzenterelements 32 wird an dieser Position gehalten. Diese Position wird nachfolgend als die „Hoch-Verdichtungsverhältnisposition“ bezeichnet. Nachfolgend wird das Verdichtungsverhältnis in dem Zustand, in dem das Schaltsystem 35 in dem zuvor genannten ersten Zustand ist (genauer gesagt, das Exzenterelement 32 sich an der zuvor genannten Hoch-Verdichtungsverhältnisposition befindet) als das „erste Verdichtungsverhältnis“ bezeichnet.
  • Wenn das Schaltsystem 35 in dem ersten Zustand ist, bewegen sich der erste Kolben 33b und der zweite Kolben 34b zu den zuvor genannten Positionen (d.h., die Positionen, welche angenommen werden, wenn der zweite Kolben 34b gegen den Boden des zweiten Zylinders 34a stößt) im Wesentlichen ohne externe Zufuhr von Hydrauliköl. Der Grund hierfür ist, dass der zweite Kolben 34b eingedrückt wird, wenn eine nach oben gerichtete Trägheitskraft auf den Kolben 5 während des Hin- und Herbewegens des Kolbens 5 in dem Zylinder 300 der Verbrennungsmaschine 1 wirkt, wodurch das Hydrauliköl in dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a geführt wird. Wenn eine nach unten gerichtete Trägheitskraft an dem Kolben 5 während des Hin- und Herbewegens des Kolbens 5 in dem Zylinder 300 der Verbrennungsmaschine 1 wirkt oder wenn eine nach unten gerichtete Kraft auf den Kolben 5 durch eine Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Brennkammer 7 wirkt, wirkt eine Kraft auf den ersten Kolben 33b in der Ein-Drück-Richtung. Da die Strömung des Hydrauliköls von dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a durch das Schaltsystem 35 unterbrochen ist, strömt das Hydrauliköl in dem ersten Zylinder 33a jedoch nicht aus. Daher wird der erste Kolben 33b nicht eingedrückt.
  • Wenn das Schaltsystem 35 in dem zweiten Zustand ist, wird Hydrauliköl in den zweiten Zylinder 34a zugeführt und von dem ersten Zylinder 33a ausgelassen. Der zweite Kolben 34b bewegt sich demzufolge hoch und der zweite Arm 32c des Exzenterelements 32, der mit dem zweiten Kolben 34b verbunden ist, bewegt sich demzufolge auch hoch. Auf der anderen Seite bewegt sich der erste Kolben 33b nach unten und der erste Arm 32b, der mit dem ersten Kolben 33b verbunden ist, bewegt sich auch nach unten. Demzufolge bewegt sich das Exzenterelement 32 gegen den Uhrzeigersinn in 2, so dass die Kolbenbolzenaufnahmebohrung 32d in Richtung des Kurbelzapfens 22 wechselt. Mit anderen Worten wird die Effektivlänge der längenvariablen Pleuelstange 6 kürzer. Sobald der erste Kolben 33b gegen den Boden des ersten Zylinders 33a stößt, wird die Bewegung des Exzenterelements 32 beschränkt und die Rotationsposition des Exzenterelements 32 wird an dieser Position gehalten. Diese Position wird nachfolgend als die „Nieder-Verdichtungsverhältnisposition“ bezeichnet. Das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine 1 ist daher niedriger, wenn das Schaltsystem 35 in dem zuvor genannten zweiten Zustand ist, als wenn sie in dem zuvor genannten ersten Zustand ist. Nachfolgend wird das Verdichtungsverhältnis in dem Zustand, in dem das Schaltsystem 35 in dem zuvor genannten zweiten Zustand ist (in dem das Exzenterelement 32 an der zuvor genannten Nieder-Verdichtungsverhältnisposition ist) als das „zweite Verdichtungsverhältnis“ bezeichnet. Wie oben beschrieben ist, ist das zweite Verdichtungsverhältnis geringer als das erste Verdichtungsverhältnis.
  • Wenn das Schaltsystem 35 in dem zweiten Zustand ist, bewegen sich der erste Kolben 33b und der zweite Kolben 34b zu den zuvor genannten Positionen (d.h., den Positionen, welche angenommen werden, wenn der erste Kolben 33b gegen den Boden des ersten Zylinders 33a stößt) im Wesentlichen ohne externe Zufuhr von Hydrauliköl. Der Grund hierfür ist, dass der erste Kolben 33b eingedrückt wird, wenn eine nach unten gerichtete Trägheitskraft auf den Kolben 5 während des Hin- und Herbewegens des Kolbens 5 in dem Zylinder 300 der Verbrennungsmaschine 1 wirkt oder wenn eine nach unten gerichtete Kraft auf den Kolben 5 durch die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Brennkammer 7 wirkt, wodurch das Hydrauliköl in dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a geführt wird. Wenn eine nach oben gerichtete Trägheitskraft auf den Kolben 5 während der Hin- und Herbewegung des Kolbens 5 in dem Zylinder 300 der Verbrennungsmaschine 1 wirkt, wirkt eine Kraft auf den zweiten Kolben 34b in der Ein-Drückrichtung. Da die Strömung des Hydrauliköls von dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a durch das Schaltsystem 35 unterbrochen ist, strömt das Hydrauliköl in dem zweiten Zylinder 34a nicht aus. Daher wird der zweite Kolben 34b nicht eingedrückt.
  • (Struktur des Schaltsystems)
  • Eine Ausführungsform des Schaltsystems wird nachfolgend mit Bezug auf 3 und 4 beschrieben werden. 3 zeigt das Schaltsystem 35 in dem ersten Zustand und 4 zeigt das Schaltsystem 35 in dem zweiten Zustand. Das Schaltsystem 35 enthält zwei Schaltstifte 61, 62 und ein Rückschlagventil 63. Die zwei Schaltstifte 61 und 62 werden jeweils verschiebbar bzw. gleitbar in zylindrischen Stiftgehäuseräumen 64 und 65 aufgenommen. Die Pfeile in 3 und 4 zeigen die Strömungen von Hydrauliköl in dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand.
  • Ein erster Schaltstift 61 aus den zuvor genannten zwei Schaltstiften 61, 62 weist zwei Umfangsnuten 61a, 61b auf, welche sich entlang seines Umfangs erstrecken. Die Umfangsnuten 61a, 61b sind miteinander über einen Verbindungskanal 61c verbunden, der in den ersten Schaltstift 61 ausgebildet ist. In dem ersten Stiftgehäuseraum 64, in dem der erste Schaltstift 61 aufgenommen ist, ist auch eine erste Stellfeder 67 ausgebildet, welche den ersten Schaltstift 61 in der Richtung von einem Ende des ersten Stiftaufnahmeraums 64 zu dem anderen Ende stellt (d.h., von dem unteren Ende zu dem oberen Ende in 3).
  • Der zweite Schaltstift 62 von den zuvor genannten zwei Schaltstiften 61, 62 weist ebenso zwei Umfangsnuten 62a, 62b auf, welche sich entlang seines Umfangs erstrecken. Die Umfangsnuten 62a, 62b sind miteinander durch einen Verbindungskanal 62c verbunden, der in dem zweiten Schaltstift 62 ausgebildet ist. In dem zweiten Stiftgehäuseraum 65, in dem der zweite Schaltstift 62 aufgenommen ist, ist ebenso eine zweite Stellfeder 68 ausgebildet, die den zweiten Schaltstift 62 in der Richtung von einem Ende des zweiten Stiftaufnahmeraums 65 zu dem anderen Ende stellt (d.h. von dem oberen Ende zu dem unteren Ende in 3).
  • Das Rückstellventil 63 ist in einem Rückstellventilgehäuseraum 66 aufgenommen, welcher eine zylindrische Form aufweist. Das Rückstellventil 63 ist derart angepasst, dass es ermöglicht, dass das Fluid von der primären oder stromaufwärtigen Seite (d.h., der oberen Seite in 3) zu der sekundären oder nach unten gerichteten Seite strömt (d.h., der unteren Seite in 3) und die Fluidströmung von der sekundären Seite zu der primären Seite zu unterbrechen.
  • Der erste Stiftgehäuseraum 64, in dem der erste Stift 61 aufgenommen ist, ist mit dem ersten Zylinder 33a über den ersten PCO Kanal 51 verbunden. Der erste Stiftgehäuseraum 64 ist mit dem Rückstellventilgehäuseraum 66 über zwei Ölkanäle 53, 54 verbunden. Eines der zwei Ölkanäle oder der Ölkanal 53 (welcher nachfolgend als der „erste SCO Kanal 53“ bezeichnet wird), bildet eine Verbindung zwischen dem ersten Stiftgehäuseraum 64 und der sekundären Seite des Rückstellventilgehäuseraums 66 aus. Der andere der zwei Ölkanäle oder der Ölkanal 54 (welcher nachfolgend als der „zweite SCO Kanal 54“ bezeichnet wird) bildet eine Verbindung zwischen dem ersten Stiftgehäuseraum 64 und der primären Seite des Rückstellventilgehäuseraums 66 aus.
  • Der zweite Stiftgehäuseraum 65, in dem der zweite Stift 62 aufgenommen ist, ist mit dem zweiten Zylinder 34a durch den zweiten PCO Kanal 52 in Verbindung. Der zweite Stiftgehäuseraum 65 ist mit dem Rückschlagventilgehäuseraum 66 durch zwei Ölkanäle 55, 56 verbunden. Einer der zwei Ölkanäle oder der Ölkanal 55 (welcher nachfolgend als der „dritte SCO Kanal 55“ bezeichnet wird), bildet eine Verbindung zwischen dem zweiten Stiftgehäuseraum 65 und der sekundären Seite des Rückschlagventilgehäuseraums 66 aus. Der andere der zwei Ölkanäle oder der Ölkanal 56 (welcher nachfolgend als der „vierte SCO Kanal 56“ bezeichnet wird), bildet eine Verbindung zwischen dem zweiten Stiftgehäuseraum 65 und der primären Seite des Rückschlagventilgehäuseraum 66 aus.
  • Der erste Stiftgehäuseraum 64 ist mit einem ersten Steuerölkanal 57, der in dem Pleuelstangenhauptkörper 31 ausgebildet ist, verbunden. Der erste Steuerölkanal 57 ist mit dem ersten Stiftgehäuseraum 64 an dessen Ende (das obere Ende in 3) verbunden, das dem Ende (dem unteren Ende in 3) gegenüberliegt, an dem die erste Stellfeder 67 ausgebildet ist. Der zweite Stiftgehäuseraum 65 ist mit einem zweiten Steuerölkanal 58 verbunden, der in dem Pleuelstangenhauptkörper 31 ausgebildet ist. Genauer ist der zweite Steuerölkanal 58 mit dem zweiten Stiftgehäuseraum 65 an dessen Ende verbunden (dem unteren Ende in 3), das dem Ende gegenüberliegt (dem unteren Ende in 3), an dem die zweite Stellfeder 68 ausgebildet ist. Der erste Steuerölkanal 57 und der zweite Steuerölkanal 58 sind mit der Kurbelwellenaufnahmebohrung 41 und mit einem äußeren Ölschaltventil (OSV) 75 über einen Ölkanal (nicht dargestellt) verbunden, der in dem Kurbelzapfen 22 ausgebildet ist. Das OSV 75 ist ein Ventilsystem, das ein Schalten bzw. Wechseln zwischen einem Verbinden und einem Unterbrechen zwischen den zwei Steuerölkanälen 57, 58 und einer Ölpumpe ermöglicht, die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.
  • Die primäre Seite des Rückschlagventilgehäuseraums 66 ist mit einer Hydraulikölquelle 76, wie etwa einer Ölpumpe, über einen zusätzlichen Ölkanal 59 verbunden. Der zusätzliche Ölkanal 59 ist ein Ölkanal, durch welchen Öl hinzugefügt wird, um einen Ölverlust nach außen von Abschnitten des Schaltsystems 35 zu kompensieren.
  • (Betrieb des Schaltsystems 35)
  • In dem oben beschriebenen Schaltsystem 35 werden, wenn das OSV 75 die Verbindung zwischen den Steuerölkanälen 57, 58 und der Ölpumpe zulässt, die Stellfedern 67, 68 durch den auf die Schaltstifte 61, 62 wirkenden Hydraulikdruck komprimiert, so dass die Schaltstifte 61, 62 auf Positionen gebracht und an diesen gehalten werden, welche eine Verbindung zwischen dem ersten PCO Kanal 51 und dem erste SCO Kanal 53 über den Verbindungskanal 61c des ersten Schaltstifts 61 und eine Verbindung zwischen dem zweiten PCO Kanal 52 und dem vierten SCO Kanal 56 über den Verbindungskanal 62c des zweiten Schaltstifts 62 ermöglichen, wie in 3 dargestellt ist. Daher ist der erste Zylinder 33a mit der sekundären Seite des Rückschlagventils 63 verbunden und der zweite Zylinder 34a ist mit der primären Seite des Rückschlagventils 63 verbunden. Während das Hydrauliköl in dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a über den zweiten PCO Kanal 52, den vieren SCO Kanal 56, den ersten SCO Kanal 53 und den ersten PCO Kanal 51 geführt werden kann, kann das Hydrauliköl in dem ersten Zylinder 33a nicht zu dem zweiten Zylinder 34a geführt werden. Wenn das OSV 75 die Steuerölkanäle 57, 58 und die Ölpumpe miteinander in Verbindung hält, wird daher der Zustand (oder der erste Zustand) in dem die Strömung von Hydrauliköl von dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a unterbrochen ist, und die Strömung von Hydrauliköl von dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a zugelassen wird, aufgebaut.
  • Wenn das OSV 75 die Verbindung zwischen den Steuerölkanälen 57, 58 und der Ölpumpe unterbricht, wirkt nur die Stellkraft der Stellfedern 67, 68 auf die Schaltstifte 61, 62, so dass die Schaltstifte 61, 62 auf Positionen gebracht und an diesen gehalten werden, welche eine Verbindung zwischen dem ersten PCO Kanal 51 und dem zweiten SCO Kanal 54 über den Verbindungskanal 61c des ersten Schaltstifts 61 und eine Verbindung zwischen dem zweiten PCO Kanal 52 und dem dritten SCO Kanal 55 über den Verbindungskanal 62c des zweiten Schaltstifts 62 ermöglichen, wie in 4 dargestellt ist. Der erste Zylinder 33a ist daher mit der primären Seite des Rückschlagventils 63 verbunden und der zweite Zylinder 34a ist mit der sekundären Seite des Rückschlagventils 63 verbunden. Während das Hydrauliköl in den ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a über den ersten PCO Kanal 51, den zweiten SCO Kanal 54, den dritten SCO Kanal 55 und den zweiten PCO Kanal 52 geführt wird, kann das Hydrauliköl in dem zweiten Zylinder 34a nicht zu dem ersten Zylinder 33a geführt werden. Wenn das OSV 75 die Verbindung zwischen den Steuerölkanälen 57, 58 und der Ölpumpe unterbricht, wird daher der Zustand (oder der zweite Zustand), in dem die Strömung von Hydrauliköl von dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a zugelassen wird und die Strömung von Hydrauliköl von dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a unterbrochen wird, aufgebaut.
  • Wie oben beschrieben ist, ermöglicht ein Schalten durch das OSV 75 zwischen einem Zuführen von Hydrauliköl zu dem ersten Stiftgehäuseraum 64 und dem zweiten Stiftgehäuseraum 65 und das Unterbrechen desselben ein Schalten zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand des Schaltsystems. Das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine 1 kann daher selektiv auf entweder das erste Verdichtungsverhältnis oder das zweite Verdichtungsverhältnis eingestellt werden. Eine Mehrzahl von OSV 75 kann für die Schaltsysteme der jeweiligen Zylinder 300 ausgebildet sein oder es kann nur ein OSV 75 für die Schaltsysteme 35 aller Zylinder 300 ausgebildet sein.
  • Die längenvariable Pleuelstange 6 jedes Zylinders 300 und das OSV 75 bilden zusammen den variablen Verdichtungsverhältnismechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zurückkommend auf 1, ist eine ECU 100 für die Verbrennungsmaschine 1 ausgebildet, welche die oben beschrieben Konfiguration aufweist. Die ECU 100 ist eine elektronische Steuereinheit, die aus einer CPU, einem ROM, einem RAM und einem Back-up RAM, etc. besteht. Die ECU 100 ist elektrisch mit verschiedenen Sensoren verbunden, die einen Durchflussmesser bzw. Luftmassenmesser 101, einen Klopfsensor 102 und einen Kurbelwellenpositionssensor 201 enthalten und kann die von diesen Sensoren ausgegebenen Signale empfangen. Der Durchflussmesser 101 ist ein Sensor, der an der Ansaugpassage (nicht dargestellt) der Verbrennungsmaschine 1 angebracht ist und ein elektrisches Signal ausgibt, das die Ansaugluftmenge darstellt. Der Klopfsensor 102 ist ein Sensor, der an dem Zylinderblock 3 der Verbrennungsmaschine 1 angebracht ist und ein Sensorsignal ausgibt (d.h. eine Spannung), das von der Größe der Schwingung der Verbrennungsmaschine 1 abhängt. Der Kurbelwellenpositionssensor 201 ist ein Sensor, der ein elektrisches Signal ausgibt, das die Rotationsposition der Kurbelwelle 200 darstellt.
  • Die ECU 100 ist elektrisch mit verschiedenen Bestandteilen verbunden, welche die Zündkerze 8, das Kraftstoffeinspritzventil 103 und das OSV 75 ebenso wie die oben genannten Sensoren enthalten. Die ECU 100 steuert die oben genannten Bestandteile unter Berücksichtigung der von den oben genannten Sensoren ausgegebenen Signale. Beispielsweise bestimmt die ECU 100 ein Soll-Luftkraftstoffverhältnis des Luft-Kraftstoffgemisches auf Basis der der Drehzahl, die auf Basis des Ausgabesignals des Kurbelwellenpositionssensors 201 berechnet wird, und dem Maschinenlastfaktor (welcher das Verhältnis der aktuellen Ansaugluftmenge zu der Ansaugluftmenge bei Volllast ist), der auf Basis des Ausgabesignals des Durchflussmessers 101 (Ansaugluftmenge) berechnet wird. Die ECU 100 berechnet eine Soll-Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 103 auf Basis des zuvor genannten Soll-Luftkraftstoffverhältnisses und des Ausgabesignals des Durchflussmessers 101 (Ansaugluftmenge) und steuert das Kraftstoffeinspritzventil 103 in Abhängigkeit mit der somit berechneten Soll-Kraftstoffeinspritzmenge.
  • Die ECU 100 berechnet einen Soll-Einspritzzeitpunkt der Zündkerze 8 auf Basis der Drehzahl und Maschinenlast. Wenn der durch die Drehzahl und die Maschinenlast bestimmte Maschinenbetriebszustand in den MBT Betriebsbereich fällt, stellt die ECU 100 den Soll-Zündzeitpunkt auf den MBT ein. Der oben erwähnte MBT-Betriebsbereich ist der Betriebsbereich, in dem der MBT später als der Klopf-Grenzzündzeitpunkt ist. Auf der anderen Seite stellt die ECU 100 den Soll-Zündzeitpunkt auf den Klopf-Grenz-Zündzeitpunkt, wenn der Maschinenbetriebszustand, der durch die Drehzahl und die Maschinenlast bestimmt wird, aus dem MBT Betriebsbereich fällt. Der Klopf-Grenz-Zündzeitpunkt, der oben erwähnt wurde, ist der am weitesten vorgestellte oder früheste Zündzeitpunkt in dem Bereich von Zündzeitpunkten, bei welchen kein Klopfen auftritt. Das Verhältnis zwischen der Drehzahl, der Maschinenlast und dem MBT Betriebsbereich wird im Voraus beispielsweise durch ein Experiment bestimmt.
  • Die ECU 100 steuert das OSV 75 gemäß dem Maschinenlastfaktor. Wenn der Maschinenlastfaktor niedriger als ein vordefinierter Grenzwert ist, steuert die ECU 100 das OSV 75 in einer solchen Weise, dass das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine 1 auf das zuvor genannte erste Verdichtungsverhältnis eingestellt wird (oder dass das Schaltsystem 35 auf den ersten Zustand eingestellt wird). Wenn der Maschinenlastfaktor gleich oder höher als der zuvor genannte vordefinierte Grenzwert wird, steuert die ECU 100 das OSV 75 in einer solchen Weise, dass das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine 1 auf das zweite Verdichtungsverhältnis eingestellt wird, dass niedriger als das erste Verdichtungsverhältnis ist (oder dass das Schaltsystem 35 auf den zweiten Zustand eingestellt wird).
  • Wenn eine Unregelmäßigkeit in einem Hydraulikölkanal oder einem anderen Abschnitt des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus auftritt, können verschiedene Störungen aufgrund der (Funktions-)Unfähigkeit das Verdichtungsverhältnis zu schalten, auftreten. Wenn das Exzenterelement 32 der längenvariablen Pleuelstange 6 an der Hoch-Verdichtungsverhältnisposition gehalten wird oder das Schaltsystem 35 in dem ersten Zustand aufgrund einer Unregelmäßigkeit gehalten wird, kann das Verdichtungsverhältnis insbesondere nicht von dem ersten Verdichtungsverhältnis auf das zweite Verdichtungsverhältnis geändert werden, wenn der Maschinenlastfaktor gleich oder höher dem zuvor genannten Grenzwert ist. Daher kann eine abnormale Verbrennung bzw. Verbrennungsstörung des Luft-Kraftstoff-Gemisches resultieren.
  • Um eine Unregelmäßigkeit des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus zu erfassen bzw. diagnostizieren, kann ein Verdichtungsverhältnissensor an der Verbrennungsmaschine 1 angebracht sein, um das aktuelle Verdichtungsverhältnis zu bestimmen. In dem Fall des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus, in dem der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus (d.h., die längenvariable Pleuelstange 6) in jedem Zylinder 300 ausgebildet ist, wie in dem Fall des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus gemäß dieser Ausführungsform, ist es notwendig, einen Verdichtungsverhältnissensor für jeden der Zylinder 300 auszubilden. Dies führt zu einem nicht erwünschten Anstieg der Anzahl von Bestandteilen und einem Anstieg der Herstellkosten. Darüber hinaus gibt es ein weiteres Problem, dass es bei diesem Verfahren nicht möglich ist, eine Unregelmäßigkeit des Verdichtungsverhältnismesssensors und eine Unregelmäßigkeit des Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus voneinander zu unterscheiden.
  • (Diagnose einer Unregelmäßigkeit des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus)
  • In dieser Ausführungsform wird eine Unregelmäßigkeit des Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus jedes Zylinders 300 unter Verwendung des bestehenden Klopfsensors 102 diagnostiziert. Wenn der Betriebszustand der Verbrennungsmaschine 1 in den zuvor genannten MBT-Betriebsbereich fällt und der Maschinenlastfaktor gleich oder höher dem zuvor genannten vordefinierten Grenzwert ist (genauer gesagt, das OSV 75 derart gesteuert wird, dass das Verdichtungsverhältnis auf das zweite Verdichtungsverhältnis eingestellt wird), wird der Prozess des Vorstellens des Zündzeitpunkts nur einen der Zylinder 300 (Ziel-Zylinder) der Verbrennungsmaschine 1 auf einen klopfverursachenden Zündzeitpunkt, der weiter vorne liegt als der MBT, durchgeführt. Dieser Prozess wird als „Vorstellprozess zur Diagnose“ bezeichnet.
  • Der oben erwähnte klopfverursachende Zündzeitpunkt ist einer solcher Zündzeitpunkt, der weiter vorne liegt als der MBT, der nicht zu dem Auftreten eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des Ziel-Zylinders gleich dem zweiten Verdichtungsverhältnis ist, aber zu dem Auftreten eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des Ziel-Zylinder gleich dem ersten Verdichtungsverhältnis ist. Mit anderen Worten ist der klopfverursachende Zündzeitpunkt ein Zündzeitpunkt, der weiter vorne als der Klopf-Grenz-Zündzeitpunkt in dem Fall liegt, in dem das Verdichtungsverhältnis gleich dem ersten Verdichtungsverhältnis ist, und weiter hinten als der Klopf-Grenz-Zündzeitpunkt in dem Fall liegt, in dem das Verdichtungsverhältnis gleich dem zweiten Verdichtungsverhältnis ist. Der klopfverursachende Zündzeitpunkt als solcher ist ein Wert, der im Voraus beispielsweise durch ein Experiment oder eine Simulation bestimmt wird.
  • Wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des Ziel-Zylinders gleich dem zweiten Verdichtungsverhältnis ist, wenn der Vorstellprozess zur Diagnose durch das oben beschriebene Verfahren durchgeführt ist, wird kein Klopfen auftreten. Auf der anderen Seite wird ein Klopfen auftreten, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des Ziel-Zylinders gleich dem ersten Verdichtungsverhältnis ist, wenn der Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird. Wenn der Klopfsensor 102 daher kein Klopfen erfasst, während der Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird, kann die ECU 100 diagnostizieren, dass der Verdichtungsänderungsmechanismus des Ziel-Zylinders in einer normalen Bedingung ist, und wenn der Klopfsensor 102 ein Klopfen erfasst, während der Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird, kann die ECU 100 diagnostizieren, dass der Verdichtungsänderungsmechanismus des Ziel-Zylinders eine Unregelmäßigkeit aufweist.
  • Wenn der Zündzeitpunkt des Ziel-Zylinders auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt in dem MBT Betriebsbereich vorgestellt ist, tritt eine Momentdifferenz unter den Zylindern der Verbrennungsmaschine 1 selbst dann auf, wenn der Verdichtungsänderungsmechanismus des Ziel-Zylinders in einer normalen Bedingung ist, da das durch den Ziel-Zylinder erzeugte Moment kleiner als das durch die anderen Zylinder 300 erzeugte Moment wird (Nicht-Ziel-Zylinder). In dem Vorstellprozess zur Diagnose gemäß dieser Ausführungsform, wird der Prozess des Verzögerns bzw. Zurückstellens des Zündzeitpunkts der Nicht-Ziel-Zylinder auf einen Zündzeitpunkt, der weiter hinten liegt als der MBT, zusätzlich zu dem Prozess des Vorstellens des Zündzeitpunkts des Ziel-Zylinders auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt durchgeführt. Dieser Zündzeitpunkt der Nicht-Ziel-Zylinder wird nachfolgend als der „momentverringernde Zündzeitpunkt“ bezeichnet werden.
  • Der zuvor genannte momentreduzierende Zündzeitpunkt ist ein Zündzeitpunkt, der das durch die Nicht-Ziel-Zylinder erzeugte Moment gleich dem durch den Ziel-Zylinder erzeugten Moment einstellt, wenn der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus aller Zylinder 300 normal ist. 5 ist ein Graph, welcher das Verhältnis zwischen dem Zündzeitpunkt und dem durch einen Zylinder 300 erzeugten Moment darstellt, von dem der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus in einer normalen Bedingung ist. Wie in 5 gezeigt ist, ist das durch den Zylinder 300 erzeugte Moment kleiner, wenn der Zündzeitpunkt auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt eingestellt wird, der weiter vorne liegt als der MBT als wenn der Zündzeitpunkt auf den MBT eingestellt ist, da das durch den Zylinder 300 erzeugte Moment am größten ist, wenn der Zündzeitpunkt auf den MBT eingestellt wird. In dem Fall, in dem der Zündzeitpunkt weiter hinten liegt als der MBT, wird größer die Verzögerung bzw. der zeitliche Abstand von dem MBT ist, desto kleiner das durch den Zylinder 300 erzeugte Moment. Wenn der Zündzeitpunkt der Nicht-Ziel-Zylinder auf den momentverringernden Zündzeitpunkt eingestellt wird, der weiter hinten als der MBT liegt, welcher das erzeugte Moment gleich dem in dem Fall erzeugten Moment einstellt, in dem der Zündzeitpunkt auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt eingestellt ist, kann die zwischen dem durch den Ziel-Zylinder erzeugten Moment und dem durch die Nicht-Ziel-Zylinder erzeugten Moment klein eingestellt werden. Wenn der Zündzeitpunkt der Nicht-Ziel-Zylinder daher auf den momentverringernden Zündzeitpunkt eingestellt wird, der weiter hinten als der MBT liegt, welcher das erzeugte Moment gleich dem in dem Fall erzeugten Moment einstellt, in dem der Zündzeitpunkt auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt eingestellt ist, kann die Differenz zwischen dem durch den Ziel-Zylinder erzeugten Moment und dem durch die Nicht-Ziel-Zylinder erzeugten Moment klein eingestellt werden. Dementsprechend kann die Momentdifferenz unter den Zylindern aufgrund des Ausführens des Vorstellprozesses zur Diagnose klein eingestellt werden. Wenn der Zündzeitpunkt der Nicht-Ziel-Zylinder auf den momentverringernden Zündzeitpunkt nach hinten verschoben wird, der weiter hinten liegt als der MBT, kann darüber hinaus das Auftreten eines Klopfens zuverlässiger verhindert werden, selbst wenn der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus in einem Nicht-Zylinder eine Unregelmäßigkeit aufweist. Daher kann eine Unregelmäßigkeitsdiagnose des Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des Ziel-Zylinder mit einer höheren Genauigkeit ausgeführt werden.
  • Wenn der Zündzeitpunkt des Ziel-Zylinders auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt eingestellt ist und der Zündzeitpunkt der Nicht-Ziel-Zylinder auf den momentverringernden Zündzeitpunkt eingestellt ist, wenn der Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird, wird das durch die Verbrennungsmaschine 1 erzeugte Gesamtmoment kleiner als das benötigte Moment. Im Hinblick hierauf ist das System dieser Ausführungsform derart konfiguriert, dass es den Prozess zum Vergrößern der Ansaugluftmenge der Verbrennungsmaschine 1 durchführt, wenn der Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird, als wenn der Vorstellprozess zur Diagnose nicht durchgeführt wird. Dieser Prozess wird als der „Momentkompensationsprozess“ bezeichnet werden. Genauer erhöht die ECU 100 den Öffnungsgrad eines Drosselventils (nicht dargestellt), um die Ansaugluftmenge der Verbrennungsmaschine 1 zu erhöhen. Da die Kraftstoffeinspritzmenge der Verbrennungsmaschine 1 in Abhängigkeit mit dem Soll-Luft-KraftstoffVerhältnis und der Ansaugluftmenge bestimmt wird, benötigt das Erhöhen der AnsaugLuftmenge ein Erhöhen der Kraftstoffeinspritzmenge. Das durch die Verbrennungsmaschine 1 erzeugte Moment wird dementsprechend größer, wenn der zuvor genannte Momentkompensationsprozess durchgeführt wird, als wenn er nicht durchgeführt wird. Der während des Vorstellprozesses zur Diagnose durchgeführt Momentkompensationsprozess kann daher die Verringerung in dem durch die Verbrennungsmaschine 1 erzeugten Gesamtmoment verringern. Die Anstiegsmenge der Ansaugluftmenge während des Momentkompensationsprozesses wird im Voraus durch ein Experiment oder eine Simulation bestimmt.
  • Durch die wie oben beschrieben durchgeführte Unregelmäßigkeitsdiagnose des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus, kann die Diagnose einer Unregelmäßigkeit des Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des Ziel-Zylinders bei einer Verringerung der Momentdifferenz unter den Zylinder und bei einer verringerten Abnahme im Gesamtmoment der Verbrennungsmaschine 1 erfolgen. Der Vorstellprozess zur Diagnose durch das oben beschrieben Verfahren soll für alle Zylinder 300 der Verbrennungsmaschine 1 sukzessive durchgeführt werden. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das die zeitliche Änderung des Zündzeitpunkts der Zylinder 300, der Ansaugluftmenge und des durch die Verbrennungsmaschine 1 erzeugten Moments in einem Fall darstellt, in dem der Vorstellprozess zur Diagnose sukzessive für alle Zylinder der Verbrennungsmaschine 1 durchgeführt wird. 6 zeigt einen Fall, in dem die Verbrennungsmaschine 1 vier Zylinder 300 aufweist und der Ziel-Zylinder in Abhängigkeit mit der Zündreihenfolge der Zylinder 300 verändert wird (d.h., in der Reihenfolge #1- #3- #4- #2-Zylinder).
  • Mit Bezug auf 6 startet die ECU 100 zuerst den Vorstellprozess zur Diagnose, indem der Zündzeitpunkt des #1 Zylinders auf den klopfverursachen Zündzeitpunkt eingestellt wird und der Zündzeitpunkt der anderen Zylinder auf den momentverringernden Zündzeitpunkt eingestellt wird und startet den Momentkompensationsprozess zum Erhöhen der Ansaugluftmenge. Nach dem Durchführen des Vorstellprozesses zur Diagnose für den #1 Zylinder als dem Ziel-Zylinder für eine vordefinierte Zeitspanne, verändert die ECU 100 den Ziel-Zylinder von dem #1 Zylinder auf den #3 Zylinder, um den Vorstellprozess zur Diagnose für den #3 Zylinder durchzuführen. Nach dem Durchführen des Vorstellprozesses zur Diagnose für den #3 Zylinder als dem Ziel-Zylinder für eine vordefinierte Zeitspanne, ändert die ECU 100 den Ziel-Zylinder von dem #3 Zylinder auf den #4 Zylinder, um den Vorstellprozess zur Diagnose für den #4 Zylinder durchzuführen. Nach dem Durchführen des Vorstellprozesses zur Diagnose für den #4 Zylinder als dem Ziel-Zylinder für eine vordefinierte Zeitspanne, ändert die ECU 100 den Ziel-Zylinder von dem #4 Zylinder auf den #2 Zylinder und führt den Vorstellprozess zur Diagnose für den #2 Zylinder durch. Nach den Durchführen des Vorstellprozesses zur Diagnose für den #2 Zylinder als dem Ziel-Zylinder für eine vordefinierte Zeitspanne, stellt die ECU 100 den Zündzeitpunkt aller Zylinder auf den MBT zurück, um den Vorstellprozess zur Diagnose zu beenden und ändert die Ansaugluftmenge wieder zu der normalen Ansaugluftmenge, um den Momentkompensationsprozess zu beenden. Die zuvor genannte vordefinierte Zeitspanne ist eine Phase bzw. Spanne, die lang genug ist, um ein genaues Erfassen eines Klopfens, das aus einer Unregelmäßigkeit des Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus resultiert, mit einer hohen Genauigkeit zu ermöglichen, wenn der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des Ziel-Zylinders eine Unregelmäßigkeit aufweist. Diese Phase wird im Voraus durch ein Experiment oder eine Simulation bestimmt.
  • Durch ein Durchführen des Vorstellprozesses zur Diagnose aller Zylinder 300 der Verbrennungsmaschine 1 und des Momentkompensationsprozesses gemäß der in 6 gezeigten Reihenfolge, kann der Zylinder 300, von welchem der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus eine Unregelmäßigkeit aufweist, bei einer verringerten Momentdifferenz unter den Zylindern und bei einer verringerten Abnahme des Gesamtmoments der Verbrennungsmaschine 1 identifiziert werden, wenn eine Unregelmäßigkeit in dem Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus eines Zylinders 300 der Verbrennungsmaschine 1 auftritt, die ein Schalten des Verdichtungsverhältnisses von dem ersten Verdichtungsverhältnis auf das zweite Verdichtungsverhältnis verhindert (oder eine Unregelmäßigkeit, die das Verdichtungsverhältnis bei dem ersten Verdichtungsverhältnis hält).
  • Im Nachfolgenden wird der Prozess zum Durchführen der Unregelmäßigkeitsdiagnose des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus gemäß dieser Ausführungsform mit Bezug auf 7 beschrieben werden. 7 ist ein Ablaufdiagramm eines durch die ECU 100 durchgeführten Prozessprogramms, wenn die Unregelmäßigkeitsdiagnose des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus durchgeführt wird.
  • In dem Prozessprogramm aus 7 berechnet die ECU 100 zuerst in dem Prozess aus Schritt S101 den Maschinenlastfaktor KL auf Basis des Ausgabesignals des Durchflussmessers 101 und bestimmt, ob der berechnete Maschinenlastfaktor KL gleich oder größer dem zuvor genannten Grenzwert KLthre ist. Wenn die in dem Prozess aus Schritt S101 erfolgte Bestimmung negativ ist, werden die Schaltsysteme 35 der Zylinder 300 derart gesteuert, dass sie in dem zuvor genannten ersten Zustand sind (in dem das Verdichtungsverhältnis auf das erste Verdichtungsverhältnis eingestellt wird). Die ECU 100 beendet dann das Ausführen dieses Prozessprogramms ohne den Vorstellprozess zur Diagnose durchzuführen. Auf der anderen Seite werden die Schaltsysteme 35 der Zylinder 300 derart gesteuert, dass sie in dem zuvor genannten zweiten Zustand sind (in dem das Verdichtungsverhältnis auf das zweite Verdichtungsverhältnis eingestellt wird), wenn die in dem Prozess aus Schritt S101 erfolgte Bestimmung positiv ist. Die ECU 100 führt dann den Prozess aus Schritt S102 anschließend aus.
  • Die ECU 100 bestimmt in dem Prozess aus Schritt S102, ob der Betriebszustand der Verbrennungsmaschine 1 in den MBT Betriebsbereich fällt. Wenn die in dem Prozess aus Schritt S102 erfolgte Bestimmung negativ ist, beendet die ECU 100 das Ausführen dieses Prozessprogramms ohne den Vorstellprozess zur Diagnose durchzuführen. Auf der anderen Seite führt die ECU 100 den Prozess aus Schritt S103 anschließend aus, wenn die in dem Prozess aus Schritt S102 erfolgte Bestimmung positiv ist.
  • In dem Prozess aus Schritt S103 führt die ECU 100 den Vorstellprozess zur Diagnose durch, indem der Zündzeitpunkt des Ziel-Zylinders auf den zuvor genannten klopfverursachenden Zündzeitpunkt eingestellt wird und der Zündzeitpunkt der Nicht-Ziel-Zylinder auf den zuvor genannten momentverringernden Zündzeitpunkt eingestellt wird. Das Ausführen des Prozesses aus Schritt S103 durch die ECU 100 stellt die Zündsteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • In dem Prozess aus Schritt S104 führt die ECU 100 den Momentkompensationsprozess durch, indem die Ansaugluftmenge der Verbrennungsmaschine 1 erhöht wird und die Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend erhöht wird. Das Ausführen des Prozesses aus Schritt S104 durch die ECU 100 stellt die Momentsteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • In dem Prozess aus Schritt S105 bestimmt die ECU 100 auf Basis des Ausgabesignals des Klopfsensors 102, ob ein Klopfen auftritt. Wenn die in dem Prozess aus Schritt S105 erfolgte Bestimmung positiv ist, führt die ECU 100 den Prozess aus Schritt S106 anschließend aus, in dem die ECU 100 bestimmt, dass der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des Ziel-Zylinders eine Unregelmäßigkeit aufweist. Wenn auf der anderen Seite die in dem Prozess aus Schritt S105 erfolgte Bestimmung negativ ist, führt die ECU 100 den Prozess aus Schritt S107 anschließend aus, in dem die ECU 100 bestimmt, ob eine vordefinierte Zeitspanne von dem Start des Vorstellprozesses zur Diagnose für den Ziel-Zylinder verstrichen ist. Wenn die in Schritt S107 erfolgte Bestimmung negativ ist, geht die ECU 100 auf den Prozess aus Schritt S101 zurück. Wenn die in Schritt S107 erfolgte Bestimmung positiv ist, führt die ECU 100 den Prozess aus Schritt S108 aus, in dem die ECU 100 bestimmt, dass der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des Ziel-Zylinders in einer normalen Bedingung ist. Das Ausführen des Prozesses aus den Schritten S105 bis S108 durch die ECU 100 stellt die Diagnoseeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • Nach dem Abschluss des Ausführens des Prozesses aus Schritt S106 oder S108, führt die ECU 100 den Prozess aus Schritt S109 aus, in dem die ECU 100 bestimmt, ob der Vorstellprozess zur Diagnose für alle Zylinder 300 der Verbrennungsmaschine 1 durchgeführt worden ist. Wenn die in dem Prozess aus Schritt S109 erfolgte Bestimmung negativ ist, führt die ECU 100 den Prozess aus Schritt S110 anschließend aus, in dem die ECU 100 den Ziel-Zylinder ändert und den Prozess auf Schritt S101 zurückstellt. Auf der anderen Seite, führt die ECU 100 den Prozess aus Schritt S111 anschließend aus, wenn die in Schritt S109 erfolgte Bestimmung positiv ist, in dem die ECU 100 den Zündzeitpunkt aller Zylinder 300 der Verbrennungsmaschine 1 zurück auf den MBT stellt, um den Vorstellprozess zur Diagnose zu beenden. Die ECU 100 führt dann den Prozess aus Schritt S112 anschließend aus, in dem die ECU 100 die Ansaugluftmenge der Verbrennungsmaschine 1 zurück auf die normale Ansaugluftmenge ändert, um den Momentkompensationsprozess zu beenden.
  • Das Ausführen des in 7 gezeigten Prozessprogramms durch die ECU 100 stellt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Wenn eine Unregelmäßigkeit, die ein Schalten des Verdichtungsverhältnisses von dem ersten Verdichtungsverhältnis auf das zweite Verdichtungsverhältnis verhindert, in dem Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus eines Zylinders 300 der Verbrennungsmaschine 1 auftritt, kann der Zylinder 300, von welchem der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus eine Unregelmäßigkeit aufweist, bei einer verringerten Momentdifferenz unter den Zylindern und bei einer verringerten Abnahme in dem Gesamtmoment der Verbrennungsmaschine 1 identifiziert werden. Da die Unregelmäßigkeitsdiagnose des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus unter Verwendung des bestehenden Klopfsensors 102 durchgeführt werden kann, werden keine zusätzlichen Bestandteile benötigt.
  • In der oben beschrieben Unregelmäßigkeitsdiagnose des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus kann der Zündzeitpunkt des Zylinders 300, von welchem der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus eine Unregelmäßigkeit aufweist, auf einen Zeitpunkt eingestellt werden (oder weiter nach hinten verschoben werden) als der Klopf-Grenz-Zündzeitpunkt, welcher dem ersten Verdichtungsverhältnis entspricht, wenn eine Unregelmäßigkeit in dem Verdichtungsverhältnismechanismus eines Zylinders 300 der Verbrennungsmaschine 1 erfasst wird. Die ermöglicht, dass das mit der Verbrennungsmaschine 1 ausgestattete Fahrzeug in dem Notbetrieb (oder Sicherheitsbetrieb) fahren kann, während das Auftreten eines Klopfens aufgrund der Unregelmäßigkeit des Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus verhindert wird, nachdem die Unregelmäßigkeit des Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus erfasst worden ist. Wenn der Zündzeitpunkt des Zylinders 300, von dem das Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus eine Unregelmäßigkeit aufweist, auf einen Zeitpunkt eingestellt wird, der später als der Klopf-Grenz-Zündzeitpunkt ist, welcher dem ersten Verdichtungsverhältnis entspricht, nimmt das durch die Verbrennungsmaschine 1 erzeugte Gesamtmoment ab. Die Ansaugluftmenge der Verbrennungsmaschine 1 kann dann erhöht werden. Dies verringert die Verschlechterung der Fahrtauglichkeit des mit der Verbrennungsmaschine 1 ausgestatteten Fahrzeugs in dem Notbetrieb.
  • Ausführungsform 2
  • Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 8 beschrieben werden. In der folgenden Beschreibung werden nur Merkmale, welche von jenen der in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform verschieden sind beschrieben werden und gleich Merkmale werden nicht beschrieben werden.
  • Während in der ersten Ausführungsform ein Verfahren zum Erfassen einer Unregelmäßigkeit, die ein Wechseln des Verdichtungsverhältnisses von dem ersten Verdichtungsverhältnis auf das zweite Verdichtungsverhältnis verhindert, beschrieben worden ist, wird in der zweiten Ausführungsform ein Verfahren zum Erfassen einer Unregelmäßigkeit, die das Wechseln des Verdichtungsverhältnisses von dem zweiten Verdichtungsverhältnis auf das erste Verdichtungsverhältnis verhindert, beschrieben werden, was der Fall ist, wenn das Exzenterelement 32 der längenvariablen Pleuelstange 6 an der Nieder-Verdichtungsverhältnis-Position gehalten wird oder das Schaltsystem 35 in dem zweiten Zustand gehalten wird.
  • In der Unregelmäßigkeitsdiagnose der zweiten Ausführungsform führt die ECU 100 den Vorstellprozess zur Diagnose durch, indem der Zündzeitpunkt eines Zylinders (oder Ziel-Zylinders) 300 der Verbrennungsmaschine 1 auf einen klopfverursachenden Zündzeitpunkt vorgestellt wird, der weiter vorne als der MBT liegt, und den Zündzeitpunkt der anderen Zylinder (oder Nicht-Ziel-Zylinder) 300 auf einen momentverringernden Zündzeitpunkt zurückstellt, der weiter hinten liegt als der MBT, wenn der Betriebszustand der Verbrennungsmaschine 1 innerhalb des zuvor genannten MBT Betriebsbereichs liegt und der Maschinenlastfaktor niedriger als der zuvor genannte Grenzwert ist, nämlich wenn die OSV 75 derart gesteuert wird, um das Verdichtungsverhältnis auf das erste Verdichtungsverhältnis festzusetzen.
  • Der oben erwähnte klopfverursachende Zündzeitpunkt ist ein solcher Zündzeitpunkt, der weiter vorne liegt als der MBT, welcher zu dem Auftreten eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des Ziel-Zylinder gleich dem ersten Verdichtungsverhältnis ist, aber nicht zu dem Auftreten eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des Ziel-Zylinder gleich dem zweiten Verdichtungsverhältnis ist. Mit anderen Worten ist der klopfverursachende Zündzeitpunkt ein Zündzeitpunkt, der weiter vorne liegt als der Klopf-Grenz-Zündzeitpunkt in dem Fall, in dem das Verdichtungsverhältnis gleich dem ersten Verdichtungsverhältnis ist und weiter hinten liegt als der Klopf-Grenz-Zündzeitpunkt, in dem Fall, in dem das Verdichtungsverhältnis gleich dem zweiten Verdichtungsverhältnis ist. Der Zündzeitpunkt, welcher zu dem Auftreten eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des Ziel-Zylinder gleich dem ersten Verdichtungsverhältnis ist, kann sich in den Fällen unterscheiden, wenn der Maschinenlastfaktor niedriger als der zuvor genannte Grenzwert ist, und wenn der Maschinenlastfaktor gleich oder höher als der zuvor genannte vordefinierte Grenzwert ist. Der klopfverursachende Zündzeitpunkt wird in dieser Ausführungsform aus diesem Grund durch ein Experiment und eine Simulation getrennt von dem klopfverursachenden Zündzeitpunkt, der in der ersten Ausführungsform genannt wird, bestimmt.
  • Wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des Ziel-Zylinders gleich dem ersten Verdichtungsverhältnis ist, wenn der Vorstellprozess zur Diagnose durch das oben beschriebene Verfahren durchgeführt wird, wird ein Klopfen auftreten. Auf der anderen Seite wird kein Klopfen auftreten, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des Ziel-Zylinders gleich dem zweiten Verdichtungsverhältnis ist, wenn der Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird. Wenn der Klopfsensor 102 daher ein Klopfen erfasst, während der Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird, kann die ECU 100 diagnostizieren bzw. erfassen, dass der Verdichtungsänderungsmechanismus des Ziel-Zylinders in einer normalen Bedingung ist, und die ECU 100 kann, wenn der Klopfsensor 102 kein Klopfen während des Durchführens des Vorstellprozesses zur Diagnose erfasst, diagnostizieren bzw. erfassen, dass der Verdichtungsänderungsmechanismus des Ziel-Zylinders eine Unregelmäßigkeit aufweist.
  • Der Prozess des Durchführens der Unregelmäßigkeitsdiagnose des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus gemäß dieser Ausführungsform wird in dem Folgenden mit Bezug auf 8 beschrieben werden. 8 ist ein Ablaufdiagramm eines durch die ECU 100 ausgeführten Prozessprogramms, wenn die Unregelmäßigkeitsdiagnose des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus durchgeführt wird. In 8 werden die gleichen Prozesses wie jene in dem in 7 gezeigten Prozessprogramms durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Die Unterschiede zwischen dem in 7 gezeigten Prozessprogramm und dem in 8 gezeigten Prozessprogramm liegen darin, dass der Prozess aus Schritt S101 durch den Prozess aus Schritt S201 ersetzt wird, der Prozess aus Schritt S103 durch den Prozess aus Schritt S202 ersetzt wird und der Prozess aus den Schritten S105 bis S108 durch den Prozess aus den Schritten S203 bis S206 ersetzt wird.
  • In dem Prozess aus Schritt S201 bestimmt die ECU 100, ob der Maschinenlastfaktor KL, der auf Basis des Ausgabesignals des Durchflussmessers 101 berechnet wird, kleiner als der vordefinierte Grenzwert KLthre ist. Wenn die in dem Prozess aus Schritt S201 getroffene Bestimmung negativ ist, werden die Schaltsysteme 35 der Zylinder 300 derart gesteuert, dass sie in dem zuvor genannten zweiten Zustand sind (in dem das Verdichtungsverhältnis auf das zweite Verdichtungsverhältnis eingestellt ist). Die ECU 100 beendet dann das Ausführen dieses Prozessprogramms ohne ein Durchführen des Vorstellprozesses zur Diagnose. Auf der anderen Seite werden die Schaltsysteme 35 der Zylinder 300 derart gesteuert, dass sie in dem zuvor genannten ersten Zustand sind (in dem das Verdichtungsverhältnis auf das erste Verdichtungsverhältnis eingestellt ist), wenn die Bestimmung in dem Prozess aus Schritt S201 positiv ist. Die ECU 100 führt dann den Prozess aus Schritt S102 anschließend aus. Wenn die in dem Prozess aus Schritt S102 getroffene Bestimmung positiv ist, führt die ECU 100 den Prozess aus Schritt S202 anschließend aus.
  • In dem Prozess aus Schritt S202 führt die ECU 100 den Vorstellprozess zur Diagnose durch, indem der Zündzeitpunkt des Ziel-Zylinders auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt eingestellt wird und der Zündzeitpunkt des Nicht-Ziel-Zylinders auf den momentverringernden Zündzeitpunkt eingestellt wird. Wie oben beschrieben ist, ist der klopfverursachende Zündzeitpunkt ein solcher Zündzeitpunkt, der zu dem Auftreten eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des Ziel-Zylinders gleich dem ersten Verdichtungsverhältnis ist, aber nicht zu dem Auftreten eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des Ziel-Zylinders gleich dem zweiten Verdichtungsverhältnis ist. Nach dem Ausführen des Prozesses aus Schritt S202 führt die ECU 100 den Prozess aus Schritt S104 anschließend aus, in dem die ECU 100 den Momentkompensationsprozess durchführt. Nach dem Ausführen des Prozesses aus Schritt S104 führt die ECU 100 den Prozess aus Schritt S203 anschließend aus.
  • In dem Prozess aus Schritt S203 bestimmt die ECU 100 auf Basis des Ausgabesignals des Klopfsensors 102, ob ein Klopfen auftritt bzw. nicht auftritt. Falls die in dem Prozess aus Schritt S203 erfolgte Bestimmung positiv ist, führt die ECU 100 den Prozess aus Schritt S204 anschließend aus, in dem die ECU 100 bestimmt, dass der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des Ziel-Zylinders eine Unregelmäßigkeit aufweist. Auf der anderen Seite führt die ECU 100 nden Prozess aus Schritt S205 anschließend aus, wenn die in dem Prozess aus Schritt S203 erfolgte Bestimmung negativ ist, in dem die ECU 100 bestimmt, ob eine vordefinierte Zeitspanne von dem Start des Vorstellprozess zur Diagnose für den Ziel-Zylinder verstrichen ist. Wenn die in dem Schritt S205 erfolgte Bestimmung negativ ist, geht die ECU 100 auf den Prozess aus Schritt S201 zurück. Wenn die in dem Schritt S205 erfolgte Bestimmung positiv ist, führt die ECU 100 den Prozess aus Schritt S206 aus, in dem ECU 100 bestimmt, dass der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des Ziel-Zylinders in einer normalen Bedingung ist. Nach dem Ausführen des Prozesses aus Schritt S204 oder S206 führt die ECU 100 den Prozess aus Schritt S109 und die nachfolgenden Schritte aus.
  • Indem die Unregelmäßigkeitsdiagnose des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus in der oben beschriebenen Weise durchgeführt wird, kann der Zylinder 300, von welchem der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus eine Unregelmäßigkeit aufweist, bei einer verringerten Momentdifferenz untern den Zylindern und bei einer verringerten Abnahme in dem Gesamtmoment der Verbrennungsmaschine 1 identifiziert werden, wenn eine Unregelmäßigkeit, die ein Wechseln des Verdichtungsverhältnisses von dem zweiten Verdichtungsverhältnis zu dem ersten Verdichtungsverhältnis verhindert (oder eine Unregelmäßigkeit, die das Verdichtungsverhältnis bei dem zweiten Verdichtungsverhältnis hält), in dem Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus eines Zylinders 300 der Verbrennungsmaschine 1 auftritt. Da die Unregelmäßigkeitsdiagnose des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus unter Verwendung des bestehenden Klopfsensors 102 durchgeführt werden kann, werden keine zusätzlichen Bestandteile benötigt.
  • Die Unregelmäßigkeitsdiagnose gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform und die Unregelmäßigkeitsdiagnose gemäß der zweiten Ausführungsform können in Kombination verwendet werden. Wenn der Betriebszustand der Verbrennungsmaschine 1 in den zuvor genannten MBT Betriebsbereich fällt, wenn der Maschinenlastfaktor gleich oder höher dem vordefinierten Grenzwert ist, kann die Unregelmäßigkeitsdiagnose gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt werden, und wenn der Maschinenlastfaktor niedriger als der vordefinierte Grenzwert ist, kann die Unregelmäßigkeitsdiagnose gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt werden. Eine solche kombinierte Verwendung der Unregelmäßigkeitsdiagnoseverfahren ermöglicht ein Erfassen beider Unregelmäßigkeiten, die ein Wechseln des Verdichtungsverhältnisses von dem ersten Verdichtungsverhältnis auf das zweite Verdichtungsverhältnis verhindert, und einer Unregelmäßigkeit, die ein Wechseln des Verdichtungsverhältnisses von dem zweiten Verdichtungsverhältnis auf das erste Verdichtungsverhältnis in einem Zylinder 300 der Verbrennungsmaschine 1 verhindert, und ermöglicht eine Identifizierung des Zylinders 300, von welchem der variable Verdichtungsverhältnismechanismus eine Unregelmäßigkeit aufweist.
  • Während in den ersten und zweiten Ausführungsformen der variable Verdichtungsverhältnismechanismus das Verdichtungsverhältnis in zwei Schritten variieren kann (d.h., das erste und zweite Verdichtungsverhältnis), kann die Unregelmäßigkeitsdiagnose gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus verwendet werden, der das Verdichtungsverhältnis in drei Schritten variieren kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbrennungsmaschine
    6
    längenvariable Pleuelstange
    8
    Zündkerze
    32
    Exzenterelement
    35
    Schaltsystem
    75
    OSV
    100
    ECU
    102
    Klopfsensor

Claims (4)

  1. Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung für einen variablen Verdichtungsverhältnismechanismus zur Verwendung in einer Fremdzündungsverbrennungsmaschine, die mit einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus ausgebildet ist, der das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine, die eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, zwischen zumindest einem ersten Verdichtungsverhältnis und einem zweiten Verdichtungsverhältnis wechseln kann, das niedriger als das erste Verdichtungsverhältnis ist, und einen Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus, der in jedem der Zylinder der Verbrennungsmaschine ausgebildet ist, einen Klopfsensor, der an der Verbrennungsmaschine angebracht ist, und eine Zündkerze enthält, die an jedem der Zylinder der Verbrennungsmaschine befestigt ist, wobei die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung aufweist: eine Zündsteuereinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie einen Vorstellprozess zur Diagnose durchführt, um den Zündzeitpunkt eines Zylinders der Verbrennungsmaschine auf einen klopfverursachenden Zündzeitpunkt vorzustellen, der weiter vorne als der MBT liegt, der nicht zu dem Auftretens eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des einen Zylinders das zweite Verdichtungsverhältnis ist, aber zu dem Auftreten eines Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des einen Zylinders das erste Verdichtungsverhältnis ist, wenn der variable Verdichtungsverhältnismechanismus derart gesteuert wird, dass das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine auf das zweite Verdichtungsverhältnis eingestellt wird; und eine Diagnoseeinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie erfasst, dass der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des einen Zylinders, von welchem der Zündzeitpunkt auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt vorgestellt ist, eine Unregelmäßigkeit aufweist, wenn der Klopfsensor das Auftreten eines Klopfens erfasst, wenn der Vorstellprozess für die Diagnose durchgeführt wird.
  2. Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung für einen variablen Verdichtungsverhältnismechanismus nach Anspruch 1, wobei die Zündsteuereinheit einen Prozess zum Einstellen des Zündzeitpunkts von anderen als dem einen Zylinder auf einen Zündzeitpunkt, der weiter hinten liegt als der MBT, zusätzlich zu dem Prozess zum Vorstellen des Zündzeitpunkts des einen Zylinders der Verbrennungsmaschine auf den klopfverursachenden Zündzeitpunkt durchführt.
  3. Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung für einen variablen Verdichtungsverhältnismechanismus nach Anspruch 2, weiter eine Momentsteuereinheit aufweisend, die derart konfiguriert ist, dass sie einen Momentkompensationsprozess durchführt, um die Ansaugluftmenge und die Kraftstoffeinspritzmenge der Verbrennungsmaschine größer einzustellen, wenn der Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird, als wenn der Vorstellprozess zur Diagnose nicht durchgeführt wird.
  4. Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung für einen variablen Verdichtungsverhältnismechanismus zur Verwendung in einer Fremdzündungsverbrennungsmaschine, die mit einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus ausgebildet ist, der das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine, die eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, zwischen zumindest einem ersten Verdichtungsverhältnis und einem zweiten Verdichtungsverhältnis einstellen kann, das niedriger als das erste Verdichtungsverhältnis ist, und einen Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus, der in jedem der Zylinder der Verbrennungsmaschine ausgebildet ist, einen Klopfsensor, der an der Verbrennungsmaschine befestigt ist, und eine Zündkerze enthält, die an jedem der Zylinder der Verbrennungsmaschine befestigt ist, wobei die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung aufweist: eine Zündsteuereinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie einen Vorstellprozess zur Diagnose durchführt, um den Zündzeitpunkt eines Zylinders der Verbrennungsmaschine auf einen klopfverursachenden Zündzeitpunkt vorzustellen, der weiter vorne als der MBT liegt, der zu dem Auftreten des Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des einen Zylinders das erste Verdichtungsverhältnis ist, aber nicht zu dem Auftreten des Klopfens führt, wenn das aktuelle Verdichtungsverhältnis des einen Zylinders das zweite Verdichtungsverhältnis ist, wenn der variable Verdichtungsverhältnismechanismus derart gesteuert wird, dass das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungsmaschine auf das erste Verdichtungsverhältnis eingestellt wird; und eine Diagnoseeinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie erfasst, dass der Verdichtungsverhältnisänderungsmechanismus des einen Zylinders, von dem der Zündzeitpunkt auf den klopfverursachend Zündzeitpunkt vorgestellt ist, eine Unregelmäßigkeit aufweist, wenn der Klopfsensor kein Auftreten eines Klopfens erfasst, wenn der Vorstellprozess zur Diagnose durchgeführt wird.
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